JP3989360B2 - Quality evaluation device calibration method - Google Patents

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【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を用いて、前記品質評価装置を校正する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方法は、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を用いて、前記品質評価装置を校正する方法であって、
前記品質評価装置校正用の被計測体が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おり、
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。
【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】
そして、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。
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。
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。
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。
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。
【0012】
請求項2に記載の品質評価装置校正方法は、請求項1において、前記品質評価装置校正用の被計測体が、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方法は、請求項1において、前記品質評価装置校正用の被計測体が、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。
【0020】
請求項4記載の品質評価装置校正方法は、請求項3において、前記品質評価装置校正用の被計測体が、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。
【0027】
請求項記載の品質評価装置校正方法は、請求項1〜のいずれかにおいて、前記品質評価装置校正用の被計測体が、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を備えて構成さ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】
請求項記載の品質評価装置校正方法は、請求項において、前記品質評価装置校正用の被計測体が、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】
請求項記載の品質評価装置校正方法は、請求項において、前記品質評価装置校正用の被計測体が、前記品質評価対象が収納された前記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】
請求項記載の品質評価装置校正方法は、請求項において、前記品質評価装置校正用の被計測体が、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。
【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。
【0098】
)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】
)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】
)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】
)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】
)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】
)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】
)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]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention projects the measurement light including the wavelength for quality evaluation on the fruit and vegetables as the measurement object, and evaluates the quality of the measurement object from the light reception information of the light transmitted through the measurement object. Measurement target for quality evaluation device calibration whose quality is evaluated by the evaluation deviceThe quality evaluation device is calibrated usingThe present invention relates to a quality evaluation apparatus calibration method.
[0002]
[Prior art]
As a measurement object for calibration of a quality evaluation apparatus having the above-described configuration, conventionally, when a quality evaluation apparatus to be calibrated measures sugar content and acidity of fruits and vegetables such as tangerine and peach as measurement objects, There is a configuration in which an aqueous solution having a quality similar to the quality of fruit vegetables, for example, the quality of acidity and sugar content, is provided as a quality evaluation target. Specifically, a 1% strength aqueous solution of citric acid as a quality evaluation target having the same acidity as fruit vegetables is stored in a light-transmitting container, and the temperature of the aqueous solution of citric acid is as follows. It was the structure provided with the temperature sensing element 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 quality evaluation of fruit vegetables.
Further, since the light absorption characteristics with respect to the wavelength for quality evaluation as described above fluctuate when the temperature of the aqueous solution changes, the evaluation is performed when the quality evaluation apparatus evaluates the quality of the measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus. In association with the result, the temperature of the aqueous solution is measured by the temperature measuring body (see Patent Document 1).
[0003]
Moreover, as a quality evaluation apparatus calibration method using such a measurement object for quality evaluation apparatus calibration, the quality evaluation apparatus is evaluated by evaluating the quality of the measurement object for quality evaluation apparatus calibration by the quality evaluation apparatus to be calibrated. When the result is stored as a reference value and the quality evaluation apparatus is calibrated, the quality evaluation apparatus evaluates the quality of the measurement object for quality evaluation apparatus calibration again, and the evaluation result and the reference value A method of calibrating the quality evaluation apparatus based on the difference can be considered.
By the way, in the measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus as described above, the quality that is measured by the quality evaluation apparatus varies when the temperature changes. Therefore, it is preferable to measure the temperature of the quality evaluation object by temperature measuring means such as a temperature measuring body.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-199743 A (page 16, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 7)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the measurement object for calibration of the conventional quality evaluation apparatus, an aqueous solution having a light absorption characteristic similar to the light absorption characteristic for the wavelength for quality evaluation of fruit vegetables is used as a quality evaluation target. When preparing a measurement object for calibration of the evaluation device, there is a disadvantage that it takes annoying trouble of adjusting the concentration of the aqueous solution to an appropriate concentration so as to correspond to the quality of the measurement object. When a plurality of types of fruits and vegetables are targeted, it is necessary to create different quality aqueous solutions for different types of measurement objects, which is troublesome. Moreover, the aqueous solution prepared as described above may change from the initially adjusted concentration over time due to moisture evaporation, secular change, etc., and the quality of the measurement object for quality evaluation device calibration is in the initial state. There is also a disadvantage that it cannot be maintained.
