JP2004163369A - Matter to be measured for calibrating quality evaluation system, and method for calibrating quality evaluation system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測対象物としての果菜類に対して品質評価用の波長を含む計測用光を投射して、その計測対象物を透過した光の受光情報から計測対象物の品質を評価する品質評価装置によって品質が評価される品質評価装置校正用の被計測体及びそれを用いた品質評価装置校正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記構成の品質評価装置校正用の被計測体として、従来では、校正の対象となる品質評価装置が計測対象物として例えば蜜柑や桃などの果菜類の糖度や酸度を計測する場合において、それらの果菜類が有している品質、例えば酸度や糖度についての品質と同様な品質の水溶液を品質評価対象として備える構成のものがあった。具体的には、果菜類と同様な酸度を備える品質評価対象としての1%濃度のクエン酸の水溶液を光透過性の容器に収納する構成となっており、しかも、そのクエン酸の水溶液の温度を計測するための測温体を備える構成となっていた。因みに、このようなクエン酸の水溶液は果菜類の品質評価用の波長に対する酸度に対応する光吸収特性と同じような光吸収特性を有するものである。
又、水溶液の温度が変化すると上述したような品質評価用の波長に対する光吸収特性が変動するので、品質評価装置にてこの品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価するときにその評価結果に対応付けて前記測温体にて水溶液の温度を計測するようになっている(特許文献1参照。)。
【0003】
又、このような品質評価装置校正用の被計測体を用いた品質評価装置校正方法として、校正の対象となる品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価してその評価結果を基準値として記憶しておき、品質評価装置の校正を行う場合に、再度、品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価してその評価結果と前記基準値との差に基づいて品質評価装置を校正する方法が考えられる。
ところで、上記したような品質評価装置校正用の被計測体においては温度が変化すると品質評価装置にて計測されることになる品質が変動することになるので、このような品質の変動を考慮して測温体のような温度計測手段にて品質評価対象の温度を計測することが好ましい。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−199743号公報(第16頁、図4、図5、図7)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の品質評価装置校正用の被計測体においては、果菜類の品質評価用の波長に対する光吸収特性と同じような光吸収特性を有する水溶液を品質評価対象として用いるものであるから、この品質評価装置校正用の被計測体を作製する場合に、計測対象物の品質に対応するように水溶液の濃度を適正な濃度に調整するという煩わしい手間が掛かる不利があり、品質評価装置による計測対象物である果菜類として複数の種類のものを対象とする場合においては、異なる種類の計測対象物について夫々各別に対応する品質の水溶液を作成する必要もあり煩わしい手間が掛かる不利がある。しかも、上記したように作成された水溶液は、水分の蒸発や経年変化等により時間の経過と共に初期調整された濃度から変化するおそれがあり、品質評価装置校正用の被計測体の品質を初期状態に維持できないという不利もある。
【0006】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、品質評価装置を校正するための作業の手間を極力少なくすることができる品質評価装置校正用の被計測体を提供し、そのような品質評価装置校正用の被計測体を用いた品質評価装置校正方法を提供する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の品質評価装置校正用の被計測体は、計測対象物としての果菜類に対して品質評価用の波長を含む計測用光を投射して、その計測対象物を透過した光の受光情報から計測対象物の品質を評価する品質評価装置によって品質が評価されるものであって、前記品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象として純水を備えていることを特徴とする。
【0008】
すなわち、品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象として純水を備えているので、品質評価装置校正用の被計測体を用いて品質評価装置を校正する場合には、品質評価装置が純水に対して品質評価用の波長を含む計測用光を投射してその純水を透過した光の受光情報から純水の品質を評価するものとして計測結果が得られることになり、その得られた計測結果に基づいて品質評価装置を校正するのである。
【0009】
説明を加えると、例えば果菜類の一例である蜜柑は約90%が水分であり、この蜜柑に代表されるように果菜類は水分を多く含むものである。このように水分を多く含む果菜類について品質評価装置によって品質評価用の波長を含む計測用光を投射して透過した光の受光情報、例えば、品質評価用の波長における光吸収特性等のような特性は水とほぼ同じような特性を有するものであり、品質評価対象として水を用いることによって、果菜類とほぼ同様な品質評価用の波長での光吸収特性を有する受光情報を得ることができる。
【0010】
そして、果菜類の品質として例えば酸度又は糖度についての品質を評価する場合であれば、先ず、品質評価装置による計測対象物の品質評価が行われる前に、品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価して初期状態での評価結果を計測しておく。このとき、純水は水以外の成分が含まれないので、その評価結果としては酸度又は糖度が零の状態に対応するものとなる。
又、この品質評価装置に対する校正処理を行う場合において、品質評価装置によって再度、品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価して、校正用の評価結果を計測して、その評価結果が前記初期状態、すなわち、酸度又は糖度が零の状態に対応する評価結果と異なっていれば、経年変化等による計測誤差が生じていることを検出することが可能となり、又、その計測結果に基づいて品質評価装置を校正することが可能となるのである。
しかも、純水は水道水のような不純物を含む水とは異なり、水以外の成分が含まれないことから不純物に起因した経年変化による品質の変化がなく、品質を初期状態に維持し易いものとなる。
【0011】
従って、品質評価装置を校正するための作業の手間を極力少なくすることができる品質評価装置校正用の被計測体を提供できるに至った。
【0012】
請求項2に記載の品質評価装置校正用の被計測体は、請求項1において、前記純水の温度を計測する温度計測手段を備えて構成されていることを特徴とする。
【0013】
すなわち、純水を品質評価対象とする場合であっても、温度の変化に起因して品質評価対象における品質、特に品質評価用の波長の光の吸収特性等が変化することがあるが、品質評価装置によって前記純水の品質が評価されるときにおける純水の温度を温度計測手段によって計測することにより、その計測情報に基づいて品質評価装置の校正を適正に行うことが可能となる。
【0014】
説明を加えると、品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価して初期状態での評価結果を基準値として設定するときに、例えば品質評価対象としての純水の温度を種々変化させたときの複数の基準値や、純水の温度を変化させたときの温度変化に対する基準値の変化の相関関係等を求めて記憶させておき、品質評価装置の校正を行うときに、品質評価装置によってこの被計測体の品質を評価して評価結果を求めるときに、温度計測手段によって品質評価対象としての純水の温度を計測して、その評価結果と、そのときの温度に対応する温度の基準値とを対比しながら品質評価装置における評価結果を適正な値に補正することによって、品質評価装置の校正を適正に行うことが可能となる。
【0015】
請求項3記載の品質評価装置校正用の被計測体は、計測対象物としての果菜類に対して品質評価用の波長を含む計測用光を投射して、その計測対象物を透過した光の受光情報から計測対象物の品質を評価する品質評価装置によって品質が評価されるものであって、前記品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象を温度調整手段によって設定温度に保持する状態で備えていることを特徴とする。
【0016】
すなわち、品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象を温度調整手段によって設定温度に保持する状態で備えているので、品質評価対象が常に設定温度に保持されることになる。つまり、品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価して初期状態での評価結果を基準値として設定するときも品質評価対象が設定温度に保持されており、しかも、品質評価装置を校正するために品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価して校正用の評価結果を求めるときにも品質評価対象が設定温度に保持されることになるから、外部温度の変動にかかわらず品質評価対象の温度変化に起因した品質の変動による計測誤差が無い状態で品質を評価することができるものとなる。
【0017】
このように初期状態での評価結果と校正用の評価結果の夫々が同じ温度での測定結果に対応しているので、温度変化による計測誤差の少ない状態で適正に装置の校正を行うことが可能であり、品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価するときに品質評価対象の温度を計測する作業や、温度の変動に対応させて測定結果を補正するといった煩わしい作業は不要である。
【0018】
又、特に、品質評価対象として純水を備えている場合であれば、純水が水以外の不純物を含まないので不純物に起因した経年変化による品質の変化がなく、上述したような温度変化による計測誤差を少ないことに加えて、経年変化による品質の変化も少ないので更に誤差の少ない適正な状態で装置の校正を行うことが可能である。
【0019】
従って、品質評価装置を校正するための作業の手間を少なくすることができる品質評価装置校正用の被計測体を提供できるに至った。
【0020】
請求項4記載の品質評価装置校正用の被計測体は、請求項3において、前記品質評価対象が収納される収納部と前記温度調整手段とが一体的にユニット状に組み付けられて構成されていることを特徴とする。
【0021】
すなわち、品質評価対象が収納される収納部と温度調整手段とが一体的にユニット状に組み付けられているので、品質評価装置の校正を行わない非使用状態においても、品質評価対象は常に設定温度に保持されていることになる。従って、品質評価装置の設置箇所とは別の箇所に設置している状態から、校正を行うために、この品質評価装置校正用の被計測体を品質評価装置によって計測用光が投射される計測対象位置にセットした場合であっても、一体的に組み付けられている温度調整手段によって品質評価対象は常に設定温度に保持されるので、このように精度よく温度管理されている状態で校正のための計測処理を行うことができる。
【0022】
例えば、品質評価対象が収納される収納部と温度調整手段とが各別に分離させた状態で保管されるものであれば、品質評価対象はそのときの周囲の気温の変化に応じて常に変化することになり、校正を行うために、この品質評価装置校正用の被計測体を品質評価装置における計測対象位置にセットする場合に、温度調整手段を用いて品質評価対象が設定温度になるように温度調整するための煩わしい作業が必要となる不利があるが、上記構成によれば、品質評価対象は常に設定温度に保持されているので、このような煩わしい作業が不要で作業能率を向上することができる。
【0023】
請求項5記載の品質評価装置校正用の被計測体は、請求項3又は4において、前記設定温度が、前記品質評価装置によって品質が評価されるときの前記計測対象物の温度又はそれに近い温度であることを特徴とする。
【0024】
すなわち、品質評価装置校正用の被計測体における品質評価対象の温度が、品質評価装置によって品質が評価されるときの計測対象物の温度又はそれに近い温度であるから、実際の計測対象物の温度に近い温度にて計測したデータに基づいて校正を行うので、実際の計測対象物の温度と品質評価装置校正用の被計測体における品質評価対象の温度との間での温度差に起因した品質の評価結果の誤差を極力少ないものにして、品質評価装置を校正することが可能となる。しかも、計測対象物の温度又はそれに近い温度というのは外気温度に近い温度であり、このような外気温度に近い温度に調整するようにすると、温度調整するためのエネルギー消費量が少ないもので済む利点もある。
【0025】
請求項6記載の品質評価装置校正用の被計測体は、請求項3〜5のいずれかにおいて、前記品質評価対象として純水を備えていることを特徴とする。
【0026】
すなわち、品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象として純水を備えているので、請求項1について説明した内容と同様の作用効果が得られるものであり、ここでは説明は省略する。
【0027】
請求項7記載の品質評価装置校正用の被計測体は、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記計測用光を拡散させて前記品質評価対象に導く入光側光通過部及び前記品質評価対象を通過した光を拡散させて外部に導く出光側光通過部が備えられていることを特徴とする。
【0028】
