JP2005257632A - 脂肪測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被測定物（例えば、鮪等の魚）について空気雰囲気における測定重量と、空気と異なる密度を有するガス雰囲気における測定重量とを用いて被測定物の脂肪率を精度良く測定できる脂肪測定装置を提供する。
【解決手段】 脂肪測定装置１００は、被測定物の重量を測定する重量測定手段１５と、空気と密度の異なるガス雰囲気に保たれる内部空間を有する容器１と、制御装置２１とを備え、前記制御装置２１は、前記空気の雰囲気において前記重量測定手段１５により測定される前記被測定物１９の第一の重量値と前記ガス雰囲気において前記重量測定手段１５により測定される前記被測定物１９の第二の重量値とを用いて所定の演算式により前記被測定物１９の脂肪率を演算するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被測定物の脂肪率を測定する脂肪測定装置に関し、特に魚の脂肪率を精度良く測定する脂肪測定装置に関する。

近年、魚全体の流通販売体制が変化し、チェーン化された量販店や外食または惣菜産業における魚の消費量が増加している。このような量販店では、その性質上、取り扱う食材に対して品質の均一性が強く求められ、漁獲、加工、流通および販売の各段階で品質管理および品質評価に対して最善の努力が払われている。

例えば、従来から、捕獲した鮪を代表とする大型魚の脂肪分布に基づいた品質評価のため、その尾を切断して切断面の脂肪分布状態を判定者の目視によって判定することが行われている。

また、鮪の表面に近赤外線を照射して、その拡散反射光を測定すると、魚肉に含まれる脂肪成分の含有量に応じた識別が可能であり、鮪の品質評価の指標となる数値データを得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１５８９９３号公報

しかし、判定者の目視による評価方法においては、個人差に起因する品質評価基準のばらつきがあって、判定者による評価結果の食い違いを生む懸念があり、適正な評価結果を得ることが難しい。

また、特許文献１に記載のような拡散反射光を測定する方法においては、魚の表層部分の脂肪分析に限定され、魚の脂肪率を大まかに区分するには有益であるものの、魚全体の脂肪率を把握することができず、魚の脂肪分布に基づいた品質評価の精度改善に限界があると言える。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被測定物（例えば、鮪等の魚）について空気雰囲気における測定重量と、空気と異なる密度のガス雰囲気における測定重量とを用いて所定の演算式により被測定物の脂肪率を精度良く測定できる脂肪測定装置を提供することにある。

本発明に係る脂肪測定装置は、被測定物の重量を測定する重量測定手段と、空気と密度の異なるガスの雰囲気に保たれた内部空間を有する容器と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記空気の雰囲気において前記重量測定手段により測定される前記被測定物の第一の重量値と前記ガス雰囲気において前記重量測定手段により測定される前記被測定物の第二の重量値とを用いて第一の演算式により前記被測定物の脂肪率を演算するものである。

これにより、被測定物について空気雰囲気における測定重量と、空気と異なる密度を有するガス雰囲気における測定重量とを用いて被測定物の正確な容積が求まり、被測定物の脂肪率を簡易かつ正確に演算することができる。よって、被測定物として魚の脂肪率を演算する際に、魚の品質評価の指標として重要な魚の全体の脂肪率を数値データとして精度良く得ることができる。

この搬送系の一例として、前記容器の内部空間にまで前記被測定物を移動する被測定物移動手段を備えるものであっても良い。そして、前記被測定物を略水平方向に搬送する搬送手段を備え、前記搬送手段により前記容器の略真下に前記被測定物を搬送した後、前記被測定物移動手段により前記被測定物を略垂直方向に移動するような構成であっても良い。

こうすることで、脂肪測定装置のコンパクト化が図られる。

搬送系の他の例として、前記被測定物が前記内部空間に納まるように前記容器を移動する容器移動手段を備えるものであっても良い。そして、前記被測定物を略水平方向に搬送する搬送手段を備え、前記搬送手段により前記容器の略真下に前記被測定物を搬送した後、前記容器移動手段により前記容器を略垂直方向に移動するような構成であっても良い。

こうすることでも、脂肪測定装置のコンパクト化が図れて、特に、被測定物を静止した状態でそれの空気雰囲気中およびガス雰囲気中の重量を測定することが可能になり、被測定物の搬送系および重量測定系の構造を簡素化することができる。

また、前記容器の壁部に前記被測定物を前記内部空間に導くための開口が形成され、前記開口のほぼ全域を開閉部材で覆うことにより前記内部空間が密閉されるように構成しても良い。こうすることで、内部空間に充填するガスの大気への漏洩を確実に防ぐことができる。

ここで、前記第一の演算式は、前記第一の重量値と前記第二の重量値との重量差を、前記空気の密度と前記ガスの密度との密度差で除して前記被測定物の容積を演算する演算式と、前記容積を前記第一の重量値で除して前記被測定物の比重を演算する演算式と、前記比重を用いて前記被測定物の脂肪率を演算する演算式とを含むものである。

そして、前記脂肪率を演算する演算式は、所定の母集団中の被測定物に対して、断層画面の脂肪分布によって実測された脂肪率またはＤＥＸＡ法によって実測された脂肪率と、前記比重との相関に基づいて導出されるものである。

こうした統計分析によって演算式を導出しているため、その分、脂肪率演算値の精度が高められている。

なお、既知の容積を有して前記ガスの校正密度を取得するための基準体を備え、前記空気雰囲気中および前記ガス雰囲気中において前記重量測定手段により前記基準体の重量が測定されるものであっても良い。

より詳しくは、前記制御装置は、前記空気雰囲気における前記基準体の重量と前記ガス雰囲気における前記基準体の重量との重量差と、前記既知の容積とを用いて第二の演算式により前記ガスの校正密度を演算するものである。そして、前記制御装置は、前記校正密度を用いて前記第一の演算式により前記被測定物の脂肪率を演算できる。

これによって、温度や気圧等の周囲環境の変化の影響やガス充填容器の内部空間への空気混入状況に起因するＨｅガス密度の経時変化の影響を排除して、被測定物の測定時においてより正確なＨｅガス密度が得られる。

また、前記ガスは望ましくは、ヘリウムガスである。Ｈｅガスの密度は空気のそれよりも充分に小さい。このため、Ｈｅガス雰囲気における被測定物の測定重量は、空気雰囲気における被測定物の測定重量に対して重量差を充分に確保できる。このため、Ｈｅガスの使用により、測定精度の適切な維持が図れて好適である。

