[实用新型]一种禽蛋蛋壳裂纹检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种禽蛋蛋壳裂纹检测装置，特指一种基于声脉冲-振动二维传感响应信号分析的禽蛋蛋壳不同质量（完好蛋、裂纹蛋）快速无损检测装置，属于禽蛋蛋壳质量的检测装置领域。

背景技术

中国的禽蛋年产量均在2700万吨以上，据统计，蛋壳结构有缺陷（如钢壳蛋、沙壳蛋、裂纹蛋）的禽蛋占中国生产总量的6%以上。当禽蛋蛋壳质量出现问题时，会给禽蛋的储藏、运输及加工带来很多问题。如当禽蛋出现裂纹后，微生物等有害物质易从裂纹处侵入蛋的内部基质，导致其保质期下降；此外，裂纹蛋和沙壳蛋结构刚度差，在运输过程中容易破损；另外裂纹蛋，钢壳蛋和沙壳蛋均不能加工成蛋制品，不仅给生产者造成经济损失，给消费者的饮食健康也埋下了隐患。因此，带有质量问题蛋壳的检测在禽蛋的运输、加工和销售过程中十分必要。目前，国内外产业生产中禽蛋裂纹主要依靠人工检测，此方法劳动强度大，效率低，人为破损率高，而且检测精度易受人的主观因素和外界环境条件影响，不易于禽蛋产业化生产。

    当禽蛋的蛋壳强度发生变化时，其结构刚度和阻尼系数将随之变化，必然会反映到其模态固有频率和阻尼系数比上。经验数据表明（林颢，基于敲击振动、机器视觉和近红外光谱的禽蛋品质无损检测研究[D]，博士学位论文，江苏大学），由于结构刚度和阻尼系数不同，完好禽蛋受敲击（激励）发出的声音清脆；当蛋壳出现裂纹或者沙壳时，则会发出沉闷沙哑的声音，利用这种敲击振动响应信号特性的差异，可区分出不同质量的禽蛋。近些年来，声脉冲响应信号分析方法陆续应用于禽蛋裂纹的检测。但机械敲击也有相应的问题，即机械敲击的位置通常设计在禽蛋裂纹区域的附近，才能得到较完整且清晰的裂纹信息特征，由于声脉冲信号在空气中传播，当机械敲击的位置与裂纹区域的距离超过一定的界限后，声脉冲信号强度迅速衰减，裂纹信息特征模糊，加上外界噪音的干扰，裂纹禽蛋的识别率也就无法保证了（Li Sun, Xiakun Bi, Hao Lin, Jiewen Zhao, Jianrong Cai, On-line detection of eggshell crack based on acoustic resonance analysis, Journal of Food Engineering. 2013,116:240-245）。因此，通常对禽蛋蛋壳表面进行多点全面敲击，以保证裂纹附近的区域能被敲击到。

本实用新型提出了声脉冲-振动二维响应信号检测裂纹禽蛋，通过采集禽蛋受机械激励后产生的声脉冲-振动多维响应信号，分析其在禽蛋蛋壳表面分布、扩散及衰减情况，最后，综合声脉冲和振动响应信号，以期实现一到二次敲击即可判别裂纹禽蛋。

实用新型内容

 本实用新型的目的是为克服现有技术的不足，提供一种基于声脉冲-振动二维传感器响应信号分析的禽蛋蛋壳裂纹快速无损检测装置，该装置可通过一到二次机械激励即可采集并分析禽蛋蛋壳质量信息，该装置可应用于禽蛋蛋壳生产加工和流通过程中的自动化检测。

本实用新型提供一种声脉冲-振动二维传感器检测装置，该装置包括：支撑基座、传感器固定支架、可调式运动轨道、振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、振动加速度传感器三、声脉冲传感器、电荷放大器一、电荷放大器二、电荷放大器三、敲击棒、电磁铁、A/D采集卡、声卡、计算机、支架。

所述支撑基座两侧和中间位置分别固定有传感器固定支架，两侧传感器固定支架上分别设置有可调式运动轨道，两侧可调式运动轨道上均装有振动加速度传感器二、振动加速度传感器三，支撑基座中间位置固定的传感器固定支架上端设置有振动加速度传感器一；

所述振动加速度传感器一与电荷放大器一相连接，振动加速度传感器二与电荷放大器二相连接，振动加速度传感器三与电荷放大器三相连接；

所述电荷放大器一、电荷放大器二、电荷放大器三均通过A/D采集卡连通计算机；

电磁铁固定于支架上，敲击棒一端与电磁铁连接，敲击棒另一端连接有声脉冲传感器，声脉冲传感器通过声卡与计算机连接。

振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、振动加速度传感器三和声脉冲

传感器传感器围绕着禽蛋赤道位置以90度距离依次分布，其中，声脉冲传感器位于禽蛋赤道的顶部，振动加速度传感器二位于禽蛋赤道的左侧、振动加速度传感器三位于禽蛋赤道的右侧、振动加速度传感器一位于禽蛋赤道的底部，四个传感器用于从四个不同区域检测禽蛋的蛋壳质量。

底部的传感器与禽蛋蛋壳硬接触，也起到支撑禽蛋的作用。