[发明专利]基于声音信号处理的瓶盖密封性检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于声音信号处理的瓶盖密封性检测装置，其特征是，它包括电磁激振装置，所述电磁激振装置位于瓶口上方，所述瓶口一侧设有声传感器；所述声传感器与声音信号分析装置相连。

2.如权利要求1所述的基于声音信号处理的瓶盖密封性检测装置，其特征是，所述声传感器与声音信号分析装置的信号放大及滤波电路相连，声音信号分析装置的信号放大及滤波电路、模数转换电路、DSP信号处理与分析模块和检测结果显示模块依次连接；所述的信号放大及滤波电路还与信号阈值检测电路相连；所述的信号阈值检测电路还与DSP信号处理与分析模块连接。

3.如权利要求1所述的基于声音信号处理的瓶盖密封性检测装置，其特征是，所述的声传感器为单声道驻极体电容式声传感器。

4.如权利要求1所述的基于声音信号处理的瓶盖密封性检测装置，其特征是，所述电磁激振装置由相对应的电磁铁和控制电路组成；所述电磁铁采用24V直流电压供电，电磁铁的吸力为45N；所述控制电路是由555定时器构成的多谐振荡器。

5.如权利要求1所述的基于声音信号处理的瓶盖密封性检测装置，其特征是，所述信号放大及滤波电路中，信号放大电路采用前置音频放大器INA217；信号滤波电路采用的滤波器是一个二阶巴特沃斯有源低通滤波器。

6.一种采用权利要求1的基于声音信号处理的瓶盖密封性检测方法，其特征是，该方法的检测步骤如下：

a.首先由电磁激振装置对瓶子封盖进行激振，产生声音信号；

b.声传感器提取产生的声音信号并将其转换成电信号；

c.电信号经信号放大及滤波电路放大滤波后，一路进入模数转换电路，一路进入信号阈值检测电路；

d.进入信号阈值检测电路的信号若大于阈值信号，则DSP信号处理与分析模块开始工作，反之DSP信号处理与分析模块不工作；

e.当DSP信号处理与分析模块工作时，对模数转换后的信号进行处理与分析，判断瓶盖是否漏气；

f.最后将判别结果输出到检测结果显示模块。

7.如权利要求6所述的基于声音信号处理的瓶盖密封性检测方法，其特征是，在所述e中，DSP信号处理与分析模块的处理与分析步骤如下：

A.初始化DSP信号处理与分析模块；

B.采集声音信号并进行功率谱分析；

C.找到密封性好的瓶子和漏气瓶子在频域里的差异；

D.依据贝叶斯判别原理，分别建立封盖合格瓶子的判别函数G1和封盖异常瓶子的判别函数G0；

E.将提取的特征参数分别代入两个判别函数，计算出G0和G1的数值大小；

F.若G1> G0则为密封性好的瓶子，否则为漏气的瓶子。

8.如权利要求7所述的基于声音信号处理的瓶盖密封性检测方法，其特征是，在所述D中，所述坏瓶判别函数G0和好瓶判别函数G1的函数形式分别为：

              

               

其中， 均为常系数；为共振峰频率，功率谱面积在X轴方向上的质心，频率两侧能量百分比，中高频段能量比值S。

9.如权利要求7所述的基于声音信号处理的瓶盖密封性检测方法，其特征是，在所述E中，所述提取的特征参数为共振峰频率，功率谱面积在X轴方向上的质心，频率两侧能量百分比，中高频段能量比值S。