本発明によれば、被測定物（例えば、鮪等の魚）について空気雰囲気における測定重量と、空気と異なる密度のガス雰囲気における測定重量とを用いて所定の演算式により被測定物の脂肪率を精度良く求めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお便宜上、図中において、「左」と記した側を、被測定物１９（例えば、鮪等の魚）を脂肪測定装置１００に搬入する側とし、「右」と記した側を、被測定物１９を脂肪測定装置１００から搬出する側として実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る脂肪測定装置１００の正面図であり、図２は、本発明の実施の形態１に係る脂肪測定装置１００の側面図である。但し、図２は、脂肪測定装置１００の重量測定系の構成を説明する目的で図示したものであり、その重量測定系に直接関係しない装置の図示は省略している。

また図３は、この脂肪測定装置１００の制御システムのハードウェア構成を説明するブロック図である。

図１および図２において図示するように、脂肪測定装置１００のガス系統は、Ｈｅ（ヘリウム）ガスを内部空間２に充填した状態において開放面１ａ（壁部）を介して被測定物１９を内部空間２に搬入可能なガス充填容器１と、このガス充填容器１にホース３を介してＨｅガスを供給するＨｅガスボンベ５と、Ｈｅガスボンベ５からガス充填容器１に送るＨｅガス量を調整する流量調整用電磁バルブ４と、開放面１ａ近傍のガス充填容器１の側壁に埋め込まれ、内部空間２に充填されるＨｅガスの有無を検知するＨｅガス検知サンサ６と、によって構成されている。

すなわち、ガス充填容器１は、所定濃度以上のＨｅガスを充填することによりＨｅガス雰囲気に保たれかつ被測定物１９を収納する内部空間２を有する略矩形状の容器である。そして、ガス充填容器１の内部空間２を大気に連通して被測定物１９を搬入および搬出できる開口（例えば、図８に示すような長方形状の開口６２）を形成する開放面１ａを下向きにした状態で、ガス充填容器１は、被測定物１９よりも上方で適宜の固定手段（図示せず）により設置されている。

これにより、ＨｅガスをＨｅガスボンベ５からホース３を介してガス充填容器１の内部空間２に導くと、Ｈｅガスは空気よりも軽く（空気よりも密度が小さく）上方に拡散するため、Ｈｅガスが開口６２から大気中に漏れることを極力防いでその内部空間２にＨｅガスを適切に充填できる。しかも、開放面１ａの近傍に配置されたＨｅガス検知センサ６により内部空間２に充填されるＨｅガスの有無を検知すれば、ガス充填容器１の内部空間２のほぼ全域がＨｅガスにより満たされているか否かを確実に判定できる。もっとも、より効果的なガス漏れ防止の点から開口６２の間口は、被測定物１９の形状にあわせて必要最小限の面積にすることが望ましいと言える。

ここでは、空気との密度差の大きいＨｅガスの使用が好適であると判断したが、勿論、ガス充填容器１に充填して大気中に拡散し難いガスであれば、他のガスであっても構わない。

次に、脂肪測定装置１００の被測定物１９の搬送系は、被測定物１９をガス充填容器１の方向に搬入する搬入用ベルトコンベア３０と 被測定物１９を略水平方向に移動させながらガス充填容器１の略真下においてこれを静止させる複数の搬送ローラ７からなる計測用コンベア８（搬送手段）と、ガス充填容器１から被測定物１９を遠ざけるように搬出する搬出用ベルトコンベア４０と、これらのコンベア８、３０、４０の動作を制御するコンベア駆動装置１０と、計測用コンベア８を昇降するコンベア昇降装置１１と、被測定物１９の重量測定のタイミングを検知する被測定物１９の位置検出手段としての光電管９と、によって構成されている。

そして、搬入用および搬出用ベルトコンベア３０、４０はそれぞれ、搬送用ベルト３１、４１およびこれらの搬送用ベルト３１、４１を巻きつけた一対のローラ３２、４２（片方のローラは図示を省略）を有しており、ローラ３２、４２を駆動するコンベア駆動装置１０によって搬送用ベルト３１、４１を動かして被測定物１９を左から右に所定搬送速度で搬送している。

また、計測用コンベア８の各搬送ローラ７の一方端にはスプロケット（図示せず）が配置されており、このスプロケットの歯に嵌まるようにチェーン（図示せず）が巻き付けられて、このチェーンを介してコンベア駆動装置１０により各搬送ローラ７を回転させて、これにより計測用コンベア８は被測定物１９を所定の搬送速度で搬送できる。

また、搬入用ベルトコンベア３０に最も近接する搬送ローラ７ａの軸芯が適宜の支持部材（図示せず）にスイング動作可能に片持ち状に取り付けられ、これにより各搬送ローラ７をチェーンに巻き付けた状態において、計測用コンベア８は、コンベア昇降装置１１のシリンダロッドの先端で支えられながらその突出量に応じて支持軸を中心に所定範囲内をスイング移動できる。

より詳しくは、所定の搬送ローラ７（図１においては片持ち支持された搬送ローラ７ａに隣接する搬送ローラ）に当接したコンベア昇降装置１１のシリンダロッドの突出量を増減させて、被測定物１９を搬送ローラ７に載せてこれを搬送できる位置（図１の実線で図示した搬送ローラ７の位置）から被測定物１９に対し搬送ローラ７を退避させてこれを被測定物支持台１２に載せ替える位置（図１の一点鎖線で図示した搬送ローラ７の位置）にまで計測用コンベア８はスイング移動可能に構成されている。

このような計測用コンベア８のスイング動作によれば、計測用コンベア８により被測定物１９を搬送可能な状態から被測定物１９の搬送停止後、後述する重量測定装置１５（重量測定手段）により被測定物１９の重量測定可能な状態にスムーズに移行し得る。

次に、脂肪測定装置１００の被測定物１９の重量測定系は、被測定物１９の重量測定時にこれを支持する被測定物支持台１２と、被測定物１９と共に被測定物支持台１２を略垂直方向に昇降する被測定物昇降装置１３（被測定物移動手段）と、被測定物支持台１２および被測定物昇降装置１３を測定台１４に載せた状態において被測定物１９の重量を測定するロードセルからなる重量測定装置１５と、によって構成されている。

