專利名稱：蔬菜水果的成熟度和質(zhì)地的測定方法及測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非破壞性地測定猴桃、蘋果、甜瓜等的果實(shí)和西紅柿等的蔬菜的果實(shí)成熟度和硬度、嚼勁或黏度等的力學(xué)特性(以下叫做質(zhì)地)的測定方法和測定裝置。
特別是涉及從果實(shí)的彈性值和衰減比、黏度值和彈性值的關(guān)系求成熟度和質(zhì)地的技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于瓜果的成熟度與果肉有著很強(qiáng)的關(guān)系，故通過測定果肉的硬度來判定成熟度。作為測定該果肉的裝置，人們廣為使用Magness-Taylor式果實(shí)硬度計(jì)。但是，由于上述果實(shí)硬度計(jì)用在規(guī)定的條件下向果實(shí)內(nèi)貫入插棒(plunger)、測量其應(yīng)力的辦法來測定果實(shí)的硬度，故存在著樣品被破壞的缺點(diǎn)。為了非破壞性地測定成熟度，人們一直在嘗試測定果實(shí)的顏色的變化的方法或測定果實(shí)的表面的硬度的方法，但是如果用測定果實(shí)的顏色的變化的方法，則對于象獼猴桃和洋梨那樣的隨著成熟顏色并不變化的果實(shí)不能應(yīng)用。此外，由于表面的硬度并不代表內(nèi)部的硬度，故存在著這樣的問題測定值與實(shí)際的成熟度之間存在著大的差距。
此外，用近紅外線分光等的技術(shù)測定果實(shí)內(nèi)部的糖度的技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化，開始用于甜瓜和桃等的蔬菜水果的成熟度選果，但是，雖然從未成熟的果實(shí)到最佳成熟的果實(shí)糖度會(huì)增加，由于最佳成熟的果實(shí)或哪怕是腐爛的果實(shí)糖度也高，故存在著僅僅進(jìn)行糖度的判斷還不能區(qū)別最佳成熟果實(shí)和腐爛果實(shí)的問題。
質(zhì)地與味道一起是果實(shí)品質(zhì)的重要的要素。在美國，進(jìn)行由熟練的判定員實(shí)施的感官組評定(panel test)，以進(jìn)行蘋果的質(zhì)地的判定。但是，存在著因判定員的經(jīng)驗(yàn)或嗜好而難于得到客觀性的結(jié)果的問題。
人們知道，在植物生理學(xué)中，果實(shí)的硬度、嚼勁或黏度等的力學(xué)特性，即質(zhì)地與果實(shí)的黏性值和彈性值有關(guān)系。
果實(shí)的軟化被認(rèn)為是細(xì)胞壁的黏彈性特性的變化。在細(xì)胞壁中，被稱之為基質(zhì)凝膠的高分子多糖類被包圍在結(jié)晶性的纖維素束內(nèi)，采用邊相互卷繞邊結(jié)合纖維素束的辦法保持力學(xué)性構(gòu)造。果實(shí)的軟化，是由于該基質(zhì)凝膠低分子化，纖維素束彼此間的結(jié)合分離而引起的。構(gòu)成該基質(zhì)凝膠的多糖類由許多的物質(zhì)構(gòu)成，但低分子化的物質(zhì)則因果實(shí)的種類而異。結(jié)果是，已成熟時(shí)的基質(zhì)凝膠的狀態(tài)因果實(shí)的種類而異，象蘋果等所表現(xiàn)出的果肉的刷啦刷啦的口感和獼猴桃等的漿果所表現(xiàn)出的粘糊糊的口感是由于兩者的基質(zhì)凝膠的狀態(tài)不同的緣故。因?yàn)榛|(zhì)凝膠的狀態(tài)表示果實(shí)的黏度，故黏性值被認(rèn)為表示果肉的黏性和果汁等的口感。此外，彈性值表示細(xì)胞壁的彈性力，被認(rèn)為表示果肉的硬度。
利用質(zhì)地可以用力學(xué)性的黏彈性特性表示的特點(diǎn)，作為客觀地測定質(zhì)地的裝置，B.Drake(J.Food.Sci.p182-188，1962)設(shè)計(jì)了包括果實(shí)在內(nèi)的食品的黏性測定裝置。