[0006]
The present invention has been made paying attention to such a point, the purpose of which is to provide a measured object for calibration of the quality evaluation apparatus that can reduce the labor of calibrating the quality evaluation apparatus as much as possible, The object of the present invention is to provide a quality evaluation apparatus calibration method using such a measurement object for quality evaluation apparatus calibration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The quality evaluation apparatus according to claim 1Calibration methodIs a quality evaluation device that projects measurement light including a wavelength for quality evaluation onto fruit vegetables as a measurement object, and evaluates the quality of the measurement object from light reception information of light transmitted through the measurement object The quality is evaluated byA method of calibrating the quality evaluation device using a measurement object for quality evaluation device calibration,
  The measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus isProvided with pure water as a quality evaluation object whose quality is evaluated by the quality evaluation deviceAnd
  The quality in the measurement object for calibration of the quality evaluation device at the time of calibration formula creation for creating a calibration formula for obtaining a calibration value corresponding to the quality of the measurement target object from light reception information of light transmitted through the measurement target object Based on the light reception 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 for calibrating the quality evaluation device, based on the light reception information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measurement target for quality evaluation device calibration and the calibration formula, the quality of the quality evaluation target is adjusted. Measure the corresponding calibration calibration value,
  When evaluating the quality of the measurement object by the quality evaluation device, a calibration value corresponding to the quality of the measurement object obtained based on the received light information of the light transmitted through the measurement object and the calibration equation, Correction is performed based on the difference between the calibration calibration value and the reference calibration value.It is characterized by that.
[0008]
That is, since pure water is provided as a quality evaluation object whose quality is evaluated by the quality evaluation device, when the quality evaluation device is calibrated using the measurement target for quality evaluation device calibration, the quality evaluation device is pure. The measurement result is obtained as a result of evaluating the quality of pure water from the received light information of the light transmitted through the pure water by projecting the measurement light including the wavelength for quality evaluation to the water. The quality evaluation apparatus is calibrated based on the measured result.
[0009]
For example, about 90% of mandarin orange, which is an example of fruit vegetables, is water. As represented by this mandarin, fruit vegetables contain a lot of water. As described above, the light receiving information of the light transmitted through the measurement light including the wavelength for quality evaluation by the quality evaluation apparatus, such as the light absorption characteristic at the wavelength for quality evaluation, etc. The characteristics are almost the same as those of water. By using water as a quality evaluation target, it is possible to obtain light reception information having light absorption characteristics at the same wavelength for quality evaluation as fruit vegetables. .
[0010]
If the quality of fruit and vegetables is to be evaluated, for example, regarding the acidity or sugar content, first, before the quality evaluation of the measurement object by the quality evaluation apparatus, the quality evaluation apparatus calibrates the quality evaluation apparatus. The quality of the measurement object 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 in which the acidity or sugar content is zero.
In addition, when performing the calibration process for the quality evaluation device, the quality evaluation device again evaluates the quality of the measurement target for quality evaluation device calibration, measures the evaluation result for calibration, and the evaluation result is If the initial state, that is, the evaluation result corresponding to the state where the acidity or sugar content is 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 Thus, the quality evaluation apparatus can be calibrated.
Moreover, unlike water that 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 due to impurities, and it is easy to maintain quality in the initial state. It becomes.
