基于声振法的西瓜无损检测器

合集下载

基于声学特性的西瓜糖度检测系统

特征频率点数量范围的确定
由图 2 可见，选取的频率点数量越多，则模型的相关系数越高。频率点数量在 1～4 之间时，相关系数 R 小于 0.8 或在 0.8 附近；频率点数量在 4～10 之间时，相关系数在 0.85～0.95 之间；频率点数量大于 10 之后，相关系数均大于 0.95。比较图3和图4，随着模型的校正均方根误差值降低， RMSEC 与 RMSEP 相差逐步增大。选取的频率点数量小于 5 时，模型普遍稳定但相关性不高；选取的频率点数量大于 10 时，检测精度和模型稳定性普遍降低，因此频率点数量选择在变化较稳定的 6～10 范围较为适宜。
测试点的标记在西瓜表面选择6 个典型位置作为测试点,试验时，敲击处的测试点称为敲击点，其余点均称作接收点，并分别进行标记：1 号点为梗部，2 号点为蒂部，3 号至6 号点均布在西瓜赤道部位，其中3 号点为西瓜靠地点或靠地点附近，5 号点位于3 号点对侧，4 号点和6 号点分别均布在3 号点和5 号点之间。在每一个测试点都贴上1 个压电式加速度传感器，并标记为对应的编号。试验时，敲击点i 和接收点j 的加速度信号共同组成一个敲击-接收点组合ij(i,j 为测试点编号，且 i≠j)。
声学检测方法受干扰较少，检测装置成本低廉、可在野外等各种环境中工作，且料的声学特性是指物料在声波作用下的反射特性、散射特性、透射特性、吸收特性、衰减系数和传播速度及其本身的声阻抗与固有频率等，它们反映了声波与物料相互作用的基本规律。近年，声学特性在农产品无损检测技术中的研究和应用发展那很快。目前，美国在这方面的研究处于领先地位。
肖珂等提出使用短时能量和过零率提取打击信号的算法来准确判断打击信号的起始点，可以较准确地检测西瓜成熟度。
於锋在研究西瓜非生物学信息基础上完善了声学检测西瓜系统。

基于西瓜声学特性测定其成熟度

ＴｅＤｅｅｔｎｏａｅｍｅｏｔｒｙｗｔｈｔｃｉｆｏＷｔｒｌｎＭａｕｉｉｌｔ｝ｔｅＡｃｕｔｒｐｒｉｓｏａｅｅｏｈｏｓｉＰｏｅｔｆＷｔｒｌｎｃｅｍ
ＷＥａ－ｕ，‘ Ａｉ－ｉ，ＱｉｇＩｅｇｎａ，ＬａｇｂＩｎｊｎＲＯＸｕｑｎＩｎ，ＬＮＰｎ－ｉＹＢｏＩｉ－ｏＪｎ（ｏｅｅｏｉｙｔｎｉｅｒｇａｄＦｏｃｎｅｈｊｎｎｖｒｔ，Ｈｎｚｏ，Ｚｅａｇ３０５，ＣｉａＣｌｇｆｏｓｍｓｇｅｉｎｏｄＳｉｃ，ＺｅａｇＵｉｓｙｌＢｓｅＥｎｎｅｉｅｉａｇｈｕｈｊｎ１０８ｈｎ）ｉ
基于西瓜声学特性测定其成熟度
危艳君，饶秀勤，漆兵，林鹏鸟，李江波
（浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州３０５）１０８
摘要：为达无损检测西瓜糖度目的，本研究在自主搭建的声学检测台上采集西瓜声学信号，提取声振动从敲击点传到接收点过程中声透过率参数（）６。利用Ｍａａｄｂ软件中的线性回归函数，将６与西瓜糖度分别做线性回归，得到１０４２个相关系数。从中选取相关系数前２０位的声透过率值，借助软件中多元线性回归函数建立多元线性回归方程。研究比较不同敲击点和信号接收点组合所建模型的预测值和实测值相关系数（，最高可达０８４２）．。试验结果表明，８
敲击点和接收点位于赤道部位能获得较好的测定模型。关键词：西瓜；声学透过率；多元线性回归；糖度

