DD159025A3 - METHOD FOR THE PHYSICAL DIAGNOSIS OF FRUIT PRESSURE STATIONS BY THE PRESSURE VOLUME CHARACTERISTICS - Google Patents

METHOD FOR THE PHYSICAL DIAGNOSIS OF FRUIT PRESSURE STATIONS BY THE PRESSURE VOLUME CHARACTERISTICS Download PDF

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DD159025A3
DD159025A3 DD22029480A DD22029480A DD159025A3 DD 159025 A3 DD159025 A3 DD 159025A3 DD 22029480 A DD22029480 A DD 22029480A DD 22029480 A DD22029480 A DD 22029480A DD 159025 A3 DD159025 A3 DD 159025A3
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Peter Schulze
Dieter Leuschner
Rolf Habenicht
Gisela Aschenbach
Klaus Dippe
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Peter Schulze
Dieter Leuschner
Rolf Habenicht
Gisela Aschenbach
Klaus Dippe
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    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/12—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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Abstract

Verfahren zur physikalischen Diagnose von Fruchtdruckstellen mittels Druck-Volumen-Charakteristik, geeignet zur Vollautomatisierung von Sortierungen. Die Feststellung von Fruchtdruckstellen, vorzugsweise an Aepfeln, dient der Bewertung und Klassifizierung der Fruechte in der Apfelforschung, einschliesslich Zuechtung, in der Apfelproduktion, einschliesslich Lagerung, und in der Apfelvermarktung und -verarbeitung. Die Entwicklung eines zerstoerungsfreien, automatischen und fuer Apfeldruckstellen spezifischen Verfahrens fuer den entsprechenden Sortiervorgang liegt als Aufgabe der Erfindung zugrunde. Das Verfahren beruht darauf, dass der druckstellenbehaftete Apfel durch Druckaenderung in einer Gasatmosphaere bzw. in fluessiger Umgebung in unterschiedliche Zustaende gebracht wird, die durch eine Volumenaenderung und weitere Sekundaermerkmale beschrieben werden koennen, auf Grund deren eine Bestimmung dieser Zustaende durch Messung mittels einer geeigneten Detektoranordnung erfolgt, wodurch die Lage, Anzahl, Groesse und Alter der Druckstellen am geprueften Objekt fixiert ist, so dass eine Klassifizierung nach Guetekriterien moeglich ist. Das Verfahren ist anwendbar in der Apfelforschung, - produktion, -vermarktung und =verarbeitung und uebertragbar auf die Produktion anderer landwirtschaftlicher Produkte.Method for the physical diagnosis of fetal pressure points by means of pressure-volume characteristics, suitable for the complete automation of sorting. The identification of fruit pressure points, preferably on apples, is used to evaluate and classify fruit in apple research, including breeding, in apple production, including storage, and in apple marketing and processing. The development of a non-destructive, automatic and for apple pressure points specific method for the corresponding sorting is the object of the invention. The method is based on the fact that the apple with pressure points is brought into different states by pressure change in a gas atmosphere or in a liquid environment, which can be described by a change in volume and further secondary features, on the basis of which a determination of these states takes place by measurement by means of a suitable detector arrangement , whereby the position, number, size and age of the pressure points on the tested object is fixed, so that a classification according to Guetekriterien is possible. The method is applicable to apple research, production, marketing and processing and transferable to the production of other agricultural products.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur physikalischen Diagnose von Fruchtdruckstellen mittels Druck-Volumen-CharakteristikMethod for the physical diagnosis of fetal pressure points by means of pressure-volume characteristics

Anwendungsgebiet der Erfindung"Field of application of the invention "