既に述べたように、被測定物１９を載せた複数の搬送ローラ７からなる計測用コンベア８がスイング移動することにより、計測用コンベア８が被測定物１９に対して退避する位置（図１中の一点鎖線により図示する計測用コンベア８の位置）に移動すれば、被測定物１９を被測定物支持台１２で支持可能になり、これにより被測定物１９の空気雰囲気中における重量を重量測定装置１５により測定できる。

より詳しくは、被測定物支持台１２は、被測定物昇降装置１３のシリンダロッドの先端に接合した略矩形状の基材部１２ａと、この基材部１２ａに接合する複数の短冊状平板１２ｂとにより構成されている。そして、短冊状平板１２ｂの一端面を基材部１２ａの主面に接合して各短冊状平板１２ｂを基材部１２ａに所定距離離して並べて固定した状態において、被測定物１９の搬送中には、短冊状平板１２ｂの他端面は、各搬送ローラ７の被測定物１９の搬送面よりも下方かつ所定の間隔を隔てて配置される各搬送ローラ７の間に位置する一方、被測定物１９の重量測定中には、その他端面は、計測用コンベア８のスイング動作により各搬送ローラ７が下方に移動することに起因して上記間隔から搬送面よりも上方に突出する。その結果、被測定物１９を搬送ローラ７から短冊状平板１２ｂの他端面に載せ替えることが可能になる。

また、図２に示すように、脂肪測定装置１００のＨｅガス密度の校正系は、既知の容積を有してＨｅガスの校正密度を得るための基準体１６と、この基準体１６を支持する基準体支持台１７と、基準体１６と共に基準体支持台１７を略垂直方向に昇降する基準体昇降装置１８から構成され、これにより空気雰囲気における基準体１６の重量とＨｅガス雰囲気における基準体１６の重量が上記の重量測定装置１５により測定される。

より詳しくは、基準体昇降装置１８のシリンダロッドの先端には基準体支持台１７の一端面が接合され、その他端面に基準体１６が支持され固定されている。

なおここでは、被測定物１９の重量測定と基準体１６の重量測定とを共に、重量測定装置１５により測定しているが、重量測定装置を共用せずに被測定物１９の重量と基準体１６の重量とを別々の装置により測定しても構わない。

こうして、後ほど説明するＨｅガス校正動作により、基準体１６の空気雰囲気における重量とＨｅガス雰囲気における重量との重量差および基準体１６の既知容積を用いてＨｅガスの正確な密度が導出される。

もっとも実際の測定においては、基準体１６および基準体支持台１７並びに基準体昇降装置１８は校正装置として互いに固定され、この校正装置および測定台１４並びに被測定物昇降装置１３並びに被測定物支持台１２の全重量を重量測定装置１５の風袋重量として被測定物１９の重量が測定される。よって、被測定物１９の測定開始前には、制御装置２１は、これらの風袋の重量をキャンセル（風袋引き）して重量測定装置１５の重量出力を零に調整している。

なお、既知の容積を持つ基準体１６を昇降する専用の部材および装置を設けているが、既知の容積を持つダミー用の被測定物を被測定物支持台１２および被測定物昇降装置１３を使って昇降させて、これによってＨｅガス密度を校正することも可能である。

また、脂肪測定装置１００の制御系のハードウェア構成としては、図１に示すように、制御装置２１の前面には、電源スイッチおよび脂肪測定装置１００の運転開始スイッチ並びに運転終了スイッチ等の各種スイッチ（図示せず）を配設した入力操作部２３と、入出力装置２５（図３参照）を介して制御装置２１から出力した脂肪率測定に関連する各種メッセージ（脂肪率の演算結果等）や入力操作部２３によって入力したデータを表示する表示部２２とが、取り付けられている。

制御装置２１は、例えばマイコンで構成され、図３に示すように、その内部は、脂肪率等の演算を実行する中央演算処理装置２６と、この中央演算処理装置２６に接続される記憶装置２７と、入出力装置２５と、によって構成されている。

そして、制御装置２１の入力センサとしてＨｅガス検知センサ６および光電管９並びに重量測定装置１５が入出力装置２５を介して制御装置２１（中央演算処理装置２６および記憶装置２７）に接続されると共に、制御装置２１の制御対象機器として電磁バルブ４およびコンベア駆動装置１０並びにコンベア昇降装置１１並びに被測定物昇降装置１３並びに基準体昇降装置１８が入出力装置２５を介して制御装置２１に接続されている。

ここで、被測定物１９として鮪等の魚１９を例にして、魚１９の重量測定動作およびその容積の演算動作並びにＨｅガス密度の校正動作を含む脂肪測定装置１００の動作について図１および図２並びに図３を参照して詳しく説明する。

最初に、魚１９の重量測定動作を述べる。

魚１９の頭部を前方にしてかつ魚１９の長手方向をその搬送方向に揃えて魚１９は搬入用ベルトコンベア３０に載せられ、搬入用ベルトコンベア３０および計測用コンベア８によりガス充填容器１の略真下まで略水平方向に搬送される。こうして、光電管９の位置に魚１９の頭部が達すると、この光電管９は制御装置２１に向けて検知信号を出力する一方、制御装置２１は光電管９の検知信号の出力に同期してコンベア駆動装置１０による搬送ローラ７の回転を止めて魚１９の搬送を停止する。

その後、コンベア昇降装置１１を作動して、計測用コンベア８のスイング動作により魚１９に対し搬送ローラ７を退避させて魚１９を被測定物支持台１２で支持して、被測定物支持台１２および被測定物昇降装置１３並びに測定台１４と共に魚１９の空気雰囲気における第一の重量値が重量測定装置１５により測定される。そして、重量測定装置１５は制御装置２１にこの第一の重量値を出力する一方、制御装置２１は、重量測定装置１５から出力された第一の重量値をＡ／Ｄ変換した後、これを記憶装置２７に記憶する。

