JP3209110B2 - 青果物の選果方法および装置 - Google Patents
青果物の選果方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、最適収穫時期や収
穫後の賞味期間を決定するための青果物の熟度を測定
し、消費者や生産者に高い付加価値を提供するための青
果物の選果方法および選果装置に関する。
穫後の賞味期間を決定するための青果物の熟度を測定
し、消費者や生産者に高い付加価値を提供するための青
果物の選果方法および選果装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に青果物は、成長、成熟に伴う細胞
壁および細胞内物質の物性変化により軟らかくなってい
く。そこで、青果物の粘性率と弾性率の変化を測定すれ
ば、熟度を判定することができる。従来、青果物の熟度
指標として、硬さ、すなわち弾性率が主に議論され、粘
性の影響は議論されていない。
壁および細胞内物質の物性変化により軟らかくなってい
く。そこで、青果物の粘性率と弾性率の変化を測定すれ
ば、熟度を判定することができる。従来、青果物の熟度
指標として、硬さ、すなわち弾性率が主に議論され、粘
性の影響は議論されていない。
【０００３】従来、青果物の振動を利用した硬度測定法
は、特開平７−２７６８９号や打音を用いた特公平６−
３５９６２号に記載されたものが知られている。これら
の方法は、加振器あるいはハンマーで青果物に振動を与
え、青果物の局所振動をマイクや振動計を用いて測定す
ることによって、共振周波数や反共振周波数を演算し
て、この値から青果物の硬度を測定し、熟度を推定しよ
うとしている。
は、特開平７−２７６８９号や打音を用いた特公平６−
３５９６２号に記載されたものが知られている。これら
の方法は、加振器あるいはハンマーで青果物に振動を与
え、青果物の局所振動をマイクや振動計を用いて測定す
ることによって、共振周波数や反共振周波数を演算し
て、この値から青果物の硬度を測定し、熟度を推定しよ
うとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リンゴ
やスイカ、メロンなどのように全体が硬い或いは表面が
硬い皮で覆われている青果物は、主に振動する部分が弾
性体の特徴を多く持っているので、共振周波数の変化だ
けで熟度を議論したとしても十分対応できるが、トマト
やキウイ、桃など粘性の影響が大きい青果物を共振周波
数だけでその特徴を表すことは難しいという問題を有し
ていた。特にこのような柔らかい青果物では、傷めるこ
となく打音を発生させることすら困難であった。
やスイカ、メロンなどのように全体が硬い或いは表面が
硬い皮で覆われている青果物は、主に振動する部分が弾
性体の特徴を多く持っているので、共振周波数の変化だ
けで熟度を議論したとしても十分対応できるが、トマト
やキウイ、桃など粘性の影響が大きい青果物を共振周波
数だけでその特徴を表すことは難しいという問題を有し
ていた。特にこのような柔らかい青果物では、傷めるこ
となく打音を発生させることすら困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に本発明は、共振周波数だけでなく青果物内部での振動
の減衰率も利用して青果物の熟度を測定しようとしたも
のである。青果物の弾性率の変化は主に共振周波数の変
化として現れ、粘性率の変化は主に青果物内部での振動
の減衰率の違いとして現れるので、本発明により、トマ
トのような収穫時期から比較的軟らかい青果物に対して
も、その内部の物性変化の特徴が的確に測定でき、正確
な熟度指標の特徴を示す指標が作成できる。
に本発明は、共振周波数だけでなく青果物内部での振動
の減衰率も利用して青果物の熟度を測定しようとしたも
のである。青果物の弾性率の変化は主に共振周波数の変
化として現れ、粘性率の変化は主に青果物内部での振動
の減衰率の違いとして現れるので、本発明により、トマ
トのような収穫時期から比較的軟らかい青果物に対して
も、その内部の物性変化の特徴が的確に測定でき、正確
な熟度指標の特徴を示す指標が作成できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、測定す
べき青果物に振動を与え、その青果物の共振周波数と与
えた振動の青果物内部での減衰率の両方を測定し、前記
共振周波数と前記減衰率を併用して前記青果物の熟度を