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Feststellung .von Druckstellen an Früchten, vorzugsweise Äpfeln, die bei der maschinellen Ernte oder auf dem Transportweg durch freien' Fall oder Erschütterung dynamisch oder "beispielsweise durch zu dichte Packung statisch entstanden sind» Auf solche Art und Weise geschädigte Früchte müssen sicher aussortiert werden, damit eine optimale Verwertung aller geernteten Apfel gewährleistet ist: z, B, gute Qualität von.Marktfrischware bzw, von Lagergut oder Verarbeitung der aussortierten geschädigten Apfel in der Konservenindustrie. Die Erfindung findet Anwendung nach der Ernte, vor bzw. während der Lagerung oder vor der Auslagerung. Die übertragung auf andere landwirtschaftliche Produkte außer Früchten ist möglich.The invention "relates to a method for detecting pressure points on fruits, preferably apples, which have arisen dynamically during machine harvesting or during transportation by free fall or vibration, or which have been caused by static packing, for example. Damaged in such a manner Fruits must be sorted out safely, so that an optimal recovery of all harvested apple is guaranteed: z, B, good quality of.Marktfrischware or, of stored goods or processing of the sorted damaged apple in the canning industry. The invention finds application after harvesting, before or during storage or before outsourcing. The transfer to other agricultural products other than fruits is possible.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt sind manuell-visuelle oder mittels elektromagnetischer Strahlung funktionierende Verfahren zur Erkennung mechanischer" Beschädigungen an Früchten. Die Verfahren der ersten Art beruhen darauf, daß die Prüfung der Früchte auf Druckstellen visuell erfolgt, wobei eine Drehung der Frucht von Hand vorgenommen wird, um alle Teile der Oberfläche dem Auge sichtbar zu machen. Dieses Verfahren hat den Nachteil subjektiver Täuschungs- und Ermüdungseffekte, wenn beispiels-There are known manual-visual or electromagnetic-wave detecting methods for detecting mechanical damage to fruits The methods of the first type are based on visually inspecting the fruits for bruising, whereby the fruit is rotated by hand to all parts This method has the disadvantage of subjective deception and fatigue effects when, for example,

weise viele verschieden ausgefärbte und geformte Apfel untersucht werden müssen,- da die Druckstellenerkennung auf Grund einer anderen Geometrie bzw. Farbe gegenüber der ungeschädigten Umgebung der Apfeloberfläche dadurch häufig erschwert ist. Das zweite Verfahren unter Einsatz .elektromagnetischer Strahlung im Infrarot- und visuellen Bereich beruht auf der veränderten Reflexion von Apfeldruckstellen im Vergleich zur ungedrückten Apfeloberfläche. Obwohl hier mit physikalischen Strahlungsempfängern eine objektive Messung vorgenommen wird, ergeben sich infolge der verschiedenen natürlichen Ausfärbung der Apfeloberfläche und auf Grund ihrer natürlichen Unregelmäßigkeiten Fehlschlüsse, so daß einerseits Apfeldruckstellen dort diagnostiziert werden, wo keine sind und umgekehrt wirklich vorhandene Druckstellen nicht erkannt werden»As many different colored and shaped apple must be examined, as the pressure point detection is often difficult due to a different geometry or color compared to the undamaged environment of the apple surface. The second method, using infrared and visual electromagnetic radiation, is based on the altered reflection of apple pressure points compared to the unpressed apple surface. Although here with physical radiation receivers an objective measurement is made, resulting from the different natural coloration of the apple surface and due to their natural irregularities wrong conclusions, so that on the one hand apple pressure points are diagnosed where there are none and vice versa really existing pressure points are not recognized »