続いて、被測定物昇降装置１３のシリンダロッドを伸ばすことによって魚１９を載せた短冊状平板１２ｂが各搬送ローラ７の間の所定の隙間を介してガス充填容器１の内部空間２に向かって上昇し、これにより魚１９は、ガス充填容器１の開放面１ａを通過してガス充填容器１の内部空間２の所定位置（図１および図２において魚１９を一点鎖線で図示した位置）にまで略垂直方向に移動し、Ｈｅガス雰囲気における魚１９の第二の重量値が同様に重量測定装置１５により測定される。そして、重量測定装置１５は制御装置２１に第二の重量値を出力する一方、制御装置２１は、重量測定装置１５から出力された第二の重量値をＡ／Ｄ変換した後、これを記憶装置２７に記憶する。

その後、Ｈｅガス雰囲気における魚１９の重量測定を終了した後、被測定物昇降装置１３のシリンダロッドを縮ませることにより、魚１９をガス充填容器１の内部空間２からその外部に搬出できて先ほど説明した空気雰囲気における測定位置まで魚１９は戻される。

そして、計測用コンベア８のスイング動作（搬送ローラ７の上昇動作）により魚１９を短冊状平板１２ｂから搬送ローラ７に載せ替えて、脂肪測定装置１００は、魚１９を略水平方向に、計測用コンベア８および搬出用ベルトコンベア４０をコンベア駆動装置１０により駆動させてガス充填容器１から遠ざけるようにして、魚１９を搬出する。

次に、魚１９の容積の演算動作を述べる。

重量測定装置１５により測定される魚１９の空気雰囲気における測定重量をＷａとし、魚１９のＨｅガス雰囲気における測定重量をＷｈとすると、これらの値は、気体の密度に比例する浮力を受けて、下記（１）および（２）式で表される。

Ｗａ＝ｍｇ−Ｖａ×ρａ・・・（１）
Ｗｈ＝ｍｇ−Ｖａ×ρｈ・・・（２）
ここで、ｍは魚１９の質量であり、ｇは重量加速度であり、Ｖａは魚１９の容積であり、ρａは空気（大気）の密度であり、ρｈはＨｅガスの密度である。

次に、（１）式および（２）式から魚１９の容積Ｖａを算出する容積演算式を導くと、下記（３）式が得られる。

Ｖａ＝（Ｗａ−Ｗｈ）／（ρｈ−ρａ）・・・（３）
ここで、空気の密度ρａとＨｅガスの密度ρｈは共に物理定数（温度２０℃および一気圧の環境において、ρａ＝１．２９３ｇ／ｌ、ρｈ＝０．１７９ｇ／ｌ）であり、これらの密度データと共に重量測定装置１５により測定された空気雰囲気における重量ＷａおよびＨｅガス雰囲気における重量Ｗｈを（３）式に代入して、魚１９の容積Ｖａが得られる。なお、魚１９の容積Ｖａを演算する容積演算式（（３）式）は予め記憶装置２７に記憶されている。

ここで、ガス充填容器１の内部に満たされたＨｅガス密度は、温度や気圧等の測定装置の周囲環境やガス充填容器１の内部空間２への空気混入状況に応じて変化する可能性があり、その結果、ρｈ＝０．１７９ｇ／ｌの数値をそのまま使うと、正確な魚１９の容積Ｖａが得られない場合がある。

以下に、温度や気圧等の周囲環境の変化やガス充填容器１の内部空間２への空気混入状況等に起因するＨｅガス密度の経時変化の影響を排除して、被測定物１９の測定時において正確なＨｅガス密度を算出できるＨｅガス密度の校正動作を説明する。

最初に、ガス充填容器１の開放面１ａから離れた空気雰囲気において基準体１６の重量が測定される（勿論、空気雰囲気における基準体１６の重量が風袋重量として制御装置２１によりキャンセルされているため、この重量測定を省いても構わない。）。その後、基準体昇降装置１８のシリンダロッドを伸ばして基準体１６を基準体支持台１７と共に上昇させてガス充填容器１の開放面１ａを通して、基準体１６をガス充填容器１の内部空間２の所定位置（図２において基準体１６を一点鎖線で図示した位置）にまで略垂直方向に移動させる。そして、Ｈｅガス雰囲気において基準体１６の重量が同様に重量測定装置１５により測定される。

こうして得られた空気雰囲気における測定重量とＨｅガス雰囲気における測定重量との重量差をΔＷｄとすると、このΔＷｄと、気体密度ρａ、ρｈおよび既知容積Ｖｄとの関係は、下記（４）式で表され、この（４）式からＨｅガス密度ρｈを算出する式を導くと、下記（５）式が得られる。なお、下記のＨｅガス密度ρｈの校正演算式（（５）式）も予め記憶装置２７に記憶されている。

ΔＷｄ＝（ρｈ−ρａ）×Ｖｄ・・・（４）
ρｈ＝ΔＷｄ／Ｖｄ＋ρａ・・・（５）
ここで、ρａは空気の密度であり、Ｖｄは基準体１６の容積であり、いずれも既知のデータである。こうして、既知の容積Ｖｄを有する基準体１６を使って、Ｈｅガス密度を演算でき、このようにして校正したＨｅガス密度を使って上記（３）式から周囲の環境変化等を考慮した魚１９の正確な容積Ｖａが得られる。

次に、魚１９の容積Ｖａおよび空気雰囲気における重量Ｗａを用いて制御装置２１によって魚１９の脂肪率を演算する動作を述べる。

魚１９の容積Ｖａと重量Ｗａとを用いて比重を演算する比重演算式および魚１９の比重を用いて脂肪率を演算する脂肪率演算式は、予め記憶装置２７に記憶されている。

まず、魚１９の脂肪率を演算する基礎データとして、魚１９の容積Ｖａと重量Ｗａとを用いて下記（６）式（比重演算式）から魚１９の比重が中央演算処理装置２６によって演算され、演算された比重が記憶装置２７に記憶される。

ＢＤ＝Ｗａ／Ｖａ・・・（６）
ここで、（６）式において、ＢＤは魚１９の比重を表し、Ｗａはその空気雰囲気における重量を表し、Ｖａはその容積を表している。

そして、（６）式により得られた魚１９の比重ＢＤを用いて下記（７）式（脂肪率演算式）から魚１９の脂肪率が中央演算処理装置２６によって演算され、演算された脂肪率が記憶装置２７に記憶される。

ＦＡＴ（％）＝（（Ｋ／ＢＤ）−１）×１００・・・（７）
ここで、（７）式において、ＦＡＴ（％）は魚１９の脂肪率を表し、Ｋは比重ＢＤから脂肪率ＦＡＴを求める際に用いる特定の定数を表している。