這是一種從要測定的果實(shí)或食品上切下長方形的切片，用給該切片加上振動(dòng)得到的固有諧振的諧振頻率f0和諧振的半值寬度Δf計(jì)算衰減比η(η＝Δf/f0)并把該衰減比η當(dāng)作黏性值的測定裝置。
但是，該測定裝置存在著為了進(jìn)行測定必須用樣品制作矩形切片，因而不能進(jìn)行非破壞測定的問題。
發(fā)明的公開為了解決上述的課題，本發(fā)明的蔬菜水果的成熟度和質(zhì)地測定方法的特征是具有下述步驟給要測定的瓜果加上頻率依次變化的振動(dòng)的步驟；測定上述振動(dòng)及上述果實(shí)的振動(dòng)的大小的步驟；測定蔬菜水果的重量的步驟；根據(jù)上述振動(dòng)及上述果實(shí)的振動(dòng)的大小，對頻率進(jìn)行解析，求果實(shí)的傳遞函數(shù)特性，并由上述傳遞函數(shù)特性，分別計(jì)算蔬菜水果的2次諧振頻率f0以及表示從2次諧振峰值下降3dB的諧振值的頻率f1、f2的步驟；分別運(yùn)算用(f2-f1)/f0確定的衰減比η和用m2/3·f02確定的彈性值E(其中，m是上述瓜果的重量)的步驟；在上述彈性值E比預(yù)定的值大的情況下，用上述彈性值E的值，在上述彈性值E在上述預(yù)定值以下的情況下，用上述衰減比η的值，分別決定上述果實(shí)的成熟度的步驟；分別運(yùn)算用(f2-f1)/f0確定的衰減比η、用k·f0·m·η確定的黏性值c和用m2/3·f02確定的彈性值E的步驟；由上述黏性值c和上述彈性值E的關(guān)系決定質(zhì)地、成熟度的步驟。
此外，本發(fā)明的果實(shí)的成熟度·質(zhì)地測定裝置的特征是由下述單元構(gòu)成給果實(shí)加振動(dòng)的加振單元；檢測并輸出上述加振單元的加振力信息的加振信息檢測單元；檢測被上述加振單元加振的上述果實(shí)的被加振信息的被加振檢測單元；測定蔬菜水果的重量，輸出重量信息的重量計(jì)；具有根據(jù)被加振單元的輸出信號和加振單元的輸出信號進(jìn)行頻率解析，求上述果實(shí)的傳遞函數(shù)特性，并由該傳遞函數(shù)特性分別計(jì)算蔬菜水果的2次諧振頻率f0以及表示從2次諧振峰值下降3dB的諧振值的頻率f1、f2的功能，和由重量信息和f0、f1、f2計(jì)算衰減比η、彈性值E、黏性值c，并輸出顯示運(yùn)算結(jié)果的功能的2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元。
本發(fā)明是一種根據(jù)果實(shí)的重量和提供了振動(dòng)的果實(shí)的2次諧振峰計(jì)算彈性值E、衰減比η、黏性值c，并用該3個(gè)特性值求瓜果的成熟度、質(zhì)地，可以非破壞且高速而正確地判定食用時(shí)間的裝置，是一種得以不失時(shí)機(jī)地把西紅柿、獼猴桃、蘋果、甜瓜等的果實(shí)發(fā)往市場的裝置。
附圖的簡單說明

圖1的特性圖示出了基于成熟跟蹤的獼猴桃的成熟度和2次諧振峰的關(guān)系。
圖2示出了用來由2次諧振峰求衰減比的傳遞函數(shù)特性。
圖3示出了各種成熟度的獼猴桃的衰減比與彈性值的關(guān)系。
圖4的框圖示出了使用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例1的成熟度·質(zhì)地測定裝置。
圖5的框圖示出了使用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例2的成熟度·質(zhì)地測定裝置。
圖7的流程圖示出了使用本發(fā)明的測定方法的成熟度·質(zhì)地測定裝置中的微處理器所進(jìn)行的成熟度判定步驟的一個(gè)例子。
