發(fā)布時間：2018-01-04 18:38

  本文關(guān)鍵詞：基于動力學(xué)信號分析的雞蛋蛋殼裂紋檢測研究　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：裂紋禽蛋容易受到致病微生物的污染而腐敗變質(zhì),對其進(jìn)行準(zhǔn)確檢測與及時處理,有利于保障食品質(zhì)量安全和減少經(jīng)濟(jì)損失。目前,我國在禽蛋蛋殼裂紋檢測方面的研究成果豐富,但與國外成套檢測設(shè)備相比仍顯不足,特別是在基于禽蛋敲擊響應(yīng)信號分析的蛋殼裂紋檢測方法研究過程中遇到了一些問題。本文針對禽蛋敲擊過程中響應(yīng)信號的產(chǎn)生機(jī)理研究不足和響應(yīng)信號的穩(wěn)定性差等問題,以雞蛋作為研究對象,開展了雞蛋蛋殼敲擊動力學(xué)響應(yīng)特性的研究,分析敲擊響應(yīng)信號的產(chǎn)生與敲擊裝置結(jié)構(gòu)的關(guān)系,以期提高裂紋蛋的識別率,為開發(fā)雞蛋蛋殼裂紋在線檢測設(shè)備提供技術(shù)支撐。主要研究內(nèi)容如下:1.敲擊裝置的力學(xué)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。自主設(shè)計了雞蛋裂紋檢測自動敲擊試驗裝置,建立敲擊裝置的力學(xué)模型并對敲擊過程進(jìn)行動力學(xué)分析,結(jié)果表明激振力脈沖可采用半正弦波加以近似;對激振力脈沖進(jìn)行頻譜分析,結(jié)果顯示通過減小激振力脈沖寬度和增大脈沖峰值可提高敲擊響應(yīng)信號對蛋殼裂紋信息的感知能力。以頻譜分析結(jié)果為依據(jù)優(yōu)化激勵棒的結(jié)構(gòu)參數(shù),優(yōu)化后的激勵棒質(zhì)量小于5.6g,沖擊頭的材料選擇尼龍。對優(yōu)化后裝置的敲擊效果進(jìn)行了試驗驗證,試驗結(jié)果顯示,敲擊裝置對完好蛋和裂紋蛋的激振力脈沖存在明顯差異,且優(yōu)化后的敲擊裝置對完好蛋的激振力脈沖具有較好的一致性和穩(wěn)定性,與所建激振力數(shù)學(xué)模型的相關(guān)系數(shù)均在0.92以上。2.雞蛋敲擊響應(yīng)信號的有限元分析及傳感器測點(diǎn)的選擇。建立雞蛋的動力學(xué)幾何模型,利用有限元技術(shù)對完好蛋敲擊振動響應(yīng)信號的傳播特性進(jìn)行模擬,并分析了蛋殼裂紋結(jié)構(gòu)對敲擊振動特性的影響,結(jié)果表明,完好蛋的振動波傳播是連續(xù)的,而裂紋蛋的表面會形成斷層曲面,振動波傳播至裂紋處會出現(xiàn)散射和反射現(xiàn)象,致使振動的傳播特性發(fā)生改變�？紤]蛋殼易出現(xiàn)裂紋的位置和傳感器的位置,并利用相干函數(shù)分析方法篩選出雞蛋大頭、小頭和赤道3個部位作為傳感器測振點(diǎn)。3.基于動力學(xué)響應(yīng)特性的雞蛋裂紋檢測試驗研究。依據(jù)優(yōu)化后的敲擊裝置和傳感器測振點(diǎn)篩選結(jié)果,設(shè)計并搭建了基于動力學(xué)響應(yīng)特性的雞蛋蛋殼裂紋檢測試驗平臺,通過對蛋殼振動響應(yīng)信號進(jìn)行時域和頻域分析,比較完好與裂紋蛋響應(yīng)信號的特征差異,利用 區(qū)分指數(shù)‖篩選出6個裂紋特征參數(shù)作為輸入變量建立線性判別分析(LDA)模型,訓(xùn)練集的回判正確率最高為99.38%,預(yù)測集的識別正確率可達(dá)到97.5%。針對基于敲擊響應(yīng)特性的雞蛋蛋殼裂紋檢測方法研究過程中遇到的問題展開了研究分析,研究結(jié)果表明,對敲擊響應(yīng)信號的產(chǎn)生與試驗裝置結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行深入研究,通過優(yōu)化敲擊裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)、檢測條件與合理選擇傳感器測點(diǎn)位置來提高雞蛋蛋殼裂紋檢測識別率的方法現(xiàn)實可行且效果明顯。研究結(jié)論對雞蛋以及其他種類禽蛋裂紋在線檢測裝置的研制具有一定參考價值。
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