測定することを特徴としたものであり、共振周波数だけ
でなく減衰率も測定することにより、硬い青果物だけで
なく粘性の影響が大きい軟らかい青果物においても的確
に熟度の測定ができるという作用を有する。
べき青果物に振動を与え、その青果物の共振周波数と与
えた振動の青果物内部での減衰率の両方を測定し、前記
共振周波数と前記減衰率を併用して前記青果物の熟度を
測定することを特徴としたものであり、共振周波数だけ
でなく減衰率も測定することにより、硬い青果物だけで
なく粘性の影響が大きい軟らかい青果物においても的確
に熟度の測定ができるという作用を有する。
【０００７】請求項３に記載の発明は、青果物の局所に
振動を与える加振手段と、その加振した振動を測定する
第一の振動検出手段と、その加振によって振動した青果
物の局所の振動を測定する第二の振動検出手段と、その
両振動検出手段の検出出力に基づいて、共振周波数と青
果物内部での振動の減衰率を演算する手段と、その共振
周波数と減衰率を併用して青果物の熟度を測定する手段
とを備えることを特徴としたものであり、弾性体に近い
硬い青果物から粘性の影響が大きい軟らかい青果物に至
るまで的確に熟度を測定できる青果物の選果装置を実現
できるという作用を有する。
振動を与える加振手段と、その加振した振動を測定する
第一の振動検出手段と、その加振によって振動した青果
物の局所の振動を測定する第二の振動検出手段と、その
両振動検出手段の検出出力に基づいて、共振周波数と青
果物内部での振動の減衰率を演算する手段と、その共振
周波数と減衰率を併用して青果物の熟度を測定する手段
とを備えることを特徴としたものであり、弾性体に近い
硬い青果物から粘性の影響が大きい軟らかい青果物に至
るまで的確に熟度を測定できる青果物の選果装置を実現
できるという作用を有する。
【０００８】請求項２および請求項４に記載の発明は、
減衰率には青果物の共振点における値を用いることを特
徴としたものであり、この点での値を用いることにより
青果物の粘性の特徴を特に顕著に表現できるという作用
を有する。
減衰率には青果物の共振点における値を用いることを特
徴としたものであり、この点での値を用いることにより
青果物の粘性の特徴を特に顕著に表現できるという作用
を有する。
【０００９】（実施の形態）以下に、本発明の請求項１
ないし請求項４に記載された発明の実施の形態につい
て、図１及び図２、図３を用いて説明する。
ないし請求項４に記載された発明の実施の形態につい
て、図１及び図２、図３を用いて説明する。
【００１０】図１は本発明を実施する上での機器構成図
の１つの例を示したもので、図１において、１１は測定
すべき青果物、１２はレーザ光、１３はレーザドップラ
ー振動計のセンサヘッド、１４はレーザドップラー振動
計の信号変換器、１５はフーリエ変換解析器、１６は加
振機の制御部、１７は加振機の駆動部、１８は加速度セ
ンサ、１９は試料台である。
の１つの例を示したもので、図１において、１１は測定
すべき青果物、１２はレーザ光、１３はレーザドップラ
ー振動計のセンサヘッド、１４はレーザドップラー振動
計の信号変換器、１５はフーリエ変換解析器、１６は加
振機の制御部、１７は加振機の駆動部、１８は加速度セ
ンサ、１９は試料台である。
【００１１】この機器構成は、加振機で与えた青果物の
振動を、非接触にレーザドップラー振動計で測るところ
に特徴を持った１つの例であり、基本的には加振部、振
動計測部、信号処理部からなっているために、それぞれ
に対応した別の機器構成を利用できる。
振動を、非接触にレーザドップラー振動計で測るところ
に特徴を持った１つの例であり、基本的には加振部、振
動計測部、信号処理部からなっているために、それぞれ
に対応した別の機器構成を利用できる。
【００１２】以上のように構成された青果物の熟度選果
装置について、以下にその動作を説明する。まず、青果
物１１を加振機上の試料台１９上に置く。加振機の制御
部１６によって駆動部１７が周波数に対して振動の加速
度がほぼ一定になるように制御しながら、青果物１１に
１０Ｈｚから２ｋＨｚの正弦波振動を順次与える。青果
物１１に与えた振動の加速度は加速度センサ１８によっ
て正確に測定し、フーリエ変換解析器１５の入力Ａに入
力する。この場合、振動の加速度の他に力やそれらを変
換した速度、変位信号を入力としてもよい。一方、青果
物１１の加振部と反対側の上部面に、センサヘッド１３
