禽蛋作为人们日常生活的重要食材和医药工业的重要原材料,在社会发展中具有不可替代的作用。近些年,随着国内外禽蛋产销量日益增加,对禽蛋生产加工技术有了更高的要求,而禽蛋在产销过程中易产生裂纹,会导致有害细菌侵入并引发禽蛋变质,如不及时检出裂纹蛋,势必会造成食品安全问题和经济损失。根据对国内外蛋品行业发展状况以及蛋壳裂纹检测研究现状的分析可知:蛋壳裂纹快速在线检测技术是制约当前禽蛋行业发展的关键因素;同时声学响应信号分析技术是当前蛋壳裂纹在线系统研究的主流技术。本研究设计基于声学响应信号分析方法的蛋壳裂纹高通量在线检测系统。提出一种多工位声学响应信号联合分析方法,建立适用于不同品种禽蛋蛋壳裂纹判别的检测模型,裂纹检测模型自适应性好、检测速度快、稳定性高。此外在线系统装置可与禽蛋加工生产线无缝对接,促进禽蛋加工一体化。首先本研究以DSP作为核心控制器开发了蛋壳声学信号自动激励和采集实验装置,分别采集鸡蛋和鸭蛋信号并传输至PC机保存;其次,利用Matlab对信号进行离线处理分析并建立可同时判别鸡蛋和鸭蛋蛋壳裂纹的检测模型;最后开发了禽蛋蛋壳裂纹在线检测系统,该系统包括以PLC为主处理器的运动控制模块和以DSP为主处理器的声学信号采集与分析模块;系统通过PLC进行输送线和敲击动作的同步协调控制;根据编码器反馈与预设的声学信号响应时机值,向DSP发送外触发命令,实现了禽蛋激励与信号采集的同步性;DSP对音频响应信号进行实时采集与分析,并利用所建立的检测模型进行蛋壳裂纹情况判别。通过对训练集鸡蛋和鸭蛋信号进行处理分析,分别建立时域检测模型和频域检测模型。经验证,时域检测模型对禽蛋样本中完好蛋的综合分类准确率达97.5%,对裂纹蛋分类准确率达99.5%;频域检测模型对完好蛋和裂纹蛋分类准确率分别为90%、97%。通过对比分析得出时域检测模型具有更好的检测效果,适用于本研究的在线检测系统。由在线装置实验表明系统检测速度可达3.0枚/秒以上,对完好蛋检测准确率达94%,对裂纹蛋检测准确率达97%。综上所述,本研究通过对比时域和频域分析方法发现,采用同一禽蛋时域信号相关性交叉分析方法可实现对不同品种禽蛋蛋壳裂纹的高速检测,并针对性的设计了对应禽蛋裂纹在线检测装置,可满足禽蛋生产加工行业的实际应用需求,促进我国蛋品行业朝着智能化、自动化和国际化方向发展。