基本信息
- 项目名称：
- 谐振式禽蛋新鲜度检测仪
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品提出一种基于振动原理的装置，实现对禽蛋新鲜度的无损检测。该装置采用一种物理中的谐振装置，将禽蛋放置在一个自由振动的Y形支架上，依据新鲜程度不同的禽蛋使支架振动幅度衰减的速度不同来对禽蛋的新鲜度进行判别。该检测装置主要由Y形支架、振动驱动机构、信号处理电路、AD转换电路和微处理器等组成。 此作品的创新点在于利用简单物理谐振原理实现了禽蛋新鲜度的快速无损检测，具有独创性。在具体的实现过程中，将计算机技术、电子技术、传感技术融合于一体，形成机电一体化的禽蛋检测装置，实现了禽蛋新鲜程度检测的自动化，解决了禽蛋行业蛋类食品新鲜度准确、快速、无损检测的技术问题。 作品用微处理器进行,易于在自动控制领域实现自动检测与控制。作品结构简单，制造容易，成本低廉，便于推广应用，该作品已获得专利（ZL200820054129.0）
- 详细介绍：
- 产品说明书 一、产品功能 本产品为谐振式禽蛋新鲜度检测仪，能快速无损地进行禽蛋新鲜度检测，将禽蛋新鲜度从0到100进行打分。60分以下的禽蛋为不可食用禽蛋，90分以上的为非常新鲜的禽蛋，75--90分的禽蛋为生出较新鲜的禽蛋，60--75分为不新鲜但可食用的禽蛋。 二、原理创新及可行性简析 本产品采用独创的物理谐振原理进行禽蛋新鲜度的检测，在禽蛋检测方面处于国内先进水平。 在具体实现中，作品将机械振动、传感和电子及微处理技术结合在一起构成机电一体化结构，使得设计方案合理可行。大量的实验数据又进一步为精确的禽蛋新鲜度检测提供了可靠的保障。 三、技术关键 本产品的技术关键包括音叉结构、波形适时显示、确定不同等级禽蛋谐振波形衰减率的范围. 四、产品的高性价比 整个产品的造价如下： STC125410AD单片机（8元／块），电源（10元／个），音叉（10元／个），其余零部件及制作费用（20元） 总计：48元。 以上是单个产品的造价。在产品进行批量生产后，产品造价可降到10元左右，甚至更低。该产品以低成本综合实现了禽蛋新鲜度自动快速无损检测，效率高，准确率高达96.5%以上，建立了自己独有的高性价比。 五、产品的使用场合及方法 结合本产品的功能及高的性价比，本产品可实用于养殖场、禽蛋销售商、个体老板、宾馆、超市、食堂、质监部门甚至可推广到普通的群众。 如果是个体用户使用，只需放上禽蛋，微控制器便会自动检测，如果是坏蛋报警器便会报警以提示用户做出相应的操作。如果是投入流水线行业，则只需将我们的产品合理嵌入到流水线中，利用检测到的信号对流水线进行相应的操作即可。对于任何使用群体，本产品使用起来都非常方便简捷。 六、市场调查 蛋类品质是养殖场、经销商、个体老板运输、储存和加工以及、宾馆、超市、食堂及普通的群众食用的重要依据，也是提高食品质量和食用安全的重要保证。本产品从此角度设计了一种禽蛋新鲜度检测仪，立题新颖，思路创新，具有工背景和实际的市场价值。经市场调查发现，假如我们的产品进行批量生产，将原材料成本降到40元左右，有80%的群众愿卖我们的产品，被受调查群众美誉为“禽蛋品质称”；有90%的超市认可我们的产品，超市不但可利用我们的产品进行品质检测，还可以起到一个很好的信誉广告作用；有70%的个体老板愿接受我们的产品，个体老板可以在无损的条件下检验自己货源的品质。市场调查中，良好的市场反应，进一步肯定了我们产品的价值。 六、产品意义 本发明将简单原理与当前最新技术结合起来解决禽蛋自动检测的问题。本产品的出现弥补了市场上禽蛋品质检测的空白，综合实现了禽蛋的快速无损自动精确的禽蛋新鲜度打分以及产品的微型化和高性价比，在禽蛋的品质检测方面跨出了一大步。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、作品设计、发明的目的 通常禽蛋新鲜度检测采用人工方法:光照和用手振动等,这种人工方法容易造成误判,为此设计一种基于物理谐振原理的禽蛋自动检测装置,实现禽蛋快速、自动、准确检测。 二、作品设计、发明的基本思路 本设计主要是基于好坏禽蛋的内部物理结构的不同，在振动时，内部的能耗速度不同来进行区分的。 