加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別方法，其特點(diǎn)是，包括的步驟有：將蠶繭進(jìn)行加熱，使蠶繭的體表溫度呈30-40℃；體表溫度呈30-40℃的蠶繭置于箱體內(nèi)，蠶繭在自然散熱的情況下，使用紅外測(cè)溫傳感器芯片對(duì)蠶繭體表溫度進(jìn)行采集，每隔1.5s采集一次數(shù)據(jù)，采集1min；將采集到的蠶繭體表溫度與環(huán)境溫度數(shù)據(jù)分別傳送到51單片機(jī)中，再由與51單片機(jī)相連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到蠶繭性別的識(shí)別結(jié)果，并提供其裝置。具有方法科學(xué)合理，流程短，便于操作，識(shí)別速率快，準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)；其加熱式的紅外測(cè)溫蠶繭性別識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。
【專利說明】加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別方法及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 雄蠶繭體質(zhì)強(qiáng)健，死亡率低，容易飼養(yǎng)，飼料效率高并且其絲質(zhì)量和產(chǎn)量均明顯高 于雌繭，因此識(shí)別蠶繭雌雄，無論是對(duì)蠶種還是蠶絲生產(chǎn)，都具有重要的經(jīng)濟(jì)意義?，F(xiàn)有技 術(shù)通常采用雄蠶培育法和無損檢測(cè)法對(duì)蠶繭性別進(jìn)行識(shí)別。雄蠶培育法主要是熒光檢測(cè) 法，但此方法只對(duì)幾種特定品種的蠶繭有效；無損檢測(cè)法包括近紅外光譜技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺 技術(shù),X射線成像技術(shù)和核磁共振成像技術(shù)等。由于無損檢測(cè)法檢測(cè)精度要求高、需要削繭 取蛹、操作環(huán)境要求嚴(yán)格，且設(shè)備昂貴等原因，并沒有得到實(shí)際應(yīng)用。目前仍然使用人工揀 選法，即尋找有鑒別經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)大批量蠶繭進(jìn)行一一篩選，這種方法費(fèi)工費(fèi)時(shí)，增加了蠶繭 的銷售成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種科學(xué)合理，流程短，便于操作的 加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別方法；并提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，識(shí)別速率快，準(zhǔn)確率高的 加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置。
[0004] 本發(fā)明的目的之一是由以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別 識(shí)別方法，其特征是，它包括的步驟有：將蠶繭進(jìn)行加熱，使蠶繭的體表溫度呈30-40°C ;體 表溫度呈30-40°C蠶繭置于箱體內(nèi)，蠶繭在自然散熱的情況下，使用紅外測(cè)溫傳感器芯片對(duì) 蠶繭體表溫度進(jìn)行采集，每隔I. 5s采集一次數(shù)據(jù)，采集Imin ;將采集到的蠶繭體表溫度與 環(huán)境溫度數(shù)據(jù)分別傳送到51單片機(jī)中，再由與51單片機(jī)相連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得 到蠶繭性別的識(shí)別結(jié)果。
[0005] 本發(fā)明的目的之二是由以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別 識(shí)別裝置，其特征是：它包括箱體，在箱體內(nèi)的下方設(shè)置能夠移動(dòng)至箱體外的蠶繭放置槽， 在移動(dòng)至箱體外的蠶繭放置槽上方設(shè)有加熱源，在箱體上置有紅外測(cè)溫傳感器芯片，紅外 測(cè)溫傳感器芯片與單片機(jī)電連接，單片機(jī)通過RS232串口線與計(jì)算機(jī)電連接。
[0006] 所述加熱源為氖燈。
[0007] 所述紅外測(cè)溫傳感器芯片的型號(hào)為MLX90614-DAA的無接觸式紅外集成感應(yīng)芯 片。
[0008] 所述單片機(jī)為51單片機(jī)。
[0009] 本發(fā)明的加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別方法，由于依據(jù)雌蠶繭繭層厚度比雄蠶 繭薄很多，而且，由于雌蠶繭個(gè)體稍大于雄蠶繭，所以導(dǎo)致在加熱過程中，雌蠶繭比雄蠶繭 升溫快，在散熱過程中，雌蠶繭比雄蠶繭散熱快蠶繭的生理特性，所以根據(jù)雌雄蠶繭個(gè)體差 異及吸散熱速率不同，提取判斷依據(jù)可以鑒別蠶繭雌雄，具有科學(xué)合理，流程短，便于操作， 識(shí)別速度快等優(yōu)點(diǎn)。其加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置的電路原理圖；
[0011] 圖2是加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3是單片機(jī)采集及數(shù)據(jù)傳輸程序圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0014] 本發(fā)明的加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別方法，包括的步驟有：將蠶繭進(jìn)行加熱， 使蠶繭的體表溫度呈30-40°C ;體表溫度呈30-40°C蠶繭置于箱體內(nèi)，蠶繭在自然散熱的情 況下，使用紅外測(cè)溫傳感器芯片對(duì)蠶繭體表溫度進(jìn)行采集，每隔I. 5s采集一次數(shù)據(jù)，采集 Imin ;將采集到的蠶繭體表溫度與環(huán)境溫度數(shù)據(jù)分別傳送到51單片機(jī)中，再由與51單片機(jī) 相連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到蠶繭性別的識(shí)別結(jié)果。