声学技术在西瓜品质无损检测中的应用

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｗａｔｅｍｅｒｌｏｎｓｗｅｒｅｐｕｔｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇｉｎｗａｔｅｍｅｒｌ —
ｏｎｓｗａｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗａｔｅｍｅｒｌｏｎ；ｑｕａｌｉｔｙ；ａｃｏｕｓｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｅｔｅｍｉｒｎａｔｉｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎａｃｏｕｓｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｆｏｒｗａｔｅｒｍｅｌｏｎｑｕａｌｉｔｙｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆａｃｏｕｓｔｉｃｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ａｃｏｕｓｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｍｕｌｔｉ — ｓｅｎｓｏｒｆｕｓｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｎｏｎｄｅｓｔｕｃｒｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ

基于声振法的西瓜贮藏时间检测

基于声振法的西瓜贮藏时间检测陆勇;李臻峰;浦宏杰;汪迪松【摘要】为了研究贮藏时间对西瓜振动特性的影响,在自行设计的声学振动检测试验平台上,利用声振法检测西瓜的振动频率随贮藏时间的变化规律。

结果表明,提取的频响信号中第一响应基频频率与西瓜贮藏时间的相关性较好,建立第一响应基频频率与贮藏时间的三阶非线性函数模型,相关系数R2可达0．9191。

通过选取多个振动特征值建立西瓜贮藏时间的逐步多元线性回归模型,结果表明,将激励点和接收点分别放在西瓜的瓜梗和瓜蒂处可获得最佳的测定模型,模型的相关系数、标准估计误差分别为0．9313和1．8120,这为西瓜采摘后的贮藏与销售提供了参考。

%In order to study the effects of storage time on acoustic properties of watermelons, the changes of vibration response frequency of watermelon were studied by the way of percussion with the vibration detection system designed by our lab. The results showed that the first response fundamental frequency had a good correlation with storage time, and then a nonlinear function model was established, the correlation coefficient was 0. 919 1. By selecting multiple vibra-tion eigenvalues, a multiple linear regression model was established to describe storage time. Test analysis of the water-melon samples showed that it could get the best measurement model when placing the excitation and receiving points at the watermelon’s stem and stalk, respectively. The correlat ion coefficient and standard estimation error of this model was 0. 931 3 and 1. 8120, respectively. It provided a reference for the storage and sale of watermelon after picking.【期刊名称】《浙江农业学报》【年(卷),期】2016(028)004【总页数】6页(P682-687)【关键词】西瓜;敲击振动;贮藏时间;多元线性回归【作者】陆勇;李臻峰;浦宏杰;汪迪松【作者单位】江南大学机械工程学院，江苏无锡214000; 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡214000;江南大学机械工程学院，江苏无锡214000; 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡214000;江南大学机械工程学院，江苏无锡214000; 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡214000;江南大学机械工程学院，江苏无锡214000; 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡214000【正文语种】中文【中图分类】S651西瓜被公认为夏季受欢迎的水果之一，其果肉中富含维生素、糖类、矿物质和有机酸等多种营养成份和化学物质，清热解暑，戒酒利尿[1]。

西瓜无损检测方法

一、有损检测
原理：西瓜成熟度的根本是果蔬糖度、酸度、果肉软硬程度等内部品质指标。而有损检测的最大特点就是要打开西瓜才能验明正身
方法：糖度计等检测
ห้องสมุดไป่ตู้
无损检测
• NDT （Non-destructive testing），就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象（西瓜）使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（品质等）的所有技术手段的总称。
其他方法
除此之外, 还常利用密度、硬度、强制变形及生物传感器等技术方法对果蔬进行无损检测与分选。
各种方法的评价与展望
对于各种无损检测方法, 它们各有自己的优缺点。光学检测中利用红外光照射和红外反射所得的图像进行分析,
来检测西瓜产品是否有损伤, 但只能对西瓜表面的损伤进行较好的检测; 力学检验中撞击技术则容易对西瓜造成新的损伤; 电学检测尚在研究；核磁共振检测、电子鼻检测其实验仪器成本较高；声学特性则是实现硬度自动检测的有效方法; 机器视觉技术的应用是实现西瓜产品品质自动识别和分级的最有效的方法。
很多学者就对果蔬产品的声波振动特性进行过深入研究, 他们把坚硬系数f 2m 2ö3 (f 和m 分别各自代表第二共鸣频率和果蔬的质量) [5][6][7]作为果蔬产品硬度品质的独立指标。
利用核磁共振技术
果蔬在成熟过程中，水、油和糖的氢质子的迁移率会随其含量的变化而变化。另外，水、油、糖的浓度和迁移率还与其他一些因素( 如机械破损、组织衰竭、腐烂、虫害以及霜冻损害等)有关[8]。基于以上特点，核磁共振可用于检测西瓜的压伤、虫害、成熟度等。
期

