DE2312677B2 - Vorrichtung zur Bestimmung eines Bestandteils einer Probe, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts von Früchten - Google Patents
Vorrichtung zur Bestimmung eines Bestandteils einer Probe, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts von FrüchtenInfo
- Publication number
- DE2312677B2 DE2312677B2 DE2312677A DE2312677A DE2312677B2 DE 2312677 B2 DE2312677 B2 DE 2312677B2 DE 2312677 A DE2312677 A DE 2312677A DE 2312677 A DE2312677 A DE 2312677A DE 2312677 B2 DE2312677 B2 DE 2312677B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sample
- output
- light
- synchronizing
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 title claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 14
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 241000220225 Malus Species 0.000 description 11
- 235000021016 apples Nutrition 0.000 description 6
- 240000007313 Tilia cordata Species 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
- G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
- G01J3/51—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
- G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
- G01J3/501—Colorimeters using spectrally-selective light sources, e.g. LEDs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Bestandteils einer Probe, insbesondere des
Feuchtigkeitsgehalts von Früchten, mit einer die Probe beleuchtenden Lichtquelle, einem drehbar gelagerten
Filterrad zur aufeinanderfolgenden Einbringung einer Anzahl von optischen Filtern in den Strahlengang
/wischen der Lichtquelle und der Probe, einem l'otoempfänger für das von der Probe ausgehende
Licht, einer an den Fotoempfänger angeschlossenen Ai.iswei'teschaluing Lind einer Synchronisierschaltung
zur Synchronisation der Funktion der Ausweneschaltung
mit der Drehbewegung des Filierrads.
Eine bekannte Vorrichtung der vorstehend genannten Art (DT-AS 19 17 628) weis; neben dem drehbar
Ί gelagerten Filterrad noch eine zweite Drehscheibe auf, dl·.» als Synchronisierscheibe dient, damit auch tatsächlich
der zu einem bestimmten Filter gehörende Inipulswert zum richtigen Zeitpunkt abgegriffen und an
die richtige Stelle der Auswerteschaltung zugeführt
in wird. Die Auswerteschaltung weist einen Verstärker für
die vom Fotoempfänger kommenden Impulse, eine Schaltlogik für die von der Synchronisierscheibc
kommenden Impulse, zwei Quotientenbildner, einen Differenzbildner und ein Anzeigeinstrument auf.
π Die bekannte Vorrichtung ist zum Messen eines bahnförmigen, bewegten Meßgutes ausgelegt. Die
Messung von Stückgut, wie beispielsweise von Äpfeln oder Kartoffeln, bereitet Schwierigkeiten, da keine
Maßnahmen getroffen sind, die gewährleisten, daß das
_'ii Stückgut stets an der gleichen vorbestimmten Stelle den
Lichtstrahlen ausgeseiz! i.vi. Wenn das Stückgut eine
unterschiedliche Stellung einnimmt, tritt eine Verfälschung des Meßergebnisses auf, die zu einer fehlerhaften
Beurteilung des zu untersuchenden Stückgutes führt.
2Ί Da die bekannte Vorrichtung neben dem drehbar
gelagerten Filterrad noch eine Synchronisierscheibe aufweist, besteht während des Betriebes die Gefahr, daß
die Filterscheibe und die Synchronisierscheibe um einen kleinen Winkel gegenseitig versetzt werden. Ein
κι derartiger kleiner Winkelversatz kann bereits zu einer
empfindlichen Meßstörung führen, die eine fehlerhafte Beurteilung des zu untersuchenden Gegenstandes nach
sich zieht.
Die bekannte Vorrichtung dient zur optischen
π Messung einer bewegten Meßgutbahn mit Hilfe des auf
dem Meßgut reflektierten Lichtes. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind keine Vorkehrungen getroffen, mit
welchen auch ein Meßgut im durchgehenden Licht untersucht werden kann.
4(i Es war daher die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe, eine Vorrichtung zum optischen Messen eines Bestandteils einer Probe, insbesondere des Feuchtigkeitsgehaltes
von Früchten zu schaffen, die auch bei einem in der Praxis üblichen, rauhen Beirieb äußerst
■η zuverlässig arbeitet und je nach Bedarf ohne Schwierigkeiten
für eine Messung im reflektierten oder durchgehenden Licht verwendet werden kann.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Synchronisiereinrichtung Einrichtungen zur Erzeu-
V) giing jeweils eines ersten Synchronisiersignals nach
jedem vollen Umlauf des Filterrades, Einrichtungen zur Erzeugung eines zweiten Synchronisiersignals jeweils
bei Anwesenheit eines der Filter im Strahlengang sowie eine durch das erste Synchronisiersignal rücksetzbare
-,-, und das zweite Synchronisiersignal einzahlende Zähleinrichtung
zur Erzeugung von der Anwesenheit jeweils eines bestimmten Filters im Strahlengang zugeordneten
Ausgangssignalen an parallelen Ausgängen aufweist und daß die Auswerteschaltung einen an den Fotoemp-
bo fänger angeschlossenen logarithmischen Verstärker,
weiter zwei jeweils durch ein wählbares Ausgangssignal der Zähleinrichtung zur Abtastung des Ausgangs des
logarithmischen Verstärkers aktivierbare Ablast- und I lalteschaltungen sowie einen eingangsseitig mit den
t,', Ausgängen der beiden Abtast- und Ilalteschaltungen
verbundenen Differenzverstärker umlY.ßi.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung liefert genaue Werte des interessierenden Bestandteils einer Probe.
