JP2006292705A

JP2006292705A - 青果物の非破壊品質測定法

Info

Publication number: JP2006292705A
Application number: JP2005136583A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Tanabe; 克彦田邊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】表皮の厚い青果物の糖度や酸度を高い精度で計測したい場合、従来は青果物を暗室等に入れ外光を遮断して測定している。そのため、機動性を重視した携帯型の測定器では暗室を設けると機動性を阻害するため、暗室無しでも測定可能な反射光のみを測定して糖度や酸度を求める方式を採用している。しかし、この方法で測定できるのは表皮の薄い青果物に限られる。
【解決手段】本発明は赤外線に振幅変調をかけ、受光時にはその変調信号成分のみをバンドパスフィルターで取り出して、振幅値を計測することにより、青果物による反射や吸収量を知ることができる。また、バンドパスフィルターによって、信号光以外の外光を遮断または減衰できるので、暗室がなくとも透過方式を用いて表皮の厚い青果物を計測できる。
【選択図】図１

Description

本発明は野菜や果物等の青果物の糖度や酸度や水分含有量などの品質を非破壊で測定する方法に関する。

青果物内の糖度や酸度や水分含有量は青果物の商品価値に大きな影響を与える。

古くは熟練者による目視により計測していたが、客観的な安定的な方法とは言い難く品質を評価する方法としては不十分であった。

近年は非破壊検査方法として青果物に含まれている糖や酸が赤外線の特定波長を吸収する特徴に注目し、赤外線を青果物に照射して、その反射波や透過波の線量を計測することにより、青果物の糖度や酸度を測定する方法が一般的になっている。例えば特許文献１はマンゴスチンに近赤外線を照射し、反射波または透過波を測定してマンゴスチンの糖度を求める方法を開示している。

しかし、従来の方法では受光部で太陽光のような測定用光源以外の外光をも受光してしまうので、反射光や透過光のみを確実に受光する為には、測定対象物を暗室等に入れ、外光を遮蔽する必要があった。上記のマンゴスチンの測定方法でも測定対象物を暗室に入れている。

特に表皮の厚い青果物の場合、その透過光は微弱であり、高い精度で糖度等を測定するには、外光の遮蔽を念入りに行い、光源も強力にする必要があった。

その為、小型であることが重要な携帯型の非破壊方式の糖度測定器は、遮光が困難なので、外光の影響を受けにくい反射光のみで測定している。

しかし、反射光測定方式は青果物の表面近くの状況は把握可能だが、内部の深い部位の状況を捕らえるのは困難なことが既に知られており、よって、反射光測定方式はもものような表皮の薄い青果物の測定において実用になる。
特開２０００−２８５２４号広報

以上に述べたように、従来の測定法では外光の影響を避ける為、受光部に外光が入らないようにする遮光装置が必要だった。

また、小型化を図る為、遮光装置を取り付けるのが困難な携帯型の測定器では、反射波を測定する方式に限られるので、メロンのような表皮の厚い青果物は測定ができなかった。

本発明は青果物を外光の影響を受けることなく、高精度に測定しうる赤外線を利用した非破壊測定方法を提案する事にあり、更には外光の遮蔽が不要な為、小型で機動性に優れ、青果物をつみ取らずに生かしたままでも短時間で測定が可能な方法を提供する事にある。

本発明は数キロ〜数百キロヘルツの変調信号で振幅変調をかけた赤外光を測定対象の青果物に照射し、その反射波や透過波を受光素子で光電変換した後、バンドパスフィルターで変調信号の周波数のみを減衰させずに通過させ、照射光の振幅と比較する事により青果物の透過率や反射率を割り出す。

このように、振幅変調方式は信号成分を外光から容易に分離して計測できるので、微小な線量でも測定が可能な事を特徴とする。

本発明の測定方法は、受光部で光電変換された電気信号から青果を透過または反射した照射光の成分のみを高いＳ／Ｎ比で検出できる為、外乱光や迷光の影響を考慮する必要がなく、従来の透過方式では必要とした青果物を入れる暗室等が不要である。