すなわち、品質評価装置校正用の被計測体を用いて品質評価装置を校正する場合には、品質評価装置が品質評価対象に対して品質評価用の波長を含む計測用光を投射してその品質評価対象を透過した光の受光情報から品質評価対象の品質を評価するものとして計測結果が得られ、その得られた計測結果に基づいて品質評価装置を校正するのであるが、前記計測用光は前記入光側光通過部を通して拡散させて品質評価対象に導かれることになり、その品質評価対象を透過した光は前記出光側光通過部を通して拡散されて外部に導かれることになる。
【0029】
このように入光側光通過部及び出光側光通過部が夫々備えられているので、品質評価対象自体に光を拡散させる機能を備える必要がなく、果菜類を透過した光と同様に拡散された光の受光情報に基づいて適正に品質評価装置を校正することが可能なものでありながら、品質評価対象として、光拡散機能は有しないが果菜類と同じような光吸収特性を備える物質、例えば純水だけで構成する等、簡素なもので済ませることができる。
【0030】
請求項8記載の品質評価装置校正用の被計測体は、請求項7において、前記出光側光通過部として、前記入光側光通過部を通して導かれて前記品質評価対象を通過した光を前記計測用光が投射される方向に沿って外部に導く透過用の出光側光通過部と、前記入力側光通過部を通して導かれて前記品質評価対象を通過した光を前記計測用光が投射される方向と直交する方向に沿って外部に導く半透過用の出光側光通過部とを備えて構成されていることを特徴とする。
【0031】
すなわち、入光側光通過部を通して品質評価対象に導かれてその品質評価対象を通過した光のうち計測用光が投射される方向に沿って透過した光は、透過用の出光側光通過部を通して外部に導くことができる。又、品質評価対象を通過した光のうち計測用光が投射される方向と直交する方向に沿って透過した光は、半透過用の出光側光通過部を通して外部に導くことができる。
【0032】
つまり、品質評価装置として、計測用光を投射する投光部と計測対象物を透過した光を受光する受光部とが計測対象物が位置する計測対象箇所の左右両側に振り分け配置される透過型の品質評価装置であれば、上述したような透過用の出光側光通過部から外部に導かれた光に基づいて品質評価対象の品質を評価するものとして計測結果を得ることができる。
そして、品質評価装置として、計測用光を投射する投光部が計測対象物が位置する計測対象箇所の左右両側箇所に配置されるとともに、計測対象物を透過した光を受光する受光部が、計測対象物の下側あるいは上側に配置される半透過型の品質評価装置であれば、上述したような半透過用の出光側光通過部から外部に導かれた光に基づいて品質評価対象の品質を評価するものとして計測結果を得ることができる。
【0033】
従って、透過型の品質評価装置及び半透過型の品質評価装置のいずれの品質評価装置であっても、この品質評価装置校正用の被計測体を用いて校正を行うことが可能となる。
【0034】
請求項9記載の品質評価装置校正用の被計測体は、請求項3〜8のいずれかにおいて、前記品質評価対象が収納された収納部の外周部に空気層を形成する状態でその収納部を覆う外側ケーシングが備えられ、前記温度調整手段が、前記空気層に対して温調作用するように構成されていることを特徴とする。
【0035】
すなわち、前記外側ケーシングによって品質評価対象が収納された収納部の外周部に空気層を形成されて、この空気層に対して温度調整手段が温調作用することによって間接的に品質評価対象が設定温度に保持されることになる。このように温度調整手段は品質評価対象が収納された収納部に対して直接作用して温度調整するのではなく、空気層を介して間接的に温度調整するので、品質評価対象が収納された収納部には温度調整用の部材が存在しないので、そのような温度調整用の部材が腐食したり化学変化すること等によって品質評価対象の特性が劣化する等の不利がなく、良好な特性を長期にわたって維持させ易いものとなる。
【0036】
請求項10記載の品質評価装置校正用の被計測体は、請求項9において、前記収納部が透光性を有する部材で構成され、前記外側ケーシングが非透光性の部材で構成され且つ前記入光側光通過部及び出光側光通過部が形成されていることを特徴とする。
【0037】
すなわち、外側ケーシングが非透光性の部材で構成され且つ前記入光側光通過部及び出光側光通過部が形成されており、前記収納部が透光性を有する部材で構成されているので、外側ケーシングに形成された入光側光通過部を通して計測用光を拡散されて透光性を有する収納部を通して品質評価対象に導かれる。そして、品質評価対象を通過した光が透光性を有する収納部を通過して、外側ケーシングに形成された出光側光通過部を通して拡散されて外部に導かれる。
【0038】
従って、計測用の光だけが拡散された状態が通過して品質評価対象を透過した後に受光情報として取り出すことができ、計測用の光が通過する箇所以外の箇所は非透光性の部材により光の通過が阻止されるので外乱による誤差を少なくして、校正のための受光情報を得ることができる。
【0039】
請求項11記載の評価装置校正方法は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の品質評価装置校正用の被計測体を用いて前記内部品質評価装置を校正する方法であって、
前記計測対象物を透過した光の受光情報から計測対象物の品質に対応する検量値を求めるための検量式を作成する検量式作成時において、前記品質評価装置校正用の被計測体における前記品質評価対象を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて、前記品質評価対象の品質に対応する基準検量値を計測し、
前記品質評価装置を校正する装置校正時において、前記品質評価装置校正用の被計測体における前記品質評価対象を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて、前記品質評価対象の品質に対応する校正用検量値を計測し、
前記品質評価装置によって前記計測対象物の品質を評価する時に、前記計測対象物を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて求められる前記計測対象物の品質に対応する検量値を、前記校正用検量値と前記基準検量値との差に基づいて補正することを特徴とする。
【0040】
上記したような検量式を作成する処理は、品質評価装置が計測対象物としての果菜類の品質を評価するために必要な作業であり、例えば、計測対象物を透過した光の受光情報として各波長毎の光吸収特性に対応した分光スペクトルデータに基づいて計測対象物の品質を評価する構成であれば、特定波長における分光スペクトルデータの二次微分値の情報を変数とする検量式を予め作成するものがある。この場合、計測対象物について得られた分光スペクトルデータに基づいて、前記特定波長における分光スペクトルデータの二次微分値を算出して、その情報と前記検量式とからその計測対象物についての品質に対応する検量値を求めることになる。
つまり、品質評価装置により計測して得られた品質計測結果と実際の被計測物(果菜類)の品質との間の対応関係を実測値に基づいて関数として求めておくのである。
【0041】
そして、上述したような検量式を作成した時において、品質評価装置校正用の被計測体における品質評価対象を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて、品質評価対象の品質に対応する基準検量値を計測しておく。その後、品質評価装置を用いて、計測対象物について得られた受光情報に基づいて、その情報と前記検量式とからその計測対象物についての品質に対応する検量値を求める作業を実行することになる。
【0042】
次に、品質評価装置を校正する装置校正時において、品質評価装置校正用の被計測体における品質評価対象を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて、品質評価対象の品質に対応する校正用検量値を計測する。つまり、上述したような計測対象物についての品質に対応する検量値を求める作業を実行するに伴って、経年変化等によって品質評価装置の計測結果が適正な値とは異なる値にずれてしまうことがある。そこで、品質評価装置校正用の被計測体を用いて品質評価対象の品質に対応する校正用検量値を計測して、この校正用検量値が前記基準検量値と差異が無ければ計測結果のずれは無いが、両者の間に差異があれば計測結果のずれが生じていることになる。
【0043】
そこで、品質評価装置によって計測対象物の品質を評価する時に、計測対象物を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて求められる計測対象物の品質に対応する検量値を、校正用検量値と基準検量値との差に基づいて補正することによって、基準検量値が計測された初期状態に対応する計測結果になるように検量値を補正するのである。
【0044】
このようにして品質評価装置校正用の被計測体を用いて内部品質評価装置を校正することができる評価装置校正方法を提供できるに至った。
【0045】
【発明の実施の形態】
【0046】
〔第1実施形態〕
以下、本発明に係る品質評価装置校正用の被計測体及びそれを用いた品質評価装置校正方法についての第1実施形態を図面に基づいて説明する。
【0047】
先ず、第1実施形態の品質評価装置校正用の被計測体による校正の対象となる透過型の品質評価装置H1について説明する。この装置H1は、計測対象物として例えば蜜柑等の果菜類の品質としての糖度や酸度を計測するための装置であり、図1に示すように、計測対象物Mに光を照射する投光部1と、計測対象物Mを透過した光を受光し、その受光した光を計測する受光部2と、各部の動作を制御する制御手段としての制御部3等を備えて構成され、計測対象物Mは、搬送手段としての搬送コンベア4により一列で縦列状に載置搬送される構成となっており、本装置による計測対象個所を順次、通過していくように構成されている。そして、計測対象個所に位置する計測対象物Mに対して、投光部1から投射した光が計測対象物Mを透過した後に受光部2にて受光される状態で、投光部1と受光部2とが、計測対象個所の左右両側部に、すなわち、搬送コンベア4の搬送横幅方向の両側部に振り分けて配置される透過型の品質評価装置として構成されている。
【0048】
次に、前記投光部1の構成について説明する。
この投光部1は、2個の光源を備えるとともに、その2個の光源からの光を互いに異なる照射用の光軸にて計測対象箇所に位置する計測対象物に照射するように構成されている。又、各光源による2本の照射用の光軸が計測対象箇所に位置する計測対象物の表面部又はその近傍にて交差するように構成されている。
すなわち、図7に示すように、搬送コンベア4による搬送方向に沿って離間させた2個のハロゲンランプからなる光源5が設けられ、これら2個の光源5の夫々に対応させて次のような光学系が備えられている。つまり、光源5が発光する光を反射させて計測対象物Mの表面に焦点を合わせるための集光手段としての凹面形状の光反射板6が備えられ、この光反射板6にて集光される光の焦点位置近くに対応するように位置させて、大きめの絞り孔7aを通過させることで集光された後の光の径方向外方側への広がりを抑制する絞り板7、絞り板7を通過した光を通過させる状態、及び、小さめの絞り孔8aを通して通過させる状態、光を遮断する状態の夫々に切り換え自在な光量調節板8、集光された光源5からの光を並行光に変更させるコリメータレンズ9、並行光に変化した光を反射して屈曲させる反射板10、この反射板10にて反射された光を集光させる集光レンズ11の夫々が1個の光源5に対する光学系として備えられている。前記各光量調節板8は、電動モータ12によって一体的に揺動操作され、前記各状態に切り換え自在に構成されている。
【0049】
そして、この投光部1は、図1、図3に示すように上記したような各部材がケーシング13に内装されてユニット状に組み立てられた構成となっている。又、計測対象箇所に位置する計測対象物に対して斜め下方に向かう状態で光を照射するように、投光部1が斜め姿勢で備えられている。
【0050】
次に、受光部2の構成について説明する。
この受光部2は、図3に示すように、計測対象物Mを透過した光を並行光に変更させるコリメータレンズ14、並行光に変化した光のうち後述するような計測対象の波長領域(600nm〜1000nm)の範囲の光だけを上向きに反射し、それ以外の波長の光をそのまま通過させるバンドパスミラー15、バンドパスミラー15により上向きに反射された計測対象光を集光させる集光レンズ16、集光レンズ16を通過した光をそのまま通過させる開放状態と、前記計測対象光の通過を阻止する遮蔽状態とに切り換え自在なシャッター機構17、開放状態のシャッター機構17を通過した光が入射されると、その光を分光して前記分光スペクトルデータを計測する分光器18、バンドパスミラー15をそのまま直進状態で通過した光の光量を検出する光量検出センサ19等を備えて構成されている。尚、図中、Eは波長校正用のフィルターの切り換えを行うフィルター切り換え機構である。
【0051】
前記分光器18は、図5に示すように、受光位置である入光口20から入射した計測対象光を反射する反射鏡21と、反射された計測対象光を複数の波長の光に分光する凹面回折格子22と、凹面回折格子22によって分光された計測対象光における各波長毎の光強度を検出することにより分光スペクトルデータを計測する受光センサ23とが、外部からの光を遮光する遮光性材料からなる暗箱24内に配置される構成となっている。前記受光センサ23は、凹面回折格子22にて分光反射された光を同時に各波長毎に受光するとともに波長毎の信号に変換して出力する、1024ビットの電荷蓄積型のCCDラインセンサにて構成されている。このラインセンサは、詳述はしないが、各単位画素毎に光量を電気信号(電荷)に変換する光電変換部と、その光電変換部にて得られた電荷を蓄積する電荷蓄積部、及び、その蓄積電荷を外部に出力させるための駆動回路等を備えている。尚、電荷蓄積時間は、外部から駆動回路を介して変更させることができるようになっている。
【0052】