基于西瓜声学特性测定其成熟度

1 024 个相关系数。从中选取相关系数前 20 位的声透过率值，借助软件中多元线性回归函数建立多元线性回归方程。
研究比较不同敲击点和信号接收点组合所建模型的预测值和实测值相关系数（ R），最高可达 0.884 2。试验结果表明，
敲击点和接收点位于赤道部位能获得较好的测定模型。
关键词：西瓜；声学透过率；多元线性回归；糖度
敲击，每点重复敲击 3 次。
2.3 声特征参数提取
声波在介质中传递过程复杂，有阻尼振动情况
下，振幅的衰减很快，可用于表征声波在介质中传
播情况。本研究敲击—接收点组合 ij 间的透过率计
算方法： ①采用傅里叶变换将时域信号转换成频域
信号，得到信号幅频谱； ②对敲击点和接收点幅频
谱上每个频率（下称频率点）对应的幅值采用公式
（ 1）计算透过率：
δij=Aj /Ai
（ 1）
式中： δij— ——敲击点为 i，接收点 j 时敲击—接收点
组合 ij 间的声透过率；
Ai— ——接收点 i 幅值； Aj— ——敲击点 j 幅值。对同一个敲击点的透过率值取 3 次试验的平
危艳君， *饶秀勤，漆兵，林鹏鸟，李江波
（浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州 310058）
摘要：为达无损检测西瓜糖度目的，本研究在自主搭建的声学检测台上采集西瓜声学信号，提取声振动从敲击点传
到接收点过程中声透过率参数（ δ）。利用 Matlab 软件中的线性回归函数，将 δ 与西瓜糖度分别做线性回归，得到
Farabee 等人[5]在频谱图中提取含 50%能量波段的中心频率参数以及 85～160 Hz 内的能量值，研究这 2 个声学参数与西瓜成熟度间关系，线性回归分析表明，两者与西瓜含糖量相关系数分别是 0.67 和 0.56。

基于MEMS的西瓜成熟度无损振动检测

理。
本系统使用／．２ｍｚ来表示西瓜的成熟度（其中，代表西瓜的一阶固有频率Ｈｚ，ｍ代表西瓜的质量）。选择这个指数的另外一个原因是它与国外对水果成熟度无损检测所取的指数一致。国外研究甜瓜、桃、苹果、菠萝等水果时也采用厂ｍ作为成熟度的物理检验指数，以代替有损伤的压缩试验的检验方法。而且成熟度指数与含糖量有较为线性的关系，因此用西瓜成熟度指数来检验西瓜的成熟度是一种比较有效的
通过多次试验发现：对于质量一定的西瓜，振动基频越高，含糖量
越低；但西瓜的含糖量还与其质量有一定的关系，即对于振动基频一定
的西瓜，质量越大，含糖量也越低。西瓜的成熟度指数与质量和频率都
有关系。成熟西瓜的固有频率范围：１１０～１６０Ｈｚ。成熟度指数标准ｐ＝７５０００，小于该指数则西瓜成熟，大于该指数为
、
引言
近年来，随着对水果需求的提高，国内外水果的产量逐年上升，人们对水果品质也有了更高的要求。研究表明水果在采摘、包装、储运及加工等作业环节中，由于不同成熟度的水果相互混杂等原因造成的损失率高达３０．４５％，若能根据水果的不同物理特性对水果品质进行评定与分级，从而对过于成熟和未成熟的水果能及时加工，对提高储藏质量是非常重要的，为此，国内外许多科研工作者对水果的物理特性进行了大
感器电路、单片机、按键、ＬＣＤ显示器。系统结构如图ｌ所示：８６中国电子商务２０１３・０５
试验选用的西瓜品种为 “ 景欣二号” ，选取数量为１５个，图３为对

