式光电开关检测到,对射式光电开关产 生脉冲信号传送到DSP信号处理模块触发不锈钢空心方管内部的麦克风开始进行声音信 号数据采集; C) 禽蛋在滚动时与裂纹检测轨道副的不锈钢空心方管的凹槽进行碰撞产生连续的振 动并发出声音,安装于不锈钢空心方管内部的麦克风连续采集各个凹槽碰撞的声音信号转 化为电信号,并通过信号调理电路进行放大和滤波; D) 增量式旋转编码器输出脉冲信号到DSP信号处理模块,DSP信号处理模块将脉冲个 数转化为单边弯板链驱动轴的旋转角度,再根据链轮的分度圆直径将旋转角度转化为推进 组件的前进距离,将连续的声音信号分割成与不锈钢空心方管凹槽数量相等的多个片段声 音信号; E) 对每一个片段声音信号依次进行时域频域分析和特征提取后,建立基于片段声音信 号特征差异性的裂纹判别模型,利用裂纹判别模型对蛋壳进行检测,实现自适应的蛋壳裂 纹检测。
[0018] 本发明具有的有益效果是: 1、本发明采用在推进机构的作用下,禽蛋以主动的方式在禽蛋裂纹检测轨道上接触滚 动的同时又与轨道上等距排布的凹槽进行轻微碰撞产生连续的振动并发出声音,对禽蛋大 部分表面进行声激励检测,适应不同形状、大小的禽蛋,大大简化了声音激励装置和控制方 式,适用于在线检测。
[0019] 2、本发明控制方式简单,可实现以下控制功能: A.声激励力度大小的控制:声激励的强度大小与禽蛋本身的质量和滚动速度有关,在 滚动速度一定的情况下,可通过改变不锈钢空心方管上的凹槽的宽度来控制声激励力度的 大小,实际使用中在保证禽蛋蛋壳不受损的情况下凹槽的宽度尽可能取大,而且在恒速滚 动下,同个禽蛋其声激励力度近似相同,相当于产生恒定的敲击力,这样可以减少由于声激 励强度不同造成的对禽蛋裂纹判别模型有效性的影响。
[0020] B.禽蛋表面均匀声激励位置和声激励次数的控制:由于禽蛋是与轨道接触滚动 的,因此能够在与禽蛋赤道面平行的禽蛋表面包络线上产生等间隔声激励。可以通过改变 不锈钢空心方管中凹槽之间的距离来控制声激励包络线上声激励点的密度;可以通过改变 裂纹检测轨道副两侧轨道组件之间的间距来控制声激励包络线与赤道面的距离;可以通过 增加禽蛋裂纹检测轨道中裂纹检测轨道副的数量,以增加与赤道面不同距离的声激励包络 线;通过以上方式可以实现禽蛋大部分表面的均匀声激励检测,提高裂纹蛋的检出率。
[0021] C.采用对射式光电开关检测禽蛋进入裂纹检测轨道组件,触发DSP信号处理模 块进行声音信号数据采集,基于位置的信号采集触发方式具有较高的可靠性,避免采用声 音阈值触发时由于短时高能干扰产生的误触发。采用增量式旋转编码器输出脉冲信号用于 定位禽蛋位置,将连续的声音信号准确地分割成与不锈钢空心方管的槽数相等的片段声音 信号,基于位置的片段声音信号截取的方式适应不同的输送速度。
[0022] 3、本装置产生的声激励信号具有较高的性噪比,干扰噪声小。由于麦克风与不锈 钢空心方管的内表面贴合,因此激励声信号可以直接通过固体材料传播到麦克风,无需通 过空气传播,此外,由于麦克风安装于方管内,方管的两侧用隔音密封套隔音,从而提高信 噪比。
[0023] 4、采用同个禽蛋测得的所有片段声音信号时域和频域特征参数之间的差异性来 建立裂纹检测的判别模型,对于不同批次和不同品种的禽蛋,无需再次通过大量样本构建 判别模型,提高了裂纹判别模型的适应性。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明装置的总体结构示意图。
[0025] 图2是本发明禽蛋裂纹检测轨道的俯视图。
[0026] 图3是本发明信号采集触发装置安装位置的示意图。