なお、上記の定数Ｋについては、不特定多数の同種の魚から標本として所定の母集団を抽出して、この母集団中の魚に対して、例えばＸ線ＣＴ装置により断層撮影される大型魚の断層画面の脂肪分布によって実測される魚の脂肪率またはＤＥＸＡ法によって実測される魚の脂肪率と、容積Ｖａおよび重量Ｗａを用いて（６）式から演算された比重ＢＤとの相関関係を統計処理することによって求めることができる。なおこの定数Ｋは、予め記憶装置２７に記憶されている
こうした統計分析によって定数Ｋを算出しているため、その分、脂肪率演算値の精度が高められている。

以上に説明したように、実施の形態１に係る脂肪測定装置１００によれば、魚１９の空気雰囲気における魚１９の重量と、空気と密度の異なるガス雰囲気における魚１９の重量との重量差を用いて魚１９の正確な容積が求まり、その結果、魚１９の脂肪率を簡易かつ正確に演算することができる。よって、魚１９の品質評価の指標として重要な魚１９の全体の脂肪率を数値データとして精度良く得ることができる。

特に、Ｈｅガスの密度は空気のそれよりも充分に小さいため、Ｈｅガス雰囲気における魚１９の測定重量は、空気雰囲気における魚１９の測定重量に対して重量差を充分に確保できる。このため、Ｈｅガスの使用により、測定精度の適切な維持が図れて好適である。加えて、Ｈｅガスは空気よりも充分に軽く、魚１９のガス充填容器１への開口（開放面１ａ）を下方にしてＨｅガスをガス充填容器１の内部空間２に導けば、Ｈｅガスが外部（大気）に漏れることを極力防止できる。

更に、既知の容積を持つ基準体１６を使って空気雰囲気における基準体１６の重量とＨｅガス雰囲気における基準体１６の重量との重量差からＨｅガス密度を校正できるため、温度や気圧等の測定装置の周囲環境に依存するＨｅガス密度の変化に対してこれを相殺でき、魚１９の正確な容積演算に基づいて魚１９の脂肪率演算を行い得る。

以下、脂肪測定装置１００の脂肪率測定モードの動作例につき図４を参照して説明する。

図４は、この脂肪測定装置１００の脂肪率測定モードの主要な動作の一例を示したフローチャート図である。

最初に、脂肪測定装置１００の入力操作部２３の電源スイッチをオンすると（Ｓ４０１）、記憶装置２７から中央演算処理装置２６に脂肪率演算プログラムが読み込まれて、このプログラムが以下の処理をセンサや記憶装置等を制御しながら実行することになる。

そして、制御装置２１は、表示部２２において設定データの入力を要求し、この要求に従って必要な設定データ（例えば、基準体１６の容積Ｖｄ、空気密度ρａおよびＨｅガス密度ρｈ等）が入力操作部２３により入力されると、この設定データは入出力装置２５を介して記憶装置２７に伝送され記憶される（Ｓ４０２）。

次に、入力操作部２３の運転開始スイッチが押されると、被測定物１９（ここでは、魚１９を例に説明する。）の脂肪率測定を開始することができる（Ｓ４０３）。

ここで、制御装置２１が、Ｈｅガス密度を校正するか否かを、表示部２２を介して照会し（Ｓ４０４）、仮に入力操作部２３を介して「ＮＯ」に相当するスイッチが押されれば、制御装置２１は、Ｈｅガス密度の校正を行わないと判断して、コンベア駆動装置１０の駆動を開始し、搬入用ベルトコンベア３０から計測用コンベア８に魚１９は搬送される（Ｓ４０５）。

この時、制御装置２１は、計測用コンベア８に載せられた魚１９の搬送方向の先端を光電管９によって検出したか否かを監視しており、その先端が光電管９により検知されない期間中（Ｓ４０６において「ＮＯ」）には、計測用コンベア８によって魚１９の搬送を継続して、その先端が光電管９により検知された時点（Ｓ４０６において「ＹＥＳ」）で、コンベア駆動装置１０（計測用コンベア８）の作動を停止して魚１９の搬送を止める（Ｓ４０７）。

その後、制御装置２１は、コンベア昇降装置１１を作動して計測用コンベア８をスイング移動して下降させ（Ｓ４０８）、これにより計測用コンベア８に載っていた魚１９を被測定物支持台１２に載せ替えることができる。

この状態で、空気雰囲気における魚１９の重量が重量測定装置１５により測定され、その測定重量が記憶装置２７に伝送され記憶される（Ｓ４０９）。

続いて、制御装置２１は、被測定物昇降装置１３を作動して魚１９を被測定物支持台１２と共に上昇して、ガス充填容器１の内部空間２に魚１９を搬入する（Ｓ４１０）。

この状態で、Ｈｅガス雰囲気における魚１９の重量が重量測定装置１５により測定され、その測定重量が記憶装置２７に伝送され記憶される（Ｓ４１１）。

ここで制御装置２１は、Ｓ４０９およびＳ４１１で得られた測定重量と、空気およびＨｅガスの密度と、容積演算式（（３）式）とを記憶装置２７から読み出して、これらの数値データを用いて容積演算式から魚１９の容積を演算し、この演算結果を記憶装置２７に記憶する。同時に、制御装置２１は、比重演算式（（６）式）を記憶装置２７から読み出して、演算した容積とＳ４０９で得られた測定重量とを用いて比重演算式から魚１９の比重を演算し、この演算結果を記憶装置２７に記憶する。併せて制御装置２１は、脂肪率演算式（（７）式）とその定数Ｋを記憶装置２７から読み出して、演算した比重と定数Ｋを用いて脂肪率演算式から魚１９の脂肪率を演算し、この演算結果を記憶装置２７に記憶する（Ｓ４１２）。

続いて、制御装置２１は、演算した魚１９の脂肪率を表示部２２に表示する（Ｓ４１３）。

その後、制御装置２１は、被測定物昇降装置１３を作動して魚１９を被測定物支持台１２と共に下降させ（Ｓ４１４）、ガス充填容器１の内部空間２から魚１９を搬出し、空気雰囲気において魚１９の重量を測定した位置まで魚１９を戻す。