便携式西瓜振动信号数据采集装置研制

·2314·计算机测量与控制.2009.17(11)　ComputerMeasurement&Control　数采与处理收稿日期:2009203210;　修回日期:2009204226。

基金项目:江苏省教委基金(06K JB510135);创新基金资助(2007CX J005)。

作者简介:张生伟(19832),男,硕士生,主要从事传感器应用技术与模式识别方向的研究。

文章编号:167124598(2009)1122314203 中图分类号:TP274文献标识码:A便携式西瓜振动信号数据采集装置研制张生伟,王昌龙,袁　挺,於　锋,高计超(扬州大学机械工程学院,江苏扬州　225009)摘要:设计了一种便携式的西瓜敲击音频信号数据采集装置,通过喇叭状拾音口和麦克风对敲击的声音信号进行收集,然后通过仪用放大器对信号放大,通过调节AD620的外置增益电阻的大小来调节放大倍数,再经高速串行A/D转换芯片MCP3202进行A/D转换,转换后的数据由单片机送入片外RAM存储器;选用可串口编程的STC89C52RC单片机来实现对数据的计算和分析,并将测量结果显示在数码管上,最终完成对西瓜振动信号的处理;试验阶段利用PC机进行波形特征分析,采集装置成熟以后系统脱离PC机独自实现数据的采集和处理,并将成熟度测量结果显示在数码管上。

关键词:单片机;信号放大;A/D转换;西瓜成熟度Development of Portable Data AcquisitionDevice for W atermelon Impact SignalZhang Shengwei,Wang Changlong,Yuan Ting,Yu Feng,Gao Jichao(Mechanical Engineering College,Yangzhou University Yangzhou　225009,China)Abstract:A portable data acquisition device was designed to acquisite audio signal data of watermelon impacted.A horn-shaped mout h and a microphone collect t he percussion sound signal.An instrument amplifier AD620is employed to condition t he signal,by regula2 ting external gain resistors of it to change signal level.A high speed serial A/D converter MCP3202is used to convert t he analog signal to digital.A single chip microprocessor STC89C52RC saves t he data to it s external RAM.STC89C52RC can be programmed wit h serial port.The MCU computes and analyzes t he sample data,and indicate t he result on t he L ED,finally perform t he processing of watermelon vibra2 tion signals.In t he first stage,we use PC to analyze t he characteristics of waves.After t he system finished,it can work on it s own data ac2 quisition and processing function,and display t he result of maturity on t he L ED.K ey w ords:single-chip microcomputer;signal enlarge;A/D converter;watermelon mat ure degree0　引言实际生产中常用西瓜的生长天数、外观颜色和光洁度、瓜蒂的变化以及瓜须来判断西瓜的成熟度。

西瓜成熟度无损检测系统的设计

西瓜成熟度无损检测系统的设计
张福军;衣淑娟;刘坤
【期刊名称】《农机化研究》
【年(卷),期】2011(033)011
【摘要】针对如何方便、快速、准确地判断出西瓜成熟度的问题,设计了西瓜成熟度无损检测系统.该系统以ADXL50加速度计与C8051F310单片机为核心,对西瓜敲击振动的固有频率进行采集和计算,能够实现西瓜成熟度、质量、固有频率、振动波形的显示.该系统主要由频率采集电路、键盘电路和显示电路组成.实验结果表明:当西瓜受到外界敲击时,检测出来的固有频率与西瓜的含糖量成正比.系统硬件设计合理,为便携式西瓜成熟检测仪的广泛应用提供了技术支持.
【总页数】4页(P24-27)
【作者】张福军;衣淑娟;刘坤
【作者单位】黑龙江八一农垦大学信息技术学院,黑龙江大庆 163319;黑龙江八一农垦大学信息技术学院,黑龙江大庆 163319;黑龙江八一农垦大学信息技术学院,黑龙江大庆 163319
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
1.基于MEMS与单片机的西瓜成熟度无损检测系统的研究 [J], 沈蓉尔;韩玉杰;吴刚
2.小型西瓜果实成熟度的无损定性判别 [J], 李永玉;赵洪卫;常冬;韩东海
3.浅谈具有成熟度无损检测功能的8424型西瓜大棚控制系统 [J], 耿同
4.浅谈具有成熟度无损检测功能的8424型西瓜大棚控制系统 [J], 耿同
5.基于MEMS的西瓜成熟度无损振动检测 [J], 涂文俊;张宇;耿涛;李晓;王薪淼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