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es soll ein Verfahren entwickelt werden, das Druckstellen an Früchten, vorzugsweise Apfeldruckstellen, zu diagnostizieren gestattet, ohne daß visuelle Kontrolle eingesetzt wird. Der manuelle Aufwand soll minimiert werden. Das Ziel der Erfindung ist letztlich ein Verfahren zur Qualitätssortierung von Äpfeln mit Druckstellen nach Anzahl, Größe und Lage, so daß bei einer großen Apfelmasse von jedem einzelnen Apfel eine Aussage über dessen Druckstellen möglich ist.A method is to be developed which allows pressure points on fruits, preferably apple pressure points, to be diagnosed without the use of visual control. The manual effort should be minimized. The aim of the invention is ultimately a method for quality sorting of apples with pressure points on the number, size and location, so that with a large apple mass of each apple an indication of its pressure points is possible.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren auf der Grundlage automatisch funktionierender physikalischer Prinzipien unter Ausschluß visueller Bonitierung zu entwickeln. Das Verfahren soll wegen der Empfindlichkeit der Äpfel gegen mechanische Beanspruchung zerstörungsfrei arbeiten, so daß beispielsweise auch keine weiteren Druckstellen, erst recht keine offenen Verletzungen beim Prüfvorgang entstehen.The task is to develop a method based on automatically functioning physical principles, excluding visual appraisal. The method should work non-destructive due to the sensitivity of the apples to mechanical stress, so that, for example, no more pressure points, certainly no open injuries during testing arise.

Srfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das darin.besteht, daß der Apfel in zwei verschiedenen Zuständen geprüft bzw. gemessen wird. Durch eine geeignete Druckbehandlung in gasförmiger Atmosphäre.bzw. in flüssiger Umgebung und durch die Änderung weiterer Parameter, wie z.B. Temperatur, elektrische und magnetische Felder usw. wird der erste Zustand des Apfels-, beispielsweise so wie er nach der Ernte erscheint, in einen zweiten reversibel oder irreversibel überführt. Von der Zustandsänderung werden im wesentlichen nur jene Oberflächenteile erfaßt, die eine Druckstelle aufweisen. Dadurch ist es möglich, den Bereich der Druckstelle in einem ursprünglichen Zustand zu erfassen und anschließend in einem wesentlich davon verschiedenen, durch die Druckänderung ausgelösten Zustand zu vermessen. Als primäre Änderung infolge der Druckänderung tritt eine solche des Volumens auf, die direkt gemessen oder als sekundäre Änderung anderer physikalischer (z.B. Dichte) oder geometrischer '(z;B. lineare Abmessungen der Gestalt) Parameter erfaßt werden kann.According to the invention, the object is achieved by a method which consists in testing or measuring the apple in two different states. By a suitable pressure treatment in gaseous atmosph.bzw. in a liquid environment and by changing other parameters, such as temperature, electrical and magnetic fields, etc., the first state of the apple - for example, as it appears after the harvest, transferred to a second reversible or irreversible. Of the change in state, only those surface parts are essentially detected, which have a pressure point. This makes it possible to detect the area of the pressure point in an original state and then to measure it in a substantially different, triggered by the pressure change state. The primary change due to the pressure change is that of the volume which can be measured directly or detected as a secondary change to other physical (eg, density) or geometric (eg, linear dimensions of shape) parameters.

Ausführungsbeispielembodiment

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an einem Ausführungsbeispiel erklärt. Die geschädigten Äpfel werden mittels einer Vereinzelungs- und Zuführeinrichtung einzeln in eine Vakuumkammer gebracht. Dort wird eine große Anzahl mechanischer Abtaststifte bei normalem Luftdruck senkrecht auf die Apfeloberfläche zerstörungsfrei, aufgesetzt. Dies entspricht der Nullstellung jedes mechanischen Abtaststiftes. Die Nullstellung ist gleichzeitig durch einen elektrischen Meßwert fixiert. Jetzt wird auf die Vakuumkammer, die gleichzeitig die Kontrollkammer ist, Vakuum gegeben, so daß sich alle Druckstellen aufblähten. Dadurch erfolgt eine Verschiebung der Abtaststifte senkrecht zur Apfeloberfläche auf allen Stellen, die eine Druckstelle aufweisen. Diese Verschiebung wird durch eine Induktionsspule in eine elektrische Spannung überführt, die umso größer ist, je größer die Druckstelle ist. Die AnzahlThe method according to the invention will be explained on an exemplary embodiment. The damaged apples are individually brought into a vacuum chamber by means of a separating and feeding device. There, a large number of mechanical Abtaststifte at normal air pressure perpendicular to the apple surface non-destructive, put on. This corresponds to the zero position of each mechanical scanning pin. The zero position is simultaneously fixed by an electrical measurement. Now vacuum is applied to the vacuum chamber, which is also the control chamber, so that all pressure points inflate. As a result, the scanning pins are displaced perpendicularly to the apple surface at all locations which have a pressure point. This shift is converted by an induction coil into an electrical voltage, which is greater, the larger the pressure point. The number