次に、制御装置２１は、コンベア昇降装置１１を作動して計測用コンベア８をスイング移動して上昇させ（Ｓ４１５）、これにより被測定物支持台１２に載っていた魚１９を計測用コンベア８に載せ替えることができる。

そして、制御装置２１は、コンベア駆動装置１０の作動を再開させて（Ｓ４１６）、計測用コンベア８から搬出用ベルトコンベア４０に向けて魚１９を搬出させた後、制御装置２１は、連続的に魚１９の脂肪率測定を行うため、Ｓ４０４において再び、ガス密度校正の要否を、表示部２２を介して照会する。

ここで、仮に入力操作部２３を介して「ＹＥＳ」に相当するスイッチが押されれば、制御装置２１は、Ｈｅガス密度の校正を行うもの判断して、基準体昇降装置１８の作動を開始し、基準体１６を基準体支持台１７と共に上昇させ（Ｓ４１７）、ガス充填容器１の内部空間２に基準体１６を搬入する。

この状態で、Ｈｅガス雰囲気における基準体１６の重量が重量測定装置１５により測定され、その測定重量が記憶装置２７に伝送され記憶される（Ｓ４１８）。

なおここでは、基準体１６が基準体支持台１７に固定されており、空気雰囲気中の基準体１６の重量は、重量測定装置１５の風袋として初期設定により零にキャンセルされているため、空気雰囲気中の基準体１６の重量測定ステップは省かれている。しかしこのような実施形態に代えて、基準体１６を別に用意しておき、Ｈｅガス密度の校正時毎に、基準体１６を基準体支持台１７に載せて、これの空気雰囲気中の重量を測定するというステップを付加しても良い。こうすれば基準体１６の重量相当分、重量測定装置１５の風袋重量を減量できる。

ここで、制御装置２１は、Ｓ４１８で得られた測定重量と、空気の密度と、基準体１６の容積と、校正演算式（（５）式）とを記憶装置２７から読み出して、これらの数値データを用いて校正演算式からＨｅガス密度を演算し、既に記憶装置２７において記憶済みのＨｅガス密度をここでの演算結果から得られたＨｅガス密度に書き換えて、Ｈｅガス密度を更新する（Ｓ４１９）。

その後、制御装置２１は、基準体昇降装置１８を作動して基準体１６を基準体支持台１７と共に下降させ（Ｓ４２０）、この基準体１６が校正動作前の状態に戻される。

これに続いて、Ｓ４０５〜Ｓ４０６で説明した一連の魚１９の脂肪率測定動作が実行される。

なお、個々の魚１９に対して逐一、Ｓ４０４で示した校正要否の確認操作を行うことが煩わしい場合には、Ｓ４０４のような照会動作を省略して、状況に応じてこのような校正動作を行うように制御装置２１に対し入力操作部２３を介して指示することも可能である。例えば、脂肪測定装置１００の電源オン時または電源オン時から所定の時間経過毎或いは所定の重量測定回数毎に、制御装置２１が、Ｈｅガス密度の校正を行うように制御しても良い。

または、Ｈｅガスをガス充填容器１に補充するよう電磁バルブ４に対して制御信号が出力される毎に、制御装置２１が、Ｈｅガス密度の校正を行うように制御しても構わない。

次に、脂肪測定装置１００の構成および測定動作に関する変形例を説明する。

〔変形例１〕
Ｈｅガス雰囲気において魚１９および基準体１６の重量を測定する際に、魚１９に接触する短冊状平板１２ｂの他端部や基準体１６に接触する基準体支持台１７の他端部を、魚１９や基準体１６と共にＨｅガス雰囲気に深く進入させると、これらの他端部のＨｅガス雰囲気への進入部分において空気との浮力誤差を生じせしめて、これによって魚１９の容積演算の精度を劣化させる可能性がある。

そこで、このような浮力誤差を低減するには、短冊状平板１２ｂおよび基準体支持台１７のＨｅガス雰囲気への進入部分の容積を可能な限り小さくする必要がある。例えば、短冊状平板１２ｂの厚みを薄くした構成や基準体支持台１７の幅を縮めて細い棒状とした構成を採用することが考えられる。

もっとも、短冊状平板１２ｂの厚みを薄くすることに起因して魚１９を載せる際にその表面を損傷させ易くなるという不具合や、短冊状平板１２ｂおよび基準体支持台１７の容積を低減することに起因して短冊状平板１２ｂおよび基準体支持台１７の強度を弱めるという懸念があり得る。このため、短冊状平板１２ｂの他端部を折り曲げて、魚１９との接触部分のみを広げた面状にし、魚１９との接触面圧を低下して魚１９の表面を損傷させ難くする方が望ましい。また、短冊状平板１２ｂや基準体支持台１７のＨｅガス雰囲気への進入部分のみに上記のような構成（薄板化や棒状形状）を施して、短冊状平板１２ｂおよび基準体支持台１７の剛性を可能な限り低下させないことが好ましい。

勿論、魚１９や基準体支持台１７のＨｅガス雰囲気への進入部分が少なくなるように、これらの昇降装置１３、１８のストローク長を調整することも浮力誤差低減の観点からは重要であるが、これらの進入部分が少なすぎると、魚１９および基準体１６は、Ｈｅガスの濃度不安定な領域（開口６２の近傍）に近くなって、むしろ魚１９の容積演算の精度を劣化することにもなりかねない。

〔変形例２〕
魚１９の内臓等の空間には空気が充填されており、この状態でＨｅガス雰囲気において魚１９の重量が測定されてその容積が演算されると、これは厳密には正確な容積とは言えず、この空間の空気量に応じて魚１９の容積を補正する必要がある。

もっとも、脂肪測定装置１００によって脂肪率測定中の個々の魚１９に対してその空間の空気量を測定することは困難である。このため、不特定多数の同種の魚から標本として所定の母集団を抽出して、例えば、Ｘ線ＣＴ撮影によって測定された平均データから魚の総容積に対する空気量の容積比率を求めて、予めこの容積比率を記憶装置２７に記憶し、この容積比率を用いて魚１９の容積の補正を行うことができる。