西瓜成熟度音频无损检测技术

西瓜成熟度音频无损检测技术肖珂;高冠东;滕桂法;张玉新;贾宇琛【摘要】为了满足采收前后对西瓜成熟度无损检测的需要,实现了在田间环境下通过音频功率谱峰值频率检测西瓜成熟度的方法.在信号预处理部分,提出了使用短时能量和过零率提取出打击信号的算法,能够准确判断打击信号的起止点,完整地提取出每次敲击西瓜的音频信号用于下一步处理,并滤除了录制音频中的微小干扰噪音.在检测成熟度部分,通过实验划分了不同成熟度下功率谱峰值频率区间范围,并用该划分的区间检测西瓜的成熟度.经验证,该方法达到了较高的检测准确度.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2009(031)008【总页数】4页(P150-152,155)【关键词】西瓜;成熟度;短时能量;过零率;功率谱峰值频率【作者】肖珂;高冠东;滕桂法;张玉新;贾宇琛【作者单位】河北农业大学,信息科学与技术学院,河北,保定,071001;河北农业大学,信息科学与技术学院,河北,保定,071001;河北农业大学,信息科学与技术学院,河北,保定,071001;河北农业大学,信息科学与技术学院,河北,保定,071001;河北农业大学,信息科学与技术学院,河北,保定,071001【正文语种】中文【中图分类】TP391.42;S1260 引言我国是西瓜生产大国，西瓜品质的无损检测技术一直是许多学者关注的问题，而利用农产品的声学特性对其品质进行无损检测和分级是近几十年来发展形成的新技术，也是国际上正在研究的热门课题。

它相对于近红外光谱分析、超声波和核磁共振等无损检测方法，具有设备简单、造价低廉及对于瓜类水果检测效果好的优点，因此国内外许多学者对此进行了大量的研究。

在国外，Clark发现声波通过西瓜的衰减时间与西瓜的硬度密切相关，并且衰减时间随着西瓜成熟度的提高而延长[1]。

Yamamoto等利用声激励测出了几种水果(包括西瓜)的固有频率，并证明水果的声学特性与杨氏模量、极限强度和硬度是显著相关的[2]。

基于MEMS与单片机的西瓜成熟度无损检测系统的研究、

ｔｒｔｎｅｎｈＳｔｎｄｘ．ｕｉｉｄｘａｄｃｓｙｈｅｉｅ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ＭＥＭＳ；ＭＣＵ；ｗａｅｅｏｎｍａｕｉｙｔｒｌｔｒｔｍ
０引言
如何科学地、按西瓜成熟度分级销售，对消费者和
１检测原理
西瓜内部的物理结构分为瓜皮和瓜瓤。从力学角度，瓜瓤各部分相差较大。因此瓜瓤又可分为三层。第
一
统，利用ＭＥＭＳ加速度传感器体积小质量轻性能稳定、响应快、频带宽、成本低等特点，以冲击振动无损检测原理为基础，运用单片机实现检测的自动化和智能化．通过振动电路将西瓜成熟度信号经过ＡＤ采样．经过ＩＦ（盯快速傅里叶变换）得出西瓜振动的固有频率，经
机电产品开崖局钏崭
Ｖｏ．，．１２３Ｎｏ１
Ｊｎ，００ａ．１２
基于ＭＥＭＳ与单片机的西瓜成熟度无损检测系统的研究
沈蓉尔，韩玉杰，吴刚
（北林业大学，黑龙江哈尔滨１０４）东５００
摘
要：通过对西瓜的力学和物理特性的分析，设计一套以凌阳十六位单片机为控制核心，以ＭＥＭＳ（机微电系统）加速度传感器为检测５具，以ＦＴ（速傅里叶变换）为信号分析和计算方法的西瓜成熟－．Ｆ快度快速检测装置。检测过程中，利用对西瓜的敲击产生的振动频率响应，来准确判断西瓜的成熟程