よって、本発明の測定方法で青果物の透過光を測定すれば、必要なＳ／Ｎ比を確保する為に反射光のみの検出にとどまっていた従来の携帯型糖度計や酸度計では測定ができなかったメロンのような表皮の厚い青果でも高精度で計測が可能である。

また、複数の光源を用いる場合は、それぞれの光源に対して異なる周波数で変調をかければ、受光部が一つでも、光電変換された信号をそれぞれの変調周波数に対応したバンドパスフィルターを通過させる事により、周波数成分ごとの入射光量を知ることができるので、異なる波長の赤外光や青果物の色々な部位を、同時に照射する事ができる為、高精度の測定を短時間に実施できる。

以下、本発明の形態を図１に基づいて説明する。

クロック信号発生器１で一種類または複数種類の周波数の変調信号を発生させる。

振幅変調器２は、この変調信号を用いて光源３の搬送波に相当する赤外光に振幅変調すをかける。

ここで、光源３のうち、少なくとも一つの光源は青果物に含まれている糖や酸により吸収されることが良く知られている波長を狭い周波数帯域で発光する。

この光源としては赤外発光ダイオードが適しているが、ハロゲンランプ等の広帯域の波長を発生させる光源においては特定の波長のみを透過させる光学フィルターを光源の前面に設置して周波数帯域帯域幅を狭くする。

振幅変調器２は光源が赤外発光ダイオードの場合は、このダイオードに正弦波形の電流を流して振幅変調をかける。

また、ハロゲンランプ等の電流値の変化に対するランプ輝度の応答が遅い光源に対しては、液晶シャッターを光源の前面に置いて、これを振幅変調器２とし、この液晶シャッターに正弦波形の電圧を加えて光学的に変調をかける。

光源３より送出された赤外光はその一部が青果物４で反射や吸収された後、受光部５に入射する。

受光部５で光電変換された受光信号を増幅器６で十分に増幅させた後、バンドパスフィルター７を通過させて変調器２で変調した周波数成分のみを取り出す。

外乱光成分はこのバンドパスフィルター７で排除される。

バンドパスフィルター７を通過した受光信号はアナログ／デジタルコンバータ８でデジタル信号に変換され、演算器９に入力される。

演算器９は糖度や酸度が既知の試料を測定した時のデータをメモリー１０から呼び出し、先ほど入力された青果物４のデータと照合する。

メモリー１０には同一の試料を本発明品で測定した時の実測値と研究用に市販されている精密級の分光分析器で測定した時の実測値との相関関係式を作り、事前に入力しておく。

演算器９はデータの照合結果により数種類ある相関関係式の中から適切な相関関係式を呼び出し、入力されたデータをこの相関関係式を用いて演算する。

演算器９での演算結果は表示部１１に送られ、測定結果を表示する。

本発明の基本構成図である。

符号の説明

１クロック信号発生器
２振幅変調器
３赤外線光源
４測定対象青果物
５受光部
６増幅器
７バンドパスフィルター
８アナログ・デジタルコンバータ
９演算器
１０受光部
１１表示部

Claims

青果物に振幅変調をかけた赤外線を照射し、その反射波または透過波またはその両者を光電変換素子で受光し、赤外線の特定波長の減衰率を計測する事によって当該青果物の品質を測定することを特徴とする品質測定法。
受光素子で受信した赤外線を検波し、当該変調信号周波数のみを通過させるバンドパスフィルターに検波された信号を通すことにより、太陽光や蛍光灯等から発せられる雑音成分を除去することを特徴とする青果物の品質測定法。
請求項１と請求項２を同時に用いることにより、測定対象の青果を外光を遮蔽する暗室等に入れなくて測定できることを特徴とする青果物の品質測定法。