[0015] 參照?qǐng)D1和圖2,本發(fā)明的加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置，包括箱體，在箱 體內(nèi)的下方設(shè)置能夠移動(dòng)至箱體外的蠶繭放置槽，在移動(dòng)至箱體外的蠶繭放置槽上方設(shè)有 加熱源，在箱體上置有紅外測(cè)溫傳感器芯片，紅外測(cè)溫傳感器芯片與單片機(jī)電連接，單片機(jī) 通過RS232串口線與計(jì)算機(jī)電連接。所述加熱源為氖燈。所述紅外測(cè)溫傳感器芯片的型號(hào) 為MLX90614-DAA的無接觸式紅外集成感應(yīng)芯片。所述單片機(jī)為51單片機(jī)。
[0016] 紅外測(cè)溫傳感器芯片是選用無接觸式紅外集成感應(yīng)芯片MLX90614-DAA，此芯片內(nèi) 使用了先進(jìn)的低音放大器，一枚17-bitADC以及功能強(qiáng)大的DSP元件，所以與51單片機(jī)相 連時(shí)并不需要外圍電路。紅外測(cè)溫傳感器芯片在環(huán)境溫度20-30°C，物體溫度36-39°C時(shí)， 測(cè)量精度最高，可達(dá)到±0. 1°C，但測(cè)溫前需要預(yù)熱lOmin，以保證傳感器性能穩(wěn)定。
[0017] 蠶繭分選用的箱體由硬紙板制作，可以實(shí)現(xiàn)自然散熱，在箱體的底部設(shè)有蠶繭放 置槽，可與箱體分離。當(dāng)拉出蠶繭放置槽至箱體外時(shí)，對(duì)蠶繭進(jìn)行加熱，此時(shí)，加熱氖燈懸掛 在蠶繭正上方，且位置固定。當(dāng)推回箱體內(nèi)時(shí)，箱體的頂部設(shè)有放置紅外傳感器芯片的插 孔，紅外傳感器芯片插在箱體的插孔內(nèi)，其芯片探頭正對(duì)蠶繭放置槽，并由51單片機(jī)控制， 可連續(xù)采集蠶繭的溫度數(shù)據(jù)，最后通過數(shù)據(jù)線傳送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，得到分類結(jié)果。
[0018] 具體檢測(cè)過程：先啟動(dòng)紅外傳感器芯片，使其預(yù)熱lOmin，開始進(jìn)行基于傳熱差異 規(guī)律的蠶繭性別識(shí)別作業(yè)。
[0019] 本實(shí)施例選取20個(gè)已知性別的蠶繭樣本作為訓(xùn)練樣本，雌雄蠶繭各一半，實(shí)驗(yàn)開 始時(shí)，將蠶繭逐個(gè)放入蠶繭放置槽，拉出箱體外，用500w氖燈加熱2min后，推入箱體內(nèi)進(jìn)行 數(shù)據(jù)采集。在蠶繭自然散熱過程中，利用計(jì)算機(jī)中的Keil軟件編寫程序，并下載到51單片 機(jī)中，驅(qū)動(dòng)MLX90614-DAA芯片每隔I. 5s采集一次數(shù)據(jù)，采集lmin，其程序如圖3所示，通 過RS232串口線將數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)中，并通過串口調(diào)試軟件顯示出環(huán)境溫度與蠶繭體表 溫度數(shù)據(jù)表。根據(jù)此數(shù)據(jù)表，利用熱輻射能量的計(jì)算公式E = S e (T-Ttl)4,T為蠶繭體表溫 度，Ttl為環(huán)境溫度，得到蠶繭在散熱Imin中內(nèi)的能量數(shù)據(jù)表，并導(dǎo)入到OriginPr〇7. 5軟件 中進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到能量變化曲線擬合圖，從中提取的判據(jù)如表1所示，其中y表示能 量，X表示時(shí)間。
[0020] 表1加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置雌繭判據(jù)提取表
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別方法，其特征是，它包括的步驟有：將蠶繭進(jìn) 行加熱，使蠶繭的體表溫度呈30-40°C ;體表溫度呈30-40°C蠶繭置于箱體內(nèi)，蠶繭在自然 散熱的情況下，使用紅外測(cè)溫傳感器芯片對(duì)蠶繭體表溫度進(jìn)行采集，每隔1. 5s采集一次數(shù) 據(jù)，采集lmin ;將采集到的蠶繭體表溫度與環(huán)境溫度數(shù)據(jù)分別傳送到51單片機(jī)中，再由與 51單片機(jī)相連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到蠶繭性別的識(shí)別結(jié)果。
2. -種加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置，其特征是：它包括箱體，在箱體內(nèi)的下 方設(shè)置能夠移動(dòng)至箱體外的蠶繭放置槽，在移動(dòng)至箱體外的蠶繭放置槽上方設(shè)有加熱源， 在箱體上置有紅外測(cè)溫傳感器芯片，紅外測(cè)溫傳感器芯片與單片機(jī)電連接，單片機(jī)通過 RS232串口線與計(jì)算機(jī)電連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置，其特征是：所述加熱 源為氖燈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置，其特征是：所述紅外 測(cè)溫傳感器芯片的型號(hào)為MLX90614-DAA的無接觸式紅外集成感應(yīng)芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱式紅外測(cè)溫的蠶繭性別識(shí)別裝置，其特征是：所述單片 機(jī)為51單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01J5/00GK104407004SQ201410604415
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】門洪, 楊佳林, 劉晶晶, 鄒麗娜, 呂鋒波 申請(qǐng)人:東北電力大學(xué)