前記シャッター機構17は、図6に示すように、放射状に複数のスリット25が形成された円板17Aを、パルスモータ17Bによって縦軸芯周りで回転操作される状態で備えて構成され、前記暗箱24の入光口20には前記各スリット25が上下に重なると光を通過させる開放状態となり、スリット25の位置がずれると光を遮断する遮断状態となるように、スリット25とほぼ同じ形状の透過孔27が形成されており、光の漏洩がないように暗箱の入光口20に対して円板17Aを密接状態で摺動する状態で配備して構成されている。すなわち、このシャッター機構17は分光手段としての凹面回折格子22に対する入光口20に近接する状態で設けられている。
この受光部2も投光部1と同様にして、図1、図3に示すように上記したような各部材がケーシング28に内装されてユニット状に組み立てられた構成となっている。
【0053】
そして、投光部1及び受光部2を一体的に装置枠体Fに対して上下方向に位置調節自在な上下位置調節機構29、及び、投光部1及び受光部2の夫々を各別に装置枠体Fに対して計測対象箇所に位置する計測対象物に接近離間する方向、すなわち、水平方向であって搬送コンベアの搬送方向と直交する方向に沿って位置調節自在な水平位置調節機構30が備えられている。
説明を加えると、図1〜図4に示すように、装置枠体Fの上部側箇所から位置固定状態で4本の固定支持棒31が垂下される状態で設けられ、これら4本の固定支持棒31の下端部には後述する品質評価装置校正用の被計測体Aを載置支持するための支持台32が取り付けられている。そして、この4本の固定支持棒31に対して4箇所の摺動支持部33により上下方向にスライド移動自在に昇降台34が支持されている。又、装置枠体Fの上部側箇所から垂下状態に支持された送りネジ35が電動モータ36にて回動自在に設けられ、昇降台34に備えられた雌ネジ部材37がこの送りネジ35に螺合しており、送りネジ35を電動モータ36にて回動操作することで昇降台34が任意の位置に上下移動調節可能な構成となっている。尚、送りネジ35は手動操作ハンドル38でも回動自在に構成されている。このようにしてネジ送り式の上下位置調節機構29が構成されている。
【0054】
前記昇降台34には、図4に示すように、投光部1と受光部2との並び方向に沿って延びる2本のガイド棒39が設けられており、ユニット状に組み付けられた投光部1並びに受光部2の夫々が支持部材40、41を介して各ガイド棒39にスライド移動自在に支持される構成となっている。前記各ガイド棒39は長手方向両端側で連結具39aにて連結されている。又、前記昇降台34には、投光部1と受光部2との並び方向に沿って延びる2本の送りネジ42、43が夫々電動モータ44、45によって回動操作可能に設けられ、各支持部材40、41に備えられた雌ネジ部46、47が各送りネジ42、43に螺合しており、電動モータ44、45にて前記各送りネジ42、43を各別に正逆回動させることで、投光部1及び受光部2が各別に搬送コンベア4の搬送方向と直交する水平方向に沿って位置調節可能な構成となっている。このようにしてネジ送り式の水平位置調節機構30が構成されている。
【0055】
従って、電動モータ36にて送りネジ35を回動操作させると昇降台34が上下移動調節されるが、それに伴って昇降台34に支持されている投光部1及び受光部2を一体的に上下移動調節することができ、前記各電動モータ44、45を回動操作させることで投光部1及び受光部2が各別に搬送コンベア4の搬送方向と直交する水平方向に沿って位置調節することができる。
【0056】
搬送コンベア4における計測対象物Mの通過予定箇所の上方側に位置させて、前記支持台32から下方側に延設した支持アーム48により支持される状態でリファレンスフィルター49が設けられている。このリファレンスフィルター49は、所定の吸光度特性を有する光学フィルターで構成され、具体的には、一対のオパールガラスを備えて構成されている。
【0057】
上下位置調節機構29によって投光部1及び受光部2を一体的に上下移動調節することによって、図1に示すように、投光部1からの光が搬送コンベア4に載置される計測対象物Mを透過した後に受光部2にて受光される通常計測状態と、図2の仮想線にて示すように、各投光部1からの光が前記リファレンスフィルター49を透過した後に受光部2にて受光されるリファレンス計測状態、及び、図2の実線にて示すように、後述するような校正用計測情報の夫々に切り換えることができるように構成されている。
【0058】
前記制御部3は、マイクロコンピュータを利用して構成してあり、図10に示すように、通過検出センサ500、光量検出センサ19、受光センサ23の検出情報に基づいて計測対象物の内部品質を解析する解析手段100や、各部の動作を制御する制御手段としての動作制御手段101が夫々制御プログラム形式で備えられる構成となっている。つまり、後述するような公知技術である分光分析手法を用いて計測対象物Mの内部品質を解析する演算処理を実行するとともに、シャッター機構17、光量調整用モータ12、上下位置調節用モータ36、水平位置調節用モータ44、45の動作の管理等の各部の動作を制御する構成となっている。
【0059】
次に、動作制御手段101による制御動作について説明する。
動作制御手段101は、計測対象物Mに対する通常の計測に先立って、投光部1からの光を計測対象物Mに代えて前記リファレンスフィルター49に照射して、そのリファレンスフィルター49からの透過光を、受光部2にて分光してその分光した光を受光して得られた分光スペクトルデータを基準分光スペクトルデータとして求める基準データ計測モードと、搬送コンベア4により搬送される計測対象物Mに対して、投光部1から光を照射して計測分光スペクトルデータを得て、この計測分光スペクトルデータと前記基準分光スペクトルデータとに基づいて、計測対象物Mの内部品質を解析する通常データ計測モードとに切り換え自在に構成されている。
【0060】
詳述すると、前記基準データ計測モードにおいては、搬送コンベア4による計測対象物Mの搬送を停止させている状態で、上下位置調節機構29によって前記リファレンス計測状態に切り換える。そして、前記シャッター機構17を開放状態に切り換えて、投光部1からの光を計測対象物Mに代えて前記リファレンスフィルター49に照射して、そのリファレンスフィルター49からの透過光を、受光部2にて分光してその分光した光を受光して得られた分光スペクトルデータを基準分光スペクトルデータとして計測する。
【0061】
そして、前記基準データ計測モードにおいては、受光部2への光が遮断された無光状態での受光センサ23の検出値(暗電流データ)も計測される。すなわち、前記受光部2のシャッター機構17を遮蔽状態に切り換えて、そのときの受光センサ23の単位画素毎における検出値を暗電流データとして求めるようにしている。
【0062】
次に、通常データ計測モードにおける制御動作について説明する。
この通常データ計測モードにおいては、上下位置調節機構29を操作して昇降台34を通常計測状態に切り換えて、搬送コンベア4による計測対象物Mの搬送を行う。そして、通過検出センサ50による検出情報に基づいて、計測対象物が前記計測対象箇所を通過する周期を検出し、その周期に同期させる状態で、分光した光を受光して電荷蓄積動作を設定時間実行する電荷蓄積処理と、蓄積した電荷を送り出す送出処理とを設定周期で繰り返すように、受光センサ23の動作を制御する。
つまり、図11に示すように、各計測対象物Mが計測対象箇所を通過すると予測される時間帯において、受光センサ23が設定時間だけ電荷蓄積処理を実行し、計測対象物Mが計測対象箇所に存在しないと予測される各計測対象物M同士の中間位置付近が計測対象箇所に位置するようなタイミングで設定時間だけ蓄積した電荷を送り出す送出処理を実行するように、受光センサ23の動作を制御する。従って、この装置では、受光センサ23による電荷蓄積時間は常に一定で動作する構成となっている。尚、1秒間に7個づつ計測対象物が通過するような処理能力とした場合には、電荷蓄積処理を実行する設定時間T1は、約140msec程度になる。
【0063】
そして、動作制御手段101は、受光センサ23が前記電荷蓄積処理を行う状態において、受光センサ23が電荷蓄積処理を行う状態において、遮蔽状態から開放状態に切り換えてその開放状態を開放維持時間Txが経過する間維持した後に遮蔽状態に戻すように、シャッター機構17の動作を制御するよう構成され、変更指令情報に基づいて、前記開放維持時間Txを変更調整するように構成されている。
この開放維持時間Txは、計測対象物の品種の違いに応じて変更させる構成となっている。説明を加えると、例えば、温州蜜柑であれは光が比較的透過しやすいので比較的短い時間(10msec程度)に設定し、伊予柑であれば光が透過し難いので長めの時間(30msec程度)に設定する。
このような品種の違いによる動作条件の設定は、作業員が人為的に行う構成となっている。つまり、図10に示すように、品種の違いに応じて設定位置を人為的に切り換える切換操作具Cが設けられ、この切換操作具Cの設定情報が制御部3に入力され、制御部3はその設定情報に従って開放維持時間Txを変更調整する構成となっている。
【0064】
又、動作制御手段101は、前記光量検出センサ19にて検出される受光量、すなわち、計測対象物の光透過量の実測値の変化に基づいて、計測対象物が計測対象箇所に到達したか否かを検出するようになっており、計測対象物が到達したことを検出するとシャッター機構17を開放状態に切り換え、前記開放維持時間Txだけ開放状態を維持した後に、シャッター機構17を遮蔽状態に切り換えて計測処理を終了する構成となっている。
具体的に説明すると、図11に前記光量検出センサ19の検出値の時間経過に伴う変化状態を示している。計測対象物が到達するまでは投光部1から投射される光によってほぼ最大値が出力されているが、計測対象物Mが計測箇所に至ると計測用光が遮られて光量検出センサの検出値(受光量)が減少し始めて検出値が予め設定した設定値以下にまで減少したとき(t1)に、計測対象物が計測箇所に到達したものと判断して、その時点から設定時間が経過したとき(t2)に、シャッター機構17を開放状態に切り換える。そして、前記開放維持時間Txだけ開放状態を維持した後に、シャッター機構17を遮蔽状態に切り換えるのである。
【0065】
尚、このような計測処理を実行しているときに、搬送コンベア4が異常停止したような場合には、投光部1におけるシャッー機構4を閉じ操作させて移動停止している計測対象物に長い間、光源からの強い光が照射されることを防止させるようにしている。
【0066】
そして、前記解析手段100は、このようにして得られた各種データに基づいて公知技術である分光分析手法を用いて計測対象物Mの内部品質を解析する演算処理を実行するように構成されている。
つまり、上記したようにして得られた計測分光スペクトルデータを、前記基準データ計測モードにて求められた基準分光スペクトルデータ、及び、暗電流データを用いて正規化して、分光された各波長毎の吸光度スペクトルデータを得るとともに、その吸光度スペクトルデータの二次微分値を求める。そして、その二次微分値及び予め設定されている検量式により、計測対象物Mに含まれる糖度に対応する成分量や酸度に対応する成分量を算出する解析演算処理を実行するように構成されている。
吸光度スペクトルデータdは、基準分光スペクトルデータをRd、計測分光スペクトルデータをSdとし、暗電流データをDaとすると、
【0067】
【数1】
d=log{(Rd−Da)/(Sd−Da)}
【0068】
という演算式にて求められる。
そして、制御部3は、このようにして得られた吸光度スペクトルデータdを二次微分した値のうち特定波長の値と、下記の数2に示されるような検量式とを用いて、計測対象物Mに含まれる糖度や酸度に対応する成分量を算出するための検量値を求めるのである。
【0069】
【数2】
Y=K0+K1・A(λ1)+K2・A(λ2)
【0070】
但し、
Y ;成分量に対応する検量値
K0,K1,K2 ;係数
A(λ1 ),A(λ2 ) ;特定波長λにおける吸光度スペクトルの二次微分値
【0071】
尚、成分量を算出する成分毎に、特定の検量式、特定の係数K0,K1,K2、及び、波長λ1,λ2等が予め設定されて記憶されており、演算手段100は、この成分毎に特定の検量式を用いて各成分の検量値(成分量)を算出する構成となっている。
【0072】
上記したような検量式は、計測対象物に対する計測処理に先立って、予め、計測対象である被計測物と同じようなサンプルを実測したデータに基づいて装置毎に個別に設定されることになる。
説明を加えると、前記サンプルとして数十個〜数百個の被計測物を用意して、各サンプルについて前記品質評価装置H1を用いて各波長毎の分光スペクトルデータを得る。更に、前記各サンプルについて、例えば破壊分析等に基づいて被計測物の化学成分を特別な検査装置によって精度よく検出する実成分量の検出処理を実行して、被計測物の実成分量を得る。そして、上記したようにして得られた各サンプル毎の分光スペクトルデータを用いて、前記実成分量の検出結果と対比させながら、重回帰分析の手法を用いて、スペクトルデータと特定の成分についての成分量との関係を示す前記検量式を求めるのである。
【0073】
次に、上記したような品質評価装置H1の校正を行うための品質評価装置校正用の被計測体Aについて説明する。
品質評価装置校正用の被計測体Aを用いて品質評価装置H1の校正を行うときは、図1に示すように、この被計測体Aを前記支持台32に載置させた状態で校正を行うようになっている。尚、被計測体Aは支持台32にそのまま位置決めした状態で載置させる構成であり、容易に着脱可能な構成となっており、校正を行わないときには、被計測体Aを支持台32から取り外しておくことができる。
【0074】
この品質評価装置校正用の被計測体Aは、品質評価装置H1によって品質が評価される品質評価対象としての純水Jを温度調整手段によって設定温度に保持する状態で備えており、又、品質評価対象としての純水Jが収納される収納部51と前記温度調整手段とが一体的にユニット状に組み付けられて構成されている。又、品質評価対象が収納された収納部51の外周部に空気層Kを形成する状態でその収納部51を覆う外側ケーシング52が備えられ、温度調整手段が空気層Kに対して温調作用するように構成されている。
【0075】
詳述すると、図12に示すように、非透光性の部材で構成された略四角柱状の外側ケーシング52によって外周部が覆われる構成となっており、この外側ケーシング52内部の長手方向一端側箇所(支持台32に載置された状態では下方側に位置する箇所)に品質評価対象としての純水Jを封入状態で収納する収納部51が設けられ、この収納部51と外側ケーシング52との間に空気層Kが形成されている。そして、外側ケーシング52の長手方向他端側箇所(支持台32に載置された状態では上方側に位置する箇所)は、収納部51が設けられる収納空間に対して仕切壁53によって気密状態に仕切られた空調用空間54が形成されている。