圖7是說明用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例2中的成熟度·質(zhì)地測定裝置測定的獼猴桃的黏性值和彈性值的日變化的說明圖。
圖8是說明用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例2中的成熟度·質(zhì)地測定裝置測定的蘋果的黏性值和彈性值的日變化的說明圖。
圖9是說明用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例2中的成熟度·質(zhì)地測定裝置測定的各種果實(shí)的黏性值和彈性值之間的關(guān)系的說明圖。
優(yōu)選實(shí)施例以下，用圖1到圖4對本發(fā)明的實(shí)施例1進(jìn)行說明。
圖1，作為例子示出了獼猴桃逐漸成熟起來時(shí)的2次諧振峰的變化情況。
在圖1中，2次諧振峰的頻率(以下，叫做2次諧振頻率)隨著果實(shí)從未熟到過熟的逐漸成熟而向低頻一側(cè)移動(dòng)過去。
圖2是用來由2次諧振峰計(jì)算衰減比的說明圖。
在圖2中，假定從2次諧振頻率f0的增益下降3dB的頻率為f1、f2(f2＞f1)，假定果實(shí)的重量為m，則衰減比η可以用下式求解η＝(f2-f1)/f0根據(jù)Cooke提出的理論，彈性值E可用下式求解E＝m2/3·f02黏性值c可以用下式求解c＝2π·f0·m·η
圖3示出了各種成熟度的獼猴桃的衰減比η與彈性值E的關(guān)系。
若彈性值E在A(例如10×106dyne/cm2)的值以上，則隨著彈性系數(shù)的增加，獼猴桃的成熟度將象最佳成熟、剛有一點(diǎn)熟、未熟這樣連續(xù)地變化。另一方面若彈性值E在A的點(diǎn)上，則存在有最佳成熟、過熟、腐爛的獼猴桃，用彈性值不能區(qū)別?？墒?，若用衰減比η進(jìn)行區(qū)分，則可知將會(huì)隨著η的增加，變成為最佳成熟、過熟、腐爛。因此，以彈性值E變成為A這一點(diǎn)為界，如果在成熟度的判定中使用彈性值或衰減比，則可以區(qū)別從未熟到腐爛為止范圍寬廣的成熟度的蔬菜水果。A的值，雖然例如在獼猴桃的情況下，是10×106dyne/cm2，但是，由于因各個(gè)蔬菜水果的種類和品種而異，故需要預(yù)先測定多種并決定好。此外，用于區(qū)分成熟度的衰減比η和彈性值E的值也因蔬菜水果的種類和品種而異，故也需要預(yù)先決定好。
圖4的框圖示出了使用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例1的成熟度·質(zhì)地測定裝置。
在圖4中，1是用來非接觸地檢測蔬菜水果的表面的振動(dòng)即被加振信息，把被加振信息變換成電信號輸出的被加振信息檢測單元。2是成為測定對象的蔬菜水果。3是用來測定要進(jìn)行測定的蔬菜水果2的重量，并把該值變成為電信號輸出的重量計(jì)。4是用來給蔬菜水果2加上規(guī)定的振動(dòng)的加振單元。5是用來檢測給蔬菜水果2提供振動(dòng)的加振力信息的加振信息檢測單元。6是具有根據(jù)被加振單元的輸出信號和加振單元的輸出信號進(jìn)行頻率解析，求上述果實(shí)的傳遞函數(shù)特性，并由該傳遞函數(shù)特性分別計(jì)算蔬菜水果的2次諧振頻率f0以及表示從2次諧振峰值下降3dB的諧振值的頻率f1、f2的功能，和由重量信息和f0、f1、f2運(yùn)算衰減比η、彈性值E、黏性值c，并輸出顯示運(yùn)算結(jié)果的功能的2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元。
說明以上那樣地構(gòu)成的成熟度·質(zhì)地測定裝置的測定步驟。
