加热式红外测温的蚕茧性别识别方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种加热式红外测温的蚕茧性别识别方法，其特点是，包括的步骤有：将蚕茧进行加热，使蚕茧的体表温度呈30-40℃；体表温度呈30-40℃的蚕茧置于箱体内，蚕茧在自然散热的情况下，使用红外测温传感器芯片对蚕茧体表温度进行采集，每隔1.5s采集一次数据，采集1min；将采集到的蚕茧体表温度与环境温度数据分别传送到51单片机中，再由与51单片机相连接的计算机进行数据处理，得到蚕茧性别的识别结果，并提供其装置。具有方法科学合理，流程短，便于操作，识别速率快，准确率高等优点；其加热式的红外测温蚕茧性别识别装置的结构简单，制造成本低。
【专利说明】加热式红外测温的蚕茧性别识别方法及其装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种加热式红外测温的蚕茧性别识别方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 雄蚕茧体质强健，死亡率低，容易饲养，饲料效率高并且其丝质量和产量均明显高 于雌茧，因此识别蚕茧雌雄，无论是对蚕种还是蚕丝生产，都具有重要的经济意义。现有技 术通常采用雄蚕培育法和无损检测法对蚕茧性别进行识别。雄蚕培育法主要是荧光检测 法，但此方法只对几种特定品种的蚕茧有效；无损检测法包括近红外光谱技术，计算机视觉 技术,X射线成像技术和核磁共振成像技术等。由于无损检测法检测精度要求高、需要削茧 取蛹、操作环境要求严格，且设备昂贵等原因，并没有得到实际应用。目前仍然使用人工拣 选法，即寻找有鉴别经验的人对大批量蚕茧进行一一筛选，这种方法费工费时，增加了蚕茧 的销售成本。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种科学合理，流程短，便于操作的 加热式红外测温的蚕茧性别识别方法；并提供结构简单，成本低，识别速率快，准确率高的 加热式红外测温的蚕茧性别识别装置。
[0004] 本发明的目的之一是由以下技术方案来实现的：一种加热式红外测温的蚕茧性别 识别方法，其特征是，它包括的步骤有：将蚕茧进行加热，使蚕茧的体表温度呈30-40°C ;体 表温度呈30-40°C蚕茧置于箱体内，蚕茧在自然散热的情况下，使用红外测温传感器芯片对 蚕茧体表温度进行采集，每隔I. 5s采集一次数据，采集Imin ;将采集到的蚕茧体表温度与 环境温度数据分别传送到51单片机中，再由与51单片机相连接的计算机进行数据处理，得 到蚕茧性别的识别结果。
[0005] 本发明的目的之二是由以下技术方案来实现的：一种加热式红外测温的蚕茧性别 识别装置，其特征是：它包括箱体，在箱体内的下方设置能够移动至箱体外的蚕茧放置槽， 在移动至箱体外的蚕茧放置槽上方设有加热源，在箱体上置有红外测温传感器芯片，红外 测温传感器芯片与单片机电连接，单片机通过RS232串口线与计算机电连接。
[0006] 所述加热源为氖灯。
[0007] 所述红外测温传感器芯片的型号为MLX90614-DAA的无接触式红外集成感应芯 片。
[0008] 所述单片机为51单片机。
[0009] 本发明的加热式红外测温的蚕茧性别识别方法，由于依据雌蚕茧茧层厚度比雄蚕 茧薄很多，而且，由于雌蚕茧个体稍大于雄蚕茧，所以导致在加热过程中，雌蚕茧比雄蚕茧 升温快，在散热过程中，雌蚕茧比雄蚕茧散热快蚕茧的生理特性，所以根据雌雄蚕茧个体差 异及吸散热速率不同，提取判断依据可以鉴别蚕茧雌雄，具有科学合理，流程短，便于操作， 识别速度快等优点。其加热式红外测温的蚕茧性别识别装置的结构简单，制造成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是加热式红外测温的蚕茧性别识别装置的电路原理图；
[0011] 图2是加热式红外测温的蚕茧性别识别装置结构示意图；
[0012] 图3是单片机采集及数据传输程序图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0014] 本发明的加热式红外测温的蚕茧性别识别方法，包括的步骤有：将蚕茧进行加热， 使蚕茧的体表温度呈30-40°C ;体表温度呈30-40°C蚕茧置于箱体内，蚕茧在自然散热的情 况下，使用红外测温传感器芯片对蚕茧体表温度进行采集，每隔I. 5s采集一次数据，采集 Imin ;将采集到的蚕茧体表温度与环境温度数据分别传送到51单片机中，再由与51单片机 相连接的计算机进行数据处理，得到蚕茧性别的识别结果。