【0076】
そして、前記仕切壁53には空気層Kと空調用空間との間で熱移動作用を発揮する状態で温度調整手段の一例であるペルチェ素子55が介装されている。このペルチェ素子55の空気層K側表面にはペルチェ素子55の表面から離間する方向へ送風するファン56が備えられ、空調用空間54には、ペルチェ素子55を作用させるための制御回路57、ファン56を駆動するための駆動回路58及び電源装置59等が備えられている。前記制御回路57は、図示しない温度センサにて検出される空気層Kの温度が、品質評価装置によって品質が評価されるときの計測対象物の温度又はそれに近い温度である設定温度(30℃)に維持されるようにペルチェ素子55を作用させるように制御する構成となっている。その結果、空気層Kの温度が設定温度に維持されることから収納部51に収納されている純水Jは常に設定温度に保持されることになる。尚、ファン56による送風が直接、収納部51に当たらないように受け止めて空気層K内の温度を極力均一にさせる均平板60が設けられている。
【0077】
図13に示すように、ファン56により送り出される温度調整された空気が均平板60にて受け止められて、収納部51に直接当たることなく収納部51の周囲に沿って緩やかに流動案内されるように循環して空気層Kの全体がほぼ均等に設定温度になるように温度管理されている。
【0078】
そして、外側ケーシング52における収納部51の左右両側箇所に対応する位置に夫々、光通過部61と光通過部62とが形成されている。つまり、非透光性の部材で構成された外側ケーシング52の入光側光通過部61及び出光側光通過部62に対応する位置に通過孔が形成されるとともに、拡散体としてのオパールガラスGが気密状態に保持される状態で装着されている。
【0079】
このように構成された品質評価装置校正用の被計測体Aを用いて、品質評価装置H1の校正を行う校正方法について以下に説明する。
すなわち、品質評価装置校正用の被計測体Aを用いて品質評価装置H1の校正を行う場合には、先ず、上述したように計測対象物に対する計測処理に先立って行われる検量式の作成の時において、品質評価装置校正用の被計測体Aにおける品質評価対象を透過した光の受光情報、すなわち、分光スペクトルデータと前記検量式とに基づいて、品質評価対象(純水)の品質に対応する基準検量値を計測しておく。
【0080】
図14に、本出願人による計測データを示している。このうちラインL1は、純水を透過した光の分光スペクトルデータの二次微分スペクトルデータを示しており、ラインL2は果菜類の一例としての林檎を透過した光の分光スペクトルデータの二次微分スペクトルデータを示している。この図から純水は果菜類と同じような光吸収特性であることが明らかである。
【0081】
その後、計測対象物に対する計測処理が行われた後に、品質評価装置H1を校正する装置校正時において、品質評価装置校正用の被計測体Aにおける品質評価対象を透過した光の受光情報(分光スペクトルデータ)と前記検量式とに基づいて、品質評価対象(純水)の品質に対応する校正用検量値を計測する。
そして、品質評価装置H1によって計測対象物の品質を評価する時に、計測対象物を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて求められる計測対象物の品質に対応する検量値を、校正用検量値と基準検量値との差に基づいて補正するのである。
【0082】
具体的には、このような校正処理は前記制御部3によって行われることになる。説明を加えると、制御部3は次のような処理を実行することになる。すなわち、動作制御手段101は、上記したような基準データ計測モード及び通常データ計測モード以外に、校正用データ計測モードにも切り換え自在に構成されている。
そして、上述したような検量式の作成が行われた時に、手作業によって品質評価装置校正用の被計測体Aを支持台32に載置させ、動作制御手段101が校正用データ計測モードに切り換えられると、上下位置調節機構29によって投光部1及び受光部2を一体的に上下移動調節することによって、図2、図3に示すように、投光部1からの光が品質評価装置校正用の被計測体Aにおける品質評価対象(純水)を透過した後に受光部2にて受光される校正用計測状態に切り換える。そして、投光部1からの光を前記光通過部61を通して品質評価対象(純水)に導き、品質評価対象(純水)を透過した光を前記光通過部62を通して外部の受光部2に導いて、受光部2で受光した光の受光情報(分光スペクトルデータ)と検量式とに基づいて、品質評価対象(純水)の品質に対応する基準検量値αを計測して記憶する。
従って、この実施形態では、前記光通過部61が計測用光を拡散させて前記品質評価対象に導く入光側光通過部IPとして機能し、前記光通過部62が品質評価対象を通過した光を前記計測用光が投射される方向に沿って外部に導く透過用の出光側光通過部OP1として機能することになる。
【0083】
その後、通常データ計測モードに切り換えられて、上下位置調節機構29によって投光部1及び受光部2を一体的に上下移動調節することによって、図1に示すように通常計測状態に切り換えて、計測対象物に対する計測処理が行われる。
【0084】
そして、品質評価装置H1を校正する装置校正時において、校正用データ計測モードに切り換えられると、上下位置調節機構29によって投光部1及び受光部2を一体的に上下移動調節することによって校正用計測状態に切り換えられて、品質評価装置校正用の被計測体Aにおける品質評価対象としての純水を透過した光の受光情報(分光スペクトルデータ)と検量式とに基づいて、品質評価対象(純水)の品質に対応する校正用検量値βを計測して記憶する。
【0085】
このような校正用の計測が終了した後に、品質評価装置H1によって計測対象物の品質を評価する時には、上下位置調節機構29によって前記通常計測状態に切り換えて、上述したように計測対象物を透過した光の受光情報と検量式とに基づいて求められる計測対象物の品質に対応する検量値Yを計測するのであるが、そのときに求められた検量値Yを下記数3によって補正することで補正後の検量値Ysを求めるのである。この補正後の検量値Ysが最終的な計測対象物の品質に対応するものである。但し、数3中のK3は予め定めた係数である。
尚、品質評価装置H1の設置初期において、校正用検量値βが計測されていないときには、校正用検量値βとしては基準検量値αと同じ値が代入されることになり、前記計測された検量値Yがそのまま最終的な計測対象物の品質に対応するものとなる。
【0086】
【数3】
Ys=Y+ K3・(α―β)
【0087】
このようにして装置の経年変化等に起因して計測された検量値が実際の果菜類品質(酸度や糖度)からズレた場合であっても、品質評価装置校正用の被計測体Aの計測結果に基づく校正用検量値と基準検量値との差に基づいて、上記したようなズレを修正して適正な検量値に補正することができるのである。
【0088】
〔第2実施形態〕
次に、本発明に係る品質評価装置校正用の被計測体A及びそれを用いた品質評価装置校正方法についての第2実施形態について説明する。
【0089】
先ず、この実施形態における校正の対象となる品質評価装置H2の構成について説明する。この品質評価装置H2は、例えば、桃や梨等の果菜類を対象として、品質としての糖度や酸度を計測するための装置であるが、投光部1と受光部2との配置構成、受光部2に対する光の通過経路構成、搬送コンベア4aの構成が異なる他は、第1実施形態と同様の構成であるから、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明は省略する。又、投光部1及び受光部2は、夫々、ユニット状に組み立てられる構成であり、第1実施形態における品質評価装置H1に使用されるものと同じ構成のものを共用する構成となっている。
【0090】
この品質評価装置H2は半透過型の品質評価装置として構成されるものであり、図15、図17に示すように、第1実施形態における品質評価装置H1における投光部1と同じ構成のユニット状の投光部1が2組備えられ、それら2組の投光部1が、計測対象個所の左右両側部、すなわち、搬送コンベア4aの搬送横幅方向の両側部に振り分けて配置される構成となっている。各投光部1は光の照射方向がほぼ水平方向となるような姿勢で装着されている。搬送コンベア4aは、計測対象物を中央部に挿通孔70が形成された受皿71に載置した状態で搬送される構成となっており、計測対象箇所の下方側には、前記投光部1から照射されて計測対象物を透過して受皿71の挿通孔70を通して下方側に透過する光を受光する光ファイバー72の受光側端部が配置されている。そして、その光ファイバー72の他端側には、第1実施形態における品質評価装置H1における受光部2と同じ構成のユニット状の受光部2が備えられている。
この受光部2による受光情報に基づく制御部3による内部品質の解析処理については第1実施形態の場合と同様である。
【0091】
次に、この品質評価装置H2に用いる品質評価装置校正用の被計測体Aについて説明する。この実施形態における品質評価装置校正用の被計測体Aは、光の通過経路構成以外の構成は第1実施形態のものと同様であるから、異なる点についてのみ説明し、同じ構成については説明は省略する。
【0092】
図18に示すように、この被計測体Aは、投光部1から投射される計測用光を拡散させて品質評価対象(純水J)に導く光通過部73と、この光通過部73を通して導かれて品質評価対象を通過した光を計測用光が投射される方向と直交する方向に沿って外部に導く光通過部74とを備えて構成されている。つまり、左右両側の投光部1の夫々に対応させて光通過部73が左右両側に形成され、光通過部74が下方側に形成される構成となっており、外側ケーシング52における光通過部73及び光通過部74に対応する位置に通過孔が形成されるとともに、拡散体としてのオパールガラスGが気密状態に保持される状態で装着されている。この実施形態では、光通過部73が入光用光通過部として機能し、光通過部74が出光用光通過部として機能することになる。
【0093】
この被計測体Aを用いて品質評価装置H2の校正を行う場合は、被計測体Aを品質評価装置の支持台32上に載置して第1実施形態のときと同様な校正方法により校正を行うことになるが、図16、図17に示すように、上下位置調節機構29によって上記したような校正用計測状態に切り換えて、基準検量値αや校正用検量値βを計測するとき、左右両側の投光部1から投射された計測用光が左右両側の各光通過部73を通して品質評価対象(純水J)に導かれて、それを透過した光が、下方側に形成された光通過部74、及び、受皿71の挿通孔70を通して光ファイバー72の受光側端部に受光され、光ファイバー72を通して受光部2にて受光されて受光情報が計測されることになる。尚、そのとき、下方側の光通過部74を通過した光がリファレンスフィルター49を上下方向に通過することになるが、リファレンスフィルター49は上下両側部が透明ガラスとなっており、そのまま光が通過する構成となっている。
【0094】
この実施形態における品質評価装置校正用の被計測体Aは、品質評価対象が収納される収納部51の左右両側に形成された光通過部73の夫々が投光部1から投射される計測用光を拡散させて品質評価対象(純水)に導く入光側光通過部IPとして機能し、収納部51の下方側に形成された光通過部74が品質評価対象を通過した光を計測用光が投射される方向と直交する方向に沿って外部に導く半透過用の出光側光通過部OP2として機能するものであるが、実施形態における品質評価装置校正用の被計測体Aは、第1実施形態にて説明した透過型の品質評価装置にも兼用して使用することができるのであり、透過型の品質評価装置H1に適用した場合には、左右両側に形成された光通過部73のうちのいずれか1つが入光側光通過部IPとして機能し、他の1つが品質評価対象を通過した光を前記計測用光が投射される方向に沿って外部に導く透過用の出光側光通過部OP1として機能することになる。そのとき収納部51の下方側に形成された光通過部は閉塞される。
【0095】
従って、この品質評価装置校正用の被計測体Aは、出光側光通過部OPとして、入光側光通過部IPを通して導かれて品質評価対象を通過した光を計測用光が投射される方向に沿って外部に導く透過用の出光側光通過部OP1と、入力側光通過部を通して導かれて品質評価対象を通過した光を計測用光が投射される方向と直交する方向に沿って外部に導く半透過用の出光側光通過部OP2とを夫々備える構成となっており、透過用の品質評価装置H1と半透過用の品質評価装置H2の夫々に兼用することができることになる。
【0096】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【0097】
(1)上記各実施形態では、品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象として純水を備える構成としたが、このような純水の代わりに、計測対象物が有している品質、例えば酸や糖についての品質と同様な品質の水溶液を品質評価対象として備える構成としてもよい。
【0098】
(2)上記各実施形態では、前記品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象としての純水を温度調整手段によって設定温度に保持する状態で備えている構成としたが、前記設定温度として上記実施形態のように前記品質評価装置によって品質が評価されるときの前記計測対象物の温度又はそれに近い温度にするものに代えて、このような温度とは異なる温度に設定してもよい。
【0099】
(3)上記各実施形態では、前記品質評価対象が収納された収納部の外周部に空気層を形成する状態でその収納部を覆う外側ケーシングが備えられ、前記温度調整手段が、前記空気層に対して温調作用するように構成されているものを例示したが、このような構成に代えて、収納部に収納されている品質評価対象に対して直接作用して温調作用するようにしてもよい。
【0100】
(4)上記各実施形態では、前記品質評価対象が収納される収納部と前記温度調整手段とが一体的にユニット状に組み付けられて構成されているものを例示したが、前記品質評価対象が収納される収納部と前記温度調整手段とを一体的にユニット状に組み付けるものに代えて、それらを各別に分離させた状態で保管する構成とし、校正を行うときに、温度調整手段を用いて品質評価対象の温度が設定温度になるように調整処理を行うようにしてもよい。