からレーザ光１２を照射し、その点の振動の速度をレー
ザドップラー振動計を利用して非接触に測定する。これ
をフーリエ変換解析器１５の入力Ｂに入力する。この場
合も、振動の速度の他にそれらを変換した加速度や変
位、力信号を入力としてもよい。
装置について、以下にその動作を説明する。まず、青果
物１１を加振機上の試料台１９上に置く。加振機の制御
部１６によって駆動部１７が周波数に対して振動の加速
度がほぼ一定になるように制御しながら、青果物１１に
１０Ｈｚから２ｋＨｚの正弦波振動を順次与える。青果
物１１に与えた振動の加速度は加速度センサ１８によっ
て正確に測定し、フーリエ変換解析器１５の入力Ａに入
力する。この場合、振動の加速度の他に力やそれらを変
換した速度、変位信号を入力としてもよい。一方、青果
物１１の加振部と反対側の上部面に、センサヘッド１３
からレーザ光１２を照射し、その点の振動の速度をレー
ザドップラー振動計を利用して非接触に測定する。これ
をフーリエ変換解析器１５の入力Ｂに入力する。この場
合も、振動の速度の他にそれらを変換した加速度や変
位、力信号を入力としてもよい。
【００１３】最後に、フーリエ変換解析器１５の入力Ａ
とＢに入力された振動信号を信号処理して、振動モーダ
ル解析においては一般的にゲイン特性と呼ばれている周
波数に対する果実振動の入出力間の減衰率Ｂ／Ａ（ｄ
Ｂ）を計測する。以上の例では、果実を加振する場合の
入力振動に正弦波を用いたが、パルス波やバースト波、
ランダム波を用いてもよい。これらを用いた場合は、フ
ーリエ変換を利用した高速測定が可能である。
とＢに入力された振動信号を信号処理して、振動モーダ
ル解析においては一般的にゲイン特性と呼ばれている周
波数に対する果実振動の入出力間の減衰率Ｂ／Ａ（ｄ
Ｂ）を計測する。以上の例では、果実を加振する場合の
入力振動に正弦波を用いたが、パルス波やバースト波、
ランダム波を用いてもよい。これらを用いた場合は、フ
ーリエ変換を利用した高速測定が可能である。
【００１４】青果物としてトマト（品種、桃太郎）を用
い、以上の機器構成によって測定したゲイン特性の一例
を図２に示す。この場合の減衰率の測定では、入力Ａに
は加速度センサ１８による加速度信号、入力Ｂにはレー
ザドップラー振動計で測定した速度信号を一回微分した
加速度信号を用いている。一般的にトマトの場合は、８
０、５００、７００Ｈｚ付近に共振周波数が現れる。８
０Ｈｚ付近の共振点は、試料台１９上へのトマトの置き
方による依存性が強く、７００Ｈｚ付近は明確なピーク
が現れない。
い、以上の機器構成によって測定したゲイン特性の一例
を図２に示す。この場合の減衰率の測定では、入力Ａに
は加速度センサ１８による加速度信号、入力Ｂにはレー
ザドップラー振動計で測定した速度信号を一回微分した
加速度信号を用いている。一般的にトマトの場合は、８
０、５００、７００Ｈｚ付近に共振周波数が現れる。８
０Ｈｚ付近の共振点は、試料台１９上へのトマトの置き
方による依存性が強く、７００Ｈｚ付近は明確なピーク
が現れない。
【００１５】そこで、５００Ｈｚ付近の共振点に着目
し、摘果時に熟度の異なる３種類のトマトを１５℃にて
１８日間追熟した場合の、共振周波数と共振点での減衰
率の関係をプロットしたものが図３である。完熟は摘果
時にすでに全体が赤く熟しているもの、色付き始めは摘
果時に果頂部のみピンク色に色付き始めたものでその他
の部分は緑のもの、未熟は摘果時に全体が緑色のトマト
をそれぞれ表している。この場合に減衰率には共振点で
の値を用いているが、これは減衰の効果がそのピーク近
傍で最も顕著に現れることを利用したもので、必ずしも
減衰率として共振点の値を用いる必要はない。
し、摘果時に熟度の異なる３種類のトマトを１５℃にて
１８日間追熟した場合の、共振周波数と共振点での減衰
率の関係をプロットしたものが図３である。完熟は摘果
時にすでに全体が赤く熟しているもの、色付き始めは摘
果時に果頂部のみピンク色に色付き始めたものでその他
の部分は緑のもの、未熟は摘果時に全体が緑色のトマト
をそれぞれ表している。この場合に減衰率には共振点で
の値を用いているが、これは減衰の効果がそのピーク近
傍で最も顕著に現れることを利用したもので、必ずしも
減衰率として共振点の値を用いる必要はない。
【００１６】図３では、前述の３種類のトマトとも、２
日目、４日目、９日目と追熟に伴って共振周波数が低下
し、減衰率は大きくなる傾向を示している。また、共振
