【38】?第36卷?第5期?
2014-05(上)
收稿日期：2014-01-20
基金项目：国家科技支撑计划（2012BAF12B08）
作者简介：张倩（1988 -），女，山东临沂人，硕士研究生，研究方向为信号处理和模式识别。密封包装食品的密封性检测
Research on leakage detection of seal packaged food
张 倩1,2，张善耕3，马 钺1
ZHANG Qian 1,2, ZHANG Shan-geng 3, MA Yue 1
（1.中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳 110016；2.中国科学院大学，北京 100049；
3.河南双汇投资发展股份有限公司，漯河 462000）
摘 要：食品安全问题越来越成为社会关注的焦点，而包装薄膜破损是威胁密封食品安全的主要问题之一。针对密封薄膜上难以检测的微小破损，采用高频高压介质阻挡放电的方法，采集食品的放电信号，经小波包去噪后，分别利用EmD和EEmD方法提取在包装薄膜完好和针孔存在条件下的特征参数。通过比较，EEmD比EmD方法的区别特征更加明显，确立了EEmD方法在放电信号特征提取中的优势，同时解决了密封包装食品微小破损难以辨识和检测的问题，为密封包装食品的在线检测提供了一种新的思路。
关键词：小波包；信号去噪；总体平均经验模态分解；特征提取中图分类号：TP202 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2014)05(上)-0038-04Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2014.05(上).12
0 引言
当前，食品安全问题越来越受到国民的关注。而在密封食品的包装过程中，由于漏封、压穿或材料 本身存在的裂缝而形成的内外连通的小孔等等，这些包装破损都会对包装内容物产生不利影响[1]，都是威胁食品安全的主要问题之一。一旦食品包装的密封性不好，食品的质量将失去保证，这不仅将对企业造成一定的经济损失，更对人们的身体健康造成威胁。目前，密封试验主要用在电子行业。而在软包装行业，密封监测主要通过手工监测和浸水的方法实现，这种方法工作效率不高，耗时，而且对于很微小的小孔很容易发生漏检的现象。
本文针对肉眼难以辨识的微小破损，采用高压介质阻挡放电的方法，采集密封包装食品的放电信号，通过对放电信号的滤波处理，分别用EMD 和EEMD 方法提取放电信号的特征参数，不仅证明了EEMD 方法能有效地减少EMD 中的模态混叠问题，而且若将EEMD 能量比作为后续工作的支持向量机或神经网络的输入变量，将为密封包装食品的在线检测提供了一种新的思路。
1 放电信号采集
在本文的研究中，放电信号产生的原理是：将密封包装食品置于一个高压交变的电场中，食
品包装薄膜相当于一个绝缘介质，高压电路的正负极两端分别通过两个导电电极与食品的不同端薄膜相接触，当电路中通过高压电时，电路中会发生放电现象；而当食品的薄膜上存在针孔时，食品的绝缘强度会发生变化，从而在电路中发生相对比较强烈的介质阻挡放电现象[2,3]。信号采集的主要实现过程如图1所示。
图1 信号采集过程
2 放电信号的预处理
由于小波包变换能对信号的低频和高频部分都进行分解，而我们采集的放电信号不仅在低频而且在高频部分也可能含有有用信息，所以在放电信号预处理滤波中选取小波包变换更为合适。
一维小波包对信号进行去噪处理的一般步骤如下[4～6]：
1) 信号的小波包分解。选择一个小波并确定