【0101】
(5)上記各実施形態では、前記温度調整手段としてペルチェ素子を用いたが、これに代えて、例えばヒートポンプ式の空調装置等を用いてもよい。
【0102】
(6)上記各実施形態では、品質評価対象としての純水を設定温度に保持する温度調整手段を備える構成としたが、このような温度調整手段を備えない構成としてもよい。そして、その場合、温度変化に起因した計測誤差を少なくするために、前記純水の温度を計測する温度計測手段を備えて、前記純水の温度の情報を校正用の計測情報として加味するようにしてもよい。
具体的に説明すると、上記各実施形態における基準検量値αを計測するときに前記純水の温度を設定単位温度づつ変化させて夫々の温度での基準検量値αを計測し、そのときの温度の情報と合わせてマップデータを記憶しておく。そして、装置校正時において、校正用検量値βを計測するときに温度計測手段の計測結果に基づいてそのときの純水の温度を計測して、それらのデータを同一温度に換算したデータを新たな基準検量値αと校正用検量値βとしてそれらの差に基づいて、計測対象物の品質に対応する検量値を補正するようにしてもよい。
【0103】
そのときの具体構成としては、例えば、図19に示すように、計測用光の入り口部及び出口部においてのみ光の通過を許容する収納部80に純水Jを封入して、計測用光の入り口部81及び出口部82に夫々光拡散体としてのオパールガラスGを備え、且つ、収納部80内の純水Jの温度を計測する温度計測手段としての水温計83を備える構成としてもよい。
【0104】
(7)上記各実施形態では、前記出光側光通過部として、前記入光側光通過部を通して導かれて前記品質評価対象を通過した光を前記計測用光が投射される方向に沿って外部に導く透過用の出光側光通過部と、前記入力側光通過部を通して導かれて前記品質評価対象を通過した光を前記計測用光が投射される方向と直交する方向に沿って外部に導く半透過用の出光側光通過部とを備えて構成されるものを例示したが、このような構成に限らず、透過用の出光側光通過部だけを備える構成としてもよく、又、半透過用の出光側光通過部だけを備える構成としてもよい。
【0105】
(8)上記各実施形態では、純水を収納する収納部が透光性を有する部材で構成され、前記外側ケーシングに入光側光通過部及び出光側光通過部が形成されて、拡散体としてのオパールガラスGが備えられる構成を例示したが、このような構成に代えて、前記収納部を例えばスリガラスのような光透過性を有し且つ光拡散機能を持った材質で構成してオパールガラスGを備えない構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】透過型の品質評価装置の正面図
【図2】透過型の品質評価装置の正面図
【図3】透過型の品質評価装置の校正用計測状態での要部の縦断正面図
【図4】透過型の品質評価装置の横断平面図
【図5】分光器の構成図
【図6】シャッター機構を示す図
【図7】投光部の切欠平面図
【図8】設置状態を示す平面図
【図9】計測作動のタイミングチャート
【図10】制御ブロック図
【図11】受光量の変化と計測タイミングを示す図
【図12】品質評価装置校正用の被計測体の切欠正面図
【図13】品質評価装置校正用の被計測体の一部切欠側面図
【図14】分光スペクトルデータを示す図
【図15】半透過型の品質評価装置の正面図
【図16】半透過型の品質評価装置の正面図
【図17】半透過型の品質評価装置の校正用計測状態での要部の縦断正面図
【図18】第2実施形態の品質評価装置校正用の被計測体の断面図
【図19】別実施形態の品質評価装置校正用の被計測体の断面図
【符号の説明】
51 収納部
52 外側ケーシング
55 温度調整手段
83 温度計測手段
H1,H2 品質評価装置
J 純水
IP 入光側光通過部
OP 出光側光通過部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention projects a measurement light including a wavelength for quality evaluation on fruits and vegetables as a measurement target, and evaluates the quality of the measurement target from light reception information of light transmitted through the measurement target. The present invention relates to a measurement object for calibrating a quality evaluation device whose quality is evaluated by an evaluation device, and a method for calibrating a quality evaluation device using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a measurement object for quality evaluation device calibration of the above configuration, in the case where the quality evaluation device to be calibrated measures the sugar content or acidity of fruit and vegetables such as tangerine or peach as a measurement target, the There has been a configuration in which an aqueous solution having the same quality as that of fruits and vegetables, for example, the quality of acidity and sugar content is provided as a quality evaluation target. Specifically, a 1% aqueous solution of citric acid as an object of quality evaluation having the same acidity as fruits and vegetables is stored in a light-transmissive container, and the temperature of the aqueous solution of citric acid is further increased. It had the structure provided with the temperature measuring body for measuring. Incidentally, such an aqueous solution of citric acid has light absorption characteristics similar to the light absorption characteristics corresponding to the acidity with respect to the wavelength for evaluating the quality of fruits and vegetables.
In addition, when the temperature of the aqueous solution changes, the light absorption characteristics with respect to the wavelength for quality evaluation as described above fluctuate. Therefore, when evaluating the quality of the measurement object for calibration of this quality evaluation device with the quality evaluation device, the evaluation is performed. The temperature of the aqueous solution is measured by the temperature measuring element in association with the result (see Patent Document 1).
[0003]
In addition, as a method for calibrating a quality evaluation device using such a measurement object for calibration of a quality evaluation device, the quality of the measurement object for calibration of the quality evaluation device is evaluated by a quality evaluation device to be calibrated. The result is stored as a reference value, and when the quality evaluation device is calibrated, the quality of the object to be measured for quality evaluation device calibration is again evaluated by the quality evaluation device, and the evaluation result is compared with the reference value. A method of calibrating the quality evaluation device based on the difference can be considered.
By the way, in the object to be calibrated for the quality evaluation device as described above, if the temperature changes, the quality to be measured by the quality evaluation device fluctuates. It is preferable to measure the temperature of the quality evaluation target by a temperature measuring means such as a temperature measuring body.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-199743 (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the measurement object for calibration of the conventional quality evaluation device, the aqueous solution having the same light absorption characteristics as the light absorption characteristics for the wavelength for the quality evaluation of fruits and vegetables is used as the quality evaluation target. When manufacturing a measurement object for calibration of an evaluation device, there is a disadvantage in that the concentration of the aqueous solution must be adjusted to an appropriate concentration so as to correspond to the quality of the measurement object, which is troublesome and troublesome. In the case where a plurality of kinds of fruits and vegetables are targeted, it is necessary to prepare aqueous solutions having different quality for each of the different types of measurement targets, which is disadvantageous in that it is troublesome. In addition, the aqueous solution prepared as described above may change from the initially adjusted concentration over time due to evaporation of water, aging, and the like, and the quality of the measurement object for calibration of the quality evaluation device may be changed to the initial state. The disadvantage is that it cannot be maintained.