周波数と減衰率の両方を観点に選ぶことにより３種類の
トマトを摘果後追熟が進んでも明確に分類できている。
未熟は他と比べて共振周波数が高く減衰率も小さい、完
熟は色付き始めと比べて共振周波数はほとんど変わらな
いが減衰率が大きくなっている。従来からの共振周波数
だけの観点では、未熟とそれ以外の判定は可能であって
も、色付き始めと完熟の違いを判定することは困難であ
るが、減衰率も併用することにより、この判定も可能と
なる。即ち、市場において最も価値が高いと予想される
摘果時に完熟の新鮮で栄養価の高いトマトを判定でき
る。
日目、４日目、９日目と追熟に伴って共振周波数が低下
し、減衰率は大きくなる傾向を示している。また、共振
周波数と減衰率の両方を観点に選ぶことにより３種類の
トマトを摘果後追熟が進んでも明確に分類できている。
未熟は他と比べて共振周波数が高く減衰率も小さい、完
熟は色付き始めと比べて共振周波数はほとんど変わらな
いが減衰率が大きくなっている。従来からの共振周波数
だけの観点では、未熟とそれ以外の判定は可能であって
も、色付き始めと完熟の違いを判定することは困難であ
るが、減衰率も併用することにより、この判定も可能と
なる。即ち、市場において最も価値が高いと予想される
摘果時に完熟の新鮮で栄養価の高いトマトを判定でき
る。
【００１７】また、一般的に市場に流通している大部分
のトマトは、色付き始めの段階で摘果され流通過程を経
て、小売り時点でほぼ全体がピンク色に近い状態になる
ように調整されているが、小売り段階での熟度のバラツ
キはまだ少なくない。図３のようにトマトの追熟に伴う
共振周波数と減衰率の明らかな変化を利用して、流通過
程における熟度を管理できる。
のトマトは、色付き始めの段階で摘果され流通過程を経
て、小売り時点でほぼ全体がピンク色に近い状態になる
ように調整されているが、小売り段階での熟度のバラツ
キはまだ少なくない。図３のようにトマトの追熟に伴う
共振周波数と減衰率の明らかな変化を利用して、流通過
程における熟度を管理できる。
【００１８】最近では完熟してからの日持ちの良い品種
など、遺伝子操作を利用した各種青果物の品種改良が盛
んに行われている。品種が異なれば内部の弾性率と粘性
率及び追熟に伴うこれらの変化の仕方が異なるので、共
振周波数と減衰率の観点で予め品種別のパターンを予め
認知しておれば品種に応じての熟度の管理も可能であ
る。
など、遺伝子操作を利用した各種青果物の品種改良が盛
んに行われている。品種が異なれば内部の弾性率と粘性
率及び追熟に伴うこれらの変化の仕方が異なるので、共
振周波数と減衰率の観点で予め品種別のパターンを予め
認知しておれば品種に応じての熟度の管理も可能であ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明は、青果物に振動
を加え、その青果物の共振周波数と青果物内部での振動
の減衰率の両方を測定することにより、青果物内部の弾
性と粘性の特徴を調べることができ、高速かつオンライ
ン化が可能な優れた青果物の熟度選別装置を実現できる
ものである。
を加え、その青果物の共振周波数と青果物内部での振動
の減衰率の両方を測定することにより、青果物内部の弾
性と粘性の特徴を調べることができ、高速かつオンライ
ン化が可能な優れた青果物の熟度選別装置を実現できる
ものである。
【図１】本発明の実施の形態における青果物の選果方法
を適用した選果装置の構成図
を適用した選果装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるトマトの振動のゲ
イン特性を示す図
イン特性を示す図
【図３】本発明の実施の形態における摘果時の熟度が異
なるトマトの共振周波数と減衰率の関係を示す図
なるトマトの共振周波数と減衰率の関係を示す図
１１ 青果物 １２ レーザ光 １３ レーザドップラー法のセンサヘッド １４ レーザドップラー法の信号変換器 １５ フーリエ変換解析器 １６ 加振機の制御部 １７ 加振機の駆動部 １８ 加速度センサ １９ 試料台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 29/00 - 29/28 G01N 33/02
Claims (4)
- 【請求項１】 測定すべき青果物に振動を与え、その青
果物の共振周波数と与えた振動の青果物内部での減衰率
の両方を測定し、前記共振周波数と前記減衰率を併用し
