【摘 要】
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禽蛋蛋壳品质的自动化检测和分级能够有效提高其检测效率及精度,对提高我国禽蛋的市场价值,满足消费者对于禽蛋的质量和安全要求以及增加农民收入均有重要意义。
本课题
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禽蛋蛋壳品质的自动化检测和分级能够有效提高其检测效率及精度,对提高我国禽蛋的市场价值,满足消费者对于禽蛋的质量和安全要求以及增加农民收入均有重要意义。
本课题以鸡蛋为研究对象,采用声学检测技术,对鸡蛋外部品质(蛋壳硬度和裂纹)进行无损检测研究。设计了一套禽蛋外部蛋壳品质的在线无损检测系统,系统以数字信号处理器(DSP,TMS320F2812)为核心芯片,实现了受检禽蛋的自动敲击、信号调理、信号采集与处理。
禽蛋蛋壳品质在线检测系统的外围硬件电路部分包括:自动敲击模块、信号采集与调理模块、AD校准模块;软件部分包括:电机驱动控制模块、信号采集模块、信号处理模块、AD校准模块以及上下位机通讯模块。当禽蛋到达敲击轨道时,光电传感器向DSP发出高电平信号,DSP进入中断程序,通过GPIO口向电机驱动电路发出控制信号,驱动电磁铁带动敲击棒执行敲击命令,拾音器将敲击响应信号转换成电信号,电压信号由信号调理电路将信号进行放大滤波处理,然后通过TMS320F2812开发板自带的AD模块对调理后的信号进行采样,应用阈值触发方式对采集的信号进行判断,并将有用信号保存,DSP对采集得到的信号进行频谱分析,提取特征参数,通过建立的模型判别禽蛋是否存在裂纹以及预测禽蛋蛋壳强度,利用串口通信将处理结果传输到上位机显示。
实验结果表明,蛋壳裂纹检测试验中,通过对频谱的分析提取了5个特征参数,并建立了相应的判别模型,完好和裂纹禽蛋判别准确率分别达95%和92.5%;蛋壳硬度试验中,通过对信号进行离散正弦变换(DCT)和傅里叶变换(FFT),应用联合区间偏最小二乘法(siPLS)和逐步回归对提取的区间进行变量筛选,建立了含有12个变量的线性模型,蛋壳硬度预测值与真实值的相关系数R=0.891。整套在线系统检测速率为5个/s,能满足在线检测的要求。
开发的禽蛋蛋壳品质快速无损在线检测装置,可为禽蛋品质的自动化枪测提供新方法,研究成果对提高我国在禽蛋行业的检测水平有着积极的意义。
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