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一种弹性条激励式禽蛋全表面裂纹在线检测装置制造方法及图纸

技术编号:13343740 阅读:101 留言:0更新日期:2016-07-14 10:31
本发明专利技术公开了一种弹性条激励式禽蛋全表面裂纹在线检测装置。沿禽蛋输送方向的两侧设有销轴滚子链,空心轴活动套在销轴辊子链的销轴中自转;禽蛋置于相邻空心轴之间被凹型辊子承托,空心轴的一侧固定套有同步轮,同步轮与正下方的同步带啮合;凹型辊子的正上方沿禽蛋输送方向间隔均布有多个弹性条激励机构,每个禽蛋自转前进时碰撞弹性条激励机构拨动各个弹性条产生压电信号和声音信号,经信号调理电路与数据采集与处理系统连接。本发明专利技术能实现实际的禽蛋全表面裂纹在线检测,能够检测禽蛋赤道及其两侧的蛋壳表面裂纹以及大端小端的裂纹,提高裂纹的检出率,避免了误判,具有较强的适应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种禽蛋裂纹在线检测装置,尤其是涉及了一种弹性条激励式禽蛋全表面裂纹在线检测装置
技术介绍
禽蛋营养丰富,产量巨大,2013年,仅全球的鸡蛋产量就达到了6800万吨。但是,禽蛋的蛋壳在生产,加工和运输中常常会破裂,带来很多问题,例如细菌更容易从裂纹进入蛋体,不仅缩短了蛋品的保质期,还引起食品安全问题。此外,在松花蛋和咸蛋的腌制过程中,如果鸭蛋存在裂纹,则直接导致腌制的失败,造成经济损失。因此,在禽蛋品质检测分级系统中,裂纹是一项重要指标,需要通过合适的检测手段在裂纹蛋流入市场前将其剔除。目前,禽蛋裂纹的在线检测方法主要为声学检测法。其原理是通过敲击装置在线敲击蛋壳,通过拾音器获取敲击声音信号,然后分析其频谱来检测裂纹。为了提高裂纹的检出率,通常需要对蛋壳上多个位置进行敲击,尽可能地敲击到整个禽蛋蛋壳表面,此外还需要控制敲击力的大小和敲击速度,通过额外的检测装置首先检测禽蛋的尺寸用于控制合适的敲击力度。以上要求势必导致敲击机构及其控制方式复杂化,限制更高的裂纹检出率。由于禽蛋裂纹在线检测一直是一个技术难点,目前国内还没有能生产出达到商用级别的裂纹在线检测装置,国内的各大禽蛋生产和加工企业均采用昂贵的进口检测设备,例如荷兰的MOBA公司和日本的NABEL公司。MOBA公式采用电磁线圈驱动的伸缩式敲击头,对禽蛋的赤道部位以及赤道两侧多个位置进行多点敲击进行检测,检测传感器麦克风安装于敲击头的内部。NABEL公式采用直杆型敲击锤的方式对禽蛋表面进行多点多次敲击。除了视觉检测方法,声学检测法大部分都是采用被动敲击的方式。此外,目前商用化的和正在进行研究的声学检测机构均不能实现对禽蛋的大小头处进行敲击检测,因此,现有的声学检测方法还不能实现真正意义上的禽蛋全表面检测。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种弹性条激励式禽蛋全表面裂纹在线检测装置,该装置利用设置有弧形凸阵列的弹性条激励位于辊子输送线上前进并自转的禽蛋的蛋壳表面,使用麦克风或压电薄膜或者结合两者检测激励时产生的振动信号,实现了真正意义上的禽蛋全表面裂纹在线检测。