こうして、魚１９の内臓等の空間に充填された空気量に応じて測定容積を補正することを可能にして、魚１９の脂肪率演算の精度を向上できる。

〔変形例３〕
ここまで、魚１９の脂肪率を制御装置２１によって演算する例を示したが、この脂肪率に基づいて魚１９の総脂肪量も算出できる。すなわち、魚１９に含有する総脂肪量を演算する式（（魚１９の脂肪率）×（魚１９の空気雰囲気における重量））が予め記憶装置２７に記憶されており、制御装置２１が、魚１９の脂肪率と重量とを用いて総脂肪量の演算式により魚１９の総脂肪量を演算し、この総脂肪量を表示部２２において表示するような処理ステップを追加しても良い。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る脂肪測定装置１００の正面図であり、図６は、本発明の実施の形態２に係る脂肪測定装置１００の側面図である。

なお、脂肪測定装置１００のガス系統および搬送系並びにＨｅガス密度の校正系並びに制御系は、実施の形態１と同じであるため、これらの説明は省略する。

実施の形態１では重量測定装置１５の測定台１４に被測定物昇降装置１３を載せるという構成を採用していたのに対して（図１および図２参照）、実施の形態２に係る脂肪測定装置１００の重量測定系においては、被測定物昇降装置１３を重量測定装置１５の下方に配置している。また、被測定物昇降装置１３によって重量測定装置１５を安定に支えるため、被測定物昇降装置１３の下端にベース板２４ａが設置され、その上端に重量測定装置支持台２４ｂが設置されている。更に、被測定物支持台１２のうち、基材部１２ｂを取り除いて、複数の短冊状平板１２ｂの一端面を直接、測定台１４の主面に接合して並べて配置している。

こうして、被測定物昇降装置１３を重量測定装置１５の下方に配置できるため、被測定物昇降装置１３の重量相当分、重量測定装置１５の風袋重量の減量が図れる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る脂肪測定装置１００の正面図である。

本実施の形態３においては、被測定物昇降装置１３により被測定物１９を昇降するという形態（実施の形態１）を止めて、容器昇降装置５３（容器移動手段）によりガス充填容器１を昇降するという形態を採用している。

なおここでは、脂肪測定装置１００のガス系統およびＨｅガス校正系は、実施の形態１と同じため、これらに関連する図示およびその説明は省略する。

図７によれば、脂肪測定装置１００の被測定物１９の搬送系は、被測定物１９を左方向から右方向にガス充填容器１に近づけるように被測定物１９を搬入する搬入用ベルトコンベア３０と、ガス充填容器１の略真下に配置されかつ重量測定装置１５により被測定物１９の重量を測定できるように被測定物１９を搬送する計測用ベルトコンベア５０（搬送手段）と、重量測定後の被測定物１９をガス充填容器１から遠ざけるように被測定物１９を右方向に搬出する搬出用ベルトコンベア４０と、によって構成されている。そして、これらのベルトコンベア３０、４０、５０はそれぞれ、搬送用ベルト３１、４１、５１と、これらの搬送用ベルト３１、４１、５１を巻きつけた一対のローラ３２、４２、５２（ローラの一部は図示を省略）を有しており、ローラ３２、４２、５２に接続されるコンベア駆動装置１０によって搬送用ベルト３１、４１、５１を動かして被測定物１９を左から右に所定の搬送速度で搬送している。

また、脂肪測定装置１００の重量測定系は、計測用ベルトコンベア５０に被測定物１９を載せた状態の重量を重量信号として出力するロードセルからなる重量測定装置１５（重量測定手段）を有している。そして、計測用ベルトコンベア５０の側面に取り付けられたブラケット（図示せず）とこのブラケットに連結する支持部材（図示せず）を介して計測用ベルトコンベア５０と重量測定装置１５は接続され、計測用ベルトコンベア５０の重量を付加した状態の被測定物１９の重量を重量測定装置１５により測定できる。

また、脂肪測定装置１００の容器昇降系は、ガス充填容器１の上方に配置された容器昇降装置５３と、この容器昇降装置５３を支持する容器昇降装置支持部５４と、によって構成されている。そして、容器昇降装置５３のシリンダロッドの先端は、ガス充填容器１の上壁に適宜の手段により固定されている。

なお実施の形態１と同様に、制御装置２１が、重量測定装置１５および光電管９並びにＨｅガス検知センサ６等の出力信号を受け取って、これらの信号に基づいてコンベア駆動装置および容器昇降装置５３並びにＨｅガス供給用の電磁バルブ（図示せず）を適切に制御している。

次に、被測定物１９として鮪等の魚１９を例にして、脂肪測定装置１００の動作につき図７を参照して説明する。なお、実施の形態１と共通する動作の説明は省略する。

魚１９の頭部を前方にしてかつ魚１９の長手方向をその搬送方向に揃えて魚１９は搬入用ベルトコンベア３０に載せられ、搬入用ベルトコンベア３０および計測用ベルトコンベア５０によりガス充填容器１の略真下まで魚１９は略水平方向に搬送される。

こうして光電管９の位置に魚１９の頭部が達すると、この光電管９は制御装置に向けて検知信号を出力する一方、制御装置は光電管９の検知信号の出力に同期してコンベア駆動装置１０で駆動される計測用ベルトコンベア５０による魚１９の搬送動作を停止する。

その後、計測用ベルトコンベア５０に魚１９を載せた状態において空気雰囲気中の魚１９の第一の重量値が重量測定装置１５により測定され、重量測定装置１５は、制御装置２１にこの第一の重量値を出力する一方、制御装置２１は、重量測定装置１５から出力された第一の重量値をＡ／Ｄ変換した後、これを記憶装置２７に記憶する。

続いて、制御装置２１は、容器昇降装置５３を作動してガス充填容器１を魚１９に向かって略垂直方向に下降して、これにより開口６２を有する開放面１ａを通過した魚１９が、Ｈｅガスの満たされた内部空間２に導かれる。この状態で、Ｈｅガス雰囲気における魚１９の第二の重量値が重量測定装置１５により測定され、重量測定装置１５は、制御装置２１にこの第二の重量値を出力する一方、制御装置２１は、重量測定装置１５から出力された第二の重量値をＡ／Ｄ変換した後、これを記憶装置２７に記憶する。

このような実施の形態３によれば、被測定物１９を静止した状態でそれの空気雰囲気中およびＨｅガス雰囲気中の重量を測定することが可能になり、被測定物１９の搬送系および重量測定系の構造を簡素化することができる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４に係るガス充填容器の構成を説明する斜視図である。

