IT201800002420A1 - Metodo e apparecchiatura di indagine non-distruttiva su frutti aventi un asse di simmetria di rotazione - Google Patents

Metodo e apparecchiatura di indagine non-distruttiva su frutti aventi un asse di simmetria di rotazione Download PDF

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Enrico Ursella
Giancarlo Zane
Simone Faccini
Marco Boschetti
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Description

DESCRIZIONE
annessa a domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
METODO E APPARECCHIATURA DI INDAGINE NON-DISTRUTTIVA SU FRUTTI AVENTI UN ASSE DI SIMMETRIA DI ROTAZIONE
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda in generale il settore delle apparecchiature per il settore alimentare.
In particolare, la presente invenzione ha per oggetto un metodo di indagine non-distruttiva su un frutto avente un asse di simmetria di rotazione. La presente invenzione riguarda anche una apparecchiatura per eseguire tale indagine non-distruttiva.
Sono già note apparecchiature che, tramite raggi X, permettono di verificare l’eventuale presenza di corpi indesiderati (come pezzi di seme o altro) in frutta lavorata oppure di verificare alcuni tipi di danneggiamenti interni ai frutti.
In alternativa ai metodi noti, la presente invenzione si propone di offrire un metodo di indagine non-distruttiva che è destinato nello specifico a frutti che hanno un asse di simmetria di rotazione, come ad esempio avocado, agrumi, mele, e permette di identificare caratteristiche interne di tali frutti. Ciò è ottenuto tramite un metodo di indagine non-distruttiva in accordo con quanto descritto nelle unite rivendicazioni, oltre che tramite una apparecchiatura come rivendicata.
Rispetto ai metodi noti, il metodo secondo la presente invenzione è un metodo alternativo che può essere più semplice da applicare e che può fornire risultati più accurati.
In particolare, il metodo secondo la presente invenzione è utile perché sfrutta la simmetria rotazionale del frutto ed evita la complicazione di determinare in modo esplicito la forma tridimensionale del frutto stesso, come invece è richiesto in alcuni metodi noti.
Secondo un aspetto della presente invenzione, il frutto è posizionato in modo che il suo asse di simmetria rotazionale sia sostanzialmente parallelo a un piano sul quale viene generata una immagine a raggi X. L’immagine radiografica così ottenuta è quindi simmetrica rispetto alla proiezione dell’asse di simmetria del frutto. Dividendo l’immagine radiografica in sezioni o strisce che sono perpendicolari alla proiezione dell’asse di simmetria, si ha che ciascuna di tali sezioni o strisce è la proiezione di una rispettiva fetta sostanzialmente circolare di frutto.
Si deve tenere presente che l’attenuazione totale lungo il percorso di ciascun raggio X dipende sia dalla lunghezza del tratto di frutto attraversato, sia dal coefficiente di assorbimento (o coefficiente di attenuazione) della materia attraversata. Nel caso di materia uniforme (ad esempio, solo polpa del frutto), l’attenuazione totale coincide con il coefficiente di attenuazione della materia, moltiplicato per la lunghezza del tratto attraversato; nel caso di materia non uniforme (ad esempio, per un tratto che comprende polpa, seme e/o marcescenze), l’attenuazione totale è la somma delle attenuazioni nei singoli tratti uniformi attraversati.
In accordo con una prima alternativa del metodo secondo la presente invenzione, è possibile identificare dove il frutto presenta discontinuità e/o disuniformità tramite un confronto tra l’attenuazione del segnale a raggi X che è effettivamente rilevata nei singoli punti di ciascuna sezione o striscia di immagine radiografica e l’attenuazione che sarebbe attesa se la corrispondente fetta circolare avesse un coefficiente di attenuazione uniforme.
In accordo con una seconda alternativa del metodo secondo la presente invenzione, è possibile identificare dove il frutto presenta discontinuità e/o disuniformità calcolando un coefficiente locale di attenuazione media nelle diverse zone dell’immagine radiografica e ricercando gli scostamenti o le variazioni del coefficiente locale di attenuazione media così calcolato rispetto a un andamento a valore costante. Il coefficiente locale di attenuazione media è calcolabile in ciascun punto dividendo l’attenuazione del segnale a raggi X che è effettivamente rilevata nel punto per la lunghezza del tratto di frutto attraversato, la lunghezza essendo calcolabile assumendo che la corrispondente fetta sia circolare. In pratica, tale coefficiente locale di attenuazione media è un valore medio per lo specifico tratto di frutto attraversato.