[0015] 参照图1和图2,本发明的加热式红外测温的蚕茧性别识别装置，包括箱体，在箱 体内的下方设置能够移动至箱体外的蚕茧放置槽，在移动至箱体外的蚕茧放置槽上方设有 加热源，在箱体上置有红外测温传感器芯片，红外测温传感器芯片与单片机电连接，单片机 通过RS232串口线与计算机电连接。所述加热源为氖灯。所述红外测温传感器芯片的型号 为MLX90614-DAA的无接触式红外集成感应芯片。所述单片机为51单片机。
[0016] 红外测温传感器芯片是选用无接触式红外集成感应芯片MLX90614-DAA，此芯片内 使用了先进的低音放大器，一枚17-bitADC以及功能强大的DSP元件，所以与51单片机相 连时并不需要外围电路。红外测温传感器芯片在环境温度20-30°C，物体温度36-39°C时， 测量精度最高，可达到±0. 1°C，但测温前需要预热lOmin，以保证传感器性能稳定。
[0017] 蚕茧分选用的箱体由硬纸板制作，可以实现自然散热，在箱体的底部设有蚕茧放 置槽，可与箱体分离。当拉出蚕茧放置槽至箱体外时，对蚕茧进行加热，此时，加热氖灯悬挂 在蚕茧正上方，且位置固定。当推回箱体内时，箱体的顶部设有放置红外传感器芯片的插 孔，红外传感器芯片插在箱体的插孔内，其芯片探头正对蚕茧放置槽，并由51单片机控制， 可连续采集蚕茧的温度数据，最后通过数据线传送到计算机中进行处理，得到分类结果。
[0018] 具体检测过程：先启动红外传感器芯片，使其预热lOmin，开始进行基于传热差异 规律的蚕茧性别识别作业。
[0019] 本实施例选取20个已知性别的蚕茧样本作为训练样本，雌雄蚕茧各一半，实验开 始时，将蚕茧逐个放入蚕茧放置槽，拉出箱体外，用500w氖灯加热2min后，推入箱体内进行 数据采集。在蚕茧自然散热过程中，利用计算机中的Keil软件编写程序，并下载到51单片 机中，驱动MLX90614-DAA芯片每隔I. 5s采集一次数据，采集lmin，其程序如图3所示，通 过RS232串口线将数据传送至计算机中，并通过串口调试软件显示出环境温度与蚕茧体表 温度数据表。根据此数据表，利用热辐射能量的计算公式E = S e (T-Ttl)4,T为蚕茧体表温 度，Ttl为环境温度，得到蚕茧在散热Imin中内的能量数据表，并导入到OriginPr〇7. 5软件 中进行多项式拟合，得到能量变化曲线拟合图，从中提取的判据如表1所示，其中y表示能 量，X表示时间。
[0020] 表1加热式红外测温的蚕茧性别识别装置雌茧判据提取表
[0021]
【权利要求】
1. 一种加热式红外测温的蚕茧性别识别方法，其特征是，它包括的步骤有：将蚕茧进 行加热，使蚕茧的体表温度呈30-40°C ;体表温度呈30-40°C蚕茧置于箱体内，蚕茧在自然 散热的情况下，使用红外测温传感器芯片对蚕茧体表温度进行采集，每隔1. 5s采集一次数 据，采集lmin ;将采集到的蚕茧体表温度与环境温度数据分别传送到51单片机中，再由与 51单片机相连接的计算机进行数据处理，得到蚕茧性别的识别结果。
2. -种加热式红外测温的蚕茧性别识别装置，其特征是：它包括箱体，在箱体内的下 方设置能够移动至箱体外的蚕茧放置槽，在移动至箱体外的蚕茧放置槽上方设有加热源， 在箱体上置有红外测温传感器芯片，红外测温传感器芯片与单片机电连接，单片机通过 RS232串口线与计算机电连接。
3. 根据权利要求2所述的加热式红外测温的蚕茧性别识别装置，其特征是：所述加热 源为氖灯。
4. 根据权利要求2所述的加热式红外测温的蚕茧性别识别装置，其特征是：所述红外 测温传感器芯片的型号为MLX90614-DAA的无接触式红外集成感应芯片。
5. 根据权利要求2所述的加热式红外测温的蚕茧性别识别装置，其特征是：所述单片 机为51单片机。
【文档编号】G01J5/00GK104407004SQ201410604415
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】门洪, 杨佳林, 刘晶晶, 邹丽娜, 吕锋波 申请人:东北电力大学