具体实施方式为：将禽蛋放在一个自由振动的音叉上，在音叉具有同等振幅的条件下，由于不同新鲜程度的禽蛋内部能耗不同，处于自由阻尼振动的音叉幅度衰减快慢也会不同，新鲜禽蛋衰减慢，不新鲜禽蛋衰减快。通过音叉上的应变电阻所构成的电桥，将音叉的振动信号转换为电信号，电信号经过放大处理和A/D转换后，经过微处理器的处理，从而判断出禽蛋的好坏。 三、作品设计、发明的创新点 此作品的创新点在于利用简单的物理谐振原理实现了禽蛋新鲜度的快速无损检测，具有独创性。在具体的实现过程中，将计算机技术、电子技术、传感技术融合于一体，形成机电一体化的禽蛋检测装置，实现了禽蛋新鲜程度检测的自动化，解决了禽蛋行业蛋类食品新鲜度准确、快速、无损检测的技术问题。
科学性、先进性
- 作品依据好、坏蛋内部物理结构的差异（鲜蛋的内部物理结构呈胶体而坏禽蛋成流体），利用谐振原理检测其振动波形的衰减度。通过对大量不同好坏程度的禽蛋的波形进行分析得出：鲜蛋的衰减度比坏蛋的衰减度要低很多。同时我们将机械振动，传感和电子及微处理技术结合在一起构成机电一体化结构实现了禽蛋的自动无损检测，检测速度快，效率高，准确率高达96.5%以上。谐振式禽蛋新鲜度检测仪造价成本低，微型化，方便，简捷，性价比高。在国内，利用光密度和投射透射串来检测禽蛋品质的方法，在理论上已得到了证实，并建立了数学模型，但在实际中并未做出样品；禽蛋的光学模型，找出了整蛋、内容物、与蛋壳三者之间的透射特性关系，并对此做出了大量的研究，但也未在实践中做出产品。在国外，日本已实现了用紫外线检测禽蛋品质的技术，但不便于实现自动化控制且造价高。利用禽蛋敲击所产生的声学共振特性，来分析禽蛋的蛋黄小孔和裂纹从而达到检测禽蛋品质的目的，这虽然也实现了禽蛋的无损检测，但由于易受外界噪声的干扰，使得使用场合受到极大的限制。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年4月，在某省第八届“挑战杯”上，评审为一等奖。 2009月5月，应邀参加某省“科技活动周”科技展。
作品所处阶段
- 实验室阶段,已设计制作出样机多台,经过了大量实验,能很好识别好蛋,中等蛋和坏蛋。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 作品简介，作品图片和作品实物。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 如果是个体用户使用，只需放上禽蛋，微控制器便会自动检测，如果是坏蛋报警器便会报警以提示用户做出相应的操作。如果是投入流水线行业，则只需将我们的产品合理嵌入到流水线中，利用检测到的信号对流水线进行相应的操作即可。对于任何使用群体，本产品使用起来都非常方便简捷。 该作品主要适用于批量生产和大量消费禽蛋的场合，例如禽蛋销售商、宾馆、超市、食堂、质监部门。经过市场调查及相关资料的查阅我们发现，此项技术目前在国内外还是一个空白。相关数据也表明，禽蛋发展市场前景相当广阔：禽蛋是人类的高营养食品，素有“理想的营养库”，“完全蛋白质模式”等等美誉。与此同时禽蛋又是易腐食品之一，在商业流通当中伴随着的蛋壳易碎、品质难检测、精度不高、且未实现自动化的一系列问题，又直接影响其商品价值与使用价值，如何能快速、准确地检、分选、包装，成为当前首当其冲的问题。因此，我们可以肯定，我们的产品具有相当广阔的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 在国内，利用光密度和投射透射串来检测禽蛋品质的方法，在理论上已得到了证实，并建立了数学模型，但在实际中并未做出样品；禽蛋的光学模型，找出了整蛋、内容物、与蛋壳三者之间的透射特性关系，并对此做出了大量的研究，但也未在实践中做出产品。在国外，日本已实现了用紫外线检测禽蛋品质的技术，但不便于实现自动化控制且造价高。利用禽蛋敲击所产生的声学共振特性来分析禽蛋的蛋黄小孔和裂纹从而达到检测禽蛋品质的目的，这虽然也实现了禽蛋的无损检测，但由于易受外界噪声的干扰，使得使用场合受到极大的限制。