基于声学特性的西瓜品质无损检测试验研究

基于声学特性的西瓜品质无损检测试验研究Nondestructive testing of watermelon quality based on acousticcharacteristics摘要我国对农产品的质量要求越来越严格，我们将采取许多方法来提高西瓜市场的竞争力。

目的都是为了提高西瓜的品质质量，而想要提高质量就要提升并完善对西瓜的栽培技术。

对于西瓜的采收和分级评定都离不开西瓜内部的品质的无损检测技术支持。

本次的研究就是为了用无损检测方法中的超声来对新瓜内部进行检测。

此次采用声穿透法，利用非金属检测仪，采取双探头进行检测。

根据内置超声波感应平台上通过西瓜果肉的超声波信号，声音的传输速率从脉冲传输点传输到接收点。

声速，波形及增益等。

研究西瓜内部不同点之间的声速、波形、检测不同点之间的声程的变化以及随时间果肉内部发生变化是否有关系，以此来对西瓜的进行分级，判定西瓜果肉质量的检测方法。

主要是通过西瓜在不同方向上声程的衰减变化来对西瓜品质进行鉴定。

关键字：无损检测；声穿透法；质量；衰减；北京理工大学珠海学院2016届本科生毕业论文AbstractOur country is more and more strict to the quality of agricultural products, we will take a lot of methods to improve the competitiveness of the watermelon market, the purpose is to improve the quality of watermelon quality, and to improve the quality of watermelon to improve the cultivation technology, The harvest and grading of watermelon can not be separated from the technical support of NDT for the internal quality of watermelon. The purpose of this study is to detect the inside of the new melon with the ultrasonic method of nondestructive testing. This time, the method of sound penetration is adopted, and the non-metal detector is adopted to detect with double probes. According to the ultrasonic signal of watermelon pulp on the built-in ultrasonic induction platform, the transmission rate of sound is transmitted from the pulse transmission point to the receiving point, including sound path, sound speed, waveform and gain, etc. In order to classify watermelon, the speed and wave form of sound between different points, the change of sound path between different points and whether there is a relationship between the changes of pulp with time were studied. By studying the sound velocity waveform between different points inside the watermelon and detecting whether there is a relationship between the change of sound path between different points and the change within the flesh over time, we can classify the watermelon. The main北京理工大学珠海学院2016届本科生毕业论文method to determine the quality of watermelon flesh is to identify the quality of watermelon by the attenuation of sound path in different directions.Key words: nondestructive testing; Sound penetration; Quality; attenuation;目录目录一、前言 (1)二、西瓜无损检测研究现状 (2)三、西瓜无损检测研究目标、研究内容 (3)（一）研究目标 (3)（二）研究内容 (3)四、超声波检测原理 (4)五、实验方案 (5)（一）研究的基本思路和方法、技术路线 (5)（二）实验步骤 (7)（三）实验测得数据 (8)六、实验分析 (11)北京理工大学珠海学院2016届本科生毕业论文七、总结 (24)参考文献 (25)一、前言随着中国人民物质生活水平的逐步提高，人们对产品质量的追求也在提高。

利用振动理论对西瓜成熟度进行无损检测的研究

第14卷　第2期农业工程学报Vol .14　N o .2　1998年 6月T r ansactions of the CSA E J un.　1998 收稿日期:1997-10-09 ¹葛　屯,副教授,镇江市　江苏理工大学振动所41信箱,212013利用振动理论对西瓜成熟度进行无损检测的研究葛　屯¹ 徐　凌夏　恒(江苏理工大学)摘　要　基于对西瓜结构振动特性的分析,提出了对西瓜进行理论建模的空心球与实心球理论,通过有限元计算与振动模态试验对比,验证了上述理论的合理性,并找出了多边形振型这一区别成熟与未成熟瓜的特征模态。

关键词　西瓜　振动　成熟度　无损检测瓜果的品质检测多年来一直是许多学者关心的问题,而其中利用声振法对瓜果类产品进行成熟度的无损检测无疑是一种颇有价值的有效方法[1]。

