2022100665160一种西瓜空心的无损检测系统和方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN114563347A
(43)申请公布日2022.05.31
(21)申请号202210066516.0
(22)申请日2022.01.20
(71)申请人浙江大学
地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘
路866号
(72)发明人崔笛丁城桥王大臣
(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公
司33200
专利代理师林超
(51)Int.Cl.
G01N19/08(2006.01)
G01H9/00(2006.01)
G06K9/00(2022.01)
G06F17/18(2006.01)
G06N3/04(2006.01)
权利要求书2页说明书6页附图1页
(54)发明名称
一种西瓜空心的无损检测系统和方法
(57)摘要
本发明公开了一种西瓜空心的无损检测系
统和方法。系统包括铝型材框架、传输带、托盘、
脉冲式喷气装置和激光多普勒测振仪；西瓜经过
检测工位时，脉冲式喷气装置激励西瓜振动，激
光多普勒测振仪检测西瓜的振动响应信号；通过
小波变换的去噪功能获取高信噪比的时域振动
响应信号，同时提取时域振动特征参数；接着，利
用小波变换的滤波器功能处理上述时域振动响
应信号，并通过快速傅立叶变换获取指定频率范
围内的频域振动响应信号，同时提取频域振动特
征参数；基于上述获取的时频域振动特征参数，
建立空心西瓜的预测模型。本发明能够更加准确
地无损检测出西瓜的空心缺陷，适用于现场检
测。
CN114563347A
CN114563347A权利要求书1/2页

1.一种西瓜空心的无损检测系统，其特征在于：包括铝型材支架、传输带(500)、托盘
(600)、脉冲式喷气装置(300)和激光多普勒测振仪(800)；所述铝型材支架上端面沿西瓜输
送方向水平安装有传输带(500)，传输带(500)的中部位置设置有检测工位，所述检测工位
的两侧分别设有脉冲式喷气装置(300)和激光多普勒测振仪(800)；所述传输带(500)上运
输有托盘(600)，所述托盘(600)上放置有西瓜(400)；
所述的脉冲式喷气装置(300)包括竖直框架、气泵(301)、油水分离器(302)、步进电机
(303)、不锈钢丝杆(304)、移动滑块(305)、气嘴(306)和电磁阀(307)；所述竖直框架位于检
测工位的侧方，所述步进电机(303)机体固定在竖直框架的上端面，所述步进电机(303)的
输出轴朝下通过联轴器与竖直的不锈钢丝杆(304)同轴相连，所述不锈钢丝杆(304)的中部
通过螺纹套装有移动滑块(305)，移动滑块(305)的两侧各活动穿设有一根竖直的导向杆，
所述导向杆固定竖直地安装于竖直框架的底部和顶部之间，从而形成丝杠螺母滑动副；
所述移动滑块(305)面向检测工位的侧面设有一个气嘴(306)，所述气泵(301)的输出
端依次经油水分离器(302)、电磁阀(307)、移动滑块(305)内部通道与气嘴(306)进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种西瓜空心的无损检测系统，其特征在于：还包括升降平台
(700)，所述的升降平台(700)设置在激光多普勒测振仪(800)的下端且固定安装在铝型材
支架上。
3.根据权利要求1所述的一种西瓜空心的无损检测系统，其特征在于：所述铝型材支架
的一端设置有传动装置；所述传动装置包括传动轴(200)和步进电机(100)；所述传动轴
(200)穿过铝型材支架后一端与传输带(500)传动连接，所述步进电机(100)的机体固定安
装在铝型材支架上，所述传动轴(200)的另一端通过皮带和步进电机(100)的输出轴传动连
接。
4.根据权利要求1所述的一种西瓜空心的无损检测系统，其特征在于：还包括有PLC控
制器，所述检测工位旁设置有光电传感器；所述步进电机(303)、电磁阀(307)、激光多普勒
测振仪(800)、光电传感器均与PLC控制器电相连。
5.一种西瓜空心的无损检测方法，其特征在于，所述方法采用空心西瓜无损检测系统，
方法包括以下步骤：
S1.当西瓜(400)样品被运输到检测工位时，采用脉冲式喷气装置(300)向西瓜(400)样
品喷射高压空气射流来激励西瓜(400)样品，并采用激光多普勒测振仪(800)采集西瓜
(400)样品的原始振动响应信号；
S2.对原始振动响应信号进行小波变换处理，提取时频域振动特征参数，并建立预测模
型；
S3.运用预测模型对待测西瓜(400)进行检测，筛选出空心的西瓜。
6.根据权利要求5所述的一种西瓜空心的无损检测方法，其特征在于：
所述步骤S2具体为：
S2.1.先对原始振动响应信号采用多贝西小波db5且分解层数j为5进行小波变换去噪
处理，然后从小波变换去噪后的振动响应信号中提取13个时域振动特征参数