Le due alternative sopra descritte condividono lo stesso concetto di considerare ciascuna di tali sezioni o strisce dell’immagine radiografica come la proiezione di una rispettiva fetta sostanzialmente circolare di frutto. Le due alternative differiscono in pratica per il fatto di esaminare l’attenuazione complessiva per tutto il tratto attraversato (prima alternativa) oppure di esaminare il coefficiente locale di attenuazione media nel tratto attraversato (seconda alternativa). In sostanza esse differiscono per un passaggio dell’elaborazione matematica, ma si basano sul medesimo concetto inventivo generale. Poiché l’incorporazione delle due alternative in una singola rivendicazione indipendente potrebbe portare a una rivendicazione con una sintassi piuttosto complessa, per ragioni di chiarezza si è preferito presentare separatamente le due alternative in due rivendicazioni indipendenti.
Il metodo secondo la presente invenzione è utilizzabile ad esempio per ricercare la dimensione di un seme in un frutto, in particolare in un avocado. Il metodo secondo la presente invenzione è utilizzabile ad esempio per verificare se il seme (in particolare il seme di un avocado) è staccato dalla polpa del frutto.
Il metodo secondo la presente invenzione è utilizzabile ad esempio per verificare se la buccia è staccata dalla polpa del frutto, in particolare per un frutto che è un agrume, ad esempio un mandarino.
Pertanto il metodo secondo la presente invenzione è utile per valutare la percentuale di frutto edibile, determinando la dimensione del seme e/o della buccia, e/o per identificare eventuali anomalie come zone marce. Esso dunque permette di valutare la qualità di un frutto con criteri oggettivi e in modo non distruttivo.
In particolare, si sfrutta la simmetria del frutto e il suo profilo: ad esempio, calcolando il coefficiente di attenuazione medio nelle varie zone e analizzando la simmetria si possono trovare le dimensioni del seme, della buccia e di eventuali anomalie.
Nel ambito della presente invenzione, con “frutto” si intendono sia frutti propriamente detti (in particolare drupe, pomi, agrumi) sia ortaggi (ad esempio pomodori) accomunati dal fatto di avere un asse di rotazione rispetto al quale l’oggetto è sostanzialmente simmetrico.
Ulteriori caratteristiche e i vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di forme di realizzazione, esemplificative e non esclusive, di un metodo e di una apparecchiatura per una indagine non-distruttiva su un frutto. Verrà fatto riferimento agli uniti disegni, in cui:
- la figura 1 mostra, in modo schematico, un frutto durante una fase del metodo secondo la presente invenzione, in cui il frutto è sottoposto a radiografia;
- la figura 2 mostra una variante di posizionamento del frutto durante la fase del metodo di figura 1;
- le figure da 3 a 6 illustrano schematicamente alcune fasi di elaborazione secondo una prima alternativa del metodo secondo la presente invenzione; - la figura 7 mostra una vista in sezione del frutto, sezionato con un piano perpendicolare al suo asse di simmetria di rotazione, durante una fase del metodo;
- le figure da 8 a 10 mostrano alcuni esempi di immagini di frutto rielaborate secondo una seconda alternativa del metodo della presente invenzione; - la figura 11 mostra, in modo schematico e semplificato, una apparecchiatura di indagine non-distruttiva secondo la presente invenzione; - la figura 12 mostra una vista dall’alto di una porzione della apparecchiatura di figura 11, rappresentata in modo schematico e semplificato.
Con riferimento alle figure citate, un frutto è stato genericamente indicato con il numero di riferimento 1 e una apparecchiatura per eseguire una indagine non-distruttiva su un frutto è stata indicata con il numero di riferimento 9. Il frutto 1 mostrato nelle figure è ad esempio un avocado, ma ovviamente esso può essere un altro frutto od ortaggio.
Il frutto 1 ha un asse di simmetria di rotazione 10, cioè per il frutto 1 è possibile individuare un asse 10 rispetto al quale il frutto 1 ha sostanzialmente una simmetria di rotazione. In pratica, tagliando il frutto 1 secondo piani ortogonali all’asse 10, le sezioni ottenute sono sezioni circolari con centro sull’asse 10. Nell’ambito della presente invenzione, la simmetria di rotazione va considerata entro un certo margine di tolleranza, compatibilmente con il livello di accuratezza richiesto per l’indagine.