[0006]
The present invention has been made in view of such a point, the object is to provide a measurement object for quality evaluation device calibration that can minimize the work of calibrating the quality evaluation device, It is an object of the present invention to provide a method for calibrating a quality evaluation device using such an object to be calibrated for the quality evaluation device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The measuring object for calibration of the quality evaluation device according to
[0008]
That is, since pure water is provided as a quality evaluation target whose quality is evaluated by the quality evaluation device, when the quality evaluation device is calibrated using the measurement object for quality evaluation device calibration, the quality evaluation device is The measurement result is obtained by projecting the measurement light including the wavelength for quality evaluation to the water and evaluating the quality of the pure water from the received light information of the light transmitted through the pure water. The quality evaluation device is calibrated based on the measured results.
[0009]
In addition, for example, tangerine, which is an example of fruit and vegetables, has about 90% water, and fruit and vegetables are rich in moisture as represented by the tangerine. Light receiving information of light transmitted by projecting measurement light including a wavelength for quality evaluation by a quality evaluation device for fruits and vegetables containing a large amount of water in this manner, such as light absorption characteristics at the wavelength for quality evaluation, etc. The characteristics are almost the same as water, and by using water as a quality evaluation target, light-receiving information having light absorption characteristics at a wavelength for quality evaluation substantially similar to fruits and vegetables can be obtained. .
[0010]
Then, in the case of evaluating the quality of the acidity or the sugar content as the quality of the fruits and vegetables, first, before the quality evaluation of the measurement target is performed by the quality evaluation device, the quality evaluation device is used for calibrating the quality evaluation device. The quality of the object to be measured is evaluated, and the evaluation result in the initial state is measured. At this time, since pure water contains no components other than water, the evaluation result corresponds to a state where the acidity or the sugar content is zero.
Also, when performing the calibration process on the quality evaluation device, the quality evaluation device again evaluates the quality of the object to be measured for the calibration of the quality evaluation device, and measures the evaluation result for the calibration. The initial state, i.e., if the acidity or sugar content is different from the evaluation result corresponding to the state of zero, it is possible to detect that a measurement error due to secular change or the like has occurred, and based on the measurement result. This makes it possible to calibrate the quality evaluation device.
Furthermore, unlike pure water, which contains impurities such as tap water, pure water does not contain any components other than water, so there is no change in quality due to aging caused by impurities, and quality can be easily maintained in the initial state. It becomes.
[0011]
Therefore, it has become possible to provide an object to be measured for calibrating the quality evaluation device, which can minimize the labor for calibrating the quality evaluation device.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a measurement object for calibration of the quality evaluation device, wherein the measurement object is configured to include a temperature measuring unit for measuring a temperature of the pure water.
[0013]
In other words, even when pure water is used as the quality evaluation target, the quality of the quality evaluation target, particularly the light absorption characteristics of light of the wavelength for quality evaluation, may change due to a change in temperature. The temperature of the pure water when the quality of the pure water is evaluated by the evaluation device is measured by the temperature measuring means, so that the quality evaluation device can be properly calibrated based on the measurement information.
[0014]
In addition, when the quality evaluation device evaluates the quality of the measurement object for calibration by the quality evaluation device and sets the evaluation result in the initial state as a reference value, for example, the temperature of pure water as a quality evaluation target is When a plurality of reference values when variously changed and a correlation of a change in the reference value with respect to a temperature change when the temperature of pure water is changed are obtained and stored, when calibrating the quality evaluation device, When the quality evaluation device evaluates the quality of the object to be measured and obtains the evaluation result, the temperature measuring means measures the temperature of pure water as a quality evaluation target, and the evaluation result and the temperature at that time are measured. By correcting the evaluation result of the quality evaluation device to an appropriate value while comparing the reference value with the corresponding temperature, the calibration of the quality evaluation device can be appropriately performed.
[0015]
The object to be measured for calibration of the quality evaluation device according to claim 3 projects light for measurement including a wavelength for quality evaluation on fruits and vegetables as the object to be measured, and outputs light transmitted through the object to be measured. The quality is evaluated by a quality evaluation device that evaluates the quality of the measurement target from the received light information, and the quality evaluation target whose quality is evaluated by the quality evaluation device is held at a set temperature by a temperature adjustment unit. It is characterized by having.
[0016]
That is, since the quality evaluation target whose quality is to be evaluated by the quality evaluation device is provided so as to be maintained at the set temperature by the temperature adjusting means, the quality evaluation target is always maintained at the set temperature. In other words, the quality evaluation target is held at the set temperature even when the quality of the object to be measured for the calibration of the quality evaluation device is evaluated by the quality evaluation device and the evaluation result in the initial state is set as the reference value. Since the quality evaluation device is calibrated by the quality evaluation device to calibrate the evaluation device and the quality evaluation target is maintained at the set temperature even when the evaluation result for calibration is obtained by evaluating the quality of the object to be measured. In addition, the quality can be evaluated in a state where there is no measurement error due to a change in quality due to a temperature change of the quality evaluation target regardless of a change in external temperature.
[0017]
In this way, since the evaluation result in the initial state and the evaluation result for calibration correspond to the measurement result at the same temperature, it is possible to calibrate the device properly with little measurement error due to temperature change Therefore, when evaluating the quality of the object to be measured for quality evaluation device calibration by the quality evaluation device, the troublesome work of measuring the temperature of the quality evaluation target and compensating the measurement result in response to the temperature fluctuation are not required. Not required.
[0018]
In particular, if pure water is provided as a quality evaluation target, there is no change in quality due to aging caused by impurities since pure water does not contain impurities other than water, and the temperature change as described above. In addition to a small measurement error, there is also little change in quality due to aging, so that the apparatus can be calibrated in an appropriate state with a smaller error.
[0019]
Therefore, it has become possible to provide a measurement object for quality evaluation device calibration, which can reduce the labor for calibrating the quality evaluation device.
[0020]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a measurement object for calibration of the quality evaluation device, wherein the storage unit in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjustment unit are integrally assembled in a unit shape. It is characterized by having.
[0021]
That is, since the storage section in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjusting means are integrally assembled in a unit, the quality evaluation target is always set to the set temperature even in a non-use state in which the quality evaluation device is not calibrated. Will be held. Therefore, in order to perform calibration from a state where the quality evaluation device is installed at a location different from the installation location, the measurement object to which the quality evaluation device is calibrated is projected by the quality evaluation device. Even if it is set at the target position, the quality evaluation target is always kept at the set temperature by the temperature adjustment means that is integrated, so it is necessary to calibrate in this state where the temperature is accurately controlled. Measurement processing can be performed.
[0022]
For example, if the storage section in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjusting means are stored separately from each other, the quality evaluation target always changes according to a change in ambient temperature at that time. In other words, in order to perform calibration, when the measurement target for calibration of the quality evaluation device is set at a measurement target position in the quality evaluation device, the quality adjustment target is set to the set temperature by using the temperature adjusting means. Although there is a disadvantage that a troublesome work for adjusting the temperature is required, according to the above configuration, since the quality evaluation target is always kept at the set temperature, such a troublesome work is unnecessary and the work efficiency is improved. Can be.
[0023]
The object to be measured for calibration of the quality evaluation device according to
[0024]
That is, since the temperature of the quality evaluation target in the measurement target for calibration of the quality evaluation device is the temperature of the measurement target when the quality is evaluated by the quality evaluation device or a temperature close thereto, the temperature of the actual measurement target is Since the calibration is performed based on the data measured at a temperature close to the temperature, the quality caused by the temperature difference between the actual temperature of the object to be measured and the temperature of the quality It is possible to calibrate the quality evaluation device by minimizing the error of the evaluation result of the above. In addition, the temperature of the object to be measured or a temperature close thereto is a temperature close to the outside air temperature, and if the temperature is adjusted to such a temperature close to the outside air temperature, the amount of energy consumption for adjusting the temperature can be reduced. There are benefits too.
[0025]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a measurement object for calibration of the quality evaluation device, wherein pure water is provided as the quality evaluation target in any one of the third to fifth aspects.
[0026]
That is, since pure water is provided as a quality evaluation target whose quality is evaluated by the quality evaluation device, the same operation and effect as those described in
[0027]
An object to be measured for calibration of a quality evaluation device according to
[0028]
In other words, when calibrating a quality evaluation device using an object to be calibrated for a quality evaluation device, the quality evaluation device projects measurement light including a wavelength for quality evaluation on the quality evaluation target, and The measurement result is obtained as the one that evaluates the quality of the quality evaluation target from the light reception information of the light transmitted through the evaluation target, and the quality evaluation device is calibrated based on the obtained measurement result. The light is diffused through the light-incident side light passage section and guided to the quality evaluation target, and the light transmitted through the quality evaluation target is diffused through the light exit side light passage section and guided to the outside.
[0029]
As described above, since the light-entering side light passing portion and the light-emitting side light passing portion are provided respectively, it is not necessary to have a function of diffusing light to the quality evaluation target itself, and the light is diffused in the same manner as light transmitted through fruit vegetables. Although it is possible to properly calibrate the quality evaluation device based on the received light information, as a quality evaluation target, a substance that does not have a light diffusion function but has the same light absorption characteristics as fruits and vegetables, For example, it is possible to use a simple device such as pure water.
[0030]
The object to be measured for calibration of the quality evaluation device according to
[0031]
That is, of the light guided to the quality evaluation target through the light entrance side light passing portion and passing through the quality evaluation target, the light transmitted along the direction in which the measurement light is projected is the transmission light output side light passing portion. Through to the outside. Further, of the light that has passed through the quality evaluation target, the light that has been transmitted along the direction orthogonal to the direction in which the measurement light is projected can be guided to the outside through the semi-transmission light-emitting side light passing portion.
[0032]
In other words, as a quality evaluation device, a transmissive type in which a light projecting unit that projects measurement light and a light receiving unit that receives light transmitted through the measurement target are distributed to the left and right sides of the measurement target where the measurement target is located With the quality evaluation device described above, a measurement result can be obtained as a device for evaluating the quality of the quality evaluation target based on the light guided to the outside from the light-emitting side light transmitting portion for transmission as described above.
Then, as a quality evaluation device, light-emitting units that project light for measurement are arranged on both left and right sides of the measurement target location where the measurement target is located, and a light receiving unit that receives light transmitted through the measurement target is If it is a semi-transmission type quality evaluation device arranged on the lower or upper side of the measurement object, the quality evaluation target is based on the light guided to the outside from the light transmission side light passing part for semi-transmission as described above. The measurement result can be obtained as an evaluation of the quality.
[0033]
Therefore, any of the transmission type quality evaluation device and the semi-transmission type quality evaluation device can perform calibration using the measured object for calibration of the quality evaluation device.
[0034]
The measuring object for calibration of a quality evaluation device according to
[0035]
That is, an air layer is formed on the outer peripheral portion of the storage section in which the quality evaluation target is stored by the outer casing, and the quality adjustment target is indirectly set by the temperature adjusting means performing temperature control on the air layer. It will be kept at the temperature. In this way, the temperature adjustment means does not directly act on the storage section in which the quality evaluation target is stored to adjust the temperature, but indirectly adjusts the temperature through the air space, so that the quality evaluation target is stored. Since there is no temperature adjustment member in the storage section, there is no disadvantage such as deterioration of the quality evaluation target characteristics due to corrosion or chemical change of such temperature adjustment member, and good characteristics are obtained. It is easy to maintain for a long time.