近年来,国外许多科研工作者对此进行了大量的研究,Yam am oto 等人(1980,1981)基于瓜果的声学响应研究了无损测量苹果与西瓜内部质量的技术。

Sasao (1985)利用橡胶球敲击西瓜进行了田间实测西瓜声学响应的研究。

A ffeldt 与Abo ott(1989)研究了评价“红富士”苹果品质的快速声传递法。

Armstrong(1990)测量了苹果的第一阶固有频率并利用弹性球模型的纯压缩振动模式预测了苹果的弹性模量。

P.Chen 等人(1992)研究了影响苹果声学响应的因素,并指出声调强度与苹果的第一、二阶固有频率有直接的相干性。

M .L .Sto ne 等人(1996)研究了利用声脉冲阻抗技术确定西瓜成熟度的方法。

目前这方面的研究在我国尚未得到很好的开展,而无论从学术角度还是应用前景来看,利用声振法对瓜果产品进行无损检测的研究均具有重要意义。

为此笔者近年来通过振动试验模态与动力有限元相结合的方法对国产西瓜进行了大量无损检测研究,在此拟就该问题作一探讨。

1　西瓜的成熟度建模及其动态特性的动力有限元分析西瓜的组织结构可分为瓜皮和瓜瓤(忽略瓜籽)两部分组成,经试验及国外同类研究发现,成长初期的西瓜,其瓜皮和瓜瓤的性能参数如密度、杨氏模量、泊松比等均相差不大,可近似看作同一种非线性材料。

基于BMV特征的西瓜成熟度无损检测方法

基于BMV特征的西瓜成熟度无损检测方法
高冠东;滕桂法;肖珂;张晓茹
【期刊名称】《农业工程学报》
【年(卷),期】2010(026)008
【摘要】针对两瓜成熟度无损测定的难度较大这一问题,提出了一种基于音频响应频带幅值向量(BMV)特征的西瓜成熟度无损检测方法.搭建了一套简单的音频采集平台,检验了BMV音频特征与两瓜成熟度的相关性,并与4种已用于西瓜无损检测的音频特征进行了比较;测定了不同打击力度对音频响应和BMV的影响;使用PNN 算法对2个品种西瓜的BMV样本进行了成熟度检测.试验结果表明:经过音频特征间的比较,BMV与西瓜成熟度相关性最高,并且打击力度对特征的影响较小,整套算法对2个品种的成熟度检测准确度较高.
【总页数】5页(P326-330)
【作者】高冠东;滕桂法;肖珂;张晓茹
【作者单位】河北农业大学信息科学与技术学院,保定,071001;河北农业大学研究生学院,保定,071001;河北农业大学信息科学与技术学院,保定,071001;中央司法警官学院现代教育技术中心,保定,071000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.42
【相关文献】
1.基于MEMS与单片机的西瓜成熟度无损检测系统的研究 [J], 沈蓉尔;韩玉杰;吴刚
2.基于音频特性的西瓜成熟度无损检测技术研究 [J], 张玉新;赵洋;陶佳
3.基于西瓜声学特性测定其成熟度 [J], 危艳君;饶秀勤;漆兵;林鹏鸟;李江波
4.基于MEMS的西瓜成熟度无损振动检测 [J], 涂文俊;张宇;耿涛;李晓;王薪淼
5.基于音频和近红外光谱融合技术的西瓜成熟度判别 [J], 邹小波;张俊俊;黄晓玮;郑开逸;吴胜斌;石吉勇
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