In una prima fase del metodo di indagine non-distruttiva, il frutto 1 viene posizionato in modo che il suo asse di simmetria di rotazione 10 abbia una orientazione che è sostanzialmente parallela a un piano prestabilito. Ad esempio, il piano prestabilito è un piano sostanzialmente orizzontale 20 e il frutto 1 è disposto coricato in modo che il suo asse di simmetria 10 sia sostanzialmente orizzontale. Eventualmente, per un frutto 1 con una forma a pera come un avocado potrebbe essere utilizzato un supporto 2 per tenere il frutto 1 con la testa sollevata dal piano orizzontale 20, cosicché il suo asse di simmetria 10 sia orizzontale.
Si deve comunque tenere presente che il metodo secondo la presente invenzione può essere applicato con successo anche se l’asse di simmetria 10 non è esattamente parallelo al piano prestabilito. Ad esempio, una inclinazione dell’asse di simmetria 10 rispetto al piano prestabilito fino a circa 25° potrebbe avere una influenza non rilevant e sui risultati e quindi sarebbe accettabile. L’espressione “sostanzialmente parallela” va intesa in tal senso. Pertanto il frutto 1 potrebbe essere semplicemente disteso sul piano orizzontale 20, senza alcun supporto 2, come mostrato ad esempio in figura 2.
In una seconda fase del metodo, il frutto 1 è sottoposto a una radiografia. La direzione di emissione di raggi X è sostanzialmente perpendicolare al piano prestabilito 20 e l’immagine radiografica ottenuta giace sul piano prestabilito 20. In altre parole, l’immagine radiografica è una proiezione sul piano prestabilito 20 che rappresenta il frutto 1 a raggi X. In modo schematico, la figura 1 mostra un emettitore 3 di raggi X, che invia un fascio di raggi X (indicati con 31) verso il piano 20 perpendicolarmente a quest’ultimo. I raggi X investono il frutto 1 e, dopo averlo attraversato, sono ricevuti da un apposito ricevitore di raggi X (non mostrato) posizionato parallelamente al piano 20. L’immagine radiografica è costituita da ciò che è ricevuto dal ricevitore di raggi X. Essa non è necessariamente una immagine fisica, si tratta anzi di una immagine elettronica, e in sostanza è costituita da una matrice di coordinate (x, y) e dai valori misurati nei rispettivi punti aventi tali coordinate.
L’immagine radiografica ottenuta è poi elaborata (in particolare da un elaboratore elettronico 95) per calcolare, in corrispondenti punti dell’immagine radiografica, l’attenuazione del segnale dei raggi X attraverso il frutto 1. In sostanza, l’immagine radiografica ottenuta viene convertita in una immagine (radiografica anch’essa) alle cui coordinate sono associati i valori puntuali di attenuazione dei raggi X attraverso il frutto 1: ciascun valore rappresenta l’attenuazione che è dovuta al passaggio attraverso il rispettivo tratto di frutto 1, cioè l’attenuazione lungo il cammino tra l’emettitore 3 e lo specifico punto dell’immagine. Come evidente dalla figura 7, poiché il frutto 1 è posizionato con l’asse di simmetria di rotazione 10 che è sostanzialmente parallelo al piano 20, la lunghezza L del tratto dipende dalla distanza x del punto dalla proiezione dell’asse 10 sul piano 20.
Nello specifico, l’attenuazione qui considerata è una grandezza che ha una dipendenza logaritmica dal segnale misurato (cioè dall’intensità di raggi X ricevuti in uno specifico punto dal ricevitore). In particolare l’attenuazione nel punto è calcolata come dove è il segnale
misurato nel punto in presenza del frutto 1, è il segnale misurato nel punto x quando l’emettitore 3 di raggi X è spento, è il segnale misurato nel punto in assenza del frutto 1.
In un’altra fase di elaborazione, mostrata schematicamente in figura 3, l’immagine radiografica (indicata con 41) del frutto 1 è suddivisa in una pluralità di sezioni 415 che sono perpendicolari alla proiezione 410 dell’asse di simmetria di rotazione 10 sul piano prestabilito 20. In pratica, le sezioni 415 sono delimitate da rette 417 perpendicolari alla proiezione 410 dell’asse di simmetria 10. Ciascuna sezione 415 è dunque una striscia che è la proiezione di una corrispondente fetta del frutto 1 che è sostanzialmente perpendicolare all’asse di simmetria di rotazione 10. La larghezza delle sezioni 415, cioè la distanza tra le rette 417, può essere scelta a piacere a seconda delle esigenze ed è tanto minore quanto maggiore è la risoluzione che si vuole ottenere per il metodo qui descritto.
