[发明专利]一种用于坚果分级的声纹信号采集装置

说明书

本发明属于农产品机械技术领域，具体地，涉及一种用于坚果分级的声纹信号采集装置。所述装置包括声纹采集设备和箱体，所述声纹采集设备设置在箱体内部，箱体顶面敞口；敞口一侧设有第一转轴；所述第一转轴上设置至少一块与顶面敞口的形状和尺寸匹配的撞击板，所述撞击板在第一转轴的驱动下转动，使所述箱体呈封闭或敞口状态；箱体远离第一转轴的外壁上设有撞击板定位机构，用于卡在撞击板上，实现对撞击板的定位夹持。本方案可以根据坚果品种和品级的差异实现发声装置参数的自动调节，使坚果内部的声纹信号特征充分显现，最终达到高效、高精度检测的目的。

技术领域

本发明属于农产品机械技术领域，具体地，涉及一种用于坚果分级的声纹信号采集装置。

背景技术

坚果富含人体生长发育和维持健康所必需的蛋白质、油脂、矿物质、维生素等营养素，不但具有较高的营养和药用价值，而且口感风味极佳，深受消费者喜爱，是人们日常生活中的一种常见零食。随着坚果产业的发展和脱壳等进一步加工的需要，对其进行分选分级成为坚果加工中的重要环节，它是确保产品品质和品级的重要工艺；同时也是一件繁琐的工艺，目前坚果分级主要采用人工挑选、机械振动和声纹信号检测等方法。由于声纹信号检测技术具有普适性强、灵敏度高、成本低廉、易实现智能化等优点，被广泛应用于坚果类产品的无损检测。

如钟晨玉，多因素对开心果碰撞声特征的影响[J]，食品与机械，Jul.2016，Vol.32，No.7:32-35，公开了一种开心果碰撞声分拣试验设计，以开闭口果碰撞声的综合对数衰减率之差为判断依据，分析对比了传声器位置、开心果下落高度及碰撞块倾斜角度对碰撞声特征的影响。研究结果表明，在两种条件下，传声器与碰撞面成45°，距离碰撞点10cm左右时；保持传声器在上述条件下的位置不变，开心果下落高度为70～100cm、碰撞块倾斜角度为30°时，所采集到的声信号特征具有更好的分拣可靠性，使得开心果分拣设备的分拣准确率从70％提高至100％。

国内外众多学者对不同坚果或同一坚果不同时期的状态的声纹信号信息做了大量的理论研究，为坚果的分级提供了夯实的理论基础。但目前没有一个统一的方法让不同的坚果在同一个设备上实现声纹信号采集，也没有一个通用的设备让某种坚果的不同状态(如开心果的闭口、开口和半开口)的声纹信号信息可以在同一个设备上实现无差别采集。现有技术中有不少针对水果的声纹信号采集装置，如中国实用新型授权公告号为CN207636544U，申请日为2017年12月22日，名称为：一种快速无损采集水果质地信息的装置；公开的装置包括两块具有高度差的支撑板和、倾斜碰撞板、固定台面和传感器。该方案通过采用水果自由跌落撞击倾斜碰撞板的方式获取水果的振动信息从而采集水果质地信息，不破坏被测样本，检测效率高。

由上可知，传统的发声装置都是针对单一坚果品种，其参数不可调节，且检测结果易受到外界噪音干扰，对差异较小的样品不能准确区分，检测效率低，灵敏度和准确度不高，易呈现假阳性。如何让坚果主动发声，使其内部特征充分通过声纹信号特性显现一直是行业内研究的热点和痛点。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中的发声装置都是针对单一坚果品种，参数不可调节，检测结果易受到外界噪音干扰，对差异较小的样品不能准确区分，检测效率低，灵敏度和准确度不高，易呈现假阳性的技术问题。本方案提供了一种用于坚果分级的声纹信号采集装置，可以根据坚果品种和品级的差异实现发声装置参数的自动调节，使坚果内部的声纹信号特征充分显现，最终达到高效、高精度检测的目的。

2.技术方案

为达到上述目的，提供的技术方案为：