[0011]
  The processing for creating the calibration formula as described above is a work necessary for the quality evaluation apparatus to evaluate the quality of the fruit and vegetable as the measurement object. For example, the light reception information of the light transmitted through the measurement object Assuming that the quality of the measurement object is evaluated based on the spectral spectrum data corresponding to the light absorption characteristics for each wavelength, a calibration equation using the second derivative information of the spectral spectrum data at a specific wavelength as a variable Some are created in advance. In this case, based on the spectrum data obtained for the measurement object, a second derivative value of the spectrum data at the specific wavelength is calculated, and the quality of the measurement object is calculated from the information and the calibration formula. The corresponding calibration value will be obtained.
  That is, the correspondence between the quality measurement result obtained by measurement by the quality evaluation apparatus and the quality of the actual measurement object (fruit and vegetables) is obtained as a function based on the actual measurement value.
  Then, when the calibration formula as described above is created, the quality evaluation target quality is supported on the basis of the light reception information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measurement target for quality evaluation apparatus calibration and the calibration formula. The reference calibration value to be measured is measured in advance. Thereafter, using the quality evaluation apparatus, based on the light reception information obtained for the measurement object, the work for obtaining a calibration value corresponding to the quality of the measurement object from the information and the calibration equation is performed. Become.
  Next, at the time of calibration of the quality evaluation device, the quality evaluation target quality is supported based on the light reception information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measurement target for quality evaluation device calibration and the calibration formula. Measure calibration value for calibration. In other words, the measurement result of the quality evaluation device is shifted to a value different from an appropriate value due to a secular change or the like as the work for obtaining the calibration value corresponding to the quality of the measurement object as described above is performed. There is. Therefore, a calibration calibration value corresponding to the quality of the quality evaluation object is measured using the measurement target for calibration of the quality evaluation apparatus, and if the calibration calibration value is not different from the reference calibration value, the measurement result is shifted. However, if there is a difference between the two, there is a deviation in measurement results.
  Therefore, when the quality of the measurement object is evaluated by the quality evaluation device, 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 used for calibration. By correcting based on the difference between the calibration value and the reference calibration value, the calibration value is corrected so as to obtain a measurement result corresponding to the initial state in which the reference calibration value is measured.
In this way, it has become possible to provide an evaluation device calibration method capable of calibrating the internal quality evaluation device using the measurement target for quality evaluation device calibration.
[0012]
  The quality evaluation apparatus according to claim 2Calibration methodIn claim 1The measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus isIt is characterized by comprising temperature measuring means for measuring the temperature of the pure water.
[0013]
That is, even when pure water is used as a quality evaluation target, the quality of the quality evaluation target, particularly the light absorption characteristics of the wavelength for quality evaluation, may change due to a change in temperature. By measuring the temperature of the pure water when the quality of the pure water is evaluated by the evaluation device by the temperature measuring means, the quality evaluation device can be properly calibrated based on the measurement information.
[0014]
When the explanation is added, when the quality evaluation apparatus evaluates the quality of the measurement object for calibration and sets the evaluation result in the initial state as the reference value, for example, the temperature of pure water as the quality evaluation object is set. When calibrating a quality evaluation device by storing and storing a plurality of reference values when various changes are made, correlations of changes in reference values with respect to temperature changes when the temperature of pure water is changed, etc. When the quality evaluation device evaluates the quality of the measured object and obtains the evaluation result, the temperature measuring means measures the temperature of pure water as the quality evaluation object, and the evaluation result and the temperature at that time are measured. By correcting the evaluation result in the quality evaluation apparatus to an appropriate value while comparing with the reference value of the corresponding temperature, the quality evaluation apparatus can be properly calibrated.
[0015]
  The quality evaluation apparatus according to claim 3The calibration method according to claim 1, wherein the measurement target for calibration of the quality evaluation apparatus is:A quality evaluation object whose quality is evaluated by the quality evaluation device is provided in a state where the temperature adjustment means holds the set temperature at a set temperature.
