啤酒瓶在线检测相关技术的研究

论文摘要

本设计在了解国内外啤酒瓶密封性检测技术的基础上,利用声学方法实现快速啤酒瓶密封性检测。本课题主要研究了啤酒瓶盖振动及其发声特点,相关声音检测理论,并设计了硬件电路和系统软件达到了预期效果。瓶盖受激发后产生受迫振动,其振动的幅度和振动频率与瓶盖的密封性存在一定的关系。当密封性好,瓶内压力高时,振动频率就高,振幅就小,密封性差频率就比较低,振幅也比较大。采用FFT算法获取声音相关参数,并编写了相关代码。硬件电路主要包括电磁击打电路、声音分析电路和剔除电路。电磁击打电路采用单稳态集成触发电路和MOSFET设计。利用驻极体声音传感器和TLV320AIC23 AD转换器实现声音数据采集,利用高速DSP芯片TMS320VC5402实现声音频谱分析,并通过RTL8019as以太网芯片与上位机的通信。剔除电路采用编码器与STC单片机结合,检测到不合格瓶子后在适当的位置将其剔除。系统软件主要实现网络数据采集、声音波形判别结果显示和参数设置,软件采用VB6.0开发,利用winsock实现UDP网络通信,开发了Scope控件显示声音波形,设计了良好的人机界面,方便了现场使用。最后本课题还探索了X射线CCD线扫描成像原理及实现方法,选取合适的线扫描相机组成液位检测系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出背景和意义
• 1.2 国内外研究现状和发展动态
• 1.3 本课题主要研究内容
• 2 啤酒瓶封盖泄露的特点及检测原理
• 2.1 封盖检测原理
• 2.2 封盖检测方法
• 3 泄露检测方案选择
• 3.1 检测内容及技术要求
• 3.2 泄露检测的技术方法
• 3.3 液位检测的技术方法
• 4 硬件系统的构成及技术实现
• 4.1 硬件系统总体构成
• 4.2 MCU与DSP的选择
• 4.3 泄露检测传感器的研究
• 4.4 音频信号调理电路
• 4.5 数据通信接口
• 4.6 CPLD组合逻辑电路
• 4.7 MCU相关电路
• 4.8 电磁击打驱动电路的研究
• 5 封盖检测软件技术研究
• 5.1 单片机系统控制软件
• 5.2 DSP5402软件设计
• 5.3 音频信号分析算法
• 5.4 UDP协议栈设计
• 5.5 CMD配置文件
• 6 工控机软件设计
• 6.1 主界面设计
• 6.2 网络通信程序
• 6.3 SCOPE波形控件设计
• 6.4 串口通信
• 7 啤酒瓶液位检测技术探索
• 8 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文