[发明专利]基于并联压电薄膜阵列的禽蛋滚动式在线裂纹检测装置

说明书

本发明公开了一种基于并联压电薄膜阵列的禽蛋滚动式在线裂纹检测装置。输送链条上等间隔装有禽蛋推进机构，相邻的禽蛋推进机构之间装夹有禽蛋；输送链条的两侧对称设有两条与输送链条平行的禽蛋轨道，禽蛋轨道包括依次沿输送方向的前端轨道、检测轨道和后端轨道，检测轨道上安装有沿输送方向均布排列的N个并联压电薄膜阵列，并联压电薄膜阵列经信号调理电路和数据采集与处理系统。本发明实现了禽蛋裂纹的在线检测，简化了信号激励装置并实现了表面的多点连续检测，避免了由敲击力度的不同而产生的信号差异和未敲击到裂纹处引起的误判或漏检等情况，提高了检出率。

技术领域

本发明涉及一种禽蛋裂纹在线检测装置，特指一种基于并联压电薄膜阵列的禽蛋滚动式在线裂纹检测装置，属于禽蛋品质在线检测技术领域。

背景技术

禽蛋在线裂纹检测是禽蛋品质检测分级中的一道重要环节。当禽蛋蛋壳出现裂纹时，会给禽蛋的储藏、运输及加工带来很多问题，例如微生物易从裂纹处侵入蛋的内部，导致保质期缩短。此外，破损的禽蛋还会污染周边的完好蛋，引起交叉污染，造成经济损失。在我国，鸭蛋作为松花蛋和咸鸭蛋的原材料，对裂纹的检测尤为重要，裂纹将直接导致腌制的失败，造成损失。

目前在我国，禽蛋的裂纹在线检测仍然是一个技术瓶颈，虽然国内的一些科研机构已经在裂纹检测方面有了一定的研究，但是都还处于实验室研究阶段，还未达到商品化程度。目前国内各大禽蛋生产和加工企业均采用昂贵的进口裂纹在线检测设备，例如荷兰的MOBA公司和日本的NABEL公司。

除了人工光照检测，禽蛋裂纹检测主要有机器视觉和声学检测两种方式，而声学检测由于其固有的优势已被各大禽蛋品质检测分级设备制造商所采用。据NABEL公司报道，基于机器视觉的检测法只有60％左右的检出率，而基于声学的检测法可达到95％的检出率。声学检测法主要包括声激励装置、拾音器和信号处理系统。声激励装置通过使用敲击装置敲击蛋壳从而产生声音信号，拾音器采集声音信号，信号处理系统通过对声音信号的时域和频域成分分析并进行特征提取，从而进行裂纹判别。声学检测法虽然有效，但是其有一定的弊端：(1)为了提高检出率，必须对禽蛋的全表面进行检测，增加敲击点，使最大可能地敲到裂纹处；(2)为了防止敲击力过大使蛋壳破损，必须严格控制敲击力度；(3)保证敲击力度的一致性，适应不同大小和形状的禽蛋；(4)滤除声音信号中包含的各种外界干扰噪声，提高信号的信噪比；(5)建立可靠性好、适应性强的裂纹判别模型，适应不同批次和品种的禽蛋。上述的要求导致声学检测法对敲击装置和信号处理方法的有着极高的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于并联压电薄膜阵列的禽蛋滚动式在线裂纹检测装置，该装置利用压电薄膜作为传感器，连续检测禽蛋滚动时蛋壳与传感器接触部位的动态应力，实现禽蛋表面多点连续裂纹检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明包括一条输送链条、禽蛋推进机构、前端轨道、N个并联压电薄膜阵列、检测轨道、后端轨道、数据采集与处理系统和信号调理电路；输送链条上等间隔装有禽蛋推进机构，相邻的禽蛋推进机构之间装夹有禽蛋；输送链条的两侧对称设有两条与输送链条平行的禽蛋轨道，禽蛋轨道包括依次沿输送方向的前端轨道、检测轨道和后端轨道，检测轨道上安装有沿输送方向均布排列的N个并联压电薄膜阵列，并联压电薄膜阵列经信号调理电路和数据采集与处理系统。

所述的信号调理电路具有电荷放大和信号滤波功能；所述的数据采集与处理系统包括模数转换电路和数据处理系统。

所述的前端轨道、检测轨道和后端轨道的截面均呈L形，L形的短边朝向输送链条，L形的长边所在表面为顶面，所述N个并联压电薄膜阵列等间隔紧贴在检测轨道顶面，每个并联压电薄膜阵列包括沿输送方向顺序等间隔排布的多条压电薄膜条，每条压电薄膜条均垂直于输送方向，压电薄膜条相向并联连接到信号调理电路。