[0036]
According to a tenth aspect of the present invention, in the measurement object for calibration of the quality evaluation device, the storage unit is formed of a member having a light-transmitting property, and the outer casing is formed of a non-light-transmitting member. A writing light side light passing portion and a light emitting side light passing portion are formed.
[0037]
That is, since the outer casing is formed of a non-light-transmitting member, the light-entering-side light passing portion and the light-emitting-side light passing portion are formed, and the housing portion is formed of a light-transmitting member. The measurement light is diffused through the light incident side light passage portion formed in the outer casing, and is guided to the quality evaluation object through the light-transmitting storage portion. Then, the light passing through the quality evaluation target passes through the light-transmissive storage portion, is diffused through the light-emission-side light passage portion formed in the outer casing, and is guided to the outside.
[0038]
Therefore, after the state where only the measurement light is diffused passes and passes through the quality evaluation target, it can be taken out as light reception information, and the parts other than the part where the measurement light passes are formed by non-translucent members. Since the passage of light is blocked, errors due to disturbance can be reduced, and light receiving information for calibration can be obtained.
[0039]
An evaluation device calibration method according to
At the time of a calibration formula creation for creating a calibration formula for obtaining a calibration value corresponding to the quality of the measurement target from the light receiving information of the light transmitted through the measurement target, the quality of the measurement object for calibration of the quality evaluation device is adjusted. Based on the received light information of the light transmitted through the evaluation target and the calibration formula, measure a reference calibration value corresponding to the quality of the quality evaluation target,
At the time of device calibration to calibrate the quality evaluation device, based on the received light information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measurement object for the quality evaluation device calibration and the calibration formula, the quality of the quality evaluation target Measure the corresponding calibration calibration value,
When evaluating the quality of the measurement target by the quality evaluation device, a calibration value corresponding to the quality of the measurement target obtained based on the light receiving information of the light transmitted through the measurement target and the calibration formula, The correction is performed based on a difference between the calibration calibration value and the reference calibration value.
[0040]
The process of creating the calibration formula as described above is a work required for the quality evaluation device to evaluate the quality of fruits and vegetables as the measurement target, and for example, as light reception information of light transmitted through the measurement target, If the configuration is to evaluate the quality of the measurement target based on the spectral spectrum data corresponding to the light absorption characteristics for each wavelength, a calibration formula is created in advance using the information of the second derivative of the spectral spectrum data at a specific wavelength as a variable. There is something to do. In this case, a second derivative of the spectral spectrum data at the specific wavelength is calculated based on the spectral spectrum data obtained for the measurement target, and the quality of the measurement target is calculated from the information and the calibration formula. The corresponding calibration value will be determined.
That is, the correspondence between the quality measurement result obtained by the quality evaluation device and the actual quality of the measured object (fruit and vegetables) is obtained as a function based on the actually measured value.
[0041]
Then, when the above-described calibration formula is created, the quality of the quality evaluation target is corresponded to based on the received light information of light transmitted through the quality evaluation target in the measurement object for calibration of the quality evaluation device and the calibration formula. Measure the reference calibration value to be measured. Then, using a quality evaluation device, based on the received light information obtained for the measurement target, based on the information and the calibration formula, perform a task of obtaining a calibration value corresponding to the quality of the measurement target from the calibration formula. Become.
[0042]
Next, at the time of device calibration for calibrating the quality evaluation device, based on the light receiving information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measured object for quality evaluation device calibration and the calibration formula, the quality of the quality evaluation target is corresponded. Measure the calibration calibration value. In other words, as the work of obtaining the calibration value corresponding to the quality of the measurement target as described above is performed, the measurement result of the quality evaluation device is shifted to a value different from an appropriate value due to aging or the like. There is. Therefore, the calibration calibration value corresponding to the quality of the quality evaluation target is measured using the measurement object for the quality evaluation device calibration, and if there is no difference between the calibration calibration value and the reference calibration value, the measurement result is shifted. However, if there is a difference between the two, it means that the measurement result has shifted.
[0043]
Therefore, when evaluating the quality of the object to be measured by the quality evaluation device, a calibration value corresponding to the quality of the object to be measured determined based on the light reception information of the light transmitted through the object to be measured and the calibration formula is used for calibration. By correcting based on the difference between the calibration value and the reference calibration value, the calibration value is corrected so that the reference calibration value becomes a measurement result corresponding to the measured initial state.
[0044]
Thus, an evaluation device calibration method capable of calibrating an internal quality evaluation device using a measurement object for quality evaluation device calibration can be provided.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0046]
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a measurement object for calibrating a quality evaluation device according to the present invention and a method for calibrating a quality evaluation device using the same will be described with reference to the drawings.
[0047]
First, a transmission type quality evaluation device H1 to be calibrated by an object to be measured for quality evaluation device calibration according to the first embodiment will be described. This device H1 is a device for measuring the sugar content and the acidity as the quality of fruit and vegetables such as tangerine as a measurement target, and as shown in FIG. 1, a
[0048]
Next, the configuration of the
The
That is, as shown in FIG. 7, a
[0049]
As shown in FIGS. 1 and 3, the
[0050]
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 3, the
[0051]
As shown in FIG. 5, the
[0052]
As shown in FIG. 6, the
As in the
[0053]
Then, a vertical
In addition, as shown in FIGS. 1 to 4, four fixed
[0054]
As shown in FIG. 4, the elevating table 34 is provided with two
[0055]
Therefore, when the
[0056]
A
[0057]
By vertically moving and adjusting the
[0058]
The
[0059]
Next, a control operation by the operation control means 101 will be described.
The
[0060]
More specifically, in the reference data measurement mode, the vertical
[0061]
In the reference data measurement mode, a detection value (dark current data) of the
[0062]
Next, a control operation in the normal data measurement mode will be described.
In the normal data measurement mode, the elevation table 34 is switched to the normal measurement state by operating the vertical
That is, as shown in FIG. 11, in a time zone in which each measurement target M is predicted to pass through the measurement target location, the
[0063]
When the
The opening maintaining time Tx is configured to be changed in accordance with the type of the measurement target. To add an explanation, for example, in the case of Satsuma mandarin, light is relatively easily transmitted, so that it is set to a relatively short time (about 10 msec). Set to.
The setting of the operating conditions depending on the kind of the kind is configured to be manually performed by a worker. That is, as shown in FIG. 10, a switching operation tool C that artificially switches the setting position according to the type of the product is provided, and the setting information of the switching operation tool C is input to the
[0064]
In addition, the
More specifically, FIG. 11 shows a change state of the detection value of the light
[0065]
If the
[0066]
The analysis means 100 is configured to execute an arithmetic process for analyzing the internal quality of the measurement target M based on the various data obtained in this manner by using a known spectral analysis technique. I have.
In other words, the measured spectrum data obtained as described above is normalized using the reference spectrum data obtained in the reference data measurement mode and the dark current data, and each of the separated wavelengths is measured. The absorbance spectrum data is obtained, and the second derivative of the absorbance spectrum data is obtained. Then, it is configured to execute an analysis calculation process for calculating a component amount corresponding to the sugar content and a component amount corresponding to the acidity contained in the measurement target M by the second derivative value and a preset calibration formula. ing.
Assuming that the absorbance spectrum data d is Rd for the reference spectral data, Sd for the measured spectral data, and Da for the dark current data,
[0067]
(Equation 1)
d = log {(Rd-Da) / (Sd-Da)}
[0068]
It is calculated by the following arithmetic expression.
Then, the
[0069]
(Equation 2)
Y = K0 + K1 · A (λ1) + K2 · A (λ2)
[0070]
However,
Y: Calibration value corresponding to component amount
K0, K1, K2; coefficient
A (λ1), A (λ2); second derivative of absorbance spectrum at specific wavelength λ
[0071]
Note that a specific calibration equation, specific coefficients K0, K1, K2, wavelengths λ1, λ2, and the like are preset and stored for each component for which the component amount is calculated. The calibration value (component amount) of each component is calculated using a specific calibration formula.
[0072]
The calibration equation as described above is individually set for each device based on data obtained by actually measuring a sample similar to the measurement target object before the measurement processing on the measurement target object. .
In addition, tens to hundreds of objects to be measured are prepared as the samples, and the spectral evaluation data for each wavelength is obtained for each sample by using the quality evaluation device H1. Further, for each of the samples, a real component amount detection process of accurately detecting a chemical component of the measured object by a special inspection device based on, for example, destructive analysis or the like is performed to obtain a real component amount of the measured object. . Then, using the spectral data of each sample obtained as described above, while comparing with the detection result of the actual component amount, using the method of multiple regression analysis, the spectral data and the specific component The calibration equation indicating the relationship with the component amount is obtained.
[0073]
Next, the measurement object A for calibration of the quality evaluation device for calibrating the quality evaluation device H1 as described above will be described.
When calibrating the quality evaluation device H1 using the measurement object A for calibration of the quality evaluation device, the calibration is performed with the measurement object A mounted on the support table 32, as shown in FIG. Is supposed to do it. The measurement object A is placed on the
[0074]
The measuring object A for calibration of the quality evaluation device is provided with pure water J as a quality evaluation target whose quality is evaluated by the quality evaluation device H1 in a state of being maintained at a set temperature by a temperature adjusting means. A
[0075]
More specifically, as shown in FIG. 12, the outer peripheral portion is covered by a substantially quadrangular prism-shaped
[0076]
The
[0077]
As shown in FIG. 13, the temperature-controlled air sent out by the
[0078]
A
[0079]
A calibration method for calibrating the quality evaluation device H1 using the measurement object A for calibration of the quality evaluation device configured as described above will be described below.
That is, when the quality evaluation device H1 is calibrated using the measurement object A for the quality evaluation device calibration, first, as described above, when the calibration formula is created prior to the measurement processing for the measurement target object, In the above, based on the light reception information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measurement object A for calibration of the quality evaluation device, that is, the quality of the quality evaluation target (pure water) corresponding to the spectral equation data and the calibration formula. Measure the reference calibration value.
[0080]
FIG. 14 shows measurement data by the present applicant. The line L1 shows the second derivative spectrum data of the spectrum data of the light transmitted through the pure water, and the line L2 shows the second derivative spectrum of the light spectrum of the light transmitted through the apple as an example of fruits and vegetables. Shows the data. From this figure, it is clear that pure water has the same light absorption characteristics as fruits and vegetables.
[0081]
Thereafter, after the measurement processing for the measurement target is performed, at the time of device calibration for calibrating the quality evaluation device H1, light reception information (spectral spectrum) of light transmitted through the quality evaluation target in the measurement target A for quality evaluation device calibration is used. Based on the data) and the calibration formula, a calibration calibration value corresponding to the quality of the quality evaluation target (pure water) is measured.
When the quality of the measurement object is evaluated by the quality evaluation device H1, a calibration value corresponding to the quality of the measurement object obtained based on the light reception information of the light transmitted through the measurement object and the calibration formula is calibrated. Correction is performed based on the difference between the calibration value for use and the reference calibration value.
[0082]
Specifically, such a calibration process is performed by the
Then, when the above-described calibration formula is created, the measurement target A for calibration of the quality evaluation device is manually placed on the
Therefore, in this embodiment, the
[0083]
Thereafter, the mode is switched to the normal data measurement mode, and the
[0084]
When the mode is switched to the calibration data measurement mode at the time of device calibration for calibrating the quality evaluation device H1, the vertical
[0085]
When the quality of the object to be measured is evaluated by the quality evaluation device H1 after the completion of the measurement for such calibration, the state is switched to the normal measurement state by the vertical
When the calibration calibration value β is not measured at the initial stage of the installation of the quality evaluation device H1, the same value as the reference calibration value α is substituted for the calibration calibration value β. The value Y directly corresponds to the quality of the final measurement object.