Si fa presente che la suddivisione della immagine radiografica non va intesa come una fase di taglio fisico di una immagine. Con tale espressione si vuole infatti semplicemente dare una rappresentazione concettuale di una fase di elaborazione dati che è comunque svolta da un elaboratore elettronico. Una analoga avvertenza vale anche per le successive fasi di elaborazione. Si fa presente inoltre che l’elaborazione può essere fatta in modo equivalente sull’immagine espressa in termini di valori di attenuazione invece che in termini di segnale ricevuto.
Anche per quanto riguarda la “fetta” del frutto 1, non si intende affatto che il frutto è o viene tagliato fisicamente a fette. L’indagine oggetto della presente invenzione è di tipo non-distruttivo e il frutto 1 rimane intero. Con “corrispondente fetta del frutto” si intende pertanto indicare quella porzione di frutto che si trova tra l’emettitore 3 e la sezione 415 di immagine radiografica considerata, la quale porzione di frutto è stata attraversata dai raggi X e proiettata sulla sezione 415.
Si fa presente che, grazie al posizionamento del frutto 1 con l’asse di simmetria 10 sostanzialmente parallelo al piano 20, ciascuna fetta è sostanzialmente circolare e il suo centro è sull’asse di simmetria 10.
La posizione della proiezione 410 dell’asse di simmetria 10 nell’immagine radiografica 41 può essere nota a priori perché il frutto 1 è stato orientato in modo noto, ad esempio con l’asse di simmetria 10 perpendicolare alla direzione di trasporto nella apparecchiatura 9, come mostrato in figura 12. In alternativa, la posizione della proiezione 410 dell’asse di simmetria 10 può essere calcolata come asse di simmetria dell’immagine radiografica 41 oppure come asse di simmetria della proiezione del profilo esterno (cioè, come asse di simmetria della proiezione della superficie esterna della buccia) del frutto 1.
Il procedimento di elaborazione prende in considerazione ciascuna sezione 415 e applica ad essa una successione di sotto-fasi di elaborazione.
Per semplicità di elaborazione, ad esempio è possibile considerare una linea mediana della sezione 415 oppure una retta di confine 417 della sezione 415 come rappresentativa della intera sezione 415. In pratica, considerato che la larghezza della sezione 415 è piccola, per ciascuna sezione 415 l’elaborazione può considerare l’andamento della attenuazione solo in direzione perpendicolare alla proiezione 410 dell’asse di simmetria 10, trascurando le variazioni nella direzione parallela alla proiezione 410. Una prima forma di esecuzione del metodo è descritta di seguito.
Per ciascuna sezione 415, vengono determinati due punti di estremità che corrispondono alla proiezione del profilo esterno (cioè della superficie esterna della buccia) del frutto 1. Ciascun punto di estremità è identificabile come il confine tra una regione con attenuazione nulla e una regione con attenuazione crescente o decrescente (a seconda della direzione lungo la quale si sta esaminando la sezione 415). Infatti, i raggi X non sono attenuati se non incontrano il frutto e sono tanto più attenuati quanto più spessore di frutto devono attraversare.
Si calcola poi un andamento di riferimento dell’attenuazione del segnale tra i due punti di estremità, assumendo un coefficiente di attenuazione con valore costante per la corrispondente fetta. In altre parole, l’andamento di riferimento è calcolato ipotizzando che l’interno della fetta di frutto sia uniforme e con lo stesso coefficiente di attenuazione dappertutto. In questa ipotesi l’attenuazione dipende solo dalla lunghezza di frutto attraversata, la quale può essere calcolata puntualmente considerando che la fetta è circolare.
In particolare, l’andamento di riferimento è calcolato come segue:
- si determina il raggio della corrispondente fetta del frutto: il raggio è calcolato come semi-distanza tra i due punti di estremità della sezione 415; si assume che la corrispondente fetta del frutto abbia una forma circolare con il raggio così calcolato;
- per ciascun punto tra i due punti di estremità della sezione 415, si calcola il valore di riferimento dell’attenuazione come
dove R è il raggio calcolato, x è la distanza del
punto dalla proiezione 410 dell’asse di simmetria di rotazione 10, A è una costante, è il valore di riferimento dell’attenuazione nel punto a distanza x .
Per quanto riguarda il valore della costante A , esso ad esempio è scelto come il valore massimo della attenuazione per la sezione 415, così come ottenuto dalla elaborazione dell’immagine radiografica. In pratica, esso è il valore di attenuazione per il punto che si trova sulla proiezione 410 dell’asse di simmetria di rotazione 10.
