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随着社会经济水平不断进步,禽蛋的消费量也在增加,这使得人们对禽蛋质量的要求也不断提高,因此研究禽蛋品质检测的快速高效的方法具有十分重要的现实作用。近些年来,很多学者根据振动学理论,研究了梨、葡萄、荔枝、鸡蛋等农作物的振动特性,并使用振动特性对这类农产品的品质进行检测,得到了不错的研究成果。在学习前人研究成果的前提下,本文将振动理论用于禽蛋裂纹检测,提出设计一种基于振动特性的蛋壳裂纹检测装置,通过采集蛋壳振动信号,对蛋壳是否存在裂纹做出判断,主要的研究内容有以下三部分: (1)硬件系统设计 在硬件系统设计中,包括了振动平台,振动信号采集分析装置。其中振动平台包括了敲击振动平台和鸡蛋放置平台,敲击振动平台由敲击支架、电磁铁、时间继电器以及开关电源等部分组成,鸡蛋放置平台由刚性鸡蛋放置平台及支架组成。振动信号采集分析装置由加速度传感器,信号放大变送器,AD转换芯片,LCD显示器模块,单片机串口通讯芯片等组成。 (2)软件系统设计 软件系统由蛋壳振动信号采集模块、数据分析模块、用户交互模块组成。本软件系统采用MATLAB GUI图形界面进行编程设计,振动信号通讯模块使用MATLAB串口通讯功能完成振动信号的采集,并完成数字信号的保存,为了后续处理提供源数据。数据分析模块使用 MATLAB内部数据处理函数,对振动信号进行滤波、傅里叶变换,获取振动信号的功率谱图,并计算功率谱中的能量面积、峰值等特征值信息,为完成好壳蛋与裂纹蛋的判别提供参数。用户交互模块实现人机交互,帮助操作人员对软件系统进行操作设定,并显示数据计算结果。 (3)试验研究 使用设计的硬件与软件系统完成测试实验,检测试验装置的可行性。通过试验可知,在使用该装置对鸡蛋敲击,分析振动信号后可知,裂纹蛋与好壳蛋的振动信号功率谱能量面积与峰值相差较大,可使用这两个数据作为特征参数对裂纹进行判别,经过检验,该装置对裂纹蛋判别准确率可以达到84%。