て前記青果物の熟度を測定することを特徴とする青果物
の選果方法。 - 【請求項２】減衰率には、青果物の共振点における値を
用いることを特徴とする請求項１記載の青果物の選果方
法。 - 【請求項３】 青果物の局所に振動を与える加振手段
と、その加振した振動を測定する第一の振動検出手段
と、その加振によって振動した青果物の局所の振動を測
定する第二の振動検出手段と、前記両振動検出手段の検
出出力に基づいて、共振周波数と青果物内部での振動の
減衰率を演算する手段と、それら共振周波数と減衰率を
併用して青果物の熟度を測定する手段とを備えた青果物
の選果装置。 - 【請求項４】減衰率には、青果物の共振点における値を
用いることを特徴とする請求項３記載の青果物の選果装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23004196A JP3209110B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 青果物の選果方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23004196A JP3209110B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 青果物の選果方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1073572A JPH1073572A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3209110B2 true JP3209110B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=16901646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23004196A Expired - Fee Related JP3209110B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 青果物の選果方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3209110B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1198140C (zh) * | 1998-03-31 | 2005-04-20 | 松下电器产业株式会社 | 瓜果的成熟度和质地的测定方法及测定装置 |
| JP2002296254A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 青果物の果肉硬度測定方法及び測定装置 |
| DE102005030904A1 (de) | 2005-07-01 | 2007-01-04 | Heinz Sechting | Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Qualität von pflanzlichen Produkten |
| US7317994B2 (en) * | 2005-08-10 | 2008-01-08 | General Electric Company | Method and apparatus for signal signature analysis for event detection in rotating machinery |
| JP7311889B2 (ja) * | 2018-08-28 | 2023-07-20 | 東京都公立大学法人 | 非破壊検査システム、方法およびプログラム |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP23004196A patent/JP3209110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1073572A (ja) | 1998-03-17 |
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Legal Events
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