[0027] 图4是本发明禽蛋裂纹检测轨道的侧视图。
[0028] 图5是本发明禽蛋裂纹检测轨道组件的剖视图。
[0029] 图6是本发明辅助轨道组件的结构示意图。
[0030]图7是本发明禽蛋推进组件的结构及其安装示意图。
[0031] 图8是本发明单个裂纹检测轨道组件声音信号采集及处理示意图。
[0032] 图9是一个裂纹蛋在滚过一段裂纹检测轨道时产生的声音信号时域波形示意图。
[0033] 图10是一个完好蛋在滚过一段裂纹检测轨道时产生的声音信号时域波形示意 图。
[0034] 图11是本发明系统的硬件连接图。
[0035] 图12是本发明信号检测和处理的框架图。
[0036] 图中:1、辅助轨道组件,2、裂纹检测轨道组件,3、禽蛋,4、推进组件,5、单边弯板 链,6、信号调理电路,7、DSP信号处理模块,8、增量式旋转编码器,9、对射式光电开关,10、裂 纹检测轨道副,11、支撑轨道,12、软垫,21、不锈钢空心方管,22、麦克风,23、麦克风安装件, 24、隔音密封套,41、特氟龙胶带,42、U型软垫,43、直角安装板,44、U型安装板,45、条形横 梁,46、松动螺栓副,47、紧固螺栓副。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0038] 如图1所示,本发明包括裂纹检测轨道副10、推进组件4、两个环形的单边弯板链 5、信号调理电路6和DSP信号处理模块7 ;多个结构相同的裂纹检测轨道副10沿禽蛋3传 送方向的直线间隔均布为一排作为禽蛋3滚动的轨道,裂纹检测轨道副10的正上方设有两 个平行相对安装的环形单边弯板链5,两个单边弯板链5分别安装在沿禽蛋3传送方向的 两侧,两个单边弯板链5之间安装有沿环形间隔均布的推进组件4,禽蛋3在推进组件4的 推动下沿裂纹检测轨道副10滚动;两个单边弯板链5的驱动轴上连接有用于检测旋转角度 的增量式旋转编码器8,裂纹检测轨道副10的两侧设有用于禽蛋3定位、触发信号采集的 对射式光电开关9 ;每个裂纹检测轨道副10均经信号调理电路6与DSP信号处理模块7连 接,增量式旋转编码器8和对射式光电开关9分别与DSP信号处理模块7连接。
[0039] 如图2所示,裂纹检测轨道副10包括平行布置在轨道左右对称两侧的一个辅助轨 道组件1和一个裂纹检测轨道组件2,裂纹检测轨道组件2的上表面和辅助轨道组件1的上 表面位于同一水平面,相邻裂纹检测轨道副10的辅助轨道组件1和裂纹检测轨道组件2左 右两侧布置位置相反,裂纹检测轨道组件2朝向辅助轨道组件1 一侧的顶边间隔均布开有 用于禽蛋滚动检测的多个凹槽。
[0040] 一个裂纹检测轨道副10的辅助轨道组件1和裂纹检测轨道组件2之间距离小于 禽蛋的长轴长度。
[0041] 如图5所示,裂纹检测轨道组件2包括不锈钢空心方管21、麦克风22、麦克风安装 件23和隔音密封套24,隔音密封套24安装在不锈钢空心方管21的两端实现密封,不锈钢 空心方管21内装有麦克风22,麦克风22通过麦克风安装件23安装在不锈钢空心方管21 的底部中心,麦克风22上表面紧贴在不锈钢空心方管21内顶面;不锈钢空心方管21朝向 辅助轨道组件1 一侧的顶边间隔均布开有多个凹槽;麦克风22通过螺纹插入麦克风安装件 23的内孔中,麦克风安装件23固定在不锈钢空心方管21底部中心的圆孔中,麦克风22通 过螺纹上下移动,使得麦克风22上表面紧贴在不锈钢空心方管21内顶面,有利于最大限度 采集禽蛋滚动过程中产生的声音信号。
[0042] 如图6所示,辅助轨道组件1包括长方体支撑轨道11和设置在长方体支撑轨道11 顶面的软垫12,软垫可以是硅胶