一種激光噴氣式鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鮮肥肝質(zhì)量等級(jí)的檢測(cè)和判定，屬于農(nóng)產(chǎn)品加工與檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種激光噴氣式鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在傳統(tǒng)的鮮肥肝加工行業(yè)中，通常采用人工方法對(duì)鮮肥肝的質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分級(jí)。我國(guó)鮮肥肝質(zhì)量等級(jí)主要包括感官指標(biāo)等級(jí)、重量等級(jí)、理化指標(biāo)等級(jí)等。鮮肥肝的感官指標(biāo)主要包括鮮肥肝的彈性、色澤、氣味、損征、紋理等。彈性等級(jí)作為鮮肥肝感官等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，通常是由專(zhuān)業(yè)評(píng)級(jí)人員，在鮮肥肝加工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)判斷指壓鮮肥肝凹陷處的大約恢復(fù)時(shí)間與程度來(lái)人工確定彈性等級(jí)。但是人工指壓彈性評(píng)級(jí)方法有其根本的缺點(diǎn):一是具有主觀性，當(dāng)兩個(gè)評(píng)級(jí)員對(duì)相同的鮮肥肝進(jìn)行彈性等級(jí)評(píng)定時(shí)，其評(píng)定結(jié)果可能不同；二是存在不一致性，當(dāng)同一個(gè)評(píng)級(jí)員對(duì)相同鮮肥肝進(jìn)行兩次彈性等級(jí)評(píng)定時(shí)，其評(píng)定結(jié)果也可能不相同；三是該方法的評(píng)級(jí)成本高、效率低。因此，有必要對(duì)鮮肥肝彈性等級(jí)分級(jí)方法和技術(shù)進(jìn)行深入研宄，以期開(kāi)發(fā)一種客觀、準(zhǔn)確、高效的鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)和方法，彌補(bǔ)人工評(píng)級(jí)的不足，實(shí)現(xiàn)鮮肥肝彈性等級(jí)的在線(xiàn)無(wú)損快速檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)鮮肥肝加工現(xiàn)場(chǎng)人工彈性評(píng)級(jí)時(shí)具有主觀性、不一致性和評(píng)級(jí)效率低等問(wèn)題，提出一種能夠適應(yīng)鮮肥肝加工現(xiàn)場(chǎng)要求的激光噴氣式鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)及其方法。
[0004]本發(fā)明的主要技術(shù)方案是:
一種激光噴氣式鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)及其方法，它包括鮮肥肝帶式輸送機(jī)、激光測(cè)距傳感器、高壓噴氣嘴、空氣增壓泵、鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)模塊和固定支架，帶式輸送機(jī)傳送鮮肥肝通過(guò)激光測(cè)距傳感器和高壓噴氣嘴下方，高壓噴氣嘴噴出高壓空氣使得鮮肥肝發(fā)生彈性形變，激光測(cè)距傳感器測(cè)量鮮肥肝經(jīng)高壓空氣噴射前后的高度變化，鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)模塊根據(jù)鵝肥肝高度變化情況自動(dòng)劃分鮮肥肝等級(jí)，空氣增壓泵用于為高壓噴氣嘴提供持續(xù)穩(wěn)定的高壓空氣，固定支架用于激光測(cè)距傳感器和高壓噴氣嘴的固定。
[0005]一種利用如上所述的激光噴氣式鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:
(I)鮮肥肝彈性等級(jí)的人工分級(jí)與記錄:以3人為一個(gè)彈性等級(jí)評(píng)定小組，對(duì)鮮肥肝樣本根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《NY 67-1988》進(jìn)行人工指壓彈性評(píng)級(jí)，評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:一級(jí)，指壓后凹陷很快恢復(fù)；二級(jí)，指壓后凹陷較快恢復(fù)；三級(jí)，指壓后凹陷恢復(fù)較慢。將彈性等級(jí)人工劃分為3個(gè)等級(jí)后，用數(shù)值1、2、3鮮肥肝樣本進(jìn)行記錄。
[0006](2)鮮肥肝原始高度曲線(xiàn)的采集:將鮮肥肝置于鮮肥肝帶式輸送機(jī)的帶式輸送機(jī)上，傳送帶將鮮肥肝傳送至激光測(cè)距傳感器的正下方，當(dāng)鮮肥肝經(jīng)過(guò)激光測(cè)距傳感器時(shí)，激光測(cè)距傳感器即可掃描出鮮肥肝的原始高度曲線(xiàn)(曲線(xiàn)1，如圖2所示)，并傳送曲線(xiàn)I數(shù)據(jù)至鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)模塊。
[0007](3)鮮肥肝經(jīng)高壓空氣噴射后的高度曲線(xiàn)的采集:鮮肥肝帶式輸送機(jī)將鮮肥肝傳送至安裝有高壓噴氣嘴的激光測(cè)距傳感器的正下方，高壓噴氣嘴固定在激光測(cè)距傳感器的出光口的正下發(fā)，空氣增壓泵為高壓噴氣嘴提供2Bar的持續(xù)高壓空氣，當(dāng)鮮肥肝通過(guò)第二個(gè)激光測(cè)距傳感器時(shí)，激光測(cè)距傳感器即可掃描出經(jīng)高壓空氣噴射后的鮮肥肝高度曲線(xiàn)(曲線(xiàn)2，如圖2所示)，并傳送曲線(xiàn)2數(shù)據(jù)至鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)模塊。