Una volta ottenuto l’andamento di riferimento dell’attenuazione del segnale, per ciascun punto tra i due punti di estremità si calcola lo scostamento tra l’andamento dell’attenuazione del segnale ottenuto dalla elaborazione dell’immagine radiografica e l’andamento di riferimento. In pratica, si confrontano i valori ottenuti dalla misura con i valori calcolati supponendo che la fetta circolare sia completamente uniforme.
Infine, si esamina l’andamento dello scostamento per identificare eventuali anomalie, discontinuità o variazioni che sono indicative di rispettive nonuniformità nella corrispondente fetta di frutto. Infatti, lo scostamento è tanto più elevato quanto più il corrispondente tratto di frutto attraversato non è uniforme.
Ad esempio, il metodo può essere finalizzato a identificare le dimensioni di un seme centrale 12 del frutto 1, che in particolare è un avocado.
Poiché la radiodensità del seme 12 è ben differente dalla radiodensità della polpa 11, se la fetta considerata comprende anche una parte di seme si avrà una maggiore attenuazione in corrispondenza di quest’ultimo. Ciò è mostrato ad esempio in figura 3, dove la regione 412 corrispondente alla proiezione di polpa 11 con seme 12 è distinguibile dalla regione 411 corrispondente alla proiezione della sola polpa 11 (il confine tra le due regioni 411, 412 è stato evidenziato per motivi di chiarezza).
La figura 4 mostra ad esempio l’andamento della attenuazione per due sezioni 415a, 415b: una prima sezione 415a riguarda solo polpa 11 e l’attenuazione ha un andamento regolare, una seconda sezione 415b riguarda anche seme 12 e l’attenuazione ha un picco maggiore in corrispondenza del seme 12 stesso.
Per la seconda sezione 415b, la figura 5 mostra nello stesso grafico l’andamento rilevato (in linea continua) e l’andamento di riferimento (in linea tratteggiata), mentre la figura 6 mostra lo scostamento tra l’andamento rilevato e l’andamento di riferimento.
I due punti di massimo scostamento sono rispettivamente indicati con e
e corrispondono alla discontinuità dovuta al seme: essi corrispondono
alla proiezione dei bordi del seme 12 nella corrispondente fetta di frutto 1. La ricerca di tali punti di massimo scostamento permette così di identificare i bordi del seme 12 nella rispettiva sezione 415.
Ripetendo il procedimento per tutte le sezioni 415, è possibile determinare i confini dell’intero seme 12 all’interno della polpa 11.
In modo analogo, analizzando l’andamento dello scostamento e la sua entità, è possibile ricercare eventuali zone di marcescenza nel frutto 1 e/o eventuali zone di distacco tra il seme 12 e la polpa 11 del frutto 1 (in particolare quando il frutto 1 è un avocado) e/o eventuali zone di distacco tra la buccia e la polpa del frutto (in particolare quando il frutto è un agrume) Si deve tenere presente infatti che le marcescenze, le zone cave di distacco e la buccia hanno propri coefficienti di attenuazione che sono differenti dai coefficienti di attenuazione della polpa e del seme, pertanto i loro effetti sulla attenuazione possono essere identificati in modo analogo a quanto sopra descritto per il seme.
Una seconda forma di esecuzione del metodo è descritta di seguito.
Analogamente alla prima forma di esecuzione sopra descritta, per ciascuna sezione 415 vengono determinati due punti di estremità che corrispondono alla proiezione del profilo esterno (cioè della superficie esterna della buccia) del frutto 1 e si determina il raggio della corrispondente fetta del frutto, calcolato come semi-distanza tra i due punti di estremità della sezione 415 assumendo che la corrispondente fetta del frutto abbia una forma circolare con il raggio così calcolato.
Per ciascun punto tra i due punti di estremità della sezione 415, si calcola un coefficiente locale di attenuazione media dividendo il valore calcolato di attenuazione del segnale (ottenuto dalla elaborazione dell’immagine radiografica) per la lunghezza del tratto di frutto attraversato. La lunghezza del tratto di frutto attraversato è calcolata come dove R è il raggio calcolato, x è la distanza del punto dalla proiezione 410 dell’asse di simmetria di rotazione 10, è la lunghezza per il punto a distanza . Si veda la figura 7, dove sono mostrate le lunghezze L1e L2per due rispettivi punti a distanza e
In pratica, tale coefficiente locale di attenuazione media è il valore medio del coefficiente di attenuazione rispetto allo specifico tratto (con lunghezza L) di frutto attraversato. Ad esempio, se il tratto comprende solo polpa, il coefficiente locale di attenuazione media corrisponde al coefficiente di attenuazione per la polpa; se il tratto comprende sia polpa sia seme, il coefficiente locale di attenuazione media corrisponde a un valore intermedio tra il coefficiente di attenuazione per la polpa e il coefficiente di attenuazione per il seme.