wie beispielsweise des Feuchtigkeitsgehaltes von Früchten. Die Kenntnis des Feuchtigkeitsgehaltes von
landwirtschaftlichen Erzeugnissen läßt Rückschlüsse über die Qualität im Inneren der Erzeugnisse zu. Die
verschiedenen Durchlässigkeitseigensciiaften der einzelnen
Proben können verschiedenen Gegebenenheiten im inneren Aufbau der Erzeugnisse zugeordnet werden,
zu denen bestimmte gartenbauliehe Fehler gehören, wie beispielsweise Wassereinschlüsse in Äpfeln oder Hohlsteilen
in Kartoffeln.
Vorteilhafte Abwandlungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung gehen aus den weiteren
Ansprüchen hervor.
Eine zu untersuchende Probe wird auf ein Kissen gelegt und mit Licht aus einer sehr starken Lichtquelle
bestrahlt. Das Kissen enthält den Fotoempfänger für das von der Probe ausgehende Licht. Das von der
Lichtquelle ausgehende Licht wird in steter Folge vom kontinuierlich umlaufenden Filterrad mit seinen optischen
Filtern gefiltert. Die Synchronisiereinrichtung zeigt an, weicher Filter sich zu einem bestimmten
Zeitpunkt in Arbeitsstellung, das heißt im Strahlengang, befindet. Die Synchronisiereinrichtung weist über das
Filierrad verteilte Öffnungen sowie Lichtquellen und Fotodetektoren auf, die an gegenüberliegenden Seiten
der Scheibe in einer Linie angeordnet sind, um die Synchronisiersignale zu erzeugen.
Der Ausgang des Fotoempfängers entspricht der Stärke des durch die Probe hindurchgetretenen Lichtes.
Die Leichtigkeit, mit welcher das Licht durch den Gegenstand hindurchdringt, wird jedoch in »durchlässiger,
optischer Dichte« (OD)gemessen, die sich, bezogen auf die Intensität, durch folgende Gleichung ausdrücken
läßt:
OD = loglu lf ,
worin /,die Intensität des einfallenden Lichtes oder die
gemessene Lichtintensität ohne eine zu untersuchende Probe ist und /, die Intensität des durchgelasscnen
Lichtes oder die gemessene Lichtintensität nach dem Durchgang durch die zu untersuchende Probe ist. Die
Unterschiede zwischen den OD-Werten für ein bestimmtes Paar von Wellenlängen sind die bedeutungsvollsten
und am meisten kennzeichnenden Messungen für bestimmte Beurteilungen der im Inneren
vorliegenden Qualität, wie beispielsweise für die Beurteilung der Reife der Äpfel. Um eine direkte
Unterschiedsanzeige (AOD) der durchlässigen optischen Dichte erzielen zu können, ist '.'ine Auswerteschaliung
mit einem logarithmischen Verstärker vorgesehen, welcher den Ausgang des Fotoempfängers
empfängt. Der Ausgang des logarithmischen Verstärkers steht in linearer Beziehung zur OD. Zwei Abtast-
und Haltesehaltungen empfangen den Ausgang des logarithmischcn Verstärkers. Ein von den Synchronisiersignalen
betätigter Digitalzähler sorgt für parallele Ausgänge, von denen jeder den Zeitpunkt angibt, zu
welchem ein entsprechender Filter durch den Strahlengang hindurchläuft. Es wird ein Ausgang des Zählers
ausgewählt, um jede Abtast- und Halteschaltung anzusteuern. Die ständig auf den neuesten Stand
gebrachten Ausgänge der I lalteschaltungcn bzw. der I laltekreise werden ilen gegenüberliegenden Eingängen
eines Differenzverstärkers /tigefühn. dessen analoger
Ausgang ν in linearer Beziehung /ti \OD steht. Der
Ausgang des Differonzversiärkers wird in digitale Form
umgewandelt, um eine digitale Anzeige des dO/Jlin das
ausgewählte Paar tier Wellenlängen /u erhalten. Um die
absolute OD für einen einzelnen Filter ablesen /u können, wird der Ausgang einer der Abiast- und
Halteschaltungen unterbunder, indem beispielsweise die Schaltung bzw. der Kreis geerdet wird.
Brauchbare Messungen können auch durch Fotoempläiiger
erzielt werden, welche das Licht empfangen, das von der Probe während der Beleuchiungsfolge reflektiert
wird. Der Ausgang des Fotoempfängers wird der Aliswerteschaltung zugeführt, die in der gleichen Weise
wie bei der Durchlässigkeits-Messung AOD arbeitet. In
diesem Fall beruht jedoch die Anzeige auf dem Reflexionsvermögen der Probe. Die Leichtigkeit, mit
welcher das Licht von der Probe reflektiert wird, wird in »reflektierender optischer Dichte« (RD) gemessen, die
sich durch die nachfolgende Gleichung ausdrücken läßt:
RD = log,,, Ji-.