Λ . Λ.

der registrierten Spannungsstoße ist proportional zur Zahl der Druckstellen. Außerdem ist durch die örtliche Fixierung der einzelnen Abtaststifte eine Lokalisierung der Druckstelle möglich.the registered voltage surge is proportional to the number of pressure points. In addition, a localization of the pressure point is possible by the local fixation of the individual scanning pins.

Claims (3)

Patentansprüche:claims: 1. Verfahren sur physikalischen Diagnose von j?ruchtclruckstellen mittels Druck-Volumen-Charakteristik, dadurch ge-1. Method of physical diagnosis of juxtaposition points by means of pressure-volume characteristics, thereby ' kennzeichnet, daß eine frucht in einer druckdichten Lleßkammer, die mit Gas oder Flüssigkeit gefüllt ist, positioniert und justiert wird, eine große Ansah! mechanischer Abtaststifte senkrecht auf die IPruchtoberf lache aufgesetst und die Stellungen der Abtaststifte als Ließwert registriert v/erden, anschließend c!er Druck in der Kammer erhöht oder vermindert wird, die Veränderung der Stellungen der Abtaststifte erneut registriert und aus der Differenz der Stellungen der Abtaststifte ein Haß für Ansah! und Größe der Druckstellen ermittelt wird.indicates that a fruit in a pressure-tight Lleßkammer, which is filled with gas or liquid, positioned and adjusted, a large Ansah! Place the mechanical pick-up pins perpendicular to the surface of the crop and register the positions of the pick-up pins as a feed value, then c! he pressure in the chamber is increased or decreased, the change of the positions of the Abtaststifte re-registered and from the difference of the positions of the Abtaststifte a hate for Ansah! and size of the pressure points is determined. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß -"'!"i^^seiti^ vi ·—^ α I7r lic kt ^ na. r· h "1 ^1"1 ^ip^r1^·- Pri'^s^^ ~" ~Ί s^ ~ "-^ Q ""* λ r^ Q 'ι r.-i es V; τ·q ~,^oi~" ' ο 1^ " ."fD ~~-r^ μο 7^"^ r| τ ο t~*T-> r^ ·~ "— ·*τ -^ ο "^ T* * ι~ο ^ ο ^ ι ο -; /^- ^*„-.2. The method of item 1, characterized in that - "'" i ^^ ^ seiti vi · - ^ α ^ kt I7r lic na r · h "1 ^ 1" 1 ^ ip ^ r ^ 1 * -. Pri '^ s ^^ ~ "~ Ί s ^ ~ " - ^ Q "" * λ r ^ Q' r.-i es V; τ · q ~, ^ oi ~ "' ο 1 ^". "fD ~~ -r ^ μ ο 7 ^" ^ r | τ ο t ~ * T-> r ^ · ~ "- * * τ - ^ ο" ^ T * * ι ~ ο ^ ο ^ ι ο - ; / ^ - ^ * "-. tiert werden.be done. 3· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch mehrstufige Anwendung der Druck-Volumer-Charakteristik Verlaufskurven gewonnen werden.3 · Method according to item 1, characterized in that by multi-stage application of the pressure-volumetric characteristic curves are obtained.
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