把蔬菜水果裝到重量計(jì)上，把果實(shí)2的重量m輸入2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元6。然后，用加振單元4以適當(dāng)?shù)念l率間隔依次加上從第1頻率(例如20Hz)到第2頻率(例如3KHz)。加振單元4被2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元6驅(qū)動(dòng)。用加振信息檢測單元5檢測加到蔬菜水果2上的加振信息，輸入2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元6。
另一方面，用被加振信息檢測單元1檢測被加振的蔬菜水果2的振動(dòng)，把被加振信息輸入2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元6。2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元6根據(jù)從第1頻率到第2頻率以適當(dāng)?shù)念l率間隔依次加振得到的加振信息和被加振信息計(jì)算頻率響應(yīng)函數(shù)。用該一連串的步驟，2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元6完成圖2那樣的傳遞函數(shù)特性。此外，2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元6計(jì)算根據(jù)由該傳遞函數(shù)特性求得的f0、f1、f2和重量計(jì)2的輸出信號計(jì)算衰減比η、彈性值E、黏性值c，并輸出顯示運(yùn)算結(jié)果。
圖5的框圖示出了使用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例2的成熟度·質(zhì)地測定裝置。
對于與實(shí)施例1共通的部分僅賦予同一標(biāo)號，為避免重復(fù)而省略其說明。
實(shí)施例2，為了實(shí)現(xiàn)2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元的運(yùn)算功能采用微處理器來構(gòu)成測定裝置。
在圖5中，11是激光多普勒振動(dòng)計(jì)，用于非接觸地檢測蔬菜水果的表面的振動(dòng)，輸出與速度成比例的差拍信號。12是解調(diào)器，用于把激光多普勒振動(dòng)計(jì)的差拍信號輸出變換成振動(dòng)信號。2是成為測定對象的蔬菜水果。3是重量計(jì)。41是振動(dòng)發(fā)生器，用來與載置蔬菜水果2的載物臺44機(jī)械性地接觸，并成為用來給蔬菜水果2提供規(guī)定的振動(dòng)的振動(dòng)源。42是功率放大器，用來向振動(dòng)發(fā)生器41輸出振動(dòng)信號。43是信號發(fā)生器，用來產(chǎn)生提供給蔬菜水果2的振動(dòng)信號。44是載物臺，用來載置要進(jìn)行測定的蔬菜水果2。51是加速傳感器，安裝在載物臺44上，具有可以檢測提供給蔬菜水果2的振動(dòng)的性能。61是高速傅立葉變換裝置(以下縮寫為FFT)，用來分別使來自解調(diào)器12的信號和來自振動(dòng)檢測器51的信號進(jìn)行FFT變換并向微處理器輸出。62微處理器，具有根據(jù)重量計(jì)3的輸出和FFT的輸出計(jì)算衰減比η、彈性值E、黏性值c，并輸出計(jì)算結(jié)果的功能，和產(chǎn)生用來提供給予蔬菜水果2的電信號的功能。63是顯示裝置，用來顯示從微處理器62輸出的測定結(jié)果數(shù)據(jù)。
說明上述那樣地構(gòu)成的成熟度·質(zhì)地測定裝置的測定步驟。