実施の形態４において、ガス充填容器１の構成以外は、実施の形態１の構成と同じであるため、実施の形態１と共通する説明は省略する。

ガス充填容器１は、所定量のＨｅガスの充填を可能しかつ被測定物１９を収納できる内部空間２を有する略矩形状の容器であり、その内部空間２を大気に開放し、被測定物１９の内部空間２への搬入および搬出用の略長方形状の開口６２を形成した開放面１ａ（壁部）を下向きにしてガス充填容器１は、脂肪測定装置１００に配置される（図８は、ガス充填容器１を開放面１ａの側から図示している。）。

ここで、ガス充填容器１の開放面１ａには一対の矩形状のシャッター部材６０、６１（開閉部材）が取り付けられ、これらのシャッター部材６０、６１を閉じることで開口６２のほぼ全面を覆い隠せる。すなわち、これらのシャッター部材６０、６１を開放面１ａに沿ってスライド移動することにより開口６２は開閉される。このようなシャッター部材６０、６１を使用することにより、被測定物１９をガス充填容器１の内部空間２に搬入または搬出する場合にのみ、シャッター部材６０、６１により開口６２を開けて、それ以外は、シャッター部材６０、６１により開口６２を閉めてガス充填容器１の内部空間２を密閉状態にでき、ガス充填容器１の内部空間２に満たされたＨｅガスの大気中への漏洩をより効果的に抑止できる。

本発明に係る脂肪測定装置によれば、被測定物の脂肪率の演算精度の向上を図れて、例えば、鮪等の大型魚の品質評価測定機器として有用である。

本発明の実施の形態１に係る脂肪測定装置の正面図である。 本発明の実施の形態１に係る脂肪測定装置の側面図である。 本発明の実施の形態１に係る脂肪測定装置の制御システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る脂肪測定装置の脂肪率測定モードの主要な動作の一例を示したフローチャート図である。 本発明の実施の形態２に係る脂肪測定装置の正面図である。 本発明の実施の形態２に係る脂肪測定装置の側面図である。 本発明の実施の形態３に係る脂肪測定装置の正面図である。 本発明の実施の形態４に係るガス充填容器の構成を説明する斜視図である。

符号の説明

１ ガス充填容器
１ａ 開放面
２ 内部空間
３ ホース
４ 電磁バルブ
５ Ｈｅガスボンベ
６ Ｈｅガス検知センサ
７ 搬送ローラ
８ 計測用コンベア
９ 光電管
１０ コンベア駆動装置
１１ コンベア昇降装置
１２ 被測定物支持台
１２ａ 基材部
１２ｂ 短冊状平板
１３ 被測定物昇降装置
１４ 測定台
１５ 重量測定装置
１６ 基準体
１７ 基準体支持台
１８ 基準体昇降装置
２１ 制御装置
２２ 表示部
２３ 入力操作部
２４ａ ベース板
２４ｂ 重量測定装置支持台
２５ 入出力装置
２６ 中央演算処理装置
２７ 記憶装置
３０ 搬入用ベルトコンベア
３１、４１、５１ 搬送用ベルト
３２、４２、５２ ローラ
４０ 搬出用ベルトコンベア
５０ 計測用ベルトコンベア
６０、６１ シャッター部材
６２ 開口
１００ 脂肪測定装置

Claims (13)

1. 被測定物の重量を測定する重量測定手段と、空気と密度の異なるガスの雰囲気に保たれた内部空間を有する容器と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記空気の雰囲気において前記重量測定手段により測定される前記被測定物の第一の重量値と前記ガス雰囲気において前記重量測定手段により測定される前記被測定物の第二の重量値とを用いて第一の演算式により前記被測定物の脂肪率を演算する脂肪測定装置。
2. 前記内部空間にまで前記被測定物を移動する被測定物移動手段を備えた請求項１記載の脂肪測定装置。
3. 前記被測定物を略水平方向に搬送する搬送手段を備え、前記搬送手段により前記容器の略真下に前記被測定物を搬送した後、前記被測定物移動手段により前記被測定物を略垂直方向に移動する請求項２記載の脂肪測定装置。
4. 前記被測定物が前記内部空間に納まるように前記容器を移動する容器移動手段を備えた請求項１記載の脂肪測定装置。
5. 前記被測定物を略水平方向に搬送する搬送手段を備え、前記搬送手段により前記容器の略真下に前記被測定物を搬送した後、前記容器移動手段により前記容器を略垂直方向に移動する請求項４記載の脂肪測定装置。
6. 前記容器の壁部に前記被測定物を前記内部空間に導くための開口が形成され、前記開口のほぼ全域を開閉部材で覆うことにより前記内部空間が密閉される請求項１記載の脂肪測定装置。
7. 前記第一の演算式は、前記第一の重量値と前記第二の重量値との重量差を、前記空気の密度と前記ガスの密度との密度差で除して前記被測定物の容積を演算する演算式と、前記容積を前記第一の重量値で除して前記被測定物の比重を演算する演算式と、前記比重を用いて前記被測定物の脂肪率を演算する演算式とを含む請求項１乃至６の何れかに記載の脂肪測定装置。
8. 前記脂肪率を演算する演算式は、所定の母集団中の被測定物に対して、断層画面の脂肪分布よって実測された脂肪率またはＤＥＸＡ法によって実測された脂肪率と、前記比重との相関に基づいて導出される請求項７記載の脂肪測定装置。
9. 既知の容積を有して前記ガスの校正密度を取得するための基準体を備え、前記空気雰囲気および前記ガス雰囲気において前記重量測定手段により前記基準体の重量が測定される請求項１記載の脂肪測定装置。
10. 前記制御装置は、前記空気雰囲気における前記基準体の重量と前記ガス雰囲気における前記基準体の重量との重量差と、前記既知の容積とを用いて第二の演算式により前記ガスの校正密度を演算する請求項９記載の脂肪測定装置。
11. 前記制御装置は、前記ガスの校正密度を用いて前記第一の演算式により前記被測定物の脂肪率を演算する請求項１０記載の脂肪測定装置。
12. 前記ガスは、ヘリウムガスである請求項１乃至１１の何れかに記載の脂肪測定装置。
13. 前記被測定物は、魚である請求項１乃至１２の何れかに記載の脂肪測定装置。

Images