Si esamina poi l’andamento del coefficiente locale di attenuazione media calcolato e il suo scostamento rispetto a un andamento con valore costante, per identificare eventuali anomalie, discontinuità o variazioni che sono indicative di rispettive non-uniformità nella corrispondente fetta di frutto. Infatti, se la sezione 451 comprende solo polpa il coefficiente locale di attenuazione media rimane sostanzialmente costante nella sezione; se sono presenti marcescenze o il seme, questi possono essere individuati con criteri analoghi a quelli sopra descritti per la prima forma di esecuzione. Le figure da 8 a 10 mostrano immagini che rappresentano il coefficiente locale di attenuazione media in tre differenti frutti di avocado. Si possono notare le regioni 412 corrispondenti ai semi 12 (in cui il coefficiente locale di attenuazione media è più elevato rispetto alla regione 411 di sola polpa), oltre che regioni di marcescenza 413 e regioni di distacco 414 (in cui il coefficiente locale di attenuazione media è più basso rispetto alla regione 411 di sola polpa). Il metodo sopra descritto permette di individuare tali regioni.
Una apparecchiatura 9 configurata per implementare il metodo di indagine non-distruttiva secondo la presente invenzione è mostrata, in modo schematico e semplificato, nella figura 11.
L’apparecchiatura 9 comprende un dispositivo di movimentazione 91 (ad esempio un nastro trasportatore) configurato per movimentare i frutti 1 lungo un percorso di trasporto.
L’apparecchiatura 9 comprende inoltre un dispositivo di posizionamento 92 che è configurato per posizionare ciascun frutto 1 in modo che il suo asse di simmetria 10 abbia una orientazione che è sostanzialmente parallela al piano prestabilito 20. In particolare il piano prestabilito 20 è un piano orizzontale definito dal dispositivo di movimentazione 91. In una specifica forma di realizzazione, inoltre, il dispositivo di posizionamento 92 è configurato per posizionare ciascun frutto 1 in modo che il suo asse di simmetria 10 sia perpendicolare alla direzione del percorso di trasporto che è definito dal dispositivo di movimentazione 91, come mostrato nella figura 12. Ad esempio, il dispositivo di posizionamento 92 può comprendere rulli biconici controllati in modo indipendente con retroazione basata su telecamera 94 che osserva dall’alto.
L’apparecchiatura 9 comprende una apparecchiatura radiografica 93 per sottoporre il frutto 1 a una radiografia. La direzione di emissione di raggi X è sostanzialmente perpendicolare a detto piano prestabilito e l’immagine radiografica ottenuta giace su detto piano prestabilito, essendo una proiezione su quest’ultimo.
L’apparecchiatura 9 comprende una unità elettronica di elaborazione 95 che è configurata per elaborare l’immagine radiografica ottenuta e per eseguire le successive fasi di elaborazione secondo il metodo di indagine nondistruttiva della presente invenzione.
Per quanto riguarda il dispositivo di posizionamento 92, sono possibili alcune varianti qui accennate.
Nel caso di cassette di frutta con alveoli si può utilizzare il sistema con rulli biconici controllati in modo indipendente con retroazione basata su telecamera che osserva dall’altro. In questo caso i frutti vengono allineati, poi raccolti da sistemi a ventose dall’alto e messi sulla cassetta. Dopo che i frutti sono stati posizionati orientati sulla cassetta, è possibile acquisire una immagine durante il passaggio dell’intera cassetta.
Nel caso di una calibratrice si può utilizzare un sistema basato semplicemente su rulli biconici rotanti durante l’avanzamento. In questo caso è bene che la catena che trascina i rulli non sia sotto i rulli ma lateralmente e che i rulli biconici siano di plastica e/o gomma. I rulli verranno fatti ruotare durante un tratto di avanzamento in modo da allineare il frutto. Poi la rotazione viene fermata durante la scansione a raggi X.