將蔬菜水果2載置到重量計(jì)3并將果實(shí)2的重量m輸入微處理器62。此后，將蔬菜水果2載置到載物臺44上，微處理器62對信號發(fā)生器進(jìn)行指示，使其在第1頻率(例如20Hz)產(chǎn)生正弦波。信號發(fā)生器43的振蕩輸出經(jīng)過功率放大器42被送到振動(dòng)發(fā)生器41，使載物臺44上的蔬菜水果發(fā)生振動(dòng)。此時(shí)，由振動(dòng)檢測器5檢測出載物臺的振動(dòng)，經(jīng)過FFT 61輸入微處理器62。同時(shí)，由激光多譜勒振動(dòng)計(jì)11檢測出蔬菜水果2的表面振動(dòng)，經(jīng)過解調(diào)器12輸入FFT61。
FFT 61的輸出輸入到微處理器62。微處理器62以來自FFT 61的輸入為基礎(chǔ)計(jì)算頻率響應(yīng)函數(shù)。然后微處理器62對于信號發(fā)生器63發(fā)出從第1頻率到比較高的第2頻率(例如3KHz)為止輸出具有適當(dāng)?shù)念l率間隔的正弦波的指令，且每次都根據(jù)來自FFT 61的輸入信號計(jì)算頻率響應(yīng)函數(shù)。借助于一連串的步驟，微處理器62完成圖2那樣的傳遞函數(shù)特性。
另外，在本例中，加振信號雖然使用的是正弦波，但是即便是使用含有第1頻率和第2頻率的頻帶的隨機(jī)波、掃頻正弦波也可以得到同樣的效果。
其次，微處理器62以該傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)計(jì)算成熟度、質(zhì)地。首先，邊參照圖6邊對微處理器62判定蔬菜水果的成熟度的處理進(jìn)行說明。
圖6示出了微處理器62判定蔬菜水果的成熟度的處理的概略流程圖的一個(gè)例子(獼猴桃的情況)。
微處理器62在上述運(yùn)算出來的頻率響應(yīng)函數(shù)中，求2次諧振頻率f0，并用f0和蔬菜水果的重量m，根據(jù)公式E＝m2/3·f02計(jì)算彈性值E。同時(shí)，用2次諧振峰求從2次諧振頻率f0的增益下降了3dB時(shí)的頻率，定為f1、f2(f2＞f1)，并根據(jù)公式η＝(f2-f1)/f0計(jì)算衰減比η。在彈性值E比10×106dyne/cm2還大時(shí)，如果彈性值E處于10～20×106dyne/cm2的范圍內(nèi)，則判定為成熟度3(最佳成熟)，如果彈性值E處于20～30×106dyne/cm2的范圍內(nèi)，則判定為成熟度2(剛有點(diǎn)熟)，如果彈性值E超過了30×106dyne/cm2，則判定為成熟度1(未熟)。此外，在彈性值E低于10×106dyne/cm2時(shí)，如果衰減比η不足0.25則判定為成熟度3(最佳成熟)，如果衰減比η處于0.25～0.4的范圍內(nèi)則判定為成熟度4(過熟)，如果衰減比η超過了0.4則判定為成熟度5(腐爛)。這樣地求得的蔬菜水果的成熟度顯示于顯示裝置上。
此外，關(guān)于表示蔬菜水果的質(zhì)地的黏性值、彈性值的微處理器的運(yùn)算處理，與上述的彈性值、衰減比的運(yùn)算處理一樣，可以用前邊說過的計(jì)算公式和圖2的傳遞函數(shù)特性求解。
在圖7、圖8中，示出了用本發(fā)明測定的果實(shí)的黏性值和彈性值。
圖7是說明用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例2中的成熟度·質(zhì)地測定裝置測定的獼猴桃的黏性值和彈性值的日變化的說明圖。
橫軸表示時(shí)間(天數(shù))，縱軸分別表示黏性值和彈性值。用圖中的箭頭A表示的數(shù)據(jù)表示黏性值，用箭頭B表示的數(shù)據(jù)是彈性值。根據(jù)圖7，獼猴桃隨著天數(shù)的增加，黏性值和彈性值日漸減少。獼猴桃隨著時(shí)間的流逝果肉變軟，果汁增加，在13天以后腐爛，變成為稀溜溜的狀態(tài)。彈性值的減少表明果肉變軟，黏性值的減少表明果汁增加(黏性降低)。
圖8是說明用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例2中的成熟度·質(zhì)地測定裝置測定的蘋果的黏性值和彈性值的日變化的說明圖。
