文章目录

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景、目的和意义

1.2 禽蛋品质检测现状

    1.2.1 蛋壳裂纹无损检测现状

    1.2.2 课题组研究概述

1.3 本课题研究内容和技术路线

    1.3.1 研究内容

    1.3.2 技术路线

1.4 本章小结

第二章 蛋壳裂纹在线检测系统的硬件设计

2.1 硬件设计需求

2.2 机械设计

    2.2.1 禽蛋输送模块设计

    2.2.2 蛋壳敲击模块设计

2.3 电气设计

    2.3.1 系统控制电路设计

    2.3.2 速度自适应设计

    2.3.3 禽蛋工位获取设计

    2.3.4 敲击时序采集设计

2.4 音频信号采集方案设计

2.5 本章小结

第三章 敲击装置敲击时序验证与敲击规律研究

3.1 高速摄影技术简介

3.2 试验方案设计

    3.2.1 试验仪器

    3.2.2 试验平台的搭建

    3.2.3 试验方法

3.3 高速摄影图像的采集与分析

    3.3.1 敲击棒在连续敲击过程中的运动规律

    3.3.2 音频信号采集规律

3.4 时序信号校正

3.5 脉冲信号的采集与分析

3.6 本章小结

第四章 蛋壳裂纹在线检测系统的软件设计

4.1 蛋壳裂纹检测方法

    4.1.1 敲击信号的研究与分析

    4.1.2 蛋壳裂纹检测判别模型

4.2 检测系统软件设计

    4.2.1 软件设计需求

    4.2.2 LabView软件概述

4.3 Lab View与PLC通讯模块设计

    4.3.1 ModBus-RTU通讯方法

    4.3.2 通讯程序设计

4.4 蛋壳敲击信号的采集模块设计

    4.4.1 多通道信号采集程序设计

    4.4.2 音频信号采集与分析程序设计

    4.4.3 敲击信号的在线保存程序设计

4.5 蛋壳裂纹检测模块设计

4.6 本章小结

第五章 系统测试与试验结果分析

5.1 系统测试

5.2 试验结果与分析

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文及其他科研成果

附录A PLC控制声卡切换顺序的梯形图

附录B 敲击装置16个敲击棒的敲击脉冲部分调试数据

文章摘要:禽蛋含有丰富的营养价值,营养成分容易被人体吸收,是最经济实惠的营养食品之一,也是我国饮食的重要组成部分。我国还是禽蛋生产大国,禽蛋年产量在近十年均连续超过3000万吨。然而,禽蛋在收购、装卸运输过程中不可避免的会受到物理碰撞,引起蛋壳结构性破坏,若不及时检出破损裂纹蛋,将会影响鲜蛋的销售和蛋产品加工,造成经济损失以及食品安全隐患。根据对国内禽蛋品质检测以及蛋壳裂纹无损检测现状的分析可知,国内企业最迫切需求解决的问题是禽蛋裂纹的在线检测。因此,本文利用声学技术对蛋壳裂纹在线检测系统进行研究,主要内容如下:（1）为实现对禽蛋蛋壳的有序敲击以及信号采集,设计了禽蛋在线敲击及信号采集装置,主要包括禽蛋输送模块、蛋壳敲击模块,可以实现禽蛋的自动输送和自动敲击。设计了系统电气控制电路,通过机械和电气的配合,可满足禽蛋的滚动前进,16路敲击工位与输送线速度的自适应;（2）设计了音频信号采集方案,采用8个USB声卡完成对8个咪头的多通道同步采集,计算机可以控制多个USB声卡对多个咪头进行音频采集,由上位机通过读取PLC寄存器保存的声卡号打开声卡,读取相应咪头采集的禽蛋敲击声音信号,可实现对敲击信号的有序采集;（3）为校正机械加工误差,获取实际检测过程中的敲击时序,采用高速摄影技术采集禽蛋运行中的敲击过程,对敲击装置的时序信号进行校正,分析音频信号采集规律和敲击棒在连续敲击过程中的运动规律,并结合编码器信号获取可实现对禽蛋赤道位置精准敲击的脉冲值;（4）研究了利用禽蛋蛋壳表面多点敲击信号的相关系数检测蛋壳裂纹的方法,建立了基于相关系数的蛋壳裂纹在线检测判别模型,并基于Lab View软件编写了上位机软件,包括Lab View与PLC通讯模块、蛋壳敲击信号的采集模块和蛋壳裂纹检测模块,可以在上位机界面实时显示蛋壳敲击信号,并将检测判别结果直接在上位机界面显示;（5）测试了蛋壳裂纹在线检测系统,对100枚完好蛋和100枚裂纹蛋进行了实时测试,检测速度为3.5s/枚,对完好鸡蛋和完好鸭蛋的检测正确率分别为88%和90%,裂纹鸡蛋和裂纹鸭蛋的检测正确率为96%和98%。

文章来源：《声学技术》 网址: http://www.sxjsbjb.cn/qikandaodu/2022/0424/738.html