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:包括同步带、同步轮、U型支座安装板、凹型辊子、空心轴、销轴滚子链、弹性条、信号调理电路和数据采集与处理系统;沿禽蛋输送方向的两侧设有销轴滚子链,两侧销轴滚子链之间间隔均布装有空心轴,空心轴两端的中心孔与销轴辊子链的销轴间隙配合,使得空心轴能够自转;空心轴中部固定套有凹型辊子,禽蛋置于相邻空心轴之间被凹型辊子承托,空心轴的一侧固定套有同步轮,同步轮与正下方的同步带啮合;凹型辊子的正上方沿禽蛋输送方向间隔均布有多个弹性条激励机构,弹性条激励机构两侧固定在U型支座安装板上,每个禽蛋通过弹性条激励机构被采集压电信号和声音信号,弹性条激励机构经信号调理电路与数据采集与处理系统连接。所述的信号调理电路具有信号放大和滤波功能,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。所述的弹性条激励机构包括U型支座、弹性条、麦克风和压电薄膜,N组U型支座通过第二螺栓副垂直于禽蛋输送方向跨接在两侧U型支座安装板上,并位于凹型辊子的正上方;U型支座沿U形弧度方向通过第一螺栓副间隔安装有M个弹性条,弹性条沿禽蛋输送方向延伸布置,弹性条内侧面上沿禽蛋输送方向间隔设置有弧形凸阵列,弹性条外侧面的中部贴有麦克风,弧形凸阵列的每个凸起处均贴有压电薄膜,麦克风和压电薄膜经信号调理电路连接到数据采集与处理系统。所述的禽蛋的长径垂直于禽蛋输送方向,每个U型支座上所有弹性条呈半椭圆地围拢在禽蛋周围,常态下所有弹性条形成半椭圆的长轴长度小于待检测禽蛋的长径长度,半椭圆的短轴长度小于待检测禽蛋的短径长度,使得禽蛋通过U型支座时拨动到弹性条并与弧形凸阵列进行碰撞产生振动。禽蛋与弹性条碰撞振动后通过压电薄膜和麦克风分别产生压电信号和声音信号,输出的信号通过信号调理电路进行放大和滤波,然后输入数据采集与处理系统进行数据处理,获得禽蛋表面裂纹结果。所述的弹性条为呈阶梯弯折的三段结构,前段通过螺栓固定连接在U型支座上,中间段向U型支座的内侧径向弯折,后段水平平行于禽蛋输送方向,中间段和后段均设有弧形凸阵列,麦克风置于后段外表面,使得禽蛋碰撞弹性条的开始接触中间段,再接触后段。所述的N为4~6。所述的M为5~8。所述的弹性条采用薄弹簧钢片,弧形凸阵列采用弹簧钢,压电薄膜采用PVDF(聚偏二氟乙烯)压电薄膜。本专利技术具有的有益效果是:1、本专利技术的U型支座上呈半椭圆形对称布置的弹性条除了能够检测禽蛋赤道及其两侧的蛋壳表面裂纹,还能够检测大端的小端的裂纹情况,实现禽蛋完整表面的检测,避免由于未敲击到裂纹而漏检;2、其中的弹性条激励机构结构简单,无需额外的需要控制的激励装置,可以直接安装于目前常规的禽蛋清洗和品质在线检测分级装备上,此外,通过选择合适的弹性条,不会因敲击力过大而造成新的裂纹;3、振动检测传感器可以选用麦克风或者压电薄膜或者包括两者,避免声学检测中单独使用麦克风检测易受环境噪声干扰的声音信号的弊端,同时可进一步研究多传感器融合技术提高裂纹的检出率;4、由于N组安装有多个弹性条的U型支座的结构完全相同,避免了声学检测法中由于激励条件(如敲击力大小、敲击位置、敲击速度等)不同引起的检测信号的不同,从而产生误判的弊端;5、裂纹判别只需要进行一次处理,提取裂纹蛋壳与完好蛋壳的差异较大的一些时域和频域特征参数;在实际应用中,通过分析和对比各组U型支座上相同位置的弹性条上的传感器输出信号的特征参数的差异大小来判断蛋壳有无裂纹,大大简化了裂纹判别复杂度,提高了判别的适应性。附图说明图1是本专利技术装置的总体结构示意图;图2是本专利技术禽蛋辊子输送机构的示意图;图3是本专利技术弹性条激励机构的俯视图;图4是本专利技术弹性条激励机构的侧视图;图5是本专利技术弹性条激励机构的后视图;图6是本专利技术弹性条激励机构的前视图;图7是本专利技术弹性条安装于U型支座上的安装示意图;图8是本专利技术单个弹性条及麦克风、压电薄膜的安装示意图;图9是本专利技术U型支座的结构示意图。图10是本专利技术系统的硬件连接图。图中:1、同步带,2、同步轮,3、U型支座安装板,4、凹型辊子,5、空心轴,6、销轴滚子链,7、禽蛋,8、U型支座,9、弹性条,10、第一螺栓副,11、麦克风,12、弧形凸本文档来自技高网