橫軸表示時(shí)間(天數(shù))，縱軸分別表示黏性值和彈性值。用圖中的箭頭A表示的數(shù)據(jù)表示黏性值，用箭頭B表示的數(shù)據(jù)是彈性值。所測定的黏性值隨著天數(shù)的流逝而增加，而彈性值則減少。在蘋果的情況下，與獼猴桃不同，保存時(shí)間越長，果肉雖然會(huì)變軟，但果汁減少，變成為干燥的狀態(tài)。彈性值的減少雖然與圖7的獼猴桃是一樣的，但是，由于果汁減少，已經(jīng)干燥，故黏性值卻不斷增加。
圖9是說明用本發(fā)明的測定方法的實(shí)施例2中的成熟度·質(zhì)地測定裝置測定的各種果實(shí)的黏性值和彈性值之間的關(guān)系的說明圖。
所測定的果實(shí)，是未熟的獼猴桃、已熟的獼猴桃、梨、蘋果和桃。未熟的獼猴桃與已熟的獼猴桃相比彈性值、黏性值都高。這表明果肉硬果汁少。獼猴桃表現(xiàn)出隨著彈性值的降低黏性值也降低的傾向。蘋果則表現(xiàn)出隨著彈性值的下降黏性值反而上升的傾向，顯示出隨著果肉軟化果汁減少的傾向。梨與獼猴桃一樣，隨著彈性值的降低黏性值也降低，表明果肉的軟化與果汁的增加同時(shí)發(fā)生。而桃，與彈性值相比黏性值高，與具有同等程度的彈性值的梨差別很大。這表明與梨比桃的果汁有黏性。由以上的結(jié)果可知，通過測定黏性值就可以判定果實(shí)的口感，通過與彈性值進(jìn)行組合就可以表示更為正確的果實(shí)的質(zhì)地。
此外，由于隨著果實(shí)的成熟質(zhì)地將發(fā)生變化，故可以利用這一點(diǎn)來判定果實(shí)的成熟度。由圖9可知，未熟的獼猴桃和已熟的獼猴桃可以以彈性值約22×106dyne/cm2、黏性值約140×103g·sec/cm為界進(jìn)行區(qū)分。采用象這樣地預(yù)先測定成熟度已知的果實(shí)的黏性值和彈性值，并與該值進(jìn)行比較的辦法就可以測定果實(shí)的成熟度。
如上所述，倘采用本發(fā)明，根據(jù)加上振動(dòng)的果實(shí)的傳遞函數(shù)特性、第2次諧振峰和重量計(jì)算果肉的彈性系數(shù)、黏性系數(shù)、黏性值和彈性值，就可以提供能夠高速且正確地測定各種果實(shí)的成熟度、質(zhì)地而不破壞果實(shí)的成熟度、質(zhì)地測定裝置。
工業(yè)上利用的可能性使用本發(fā)明的測定裝置，由于可以使果實(shí)的成熟度或質(zhì)地定量化而無須憑借由人進(jìn)行的官能試驗(yàn)、無須破壞果實(shí)，故可以快速且正確地判斷品種改良后的果實(shí)的質(zhì)地，對于縮短品種改良的時(shí)間是有用的。
權(quán)利要求
1.一種蔬菜水果的成熟度和質(zhì)地測定方法，其特征是具有下述步驟給應(yīng)進(jìn)行測定的瓜果加上頻率依次變化的振動(dòng)的步驟；測定上述振動(dòng)及上述果實(shí)的振動(dòng)的大小的步驟；測定蔬菜水果的重量的步驟；根據(jù)上述振動(dòng)及上述果實(shí)的振動(dòng)的大小，對頻率進(jìn)行解析，求果實(shí)的傳遞函數(shù)特性，并由上述傳遞函數(shù)特性，分別計(jì)算蔬菜水果的2次諧振頻率f0以及表示從2次諧振峰值下降3dB的諧振值的頻率f1、f2的步驟；分別運(yùn)算用(f2-f1)/f0確定的衰減比η和用m2/3·f02確定的彈性值E(其中，m是上述瓜果的重量)的步驟；在上述彈性值E比預(yù)定的值大的情況下，用上述彈性值E的值，在上述彈性值E在上述確定值以下的情況下，用上述衰減比η的值，分別決定上述果實(shí)的成熟度的步驟；分別運(yùn)算用(f2-f1)/f0確定的衰減比η、用k·f0·m·η確定的黏性值c和用m2/3·f02確定的彈性值E的步驟；由上述黏性值c和上述彈性值E的關(guān)系決定質(zhì)地、成熟度的步驟。