据处理，最后将检测结果通过液晶显示屏显示出来。
关键词：西瓜，Ｍ，熟度，损检测ＭＥＳ成无
Ａｂｔａｃｓｒｔ
Ｉｔｉｐａｒａｎｈｓｐｅｄｅｃｆｔｔｎｗｈｔｅｒｔｅｖｉｅｏｒｅｓｉｇｅｈｈｗａｅｒｏｎｓｔｍｅｌｉｍａｕｅｉｉｒｄｕｄ．ｅｔｒｄｓｎｔｏｃｅＴｈｄｅｉｅａｎｖｃｃｃｏｌｔｈｅｖｉａｉｎｌｔｂｒｔｅｃｏ
的进展，且日本还由此研制了西瓜声波检测器，这种检测器并但过于复杂，价格昂贵，利于推广。本仪器利用ＭＥ且不ＭＳ加速度传感器响应快、定性高、带宽的优点，声振法检测原理为稳频以基础，用数字信号处理（Ｓ）术，反映西瓜成熟度的信号利ＤＰ技将用ＡＤ电路采样，过快速傅里叶变换（Ｆ）出西瓜的固有／经Ｆ－得ｒ频率，为固有频率和成熟程度存在着一定的关系，后经过单因最片机处理将在液晶上显示出振动频率，动波形等检测结果，振并
／／
￣ｄ，
，
ＭＥＭＳ加速度传感器
＼＼／／
称重传感器
一
ｎ
ＡＤ采样电路／
— —
西瓜的组织结构主要是瓜皮和瓜瓤，量的实验数据表明，大在成长初期的西瓜，其瓜皮和瓜瓤的物理参数相差不大，如密
《业控制计算机｝０１年第２工２１４卷第６期
１３１
基于声振法的西瓜无损检测器
Ｎｏ —ｄｓｒｃｉｅｅｔｇｎｅｔｕｔＴｓｉＤｅｉｅｏａｅｒｌｎＢａｅｎＳｎｎＶｉａｉｎＶｎｖｃｆＷｔｍｅｏｓｄｏｏｕｄａｄｂｒｔｏ
ｓｎｌｂｈＭＳａｃｌｒｍｅｅｅｓｒａｄＧｒｖｙｓｎｏ。ｅｔｗｏｌｓｉｈｐｒｒｎｅＭＣＵｔｎｌｅｐｏｅｓｉａｙｔｅＭＥｃｅｅｏｔｒｓｎｏｎａｉｅｓｒｈｎｉｇｔｔｕｄｕｅｈｇ — ｅｆｍａｃｏｏａａｙ．ｒｃｓｚｔｅｃｌｃｅａａｈｏｌｔｄｄｔ．Ａｔｌｓ，ｅｔｓｅｕｓａｅｓｏｎｔｅＬＤ．ｅａｔｈｅｔｒｓｌｒｈｗｎｏｈＣｔｔＫｙｒｓｗｔｒｌｎＭＥ，ｔｒｙｎｎｄｓｒｃｉｅｔｓｅｗｏｄ：ａｅｍｅｏ，ＭＳｍａｕｉ，Ｏ — ｅｔｔｅｔｔｕＶ
装置打下了基础。西瓜模型可以假设为以下两种情况，对于不成熟瓜的极限情况（瓤瓜）可简单地看成是一个理想的实心球；成熟的西白，而瓜，当其受到冲击振动时，可看作是一个由弹性元件和阻尼元则
西瓜的检测，振法是一种简单有效的方法，国大量学者声各
都从振动和声的角度对西瓜的成熟度进行了研究，取得了很大
（）１
所以，于质量ｍ一定的西瓜，过检测它的固有频率ｆ利对通，用关系式（）得出弹性模量Ｅ从而实现西瓜成熟度的无损检测。１，，２智能检测模块与数据输出模块
度、氏模量、度等参数；成熟的西瓜，瓜皮和瓜瓤有明显杨硬而其的区别，各项物理参数的差别亦较大，皮的硬度和弹性模量其瓜逐渐增加，内部瓜瓤组织细胞间结合力随成熟度而变小，此但因瓜瓤变松、，瓤的弹性模量随成熟而变小。而西瓜的杨氏模脆瓜量与其固有频率之间具有较高的相关性，相关系数高达０９，．０西瓜的硬度可以由其杨氏模量来表征，研究结果为西瓜无损检测
且按照检测结果对西瓜的成熟度做出判断。
１模型假设
检测装置结构如图１示，用到的硬件装置有：有数字所所具
信号处理功能的单片机、ＭＳ加速度传感器及其外围电路、ＭＥ压
力传感器及其外围电路、／ＡＤ采样电路、晶显示器、制按钮。液控
李琳 ’ 陈力恒 ’ 沈消寒王国发 ’ 臧家伟 ’
（东北林业大学，１黑龙江哈尔滨１０４５００；２中国移动通信集团黑龙江省有限公司佳木斯分公司，黑龙江佳木斯１４０）５００
摘
一
要
套检测西瓜是否成熟的仪器，ＭＥ以ＭＳ加速度传感器和称重传感器为检测信号的来源，用高性能单片机进行数利