In dieser Gleichung bedeutet /, die Intensität des einfallenden Lichtes und /rdie Intensität des reflektierten
Lichtes. Wenn die Intensität des reflektierten Lichtes bei verschiedenen Wellenlängen abgetastet
wird, zeigt die Auswerteschaltung entweder die absolute RD auf der Basis des Logarithmus der
reflektierten Intensität für eine Wellenlänge oder den Unterschied zwischen den reflektierenden optischen
Dichten (ARD)für ein Paar von Wellenlängen an.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform
der Vorrichtung,
Fig. 2 einen Schaltplan einer in der Vorrichtung gemäß Fig. I verwendeten elektronischen Auswcrteschaltungund
F i g. i eine schematische Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum Messen der
Reflexion.
Es wird nun auf F i g. 1 Bezug genommen. Eine Schlittenanordnung 10 weist zwei Führungsschienen Il
und 12 auf, wobei ein Schlitten 14 auf der Führungsschiene U gleitbar befestigt ist. Eine Probenplattform
16 ist mit ihrem einen Ende an der Oberseite des Schlittens 14 befestigt. Das andere Ende der Probenplattform
16 weist eine Nut auf, über welche die Probenplattform 16 mit der Führungsstange 12 in
Gleiteingriff steht, so daß ein seitliches Ausweichen der Plattform 16 vermieden wird. Auf der Oberseite der
Plattform 16 ist ein unteres Kissen 17 angeordnet, das zur Aufnahme der zu untersuchenden Probe bestimmt
ist. Das Kissen 17 hat in der Mitte eine Öffnung, über die der zu untersuchende Gegenstand, wie beispielsweise
ein Apfel, gelegt wird. Ein Fotoempfänger 19 ist in der Öffnung angeordnet, um das durch die Probe hindurchgelassene
Licht abzutasten. Zum Anheben und Absenken der Plattform 16 ist ein oberer Arm 20 an seinem
einen Ende über dem Schlitten 14 an der Führungsschiene 11 oder an irgendeinem anderen nicht beweglichen
Teil der Vorrichtung schwenkbar gelagert. Das andere Ende des oberen Armes 20 ist über einen Zapfen 21 an
ilen einen Enden zweier paralleler unterer Arme 22 schwenkbar gelagert. Eine Feder 23 sucht den Arm 20
gegen die Arme 22 um den Zapfen 21 zu verschwenken. Die anderen Enden der unteren Arme 22 sind an
gegenüberliegenden Seiten des gleitenden Schlittens 14 schwenkbar befestigt. Ein 1 landgriff 24 ist an dem einen
linde lies oberen Armes 20 stan- befestigt. Wenn das
Ireie linde lies I landgriHes 24 bewegt wird, wird der
obere Arm 20 um seinen ortsfesten Drehpunkt verschwenkt. Der Schlitten 14 gleitet sodann gleichzeitig
längs der Führungsschiene II, weil der Schulten i4
über die unteren Arme 22 mit dem anderen linde des oberen Armes 20 schwenkbar verbunden ist. Durch clic
Bewegung des Handgriffes 24 kann somit die Höhe der Plattform 16 geändert werden, die mit dem Schlitten 14
verbunden ist, wobei die Plattform /wischen einer unteren bestimmten Stellung und einer oberen Stellung
verschiebbar ist. In der unteren Stellung wird die Probe
auf das Kissen 17 gelegt. Die obere Stellung wird durch die Lage eines ringförmigen ortsfesten Kissens 26
bestimmt, in welcher die Probe in einer noch /n
beschreibenden Weise analysiert wird.
Wenn die Plattform 16 in die vorstehend genannte, festgelegte unter Stellung bewegt werden soll, wird der
Handgriff 24 bei der Darstellung in I7 i g. 1 so lange im Uhrzeigersinn gedreht, bis der Punkt durchschritten ist,
in welchem der obere Arm 20 und die unteren Arme 22 in einer Linie liegen und bis die miteinander
verbundenen linden der Arme 20 und 22 an der Führungsschiene 22 anliegen. In dieser Stellung liegt die
Feder 23 etwas rechts des Zapfens 21. so daß die Arme
20 und 22 auch bei einem Loslassen des Handgriffes 24 in einer verriegelten Stellung gehalten werden. Wenn
eine Probe auf das Unterkissen 17 aufgelegt worden ist. wird der Handgriff 24 gegen den Uhrzeigersinn zurück
in seine Ausgangsstellung gedreht, wodurch die Plattform 16 auf eine Höhe angehoben wird, in welcher
die aufgelegte Probe gegen das als Ansehlag dienende obere Kissen 26 gedrückt wird. Die Plattform wird nach
dem Loslassen des Handgriffes 24 durch die Feder 23 in der oberen Stellung gehalten.