Un’altra possibilità è mettere il sistema sotto un banco a rulli. Un banco a rulli è costituito da una serie di file di rulli biconici con un unico asse. In questo caso il solo asse centrale dei rulli è metallico, ma si trova lontano dalla parte centrale dei frutti.
L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito delle rivendicazioni allegate.
Tutti i dettagli sono rimpiazzabili da altri tecnicamente equivalenti ed i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni dei vari componenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di indagine non-distruttiva su un frutto (1) avente un asse di simmetria di rotazione (10), comprendente le fasi di: - posizionare il frutto (1) in modo che il suo asse di simmetria di rotazione (10) abbia una orientazione che è sostanzialmente parallela a un piano prestabilito (20); - sottoporre il frutto (1) a una radiografia, in cui la direzione di emissione di raggi X è sostanzialmente perpendicolare a detto piano prestabilito (20) e in cui una immagine radiografica ottenuta (41) giace su detto piano prestabilito (20), essendo una proiezione su detto piano prestabilito (20); - elaborare l’immagine radiografica (41) per calcolare, in corrispondenti punti dell’immagine radiografica (41), l’attenuazione del segnale dei raggi X attraverso il frutto (1); - suddividere l’immagine radiografica (41) in una pluralità di sezioni (415) che sono perpendicolari alla proiezione (410) dell’asse di simmetria di rotazione (10) sul piano prestabilito (20), ciascuna sezione (415) essendo la proiezione di una corrispondente fetta del frutto (1) che è sostanzialmente perpendicolare all’asse di simmetria di rotazione (10); e in cui, per ciascuna sezione (415), il metodo comprende le sotto-fasi di: - determinare due punti di estremità corrispondenti alla proiezione del profilo esterno del frutto (1), ciascun punto di estremità essendo identificabile come il confine tra una regione con attenuazione nulla e una regione con attenuazione crescente o decrescente; - calcolare un andamento di riferimento dell’attenuazione del segnale tra i due punti di estremità, assumendo un coefficiente di attenuazione con valore costante per la corrispondente fetta del frutto (1); - tra i due punti di estremità, calcolare lo scostamento tra l’andamento dell’attenuazione del segnale ottenuto dalla elaborazione dell’immagine radiografica (41) e l’andamento di riferimento dell’attenuazione del segnale; - esaminare l’andamento dello scostamento per identificare eventuali anomalie, discontinuità o variazioni che sono indicative di rispettive nonuniformità nella corrispondente fetta di frutto (1).
  2. 2. Metodo di indagine non-distruttiva secondo la rivendicazione 1, in cui il calcolo dell’andamento di riferimento dell’attenuazione del segnale tra i due punti di estremità comprende le sotto fasi di: - determinare il raggio (R) della corrispondente fetta del frutto (1), il raggio (R) essendo calcolato come semi-distanza tra i due punti di estremità della sezione (415); - per ciascun punto tra i due punti di estremità della sezione (415), calcolare il valore di riferimento dell’attenuazione come dove è il raggio calcolato, è la distanza del punto dalla proiezione (410) dell’asse di simmetria di rotazione (10), è una costante, è il valore di riferimento dell’attenuazione nel punto a distanza .
  3. 3. Metodo di indagine non-distruttiva secondo la rivendicazione 2, in cui il valore della costante A è il valore massimo della attenuazione nella rispettiva sezione (415), ottenuto dalla elaborazione dell’immagine radiografica (41).