[0086]
[Equation 3]
Ys = Y + K3 · (α-β)
[0087]
Even if the calibration value measured due to the aging of the device in this way deviates from the actual fruit and vegetable quality (acidity or sugar content), measurement of the measurement target A for calibration of the quality evaluation device is performed. Based on the difference between the calibration calibration value based on the result and the reference calibration value, the above-described deviation can be corrected to correct the calibration value.
[0088]
[Second embodiment]
Next, a description will be given of a second embodiment of the measured object A for calibrating the quality evaluation device and the method for calibrating the quality evaluation device using the same according to the present invention.
[0089]
First, the configuration of the quality evaluation device H2 to be calibrated in this embodiment will be described. The quality evaluation device H2 is a device for measuring the sugar content and the acidity as quality for fruit and vegetables such as peaches and pears, for example. The configuration is the same as that of the first embodiment except that the configuration of the light passage path for the
[0090]
This quality evaluation device H2 is configured as a semi-transmission type quality evaluation device, and as shown in FIGS. 15 and 17, a unit having the same configuration as the
The analysis process of the internal quality by the
[0091]
Next, the measurement object A for calibration of the quality evaluation device used in the quality evaluation device H2 will be described. The configuration of the measurement object A for calibration of the quality evaluation device in this embodiment is the same as that of the first embodiment except for the configuration of the light passage path, so that only different points will be described, and the same configuration will not be described. Omitted.
[0092]
As shown in FIG. 18, the measured object A includes a
[0093]
When calibrating the quality evaluation device H2 using the measured object A, the measured object A is mounted on the
[0094]
The measuring object A for calibration of the quality evaluation device in this embodiment is a measuring object in which each of the
[0095]
Therefore, the measurement object A for calibration of the quality evaluation device is, as the light exit side light passing portion OP, the light guided through the light entrance side light passage portion IP and passed through the quality evaluation target in the direction in which the measurement light is projected. The light exit side light passing portion OP1 for transmission, which is guided to the outside along the line, and the light guided through the input side light passing portion, which has passed through the quality evaluation target, is transmitted along the direction orthogonal to the direction in which the measurement light is projected. , And a semi-transmission light-emission-side light passing portion OP2 for guiding the light to the first stage, and can be used as both the transmission quality evaluation device H1 and the semi-transmission quality evaluation device H2.
[0096]
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments will be listed.
[0097]
(1) In each of the embodiments described above, pure water is provided as a quality evaluation target whose quality is evaluated by the quality evaluation device. However, instead of such pure water, the quality of the measurement target has For example, an aqueous solution having the same quality as that of acid or sugar may be provided as a quality evaluation target.
[0098]
(2) In each of the above embodiments, the pure water as a quality evaluation target whose quality is evaluated by the quality evaluation device is provided in a state of being maintained at a set temperature by a temperature adjusting unit. A temperature different from such a temperature may be set instead of the temperature of the measurement object or a temperature close to the temperature of the measurement target when the quality is evaluated by the quality evaluation device as in the above-described embodiment.
[0099]
(3) In each of the above embodiments, an outer casing is provided to cover the storage section in a state where an air layer is formed on an outer peripheral portion of the storage section in which the quality evaluation target is stored, and the temperature adjusting means includes the air layer. Although the temperature control function has been illustrated as an example, instead of such a configuration, a temperature control function is performed by directly acting on the quality evaluation object stored in the storage unit. You may.
[0100]
(4) In each of the above-described embodiments, an example is described in which the storage section in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjustment unit are integrally assembled in a unit shape. Instead of assembling the storage section to be stored and the temperature adjustment means integrally into a unit, the storage section and the temperature adjustment means are configured to be stored separately from each other, and when the calibration is performed, the temperature adjustment means is used. The adjustment processing may be performed so that the temperature of the quality evaluation target becomes the set temperature.
[0101]
(5) In each of the above embodiments, a Peltier element is used as the temperature adjusting means. Instead, for example, a heat pump type air conditioner or the like may be used.
[0102]
(6) In each of the above embodiments, a configuration is provided in which the temperature adjustment unit that holds pure water as a quality evaluation target at the set temperature is provided, but a configuration without such a temperature adjustment unit may be provided. Then, in that case, in order to reduce a measurement error caused by a temperature change, a temperature measurement unit for measuring the temperature of the pure water is provided, and information on the temperature of the pure water is taken into account as measurement information for calibration. It may be.
More specifically, when measuring the reference calibration value α in each of the above embodiments, the temperature of the pure water is changed by a set unit temperature to measure the reference calibration value α at each temperature, and the temperature at that time is measured. The map data is stored together with the information of. Then, at the time of device calibration, when measuring the calibration calibration value β, the temperature of pure water at that time is measured based on the measurement result of the temperature measuring means, and data obtained by converting the data to the same temperature is newly added. The calibration value corresponding to the quality of the measurement target may be corrected based on the difference between the reference calibration value α and the calibration calibration value β.
[0103]
As a specific configuration at that time, for example, as shown in FIG. 19, pure water J is sealed in a
[0104]
(7) In each of the above embodiments, the light that is guided through the light-incident-side light passing unit and that has passed through the quality evaluation target is externally provided along the direction in which the measurement light is projected, as the light-exiting-side light passing unit. A light-emitting side light-passing portion for transmission that guides light, and light guided through the input-side light passing portion and passing through the quality evaluation target is guided to the outside along a direction orthogonal to a direction in which the measurement light is projected. Although a configuration including a light-emitting side light transmitting portion for semi-transmission has been illustrated, the invention is not limited to such a configuration, and a configuration including only a light-emitting side light transmitting portion for transmission may be used. It is good also as a structure provided only with the light-emitting side light passage part for use.
[0105]
(8) In each of the above embodiments, the storage section for storing the pure water is formed of a light-transmitting member, and the light entrance side light passage section and the light exit side light passage section are formed in the outer casing. Although the configuration in which the opal glass G is provided as an example has been illustrated, instead of such a configuration, the storage portion is formed of a material having a light transmitting property and a light diffusing function, such as a ground glass, for example. A configuration without the glass G may be adopted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a transmission type quality evaluation device.
FIG. 2 is a front view of a transmission type quality evaluation device.
FIG. 3 is a longitudinal sectional front view of a main part in a measurement state for calibration of a transmission type quality evaluation device.
FIG. 4 is a cross-sectional plan view of a transmission type quality evaluation device.
FIG. 5 is a configuration diagram of a spectroscope.
FIG. 6 illustrates a shutter mechanism.
FIG. 7 is a cutaway plan view of the light emitting unit.
FIG. 8 is a plan view showing an installation state.
FIG. 9 is a timing chart of a measurement operation.
FIG. 10 is a control block diagram.
FIG. 11 is a diagram showing a change in the amount of received light and measurement timing.
FIG. 12 is a cutaway front view of a measured object for calibration of a quality evaluation device.
FIG. 13 is a partially cutaway side view of an object to be measured for calibration of a quality evaluation device.
FIG. 14 is a diagram showing spectral spectrum data.
FIG. 15 is a front view of a semi-transmission type quality evaluation device.
FIG. 16 is a front view of a semi-transmission type quality evaluation device.
FIG. 17 is a longitudinal sectional front view of a main part of a semi-transmission type quality evaluation device in a measurement state for calibration.
FIG. 18 is a cross-sectional view of an object to be measured for calibrating a quality evaluation device according to a second embodiment.
FIG. 19 is a sectional view of an object to be measured for calibrating a quality evaluation device according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
51 Storage section
52 Outer casing
55 Temperature control means
83 Temperature measurement means
H1, H2 quality evaluation device
J pure water
IP light entrance side light passage
OP Outgoing light passage
Claims (11)
前記品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象として純水を備えている品質評価装置校正用の被計測体。A quality evaluation device that projects measurement light including a wavelength for quality evaluation on fruits and vegetables as a measurement target and evaluates the quality of the measurement target from light reception information of light transmitted through the measurement target. Is an object to be measured for calibration of a quality evaluation device,
A measurement object for calibration of a quality evaluation device, which includes pure water as a quality evaluation target whose quality is evaluated by the quality evaluation device.
前記品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象を温度調整手段によって設定温度に保持する状態で備えている品質評価装置校正用の被計測体。A quality evaluation device that projects measurement light including a wavelength for quality evaluation on fruits and vegetables as a measurement target and evaluates the quality of the measurement target from light reception information of light transmitted through the measurement target. Is an object to be measured for calibration of a quality evaluation device,
A measurement object for calibration of a quality evaluation device, which is provided with a quality evaluation target whose quality is evaluated by the quality evaluation device being held at a set temperature by a temperature adjusting unit.
前記入光側光通過部を通して導かれて前記品質評価対象を通過した光を前記計測用光が投射される方向に沿って外部に導く透過用の出光側光通過部と、
前記入力側光通過部を通して導かれて前記品質評価対象を通過した光を前記計測用光が投射される方向と直交する方向に沿って外部に導く半透過用の出光側光通過部とを備えて構成されている請求項7記載の品質評価装置校正用の被計測体。As the light exit side light passing section,
A light-emitting side light transmitting portion for transmission that guides light guided through the light-entering side light passing portion and passing through the quality evaluation target to the outside along the direction in which the measuring light is projected,
A semi-transmissive light-emitting side light passing unit for guiding light guided through the input-side light passing unit and passing through the quality evaluation target to the outside along a direction orthogonal to a direction in which the measurement light is projected. The object to be measured for calibrating the quality evaluation device according to claim 7, wherein the object to be measured is configured as follows.
前記温度調整手段が、前記空気層に対して温調作用するように構成されている請求項3〜8のうちいずれか1項に記載の品質評価装置校正用の被計測体。An outer casing that covers the storage portion in a state where an air layer is formed on an outer peripheral portion of the storage portion in which the quality evaluation target is stored is provided,
The measurement object for calibration of a quality evaluation device according to any one of claims 3 to 8, wherein the temperature adjustment unit is configured to perform a temperature control operation on the air layer.
前記品質評価装置を校正する装置校正時において、前記品質評価装置校正用の被計測体における前記品質評価対象を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて、前記品質評価対象の品質に対応する校正用検量値を計測し、
前記品質評価装置によって前記計測対象物の品質を評価する時に、前記計測対象物を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて求められる前記計測対象物の品質に対応する検量値を、前記校正用検量値と前記基準検量値との差に基づいて補正する品質評価装置校正方法。An evaluation device calibration method for calibrating the quality evaluation device using the measurement object for quality evaluation device calibration according to any one of claims 1 to 10, wherein a light transmitted through the measurement object is received. At the time of the calibration formula creation to create a calibration formula for obtaining a calibration value corresponding to the quality of the measurement target from the information, light reception information of light transmitted through the quality evaluation target in the measurement object for the quality evaluation device calibration and Based on the calibration formula, measure a reference calibration value corresponding to the quality of the quality evaluation target,
At the time of device calibration to calibrate the quality evaluation device, based on the received light information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measurement object for the quality evaluation device calibration and the calibration formula, the quality of the quality evaluation target Measure the corresponding calibration calibration value,
When evaluating the quality of the measurement target by the quality evaluation device, a calibration value corresponding to the quality of the measurement target obtained based on the light receiving information of the light transmitted through the measurement target and the calibration formula, A method for calibrating a quality evaluation device for correcting based on a difference between the calibration calibration value and the reference calibration value.
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