Fin Beleuchtungssystem 27 ist über der Schiiticnanordnung
10 im Abstand angeordnet. Das Beleuchtungssystem 27 weist ein mit Durchbrüchen versehenes
Filterrad 28 mit vier verschiedenen optischen Filtern 29, 30, 31 und 32 auf, die gleichmäßig um die Mittelachse 33
verteilt angeordnet sind. Das Filterrad oder die Filterscheibe 28 wird von einem Motor 36 über einen
Riemen mit gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben. Fine ortsfeste Lampe 37 mit hoher Lichtstärke ist in
geeignetem Abstand von der Achse 33 angeordnet, so daß das Licht durch die Filter 29 bis 32 hindurchgeht,
wenn die Filter nacheinander unter der Lampe 37 hindurchlaufen. Ein ortsfestes Sammcllinsensystem 38
ist im Strahlengang oder in der Sichtlinic zwischen der Lampe 37 und dem oberen Kissen 26 angeordnet, um
das Licht der Lampe 37 auf der Probe zu fokussieren.
Das Filterrad oder die Filterscheibe 28 hat eine Durchtrittsöffnung 41, die in einem ersten radialen
Abstund /wischen ywei benachbarten Filtern angeordnet
ist. Fine Lichlquelle 42 ist über der Filterscheibe 28 vorgesehen und von der Achse 33 in einem Abstand
angeordnet, welcher dem ersten radialen Abstand entspricht. Wenn sich die Durchtrittsöffnung 41 direkt
unterhalb der Lichtquelle 42 befindet, gelangt das von der Lichtquelle 42 ausgehende Licht zu einem
lichtempfindlichen lilemenl 43, das mit der Lichtquelle 42 in einer Linie liegt und unterhalb der Filterscheibe 28
orislest angeordnet ist. Wenn sich die Filierscheibe 28
dreht, gibt jeweils ein Ausgangsimpuls des F.lcmentes 43
eine volle Umdrehung an.
Vic." .inilere DurchiritisoHnungen 44 sind neben den
Filiern 29 bis 32 in einem /weilen radialen Absland von der Achse 33 angeordnet. I )ιτ /weile radiale Abstand ist
größer als der erste radiale Abstand. Line weitere l.ichlciuelle 46 und ein weiteres lichtempfindliches
l'.lcinciii 47 liegen in einer Linie und sind /ti beiden
Seilen der Filierscheilie 28 in einem Abstand von der
Achse 33 angeordnet, welcher dem /weilen radialen Absland einspricht, ledcsmal. wenn sich einer der Filter
29 bis 32 unter der Lampe 37 befindei. befindet sich auch
eine der Öffnungen 44 unter der Lichtquelle 46, so daß das von der Lichtquelle 46 ausgehende Licht /tun
lilement 47 gelangt und ein Ausgangsimpuls erzeugt wird. Das lilement 47 erzeugt somit vier Ausgangsimpulse
bei jeder Umdrehung der Scheibe 28.
Die Ausgänge aus den lichtempfindlichen Llcmenten 43 und 47 und aus dem Fotoempfänger 19 werden an
eine Auswericschaltung 50 weitergegeben, die in F i g. 2
näher dargestellt ist. Die Auswertesehallung 50 weist einen logarithmischen Verstärker 52 auf. welcher den
Ausgang aus dem Foioempfängcr 19 aulnimmt und
selbst einen Ausgang erzeugt, welcher mit der absoluten OD für das nacheinander gefilterte Licht in linearer
Beziehung steht. Fin Paar von Abtast- und llaltcschaltungen
53 und 55 empfangen den Ausgang des Verstärkers 52. Um die aufeinanderfolgenden Ausgänge
des Verstärkers 52 dann abtasten zu können, wenn sich ein bestimmter Filter im Strahlengang <\ befindei.
werden die Schallungen oder Kreise 53 und 55 von einem Digitalzählcr 57 gesteuert. Der Zähler 57
empfängt die Impulsausgänge der lichtempfindlichen Elemente 43 und 47 als Synchronisiersignale. Der
Ausgang des Elementes 47 dient als Lasteingang für den Zähler 57, und der Ausgnag des Elementes 43 stellt den
Zähler auf Null zurück. Der Zähler 57 hat vier parallele Ausgänge, die einzeln nacheinander betätigt werden
und die den Filtern 29 bis 32 entsprechen. Die Zählerausgänge bilden die Laufzeit- oder Anstcuerimpulse
für die Ablast- und Haltcschaltungcn 53 und 55.
Der Zähler 57 isl so ausgelegt, daß nur sein erster Ausgang impulsgesteuert ist, wenn der erste Ausgang
vom lilement 47 ankommt. Der zweite Ausgang des Zählers 57 wird beim Empfang des zweiten Impulses
vom Element 47 impulsgcstcuert. Wenn die dritten und vierten Ausgänge des Zählers 57 nach dem Eintreffen
der dritten und vierten Ausgänge des Elementes 47 einzeln impulsgesteuert worden sind, erzeugt das
Element 43 aufgrund der Vollendung einer Umdrehung der Scheibe 28 einen Rückstcll-Impuls. Bei dem
nächsten Ausgangs-Impuls vom Detektor 47 wird somil der erste Ausgang des Zählers wieder mil einem Impuls
angesteuert. Die weitere Folge wird in gleicher Weise wiederholt.