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一种弹性条激励式禽蛋全表面裂纹在线检测装置

【技术保护点】
一种弹性条激励式禽蛋全表面裂纹在线检测装置,其特征在于:包括同步带(1)、同步轮(2)、U型支座安装板(3)、凹型辊子(4)、空心轴(5)、销轴滚子链(6)、弹性条(9)、信号调理电路(15)和数据采集与处理系统(16);沿禽蛋输送方向的两侧设有销轴滚子链(6),两侧销轴滚子链(6)之间间隔均布装有空心轴(5),空心轴(5)两端的中心孔与销轴辊子链(6)的销轴间隙配合,使得空心轴能够自转;空心轴(5)中部固定套有凹型辊子(4),禽蛋(7)置于相邻空心轴(5)之间被凹型辊子(4)承托,空心轴(5)的一侧固定套有同步轮(2),同步轮(2)与正下方的同步带(1)啮合;凹型辊子(4)的正上方沿禽蛋输送方向间隔均布有多个弹性条激励机构,弹性条激励机构两侧固定在U型支座安装板(3)上,每个禽蛋通过弹性条激励机构被采集压电信号和声音信号,弹性条激励机构经信号调理电路(15)与数据采集与处理系统(16)连接。

【技术特征摘要】
1.一种弹性条激励式禽蛋全表面裂纹在线检测装置,其特征在于:包括
同步带(1)、同步轮(2)、U型支座安装板(3)、凹型辊子(4)、空心轴(5)、
销轴滚子链(6)、弹性条(9)、信号调理电路(15)和数据采集与处理系统
(16);沿禽蛋输送方向的两侧设有销轴滚子链(6),两侧销轴滚子链(6)
之间间隔均布装有空心轴(5),空心轴(5)两端的中心孔与销轴辊子链(6)
的销轴间隙配合,使得空心轴能够自转;空心轴(5)中部固定套有凹型辊子
(4),禽蛋(7)置于相邻空心轴(5)之间被凹型辊子(4)承托,空心轴(5)
的一侧固定套有同步轮(2),同步轮(2)与正下方的同步带(1)啮合;凹型
辊子(4)的正上方沿禽蛋输送方向间隔均布有多个弹性条激励机构,弹性条激
励机构两侧固定在U型支座安装板(3)上,每个禽蛋通过弹性条激励机构被采
集压电信号和声音信号,弹性条激励机构经信号调理电路(15)与数据采集与
处理系统(16)连接。
2.根据权利要求1所述的一种弹性条激励式禽蛋全表面裂纹在线检测装
置,其特征在于:所述的弹性条激励机构包括U型支座(8)、弹性条(9)、
麦克风(11)和压电薄膜(13),N组U型支座(8)通过第二螺栓副(14)垂
直于禽蛋输送方向跨接在两侧U型支座安装板(3)上,并位于凹型辊子(4)
的正上方;U型支座(8)沿U形弧度方向通过第一螺栓副(10)间隔安装有M
个弹性条(9),弹性条(9)沿禽蛋输送方向延伸布置,弹性条(9)内侧面上
沿禽蛋输送方向间隔设置有弧形凸阵列(12),弹性条(9)外侧面的中部贴有
麦克风(11),弧...

【专利技术属性】
技术研发人员:王剑平张剑一范瑞应义斌蒋焕煜俞永华
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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