[0008](4)鮮肥肝彈性特征參數(shù)的提取:鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)模塊根據(jù)曲線(xiàn)I與曲線(xiàn)2的數(shù)據(jù)，計(jì)算出反映鮮肥肝等級(jí)的5個(gè)彈性特征參數(shù)，特征描述如下:
特征1:曲線(xiàn)2總面積與曲線(xiàn)I總面積之比。
[0009]特征2:曲線(xiàn)2峰值與曲線(xiàn)I峰值之比。
[0010]特征3:高度大于5mm的曲線(xiàn)2面積與曲線(xiàn)I面積之比。
[0011]特征4:高度大于1mm的曲線(xiàn)2面積與曲線(xiàn)I面積之比。
[0012]特征5:高度大于15mm的曲線(xiàn)2面積與曲線(xiàn)I面積之比。
[0013](5)鮮肥肝彈性等級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立:重復(fù)步驟(1)~ (4)，建立鮮肥肝彈性等級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的每條記錄由步驟(4)中的5個(gè)彈性特征參數(shù)和步驟(I)中的彈性等級(jí)組成.(6)鮮肥肝彈性分級(jí)模型的建立:對(duì)鮮肥肝彈性等級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每條記錄都作為訓(xùn)練集，以每條記錄的5個(gè)彈性特征參數(shù)為輸入，以彈性等級(jí)值為輸出，根據(jù)多元線(xiàn)性回歸分析方法，建立鮮肥肝彈性多元線(xiàn)性回歸分級(jí)模型(鮮肥肝彈性分級(jí)模型)。
[0014](7)鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí):將未進(jìn)行人工彈性評(píng)級(jí)的鮮肥肝置于鮮肥肝帶式輸送機(jī)的傳送帶上，鮮肥肝依次通過(guò)2個(gè)激光測(cè)距傳感器的正下方，激光測(cè)距傳感器將測(cè)得的曲線(xiàn)I數(shù)據(jù)與曲線(xiàn)2數(shù)據(jù)發(fā)送至鮮肥肝自動(dòng)分級(jí)模塊，鮮肥肝自動(dòng)分級(jí)模塊則從曲線(xiàn)數(shù)據(jù)中提取5個(gè)鮮肥肝彈性特征參數(shù)，最后根據(jù)步驟(6)所建立的鮮肥肝彈性分級(jí)模型，計(jì)算出鮮肥肝的彈性等級(jí)。由于分級(jí)模型為多元線(xiàn)性回歸方程，計(jì)算所得的鮮肥肝彈性等級(jí)值為非整數(shù)，因此有必要對(duì)鵝肥肝等級(jí)進(jìn)行取整判定，具體取整規(guī)定如下:
若分級(jí)模型計(jì)算所得的彈性等級(jí)值小于1.5，則判定彈性等級(jí)為I。
[0015]若分級(jí)模型計(jì)算所得的彈性等級(jí)值介于1.5與2.5之間，則判定彈性等級(jí)為2級(jí)。
[0016]若分級(jí)模型計(jì)算所得的彈性等級(jí)值大于2.5，則判定彈性等級(jí)為3。
[0017]本發(fā)明的有益效益:
本發(fā)明集成傳感器技術(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)理論和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種激光噴氣式鮮肥肝彈性自動(dòng)分級(jí)系統(tǒng)，系統(tǒng)首先采集得到鮮肥肝經(jīng)高壓空氣噴射前后的高度變化情況，然后自動(dòng)提取鮮肥肝的彈性特征特征參數(shù)并計(jì)算彈性等級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)鮮肥肝彈性等級(jí)的自動(dòng)分級(jí)，彌補(bǔ)了鮮肥肝加工現(xiàn)場(chǎng)人工彈性評(píng)級(jí)的不足，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)彈性分級(jí)的客觀性、準(zhǔn)確性和工作效率。
[0018]本發(fā)明中所使用的兩個(gè)激光測(cè)距傳感器的選型以及安裝位置高度，都是經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)論證的，可以精確測(cè)量鮮肥肝的高度變化情況。
[0019]本發(fā)明中的高壓噴氣嘴連接空氣增壓泵，噴射出固定壓力的持續(xù)高壓空氣，并安裝在激光傳感器出光口正下方，這保證了鮮肥肝在經(jīng)過(guò)高壓噴氣嘴正下方發(fā)生彈性形變時(shí)，激光測(cè)距傳感器能夠同時(shí)采集到鮮肥肝彈性變化信息。
[0020]本發(fā)明中建立的鮮肥肝彈性分級(jí)模型，在激光測(cè)距傳感器選型與安裝條件、高壓噴氣嘴噴出高壓空氣條件一致時(shí)，可以不對(duì)現(xiàn)有分級(jí)模型進(jìn)行修改，就可適用于不同規(guī)模的鮮肥肝彈性分級(jí)流水線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)鮮肥肝彈性等級(jí)的在線(xiàn)自動(dòng)分級(jí)要求。
[0021]本發(fā)明是針對(duì)鮮肥肝彈性等級(jí)自動(dòng)分級(jí)檢測(cè)而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)及其方法，但也可應(yīng)用于其他相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品的彈性或嫩度檢測(cè)，只需更換研宄對(duì)象、調(diào)整系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，建立對(duì)應(yīng)的分級(jí)模型，即可方便地檢測(cè)其他農(nóng)產(chǎn)品的彈性或嫩度。