Schalter 61, 62, 63 und 64 sind in den Ausgangslcilungen
des Zählers 57 vorgesehen. Eine Betriebsart-Wählcinrichtung 71, die ein von Hand beiäligbarer
mechanischer .Schalter sein kann, kann betätigt werden, um entweder die beiden Schalter 61 und 63 oder die
beiden Schalter 62 und 64 zu schließen. Wenn beispielsweise die beiden letzteren Schalter 62 und 64
entsprechend der Darstellung in F i g. 2 geschlossen sind, tastet die Halteschaltung 55 den Ausgang des
logarilhmischcn Verstärkers dann ab, wenn sich der /weite Filter, beispielsweise der Filter 29, im Strahlengang
befindet. Die Halteschaltung 55 hält und speichert diesen Wer' so lange, bis der gleiche Filter beim
nächsten Zyklus wieder abgetastet werden muß, um den Ausgang der Halteschaltung 55 auf den neuesten .Stand
zu bringen. Die Halteschaltung 53 lastet in gleicher Weise den Ausgang des Verstärker ab, wenn sich der
vierte Filter, beispielsweise der Filier 31, im Strahlen-
gang befindet, wobei die Halteschaltung 53 den Wen für
diesen Filter jedesmal auf den neuesten Stand bringt,
wenn der Killer unter der Lampe 37 hindurehläufl.
Der Ausgang der Halteschaltung 53 wird dem Mingling eines Difleien/versiärkers 81 zugeführt.
wählend der Ausgang der Halteschaltung 55 dem gegenüberliegenden Eingang des Differenzverstärkers
zugeführt wird. Der Ausgang des Verstärkers 81 steht
mit der algebraischen Differenz OD zwischen den Haltcsehaltung-Ausgängen zu jedem Zeitpunkt in
linearer Beziehung. Wenn die absolute OD für einen bestimmten Filier anstelle der Differenz 4OD aus zwei
Filiern gewünscht wird, werden die beiden, den
gewünschten Filtern entsprechenden Schalter für die Zählerausgänge betätigt, wodurch die Halteschallungen,
welche die Daten der nicht gewünschten Filter empfangen würden, mit Hilfe der Schalter 73 und 75
geerdet oder in anderer Weise unwirksam gemacht werden. Um eine genaue, lesbare Anzeige erzielen zu
können, wird der analoge Ausgang des Differcnzverstärkers 81 mit Hilfe eines Konverters 85 in digitale
Form umgewandelt. Der Ausgnag des Konverters 85 betätigt eine digitale Anzeigevorrichtung 91 (Fig. 1)·
die eine Anzeigevorrichtung mil einer bekannten Drciziffern-Röhrc und einer Anzeigetafel ist.
Mit der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform wird anstelle der Durchlässigkeit die Reflexion gemessen.
Die Ausführungsform nach F i g. 3 weist viele Teile der in Fig. 1 dargestellten Ausführiingsform auf, weshalb
die gleichen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
wurden. Eine Schale 100 zur Aufname von Proben, die beispielsweise Nüsse enthält, wird auf das untere Kissen
17 gestellt. Ein Gehäuse oder Zylinder 102, dessen Außendurchmesser nicht größer als der Durchmesser
der unteren und oberen Kissen 17 und 26 ist. wird auf das untere Kissen 17 so gestellt, daß die Achse des
Zylinders 102 in der optischen Achse zwischen der Lampe 37 und der zu untersuchenden Probe liegt. Vier
Fotoempfänger 104 sind in der Nähe des oberen lindes des Zylinders 102 befestigt. Die vier Fotoempfänger
sind an der Innenfläche des Zylinders 102 in einem gegenseitigen Abstand von 90" angeordnet und nach
unten gegen die Schale 100 gerichtet, um das von der zu untersuchenden Probe reflektierte Licht zu empfangen.
Der Zylinder 102 dienl auf diese Weis als Liehtabschirmung,
als Träger für die l'oiocmpfängcr 104 und als
Abstandshalter zwischen den Kissen 17 und 26, um die Plattform 16 in einer bestimmten Höhe festzulegen.
Das Beleuchtungssystem 27 und das ihm zugeordnete .Synchronisiersystem sowie die Auswcrteschaltimg 50
und ihre Teile werden bei der Ausführungsform nach F i g. 3 in der gleichen Weise verwendet wie bei der
Ausführungsform nach Fig. 1. Auch die elektrischen
Verbindungen und die Betätigung dor Ausführungsform nach Fig. 3 isl mit der in Fig. 2 dargestellten
Anordnung identisch mit der Ausnahme, daß die Ausgänge aus den Fotoemplängern 104 summiert und
dem logarithmischen Verstärker 52 der Auswerleschaltung
50 anstelle des Ausganges vom Foloempfänger 19 zugeführt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird ein Paar von Wellenlängen (Filtern) von der Bctriebsarl-Wähleinrichtung
71 ausgewählt. Die Auswerteschallung 50 erzeugt einen Ausgang, welcher den Unlcrschicd
/wischen den Logarithmen der Intensität der reflektierten linergie bei zwei verschiedenen Wellenlängen
anzeigt und als Differenz tier reflektierenden optischen Dichte, kurz MD bezeichnet wird. Die Schulter 73 und
75 können bei der Durchlässigkeiismessung der OD /um Ablesen der absoluten RD einer Wellenlänge
verwendet werden. Brauchbare /J/f D-Messungen wurden
bei der Verwendung von infraroten Wellen ties
Feuchtigkeitsgehaltes von Nüssen erzielt.
