[發明專利]基于排水法的雞蛋新鮮度無損檢測裝置及其方法

在審

• 申請號: 201910648181.1
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110333160A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 王巧華;湯文權
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

1.一種基于排水法的雞蛋新鮮度無損檢測裝置，包括雞蛋（0），

其特征在于：

設置有滑輪（1）、支架（2）、燒杯（3）、稱重傳感器（4）、細繩（5）、圓環蛋托（6）、步進電機（7）、處理器（8）、顯示屏（9）和細繩卡扣（10）；

其位置和連接關系是：

由滑輪（1）、支架（2）、細繩（5）、圓環蛋托（6）和步進電機（7）組成升降部分：滑輪（1）固定在支架（2）的頂部，圓環蛋托（6）用細繩（5）系著，在細繩（5）上設有一個細繩卡扣（10），細繩（5）的另一端繞過滑輪（1）固定在步進電機（7）的轉軸上，步進電機（7）固定在支架（2）的下方；

由燒杯（3）和稱重傳感器（4）組成稱重部分：稱重傳感器（4）置于燒杯（3）的下方，便于稱量燒杯（3）及其內部物質的重量，可以稱量出不同狀態下燒杯（3）和燒杯中物質的總重量；

由處理器（8）和顯示屏（9）組成處理部分：處理器（8）和顯示屏（9）相連接并封裝在一起；處理器（8）中封裝的步進電機驅動器并與步進電機（7）通過導線相連接；處理器（8）和稱重傳感器（4）通過數據線相連接。

2.按權利要求1所述的一種簡易雞蛋新鮮度無損檢測裝置，其特征在于：

所述的處理器（8）其內嵌的工作流程是：

A、裝置上電（201）；

B、按下去皮按鍵（202）；

C、步進電機轉動，測量圓環蛋托的體積和重量（203）；

D、顯示并存儲圓環蛋托體積和重量，步進電機復位（204）；

E、放置雞蛋（205）；

F、按下檢測按鍵（206）；

G、步進電機轉動，測量雞蛋的體積和實際重量（207）；

H、顯示雞蛋新鮮度，步進電機復位（208）；

I、取走雞蛋（209）；

J、結束（210），或再次檢測；

再次檢測只需要重復步驟E至步驟I。

3.基于權利要求1或2所述裝置的檢測方法，其特征在于包括下列步驟：

①測量圓環蛋托（6）和細繩卡扣（10）的總體積和總重量

A、給處理器（8）上電之后，處理器8第1次自動讀取稱重傳感器（4）的數值為零，并存儲在處理器（8）內部；

B、不放雞蛋（0），按下處理器（8）的去皮按鍵，處理器（8）控制步進電機（7）轉動，使圓環蛋托（6）和細繩卡扣（10）完全浸沒在水中但不接觸燒杯（3），其圓環蛋托（6）和細繩卡扣（10）由于細繩5的牽引，此時處理器（8）第2次自動讀取并存儲稱重傳感器（4）的數值，通過內部運算得到其數值的增量即為圓環蛋托（6）和細繩卡扣（10）排出水的總重量，根據水的密度計算得出圓環蛋托（6）和細繩卡扣（10）的總體積，并存儲在處理器（8）的內部；

C、處理器（8）控制步進電機（7）繼續轉動，使圓環蛋托（6）和細繩卡扣（10）完全沉到燒杯底部，此時處理器（8）第3次自動讀取并存儲稱重傳感器（4）的數值，通過內部運算得到其數值的增量即為圓環蛋托（6）和細繩卡扣（10）的實際重量，并將結果存儲在處理器（8）的內部；

②進行雞蛋新鮮度的測量

A、在圓環蛋托（6）上放置被測量的雞蛋（0）后，用細繩卡扣（10）將雞蛋（0）鎖緊，按下處理器（8）的測量按鍵，處理器（8）控制步進電機（7）轉動，使圓環蛋托（6）、細繩卡扣（10）和雞蛋（0）完全浸沒在水中同時不觸碰到燒杯（3），此時第4次自動讀取稱重傳感器（4）的值，計算得出圓環蛋托（6）、細繩卡扣（10）和雞蛋（0）的總體積，將此數值與存儲在處理器（8）內部的圓環蛋托（6）和細繩卡扣（10）的體積相減，即可得出雞蛋的體積V，再根據雞蛋的體積V與雞蛋的初始重量G關系模型計算出雞蛋（0）的初始蛋重G=KV+b；

比例系數K和截距b按實驗方法獲得；

B、處理器（8）控制步進電機（7）繼續轉動，使圓環蛋托（6）、細繩卡扣（10）和雞蛋（0）沉入燒杯（3）的底部，此時第5次自動讀取稱重傳感器（4）的值，計算得出雞蛋（0）的實際重量；

雞蛋失重率=（雞蛋的初始重量-雞蛋0的實際重量）/雞蛋的初始重量；

C、判斷雞蛋新鮮度

雞蛋新鮮度與雞蛋失重率成正比；

D、處理器（8）控制步進電機反向轉動，使雞蛋（0）回到初始位置并在顯示屏（9）上提示取走雞蛋，完成全部檢測過程；

③再次檢測

按照步驟②放置好雞蛋（0）之后，再次按下處理器（8）的檢測按鍵后，自動校準首次讀取的稱重傳感器（4）的數值，再按照步驟②完成再次檢測過程。

4.按權利要求3所述的檢測方法，其特征在于：

所述的比例系數K和截距b按下述的實驗方法獲得：

將當天新鮮雞蛋100枚進行試驗，分別獲得每枚新鮮雞蛋的重量和體積，將雞蛋的體積做為橫坐標，將雞蛋的重量作為縱坐標，作出散點圖，觀察可知其體積與蛋重有很明顯的線性關系：G=KV+b。