[发明专利]一种用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置及方法

权利要求书

1.一种用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置，其特征在于，包括音频采集卡(13)、上位机(15)、支架以及安装在所述支架上的凸轮轴(4)和触发器(5)，由上至下设置在支架上激励棒(8)和标准球(9)；

所述凸轮轴(4)与动力装置连接，动力装置使凸轮轴(4)绕自身轴线旋转，所述凸轮轴(4)上的凸轮为半圆环形，所述激励棒(8)的中间段与支架铰接，激励棒(8)的一端位于凸轮轴(4)的下方，能够被凸轮轴(4)上的凸轮压下，另一端能够落到标准球(9)，当凸轮轴(4)上的凸轮压下激励棒(8)的一端，激励棒(8)的另一端离开标准球(9)，当凸轮轴(4)上的凸轮脱离激励棒(8)的一端，激励棒(8)的另一端落在标准球(9)上；

所述触发器(5)位于凸轮轴(4)的正下方，待测音频传感器(12)安装于激励棒(8)的上方，触发器(5)和音频传感器(12)均与音频采集卡(13)电连接，当凸轮轴(4)上的凸轮外缘脱离激励棒(8)的一端时，触发器(5)触发音频采集卡(13)，音频采集卡(13)采集音频传感器(12)的信号；

所述上位机(15)与音频采集卡(13)电连接，上位机(15)接收音频采集卡(13)的信号，通过记录和对比不同音频信号的相似度，筛选出相关性、一致性符合要求的音频传感器(12)组成一组音频传感器(12)阵列。

2.根据权利要求1所述的用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置，其特征在于，所述动力装置为步进电机(3)，所述凸轮轴(4)与步进电机(3)的电机输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置，其特征在于，还包括开关电源(14)，所述步进电机(3)和触发器(5)均与开关电源(14)电连接。

4.根据权利要求1所述的用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置，其特征在于，所述支架包括传感器支架(11)、激励棒支架(6)和标准球支架(10)，所述音频传感器(12)安装于传感器支架(11)上，所述激励棒(8)的中间段与激励棒支架(6)铰接，所述标准球(9)安装于标准球支架(10)上，所述支架还包括能够使传感器支架(11)和标准球支架(10)进行上下移动并定位的移动定位机构。

5.根据权利要求4所述的用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置，其特征在于，所述移动定位机构为精密升降台(1)和分别设置于精密升降台(1)的顶部和底部上的两个升降模块(2)，所述传感器支架(11)与顶部的升降模块(2)连接，所述标准球支架(10)与底部的升降模块(2)连接，所述升降模块(2)能沿精密升降台(1)上下移动并定位。

6.根据权利要求4所述的用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置，其特征在于，所述标准球支架(10)包括两个水平并排设置的销轴(10.2)和橡胶辊(10.1)，每个销轴(10.2)上套设有一个橡胶辊(10.1)，所述橡胶辊(10.1)的中间段为圆柱状，两端为扩散的圆台状，所述标准球(9)放置于两个橡胶辊(10.1)上，并位于两个橡胶辊(10.1)之间。

7.根据权利要求4所述的用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置，其特征在于，还包括回力弹簧(7)，所述回力弹簧(7)水平设置，一端与精密升降台(1)固定连接，另一端与激励棒(8)的中间端固定连接，使得激励棒(8)始终保持向下敲击标准球(9)的势能。

8.一种如权利要求1～7任意一项权利要求所述的用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将音频传感器(12)安装于传感器支架(11)上，调整传感器支架(11)与标准球支架(10)的相对位置，使得音频传感器(12)采集到激励棒(8)敲击标准球(9)的击打声，并保持传感器支架(11)与标准球支架(10)的相对位置不变；

步骤二：启动开关电源(14)给步进电机(3)和触发器(5)供电，当凸轮轴(4)的凸轮外缘开始压下激励棒(8)的一端至凸轮外缘再次开始压力激励棒(8)的一端，完成一个音频传感器(12)的一次数据采集；

步骤三：按照步骤二采集所有音频传感器(12)的数据，上位机(15)根据收集到的所有音频传感器(12)的数据采用分析方法获得一致性、互相关性最好的组成一组传感器阵列；

所述分析方法为针对每个音频传感器(8)，去除激励棒(8)击打标准球(9)前的等待信号和击打后的多次回弹信号数据，保留激励棒(8)第一次击打标准球(9)的信号数据，提取完整波形，采用FFT变换，分别得到时间域和频率域的波普图，并进行对比分析，得到该音频传感器(8)的一致性和互相关性系数，最后按照一致性和互相关性系数将所有音频传感器(8)进行分类，得到一致性、互相关性符合要求的组成一组传感器阵列。