Sämtliche Einzelteile der beiden Ausführungsformell werden in der Regel in einem Gehäuse oder dergleichen
untergebracht, welches das Montagcgesiell für die ortsfesten Teile der Vorrichtung bildet und die
beweglichen Teile aufnimmt.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird anhand der Bestimmung der Reife von Äpfeln mil einer die
Durchlässigkeit messenden Vorrichtung nach Γ i g. I beschrieben. Für die Durchlässigkeiismessung, mit
welcher reife Äpfel am besten von unreifen Äpfeln unterschieden werden können, gill der A OD- Weil = OD
(bei 690 mn)— OD(bei 740 mn), worin run die Nanometer
für die Wellenlänge angeben. Diese besondere AOD hängt vom Chlorophyllgehalt ab, der ein 1 linweis für die
Reife ist. Für diese Messung müssen beispielsweise die beiden Filter 29 und 31 der vier auf der Scheibe 28
befindlichen Filter 29 bis 32 Spilzendurehlässigkeiten haben, die bei 690 und 740 mn liegen. Der zu
untersuchende Apfel wird auf das untere Kissen 17 gelegt und mit Hilfe des Handgriffes 24 in die obere
Stellung gebracht. Die Lampe 37 und die Synchronisier-I .ichlqucllcn 42 und 46 weiden eingeschaltet, worauf die
Scheibe 28 mit gleichbleibender Geschwindigkeit angelrieben wird. Die den beiden ausgewählten Filtern
29 und 31 entsprechenden Ausgänge des Zählers 57 (Fig. 2) werden den Abtasi- und Halleschallungen 53
und 55 mit Flilfc der Belriebsart-Wählcinriehtiing 71 zugeführt. Die AOD kann direkt an der Anzeigevorrichtung
91 abgelesen werden. Die AOD hängt davon ab. wie leicht diese beiden Wellenlängen des Lichtes durch
den Apfel hindurchgelassen werden. In Abhängigkeit von tlcn abgelesenen AOD-Werten, die mit vorher
experimentell bestimmten Bezugs- und Eckwerten der gleichen Apfelarl verglichen werden, wird bestimmt, ob
der untersuchte Apfel reif oder unreif ist.
Es wird also eine Vorrichtung zum Messen tier optischen Dichte eines Gegenstandes, bei welcher der
Gegenstund nacheinander mil Licht unterschiedlicher Wellenlängen bestrahlt wird. 13er Weil ties bei jeder
Bestrahlung durch den Gegenstund durchgelassencn oder vom Gegenstand reflektierten Lichtes wird mit
Hilfe eines I'oioempfängers gemessen. Der einer jeden Wellenlänge entsprechende Ausgang des l'oloempfängers
wird in einer Auswerleschaltung in einen Meßwert tier durchlässigen oiler reflektierenden optischen Dichte
umgewandelt. Die Auswerteschallung wird durch ausgewählte synchronisierte Signale gesteuert, clic
während der Bestrahlung ties Gegenstandes erzeugt weiden und der Ilesiriihlungsfolgf entsprechen. Die
Auswciteschalltmg speichert und lastet die Werte der
optischen Dichte bei einem Paar von Wellenlängen ab. tlie den Synchronisiersignale!! entsprechen. Die Ausweiieschaltiing
erzeugt einen digitalen Ausgang, welcher entweder der absoluten optischen Dichte Ivi einer
Wellenlänge oder der Differenz zwischen den optischen Dichten bei einem Paar von Wellenlängen entspricht.
Beispielsweise kann auch die Filterscheibe jede andere gewünschte Anzahl von Filtern aufweisen. Dcv
einzige Unterschied im elektronischen Aulbau läge dann tiarin, tlaß die Anzahl tier wählbaren Zähleiaiisgiinge
erhöhl werden müßle. Ein Vorverstärker könnte
vor dem logarilhmischcii Verstärker 52 erforderlich
'.ein. um einen regelmäßigen Maßslab Uli die Ablese-
werte bei der Durehlässigkeits- und Rel]e\ionsniessuni;
/ti erhalten, l'erner sind andere Synchronisiersignalsy·
steine möglich, wie beispielsweise magnetische Aufnahme-
oder Ablasleinrichtungen. Die l.ichtciuellen 42 und
46 können je nach Wunsch /ti einer ein/igen Lichtquelle
zusammengefaßt werden. Die mit hoher Intensität strahlende Lampe .37 kann auch so angeordnet sein, daß
das Licht sowohl durch die Synehronisieröffnungen 41 und 44 als auch durch die Filter 29 bis 32 hindurchgeht.
Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Die Messungen
/ur Bestimmung der optischen Dichte sind nicht /erstörend. Die gleiche Probe kann daher täglich
gemessen werden, so daß ihre Änderungen in Abhängigkeit von der Zeit beobachtet werden können.
Aufgrund der einfachen Arbeitsweise und Bedienung
10
kann die enindungsgemäße Vorrichtung entweder als Korschungsgcrät oder als Prüfgerät in der Produktion
verwendet werden. Das Mehrfach-Filtersystem macht es möglich, daß gleich/eilig zwei oder mehr Parameter
überprüft werden. Die Vielseitigkeit der Meßvorrichtung wird durch die beiden Arten der Bedienungsmöglichkeit
sehr gesteigert, da schlagartig von den Ablesewertcn für die absolute optische Dichte bei einer
Wellenlänge auf die Ablesewerte für die Differenz der optischen Dichte zweier Wellenlängen umgeschaltet
werden kann. Darüber hinaus ist es aufgrund des mechanischen Aufbaus der .Schlittenanordnung möglich,
daß Proben verschiedener Größen leicht und bequem unbesetzt werden können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Bestimmung eines Bestandteils
einer Probe, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts von Früchten, mit einer die Probe beleuchtenden
Lichtquelle, einem drehbar gelagerten Filterrad zur aufeinanderfolgenden Einbringung einer Anzahl von
optischen Filtern in den Strahlengang zwischen der Lichtquelle und der Probe, einem Fotoempfänger für
das von der Probe ausgehende Licht, einer an den Fotoempfänger angeschlossenen Auswerteschaltung
und einer Synchronisierschaltung zur Synchronisation der Funktion der Auswerteschaltung mit
der Drehbewegung des Filterrads, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtung
Einrichtungen (41—43) zur Erzeugung jeweils eines ersten Synchronisiersignals nach jedem
vollen Umlauf des Filterrads (28), Einrichtungen (44, 46, 47) zur Erzeugung eines zweiten Synchronisiersignals
jeweils bei Anwesenheit eines der Filter (29 bis 32) im Strahlengang sowie eine durch das erste
Synchronisiersignal rücksetzbare und das zweite Synchronisiersignal einzählende Zähleinrichtung
(57) zur Erzeugung von der Anwesenheit jeweils eines bestimmten Filters (29 bis 32) im Strahlengang
zugeordneten Ausgangssignalen an parallelen Ausgängen aufweist und daß die Auswerteschaltung
einen an den Fotoempfänger (19) angeschlossenen logarithmischen Verstärker (52), weiter zwei jeweils
durch ein wählbares Ausgangssignal der Zähleinrichtung (57) zur Abtastung des Ausgangs des
logarithmischen Verstärkers (52) aktivierbare Abtast- und Halteschaltungen (53 bzw. 55) sowie einen
eingangsseitig mit den Ausgängen der beiden Abtast- und Halteschaltungen (53 bzw. 55) verbundenen
Differenzverstärker(81) umfaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (71, 73, 75) zur
wahlweisen Desaktivierung einer der Abtast- und Halteschaltungen (53 bzw.55) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang des Differenzverstärkers
(81) ein Analog-Digital-Wandler (85) und eine Digitalanzeigeeinheit (91) nachgeschaltet
sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen
Ausgänge der Zähleinrichtung (52) über Schalter (61 bis 64) verbindbar sind und daß eine
Betriebsart-Wähleinrichtung (71) zur wählbaren Verbindung jeder Abtast- und Halteschaltung über
jeweils einen der Schalter mit der Zähleinrichtung vorgesehen ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US23484372A | 1972-03-15 | 1972-03-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2312677A1 DE2312677A1 (de) | 1973-09-27 |
DE2312677B2 true DE2312677B2 (de) | 1978-03-09 |
DE2312677C3 DE2312677C3 (de) | 1978-11-09 |
Family
ID=22883041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2312677A Expired DE2312677C3 (de) | 1972-03-15 | 1973-03-14 | Vorrichtung zur Bestimmung eines Bestandteils einer Probe, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts von Früchten |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3765775A (de) |
JP (1) | JPS493675A (de) |
CA (1) | CA970588A (de) |
DE (1) | DE2312677C3 (de) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3930994A (en) * | 1973-10-03 | 1976-01-06 | Sunkist Growers, Inc. | Method and means for internal inspection and sorting of produce |
US3909609A (en) * | 1973-10-29 | 1975-09-30 | Xerox Corp | Light source measuring apparatus |
US3867041A (en) * | 1973-12-03 | 1975-02-18 | Us Agriculture | Method for detecting bruises in fruit |
US4084909A (en) * | 1976-07-19 | 1978-04-18 | International Business Machines Corporation | Drum monochromator |
US4176916A (en) * | 1977-03-14 | 1979-12-04 | Neotec Corporation | Cam filter wheel |
US4264205A (en) * | 1977-08-16 | 1981-04-28 | Neotec Corporation | Rapid scan spectral analysis system utilizing higher order spectral reflections of holographic diffraction gratings |