2.一種果實(shí)的成熟度·質(zhì)地測定裝置，其特征是由下述單元構(gòu)成給果實(shí)加振動(dòng)的加振單元；檢測并輸出上述加振單元的加振力信息的加振信息檢測單元；檢測被上述加振單元加振的上述果實(shí)的被加振信息的被加振檢測單元；測定蔬菜水果的重量，輸出重量信息的重量計(jì)；具有根據(jù)被加振單元的輸出信號和加振單元的輸出信號進(jìn)行頻率解析，求上述果實(shí)的傳遞函數(shù)特性，并由該傳遞函數(shù)特性分別計(jì)算蔬菜水果的2次諧振頻率f0以及表示從其2次諧振峰值下降3dB的諧振值的頻率f1、f2的功能，和由重量信息和f0、f1、f2計(jì)算衰減比η、彈性值E、黏性值c，并輸出顯示運(yùn)算結(jié)果的功能的2次諧振點(diǎn)計(jì)算單元。
3.一種果實(shí)的成熟度·質(zhì)地測定裝置，其特征是由下述部分構(gòu)成激光多普勒振動(dòng)計(jì)，用于非接觸地檢測蔬菜水果的表面的振動(dòng)，輸出與速度成比例的差拍信號；解調(diào)器，用于把上述激光多普勒振動(dòng)計(jì)的差拍信號輸出變換成振動(dòng)信號；重量計(jì)，用來測定要進(jìn)行檢測的蔬菜水果的重量，輸出重量信息；振動(dòng)發(fā)生器，用來與上述載置蔬菜水果的載物臺機(jī)械性地接觸，并成為用來給上述蔬菜水果提供規(guī)定的振動(dòng)的振動(dòng)源；功率放大器，用來向上述振動(dòng)發(fā)生器輸出振動(dòng)信號；信號發(fā)生器，用來產(chǎn)生提供給上述蔬菜水果的振動(dòng)信號；載物臺，用來載置要進(jìn)行測定的上述蔬菜水果；加速傳感器，安裝在上述載物臺上，具有可以檢測提供給上述蔬菜水果的振動(dòng)的性能；FFT，用來分別將來自上述解調(diào)器的信號和來自振動(dòng)檢測器的信號進(jìn)行FFT變換并向微處理器輸出；微處理器，具有用上述重量計(jì)的輸出和上述FFT的輸出計(jì)算衰減比η、彈性值E、黏性值c，并輸出計(jì)算結(jié)果的功能，和產(chǎn)生用來提供給予蔬菜水果的電信號的功能；顯示裝置，用來顯示從上述微處理器輸出的測定結(jié)果數(shù)據(jù)。
4.權(quán)利要求3所述的果實(shí)的成熟度·質(zhì)地測定裝置，其特征是如果設(shè)上述果實(shí)的重量為m，上述2次諧振頻率為f0，上述2次諧振的衰減比為η，設(shè)k為常數(shù)，則上述黏性值c，用公式c＝k·f0·m·η來計(jì)算。
5.權(quán)利要求4所述的果實(shí)的成熟度·質(zhì)地測定裝置，其特征是上述常數(shù)k為2π。
6.權(quán)利要求2所述的果實(shí)的成熟度·質(zhì)地測定裝置，其特征是用上述果實(shí)的重量和上述2次諧振頻率計(jì)算彈性值，用同一時(shí)刻的上述彈性值和上述黏性值這二者測定上述果實(shí)的質(zhì)地。
7.權(quán)利要求2所述的果實(shí)的成熟度·質(zhì)地測定裝置，其特征是采用測定果實(shí)的質(zhì)地，并使上述果實(shí)的質(zhì)地的彈性值和黏性值與預(yù)先定好的值進(jìn)行比較的辦法，測定果實(shí)的成熟度。
全文摘要
給要測定的瓜果加上頻率依次變化的振動(dòng),測定施加的振動(dòng)及上述果實(shí)的振動(dòng),對頻率進(jìn)行解析求果實(shí)的傳遞函數(shù)特性,并測定瓜果的重量。根據(jù)2次諧振頻率f
文檔編號G01N29/46GK1262740SQ99800408
公開日2000年8月9日 申請日期1999年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月31日
發(fā)明者寺崎章二, 和田直樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社