[发明专利]孵前种鸭蛋中受精蛋的光纤光谱分级检测装置及其方法

说明书

本发明公开孵前种鸭蛋中受精蛋的光纤光谱分级检测装置及其方法，包括：光室，光室的底部设有带孔传送带，带孔传送带上设有孔洞，孔洞用于放置孵前种鸭蛋；带孔传送带下方设有聚光透镜，聚光透镜通过石英光纤连接有卤素光源；光室内设有准直透镜和光电传感器，准直透镜与所述聚光透镜上下对应设置，准直透镜通过光纤连接有光纤光谱仪，光纤光谱仪连接有计算机；光电传感器连接有PLC控制器，PLC控制器与所述计算机相连；带孔传送带的一端连接有电机，带孔传送带的另一端连接有剔蛋装置。本发明能在孵化前实现对种鸭蛋中的受精蛋进行快速准确的无损检测。

技术领域

本发明涉及农产品在线分级检测及畜禽养殖孵化技术领域，特别是涉及一种孵前种鸭蛋中受精蛋的光纤光谱分级检测装置及其方法。

背景技术

根据2018年中国畜牧业协会与世界粮农组织FAO提供的数据，世界肉鸭出栏量约47.4亿只，蛋鸭存栏量约1.87亿只，我国鸭养殖占世界鸭养殖量的74.3％。这表明我国鸭蛋孵化行业每年需要孵化数十亿只鸭苗才能满足国内养殖需求。但目前国内种鸭的养殖方式以散养为主，导致种鸭蛋的自然受精率低于80％。目前我国禽蛋孵化行业，剔除无精蛋的方式是在禽蛋孵化后进行人工照蛋，劳动强度大、费时费力、效率低下。同时，无精蛋在孵化前依然具有极高的食用价值，而孵化几天后的鸭蛋的食用价值则大大降低，若能在种鸭蛋孵化前将无精蛋剔除，不仅避免了资源的浪费，同时也能够提高种鸭蛋孵化成功率。

目前，国内外学者在禽蛋孵化方面做了很多研究，大都采用机器视觉和光谱等技术手段。机器视觉技术虽然具有快速、高效的特点但需对种蛋孵化后才能进行检测。祝志慧等利用高光谱技术采集入孵前种鸡蛋的光谱和图像信息，利用相关向量机建立了受精蛋和无精蛋的判别模型，识别准确率可以达到96％，但高光谱设备价格昂贵且检测效率低，部署到实际生产的难度较大；利用近红外漫反射光谱(祝志慧，2012，光谱学与光谱分析)采集孵前种鸡蛋的光谱信息，经过相关预处理后，利用马氏距离建立判别模型识别准确率为91.67％，但漫反射式光谱技术也存在着效率低的问题；秦五昌等利用可见近红外透射光谱技术采集孵化3天后的种鸡蛋光谱信息，经过主成分分析法处理后建立了Fisher判别模型，准确率高达96.58％。然而，目前绝大部分研究者利用光谱技术静态检测孵化前种鸡蛋是否受精，静态检测所建立的模型泛化能力差，往往只能停留在实验室阶段，且传统的机器学习方法建模不稳定，难以应用到生产实际；另外，以上研究均针对种鸡蛋，与鸡蛋相比种鸭蛋的检测难度更大，主要原因有：以散养为主的种鸭，生产出来的蛋壳厚度差异大且表面污渍较多，另外种鸭蛋的蛋壳颜色差异较大，同一品种也存在青壳和白壳之分，这使学者们较少研究种鸭蛋，目前尚无有效的技术手段能够在种鸭蛋孵化前检测出受精蛋。

因此，目前亟需一种能够对孵前种鸭蛋中的受精蛋进行快速检测的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种孵前种鸭蛋中受精蛋的光纤光谱分级检测装置及其方法，以解决现有技术中存在的技术问题，能够对孵前种鸭蛋中的受精蛋进行快速检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种孵前种鸭蛋中受精蛋的光纤光谱分级检测装置，包括：光室，所述光室的底部设有带孔传送带，所述带孔传送带上设有孔洞，所述孔洞用于放置孵前种鸭蛋；所述带孔传送带下方设有聚光透镜，所述聚光透镜通过石英光纤连接有卤素光源；所述光室内设有准直透镜和光电传感器，所述准直透镜与所述聚光透镜上下对应设置，所述准直透镜通过光纤连接有光纤光谱仪，所述光纤光谱仪连接有计算机；所述光电传感器连接有PLC控制器，所述PLC控制器与所述计算机相连；所述带孔传送带的一端连接有电机，所述带孔传送带的另一端连接有剔蛋装置。

优选地，所述光室采用矩形的不锈钢箱体，所述不锈钢箱体内喷有黑色涂漆。

优选地，所述光电传感器采用漫反射式光电传感器。

优选地，所述剔蛋装置包括电磁阀、推动剔除杆，所述推动剔除杆有加绒处理。

本发明还提供一种孵前种鸭蛋中受精蛋的光纤光谱分级检测方法，包括如下步骤：