US4285596A (en) * | 1977-08-16 | 1981-08-25 | Neotec Corporation | Holographic diffraction grating system for rapid scan spectral analysis |
US4260262A (en) * | 1978-11-28 | 1981-04-07 | Neotec Corporation | Grain quality analyzer |
US4286327A (en) * | 1979-09-10 | 1981-08-25 | Trebor Industries, Inc. | Apparatus for near infrared quantitative analysis |
US4767717A (en) * | 1985-05-02 | 1988-08-30 | Baisden C Robert | Method of detecting and quantitating cell malignancy in biological tissue |
US5164795A (en) * | 1990-03-23 | 1992-11-17 | Sunkist Growers, Inc. | Method and apparatus for grading fruit |
US5510891A (en) * | 1995-01-23 | 1996-04-23 | Frangie; Nehme | Object characteristic direct measuring device utilizing a magnetically attracted lover base and an upper frame having a scaled lens therein |
US6271920B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-08-07 | Chromatics Color Sciences International, Inc. | Methods and apparatus for color calibration and verification |
CN104792741B (zh) * | 2014-01-17 | 2018-01-16 | 宸鸿科技(厦门)有限公司 | 光穿透率量测设备 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3016788A (en) * | 1952-05-24 | 1962-01-16 | Genevieve I Magnuson | Methods and apparatus for color grading of fruits and vegetables |
US2882785A (en) * | 1953-05-28 | 1959-04-21 | Dsp Corp | Photoelectric grading instrument |
US3486822A (en) * | 1965-10-01 | 1969-12-30 | Lee B Harris | Sampling unit for continuous display of spectral analysis |
US3694092A (en) * | 1969-03-07 | 1972-09-26 | Hitachi Ltd | Photometer |
GB1302196A (de) * | 1969-04-23 | 1973-01-04 | ||
DE1939034C2 (de) * | 1969-07-31 | 1971-01-28 | Bio Cal Instr Gmbh | Photometer zum Durchfuehren von Messungen bei unterschiedlichen Wellenlaengen |
US3646331A (en) * | 1970-09-03 | 1972-02-29 | Kollmorgen Corp | Automatic 100{11 line adjustment of spectrophotometers |
-
1972
- 1972-03-15 US US00234843A patent/US3765775A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-03-14 DE DE2312677A patent/DE2312677C3/de not_active Expired
- 1973-03-14 CA CA166,124A patent/CA970588A/en not_active Expired
- 1973-03-14 JP JP48029148A patent/JPS493675A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2312677A1 (de) | 1973-09-27 |
JPS493675A (de) | 1974-01-12 |
DE2312677C3 (de) | 1978-11-09 |
US3765775A (en) | 1973-10-16 |
CA970588A (en) | 1975-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2312677C3 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung eines Bestandteils einer Probe, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts von Früchten | |
DE2725756C2 (de) | ||
DE2816541C2 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Substanz in einer Probe | |
DE2420060A1 (de) | Spektralphotometrisches verfahren und mehrweg-spektralphotometer zur durchfuehrung desselben | |
DE2153315A1 (de) | Verfahren zur interferenzspektroskopischen Spektraluntersuchung einer Probe und Interferenz-Spektroskopiegerät zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE2611514B2 (de) | Oberflächen-Abtastprüfvorrichtung | |
DE1939034B1 (de) | Photometer zum Durchfuehren von Messungen bei unterschiedlichen Wellenlaengen | |
DE3116671C2 (de) | ||
DE3225610C2 (de) | ||
DE102011117678A1 (de) | Sensor zur Prüfung von Wertdokumenten | |
EP2013605B1 (de) | Einrichtung zur bestimmung der steifigkeit von biegeweichen materialien | |
DE1048045B (de) | Glanzmesser | |
DE2342686C2 (de) | Vorrichtung zum Untersuchen der optischen spektralen Eigenschaften eines Stoffes | |
DE1598467B1 (de) | Geraet zur beruehrungslosen messung der feuchte oder der konzentration anderer substanzen in bewegten messguthaben | |
EP0555508B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur simultanen Bestimmung der Konzentrationen von Molekülverbindungen in Gasen und Flüssigkeiten | |
DE2720196A1 (de) | Diskriminierschaltung | |
DE1938083A1 (de) | Verfahren zur automatischen Fehlerueberwachung flaechenfoermiger Gueter und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
DE2153842A1 (de) | ||
DE1497549B2 (de) | Zweistrahl-Spektralphotometer | |
DE2455720C3 (de) | Photometrisches Gerät zur Untersuchung von Substanzen | |
DE2559806C3 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von aus verschiedenen Gasen und gegebenenfalls Rauchteilchen bestehenden Komponenten eines Abgasgemisches | |
DE1798044A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum lichtelektrischen Pruefen und Sortieren von transparenten Hohlkoerpern | |
DE1548212C2 (de) | Meßvorrichtung zur berührungslosen Bestimmung der Höhe, der Parallelität und der Symmetrie der oberen Kantenlinie eines durchlaufenden Körpers | |
DE1811206A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Beschraenken des Einflusses der Unhomogenitaet poroeser Traeger beim photoelektrischen Messen des Aerosolgehaltes in Gasmedien | |
DE1290358B (de) | Optisches Interferometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |