DE2312677C3 - Vorrichtung zur Bestimmung eines Bestandteils einer Probe, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts von Früchten - Google Patents

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 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.

Eine bekannte Vorrichtung der vorstehend genannten Art (DE-AS 19 17 628) weist neben dem drehbar gelagerten Filterrad noch eine zweite Drehscheibe auf, die als Synchronisierscheibe dient, damit auch tatsächlich der zu einem bestimmten Filter gehörende Impulswert zum richtigen Zeitpunkt abgegriffen und an die richtige Stelle der Auswerteschaltung zugeführt

ίο wird. Die Auswerteschaltung weist einen Verstärker für die vom Fotoempfänger kommenden Impulse, eine Schaltlogik für die von der Synchronisierscheibe kommenden Impulse, zwei Quotientenbildner, einen Differenzbildner und ein Anzeigeinstrument auf.

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 Stückgut stets an der gleichen vorbestimmten Stelle den Lichtstrahlen ausgesetzt ist. Wenn das Stückgut eine unterschiedliche Stellung einnimmt, tritt eine Verfälschung des Meßergebnisses auf, die zu einer fehlerhaften Beurteilung des zu untersuchenden Stückgutes führt 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 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 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.

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 Betrieb äußerst 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 Erzeugung 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 einzählende 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 Fotoempfänger angeschlossenen logarithmischen Verstärker, weiter zwei jeweils durch ein wählbares Ausgangssignal der Zähleinrichtung zur Abtastung des Ausgangs des iogarithmischen Verstärkers aktivierbare Abtast- und Haltcschaltungen sowie einen eingangsseitig mit den Ausgängen der beiden Abtast- und Halteschaltungen verbundenen Differenzverstärker umfaßt.

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 Durchiässigkeitseigenschaften der einzelnen Proben können verschiedenen Gegebenenheiten im inneren Aufbau der Erzeugnisse zugeordnet werden, zu denen bestimmte gartenbauliche Fehler gehören, wie beispielsweise Wassereinschlüsse in Äpfeln oder Hohlstellen 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 Synchronisiereitirichtung zeigt an, welcher Filter sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in Arbeitsstellung, das heißt im Strahlengang, befindet Die Synchronisiereinrichtung weist über das Filterrad verteilte öffnungen sowie Lichtquellen und Fotodetektoren auf, die an gegenüberliegenden Seitnn 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:

r

worin /,■ die Intensität des einfallenden Lichtes oder die gemessene Lichtinlensität ohne eine zu untersuchende Probe, ist und /₍ die Intensität des durchgelassenen 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 optisehen Dichte erzielen zu können, ist eine Auswerteschaltung 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 Halteschaltungen empfangen den Ausgang des logarithmischen Verstärkers. Ein von den Synchronisiersignalen betätigter Digitalzähler sorgt für parallele Ausgänge, von denen jeder den Zeitpunkt angibt, zu welchem ein entsprechender Filter durch den Strahlen- bo gang hindurchläuft. Es wird ein Ausgang des Zählers ausgewählt, um jede Abtast- und Halteschaltung anzusteuern. Die ständig auf den neuesten Stand gebrachten Ausgänge der Halteschaltungen bzw. der Haltekreise werden den gegenüberliegenden Eingängen _b5 eines Differenzverstärkers zugeführt, dessen analoger Ausgang s in linearer Beziehung zu AOD steht. Der Ausgang des Differenzverstärkers wird in digitale Form umgewandelt, um eine digitale Anzeige des AOD für dus ausgewählte Paar der Wellenlängen zu erhalten. Um die absolute OD für einen είηζεΐηεη Filter ablesen zu können, wird der Ausgang einer der Abtast- und Halteschaltungen unterbunden, indem beispielsweise die Schaltung bzw. der Kreis geerdet wird.

Brauchbare Messungen können auch durch Fotoempfänger erzielt werden, welche das Licht empfangen, das von der Probe während der Beleuchtungsfolge reflektiert wird. Der Ausgang des Fotoempfängers wird der Auswerteschaltung 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 = 1Og₁₀

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)iür 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 F i g. 1 verwendeten elektronischen Auswerteschaltung und

F i g. 3 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 11 und 12 auf, wobei ein Schlitten 14 auf der Führungsschiene 11 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 den einen Enden zweier paralleler unterer Arme 22 schwenkbar gelagert. Eine Feder 23 sucht den Arm 20 gegen ule 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 Handgriff 24 ist an dem einen

linde des oberen Armes 20 starr befestigt. Wenn das freie linde des I landgrilTcs 24 bewegt wird, wird der obere Arm 20 um seinen ortsfesten Drehpunkt versehwcnkt. Der Schlitten 14 gleitet sodann gleichzeitig längs der Führungsschiene 11. weil der Sehlitten 14 über die unteren Arme 22 mil dem anderen Ende des oberen Armes 20 schwenkbar verbunden ist. Durch die Bewegung des Handgriffes 24 kann somit die Höhe der Plattform 16 geändert werden, die mit dem Schlitten 14 verbunden ist, wobei die Plattform zwischen 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 zu 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 Fig. 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 Enden 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 Anschlag dienende obere Kissen 26 gedruckt wird. Die Plattform wird nach dem Loslassen des Handgriffes 24 durch die Feder 23 in der oberen Stellung gehalten.

Ein Beleuchtungssystem 27 ist über der Schlittenanordnung 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. Eine 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 Sammellinsensystem 38 ist im Strahlengang oder in der Sichtlinie 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 Abstand zwischen zwei benachbarten Filtern angeordnet ist. Eine Lichtquelle 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 Element 43; das mit der Lichtquelle 42 in einer Linie liegt und unterhalb der Filterscheibe 28 ortsfest angeordnet ist Wenn sich die Filterscheibe 28 dreht, gibt jeweils ein Ausgangsimpuls des Elementes 43 eine volle Umdrehung an.

Vier andere Durchtrittsöffnungen 44 sind neben den Filtern 29 bis 32 in einem zweiten radialen Abstand von der Achse 33 angeordnet. Der zweite radiale Abstand ist größer als der erste radiale Abstand. Eine weitere Lichtquelle 46 und ein weiteres lichtempfindliches Element 47 liegen in einer Linie und sind zu beiden Seiten der Filierscheibe 28 in einem Abstand von der ι Achse 33 angeordnet, welcher dem /weiten radialen Abstand entspricht. |edesmal. wenn sieh einer der Filter 29 bis 32 unter der Lampe 37 befindet, befindet sich auch eine der Öffnungen 44 unter der Lichtquelle 46. so daß das von der Lichtquelle 46 ausgehende Licht zum

in Element 47 gelangt und ein Ausgangsimpuls erzeugt wird. Das Element 47 erzeugt somit vier Ausgangsimpulse bei jeder Umdrehung der Scheibe 28.

Die Ausgänge aus den lichtempfindlichen Elementen 43 und 47 und aus dem Fotoempfänger 19 werden an eine Auswerteschaltung 50 weitergegeben, die in F i g, 2 näher dargestellt ist. Die Auswerteschallung 50 weist einen logarithmischen Verstärker 52 auf, welcher den Ausgang aus dem Fotoempfänger 19 aufnimmt und selbst einen Ausgang erzeugt, welcher mit der absoluten OD für das nacheinander gefilterte Licht in linearer Beziehung steht. Ein Paar von Abtast- und Halteschaltungen 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 κ befindet, werden die Schaltungen oder Kreise 53 und 55 vor einem Digitalzähler 57 gesteuert. Der Zähler 57 empfängt die Inipulsausgänge der lichtempfindlichen Elemente 43 und 47 als Synchronisiersignale. Der

jo 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 Ansteuerimpulse für die Abtast- und Halteschaltungen 53 und 55.

Der Zähler 57 ist so ausgelegt, daß nur sein erster Ausgang impulsgesteuert ist, wenn der erste Ausgang vom Element 47 ankommt. Der zweite Ausgang des Zählers 57 wird beim Empfang des zweiten Impulses vom Element 47 impulsgesteuert. 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 Rückstell-lmpuls. Bei dem nächsten Ausgangs-Impuls vom Detektor 47 wird somit der erste Ausgang des Zählers wieder mit einem Impuls angesteuert. Die weitere Folge wird in gleicher Weise wiederholt.

Schalter 61,62,63 und 64 sind in den Ausgangsleitungen des Zählers 57 vorgesehen. Eine Betriebsart-Wähleinrichtung 71, die ein von Hand betätigbarer 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 Fig.2 geschlosser sind, tastet die Halteschaltung 55 den Ausgang des logarithmischen Verstärkers dann ab, wenn sich dei zweite Filter, beispielsweise der Filter 29, im Strahlengang befindet Die Halteschaltung 55 hält und Speichen diesen Wert so lange, bis der gleiche Filter beiir nächsten Zyklus wieder abgetastet werden muß, um der Ausgang der Halteschaltung 55 auf den neuesten Stanc zu bringen. Die Halteschaltung 53 tastet in gleichei Weise den Ausgang des Verstärker ab, wenn sich dei vierte Filter, beispielsweise der Filter 31, im Strahlen

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gang befindet, wobei die l-kilieschiiluing 53 den Wert für diesen Tilter jedesmal auf den neuesten Stand bringt, wenn der Tilter unter der Lampe 37 hindurchläiift.

Der Ausgang der I lalteselialtung 53 wird dem Hingang eines Differenzverstärker 81 zugeführt, wahrend 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 Halteschaltung-Ausgängen zu jedem Zeitpunkt in linearer Beziehung. Wenn die absolute OD für einen bestimmten Filter anstelle der Differenz UOD aus zwei Filtern gewünscht wird, werden die beiden, den gewünschten Filtern entsprechenden Schalter für die Zählerausgänge betätigt, wodurch die Halteschaltungen, welche die Daten der nicht gewünschten Filter empfangen wurden, 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 Differenzverstärkers 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 mit einer bekannten Dreiziffern-Röhre 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 F i g. 1 dargestellten Ausführungsform 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 Endes 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 dient auf diese Weis als Lichtabschirmung, als Träger für die Fotoempfänger 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 Auswerteschaltung 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 der Ausführungsform nach Fig.3 ist mit der in Fig.2 dargestellten Anordnung identisch mit der Ausnahme, daß die Ausgänge aus den Fotoempfängern 104 summiert und •dem logarithmischen Verstärker 52der Auswerteschaltung 50 anstelle des Ausganges vom Fotoempfänger 19 zugeführt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig.3 wird ein Paar von Wellenlängen (Filtern) von der Betriebsart-Wähleinrichtung 71 ausgewählt Die Auswerteschaltung SO erzeugt einen Ausgang, welcher den Unterschied zwischen den Logarithmen der Intensität der reflektierten Energie bei zwei verschiedenen Wellenlängen anzeigt und als Differenz der reflektierenden optischen Dichte, kurz Δ RD bezeichnet wird Die Schalter 73 und 75 können bei der Durchlässigkcitsmessung der OD zum Ablesen der absoluten RD einer Wellenlänge verwendet werden. Brauchbare 4W/>Messungen wurden bei der Verwendung von infraroten Wellen des Feuchtigkeitsgehaltes von Nüssen erzielt.