  4. 4. Metodo di indagine non-distruttiva su un frutto (1) avente un asse di simmetria di rotazione (10), comprendente le fasi di: - posizionare il frutto (1) in modo che il suo asse di simmetria di rotazione (10) abbia una orientazione che è sostanzialmente parallela a un piano prestabilito (20); - sottoporre il frutto (1) a una radiografia, in cui la direzione di emissione di raggi X è sostanzialmente perpendicolare a detto piano prestabilito (20) e in cui una immagine radiografica ottenuta (41) giace su detto piano prestabilito (20), essendo una proiezione su detto piano prestabilito (20); - elaborare l’immagine radiografica (41) per calcolare, in corrispondenti punti dell’immagine radiografica (41), l’attenuazione del segnale dei raggi X attraverso il frutto (1); - suddividere l’immagine radiografica (41) in una pluralità di sezioni (415) che sono perpendicolari alla proiezione (410) dell’asse di simmetria di rotazione (10) sul piano prestabilito (20), ciascuna sezione (415) essendo la proiezione di una corrispondente fetta del frutto (1) che è sostanzialmente perpendicolare all’asse di simmetria di rotazione (10); e in cui, per ciascuna sezione (415), il metodo comprende le sotto-fasi di: - determinare due punti di estremità corrispondenti alla proiezione del profilo esterno del frutto (1), ciascun punto di estremità essendo identificabile come il confine tra una regione con attenuazione nulla e una regione con attenuazione crescente o decrescente; - determinare il raggio (R) della corrispondente fetta del frutto (1), il raggio (R) essendo calcolato come semi-distanza tra i due punti di estremità della sezione (415); - per ciascun punto tra i due punti di estremità della sezione, calcolare un coefficiente locale di attenuazione media dividendo il valore calcolato di attenuazione del segnale per la lunghezza (L) del tratto di frutto attraversato, la lunghezza (L) del tratto di frutto attraversato essendo calcolata come dove R è il raggio calcolato, x è la distanza del punto dalla proiezione (410) dell’asse di simmetria di rotazione (10), () è la lunghezza per il punto a distanza . - esaminare l’andamento del coefficiente locale di attenuazione media calcolato e il suo scostamento rispetto a un andamento con valore costante, per identificare eventuali anomalie, discontinuità o variazioni che sono indicative di rispettive non-uniformità nella corrispondente fetta di frutto.
  5. 5. Metodo di indagine non-distruttiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui l’attenuazione è una grandezza che ha una dipendenza logaritmica dal segnale misurato, in particolare in cui l’attenuazione a nel punto è calcolata come dove è il segnale misurato nel punto x in presenza del frutto, è il segnale misurato nel punto x quando l’emettitore di raggi X è spento,
    è il segnale misurato nel punto x in assenza del frutto.
  6. 6. Metodo di indagine non-distruttiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la posizione della proiezione (410) dell’asse di simmetria di rotazione (10) nell’immagine radiografica (41) è calcolata come asse di simmetria della immagine radiografica (41) oppure come asse di simmetria della proiezione del profilo esterno del frutto (1).
  7. 7. Metodo di indagine non-distruttiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui il frutto (1) ha un seme (12) e in ciascuna sezione (415) sono ricercati due punti di massimo scostamento, i quali corrispondono alla proiezione dei bordi del seme (12) nella corrispondente fetta del frutto (1).
  8. 8. Metodo di indagine non-distruttiva secondo la rivendicazione 7, in cui l’indagine non-distruttiva è o comprende una ricerca della dimensione del seme (12) nel frutto (1), in particolare il frutto essendo un avocado.
  9. 9. Metodo di indagine non-distruttiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui l’indagine non-distruttiva è o comprende una ricerca di eventuali zone di marcescenza nel frutto (1) e/o una ricerca di eventuali zone di distacco tra un seme (12) e una polpa (11) del frutto (1), in particolare il frutto essendo un avocado, e/o una ricerca di eventuali zone di distacco tra una buccia e una polpa del frutto, in particolare il frutto essendo un agrume.
  10. 10. Apparecchiatura (9) per eseguire una indagine non-distruttiva su un frutto (1) avente un asse di simmetria di rotazione (10), l’apparecchiatura (9) essendo configurata per implementare il metodo di indagine non-distruttiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, l’apparecchiatura comprendendo: - un dispositivo di movimentazione (91) configurato per movimentare il frutto (1) lungo un percorso di trasporto; - un dispositivo di posizionamento (92) configurato per posizionare il frutto (1) in modo che il suo asse di simmetria di rotazione (10) abbia una orientazione che è sostanzialmente parallela a un piano prestabilito (20); - una apparecchiatura radiografica (93) per sottoporre il frutto (1) a una radiografia, in cui la direzione di emissione di raggi X è sostanzialmente perpendicolare a detto piano prestabilito (20) e in cui l’immagine radiografica ottenuta (41) giace su detto piano prestabilito (20), essendo una proiezione su detto piano prestabilito; - una unità elettronica di elaborazione (95) configurata per elaborare l’immagine radiografica ottenuta (41) e per eseguire le successive fasi di elaborazione secondo il metodo di indagine non-distruttiva.
  11. 11. Apparecchiatura (9) secondo la rivendicazione 10, in cui dispositivo di posizionamento (92) è configurato per posizionare ciascun frutto (1) in modo che il suo asse di simmetria (10) sia sostanzialmente parallelo al piano prestabilito (20) e perpendicolare alla direzione del percorso di trasporto che è definito dal dispositivo di movimentazione (91).
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