Sämtliche Einzelteile der beiden Ausführungsformen werden in der Regel in einem Gehäuse oder dergleichen untergebracht, welches das Montagegestell für die ortsfesten Teile der Vorrichtung bildet und die

ίο beweglichen Teile aufnimmt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird anhand der Bestimmung der Reife von Äpfeln mit einer die Durchlässigkeit messenden Vorrichtung nach Fig. 1 beschrieben. Für die Durchlässigkeitsmessung, mit welcher reife Äpfel am besten von unreifen Äpfeln unterschieden werden können, gilt der AOD-Wert = OD (bei 690 nm)— OD (bei 740 nm), worin nm die Nanometer für die Wellenlänge angeben. Diese besondere AOD hängt vom Chlorophyllgehalt ab, der ein Hinweis 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 Spitzendurchlässigkeiten haben, die bei 690 und 740 nm 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-Lichtquellen 42 und 46 werden eingeschaltet, worauf die Scheibe 28 mit gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben wird. Die den beiden ausgewählten Filtern 29 und 31 entsprechenden Ausgänge des Zählers 57 (Fig. 2) werden den Abtast- und Halteschaltungen 53 und 55 mit Hilfe der Betriebsart-Wähleinrichtung 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 den abgelesenen A OD-Werten, die mit vorher experimentell bestimmten Bezugs- und Eckwerten der gleichen Apfelart verglichen werden, wird bestimmt, ob der untersuchte Apfel reif oder unreif ist.

Es wird also eine Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte eines Gegenstandes, bei welcher der Gegenstand nacheinander mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen bestrahlt wird. Der Wert des bei jeder Bestrahlung durch den Gegenstand durchgelassenen oder vom Gegenstand reflektierten Lichtes wird mit Hilfe eines Fotoempfängers gemessen. Der einer jeden Wellenlänge entsprechende Ausgang des Fotoempfängers wird in einer Auswerteschaltung in einen Meßwert der durchlässigen oder reflektierenden optischen Dichte umgewandelt. Die Auswerteschaltung wird durch ausgewählte synchronisierte Signale gesteuert, die während der Bestrahlung des Gegenstandes erzeugt werden und der Bestrahlungsfolge entsprechen. Die

SS Auswerteschaltung speichert und tastet die Werte der optischen Dichte bei einem Paar von Wellenlängen ab, die den Synchronisiersignalen entsprechen. Die Auswerteschaltung erzeugt einen digitalen Ausgang, welcher entweder der absoluten optischen Dichte bei 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. Der einzige Unterschied im elektronischen Aufbau läge

es dann darin, daß die Anzahl der wählbaren Zählerausgänge erhöht werden müßte. Ein Vorverstärker könnte vor dem logarithmischen Verstärker 52 erforderlich sein, um eineii regelmäßigen Maßstab für die Ablese-

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werte bei der Durchlässigkeits- und Reflexionsmessung zu erhalten. Ferner sind andere Synchronisiersignalsysteme möglich, wie beispielsweise magnetische Aufnahme- oder Abtasteinrichtungen. Die Lichtquellen 42 und 46 können je nach Wunsch zu einer einzigen Lichtquelle zusammengefaßt werden. Die mit hoher Intensität strahlende Lampe 37 kann auch so angeordnet sein, daß das Licht sowohl durch die Synchronisieröffnungen 41 und 44 als auch durch die Filter 29 bis 32 hindurchgeht.

Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Die Messungen zur Bestimmung der optischen Dichte sind nicht zerstörend. 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 kann die erfindungsgemäße Vorrichtung entweder als Forschungsgerät oder als Prüfgerät in der Produktion verwendet werden. Das Mehrfach-Filiersystcm macht es möglich, daß gleichzeitig zwei oder mehr Parameter überprüft werden. Die Vielseitigkeit der Meßvorrichtung wird durch die beiden Arten der Bedienungsmöglichkeit sehr gesteigert, da schlagartig von den Ablesewcrten 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 Schlitienanordnung möglich, daß Proben verschiedener Größen leicht und bequem eingesetzt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

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 logarithrnischen 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 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (71, 73, 75) zur wahlweisen Desaktivierung einer der Abtast- und Halteschaltungen (53bzw.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 Betriebsaft-Wähleinrichtung (71) zur wählbaren Verbindung jeder Abtast- und Halteschaltung über jeweils einen der Schalter mit der Zähleinrichtung vorgesehen ist.