[0016]
That is, since the quality evaluation object whose quality is evaluated by the quality evaluation apparatus is provided in a state where the temperature adjustment means holds the set temperature, the quality evaluation object is always held at the set temperature. In other words, the quality evaluation target is held at the set temperature even when the quality evaluation device evaluates the quality of the measurement object for calibration and sets the evaluation result in the initial state as the reference value. In order to calibrate the evaluation device, the quality evaluation object is held at the set temperature even when the quality evaluation device evaluates the quality of the measurement object for quality evaluation device calibration and obtains the evaluation result for calibration. Therefore, the quality can be evaluated in a state where there is no measurement error due to the quality variation caused by the temperature change of the quality evaluation target regardless of the variation in the external temperature.
[0017]
In this way, each of the evaluation result in the initial state and the evaluation result for calibration corresponds to the measurement result at the same temperature, so it is possible to calibrate the device properly with little measurement error due to temperature change. The troublesome work of measuring the temperature of the quality evaluation target when correcting the quality of the measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus by the quality evaluation apparatus and the troublesome work of correcting the measurement result in response to temperature fluctuations It is unnecessary.
[0018]
In particular, if pure water is provided as a quality evaluation target, the pure water does not contain impurities other than water, so there is no change in quality due to aging due to impurities, and due to temperature changes as described above. In addition to the small measurement error, the quality change due to secular change is also small, so that the apparatus can be calibrated in an appropriate state with a smaller error.
[0020]
  The quality evaluation apparatus according to claim 4Calibration methodIn claim 3,The measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus isThe storage unit in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjusting means are integrally assembled into a unit shape.
[0021]
In other words, since the storage unit in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjusting means are integrally assembled in a unit shape, the quality evaluation target is always set to a set temperature even when the quality evaluation device is not calibrated. Will be held in. Therefore, in order to perform calibration from a state where the quality evaluation device is installed at a location different from the location where the quality evaluation device is installed, a measurement light is projected by the quality evaluation device on the measurement target for calibration of the quality evaluation device. Even if it is set at the target position, the quality evaluation target is always maintained at the set temperature by the integrated temperature adjustment means. Measurement processing can be performed.
[0022]
For example, if the storage unit in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjusting means are stored separately, the quality evaluation target always changes according to the ambient temperature change at that time. Therefore, in order to perform calibration, when the measurement target for calibration of the quality evaluation apparatus is set at the measurement target position in the quality evaluation apparatus, the temperature evaluation means is used so that the quality evaluation target becomes the set temperature. Although there is a disadvantage that annoying work for adjusting the temperature is necessary, according to the above configuration, since the quality evaluation target is always kept at the set temperature, such troublesome work is unnecessary and the work efficiency is improved. Can do.
[0027]
  Claim5Described quality evaluation equipmentCalibration methodAre claims 1 to4In eitherThe measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus isA light incident side light passing part that diffuses the measurement light and leads it to the quality evaluation object, and a light outgoing side light passage part that diffuses the light that has passed through the quality evaluation object and leads it to the outsideIs configured withIt is characterized by that.
[0028]
That is, when a quality evaluation apparatus is calibrated using an object to be measured for quality evaluation apparatus calibration, the quality evaluation apparatus projects measurement light including a wavelength for quality evaluation onto the quality evaluation object, and the quality A measurement result is obtained as an evaluation of the quality of the quality evaluation object from the light reception information of the light transmitted through the evaluation object, and the quality evaluation apparatus is calibrated based on the obtained measurement result. The light is diffused through the light incident side light passing portion and guided to the quality evaluation target, and the light transmitted through the quality evaluation target is diffused through the light output side light passing portion and guided to the outside.
[0029]
Thus, since the light incident side light passing part and the light exiting side light passing part are respectively provided, it is not necessary to have a function of diffusing light on the quality evaluation target itself, and it is diffused in the same manner as the light transmitted through the fruit vegetables. Although it is possible to properly calibrate the quality evaluation device based on the received light information of the light, as a quality evaluation object, a substance that does not have a light diffusion function but has light absorption characteristics similar to fruit vegetables, For example, it is possible to use simple things such as only pure water.
[0030]
  Claim6Described quality evaluation equipmentCalibration methodClaims5InThe measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus isAs the light exit side light passage section, the light exit side light passage for transmission that guides the light that has been guided through the light entrance side light passage section and passed through the quality evaluation target to the outside along the direction in which the measurement light is projected. And a semi-transmission light-emitting side light passage unit that guides light that has been guided through the input-side light passage unit and passed through the quality evaluation target to the outside along a direction orthogonal to the direction in which the measurement light is projected It is characterized by comprising.
[0031]
That is, the light that has been transmitted along the direction in which the measurement light is projected out of the light that has been guided to the quality evaluation target through the light incident side light passage unit and passed through the quality evaluation target is transmitted through the light output side light passage unit for transmission. Can lead to the outside through. In addition, the light transmitted through the quality evaluation target and transmitted along the direction orthogonal to the direction in which the measurement light is projected can be guided to the outside through the light transmission side light passing portion for semi-transmission.
[0032]
In other words, as a quality evaluation device, a transmission type in which a light projecting unit that projects measurement light and a light receiving unit that receives light that has passed through the measurement object are distributed on both the left and right sides of the measurement target location where the measurement target is located. If it is this quality evaluation apparatus, a measurement result can be obtained as what evaluates the quality of quality evaluation object based on the light guide | induced to the exterior from the light emission side light passage part for transmissions as mentioned above.
And as a quality evaluation device, the light projecting unit for projecting the measurement light is arranged at both the left and right sides of the measurement target location where the measurement target is located, and the light receiving unit that receives the light transmitted through the measurement target, If the semi-transmission type quality evaluation apparatus is arranged below or above the measurement object, the quality evaluation object is based on the light guided to the outside from the light transmission part for the semi-transmission light-emitting side as described above. Measurement results can be obtained as an evaluation of quality.
[0033]
Therefore, it is possible to perform calibration using the measurement object for calibrating the quality evaluation device, regardless of whether the quality evaluation device is a transmissive quality evaluation device or a transflective quality evaluation device.
[0034]
  Claim7Described quality evaluation equipmentCalibration methodClaims4InThe measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus isThe quality evaluation object is storedSaidAn outer casing is provided to cover the storage part in a state where an air layer is formed on the outer peripheral part of the storage part, and the temperature adjusting means is configured to perform temperature control on the air layer. To do.
[0035]
That is, an air layer is formed on the outer peripheral portion of the storage portion in which the quality evaluation target is stored by the outer casing, and the temperature adjustment unit indirectly sets the quality evaluation target by the temperature adjusting means acting on the air layer. It will be held at temperature. In this way, the temperature adjustment means does not directly adjust the temperature by directly acting on the storage unit in which the quality evaluation target is stored, but indirectly adjusts the temperature via the air layer, so that the quality evaluation target is stored. Since there is no temperature adjustment member in the storage section, there are no disadvantages such as deterioration of the characteristics of the quality evaluation target due to corrosion or chemical change of such temperature adjustment members, and good characteristics can be obtained. It becomes easy to maintain over a long period of time.
[0036]
  Claim8Described quality evaluation equipmentCalibration methodClaims7InThe measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus isThe storage portion is made of a translucent member, and the outer casing is made of a non-translucent member.In addition, a light incident side light passage part that diffuses the measurement light and leads it to the quality evaluation object and a light emission side light passage part that diffuses the light that has passed through the quality evaluation object and leads it to the outside are formed.It is characterized by that.
[0037]
That is, since the outer casing is made of a non-translucent member, the light incident side light passage portion and the light emission side light passage portion are formed, and the storage portion is made of a light transmissive member. The measurement light is diffused through the light incident side light passage portion formed in the outer casing and guided to the quality evaluation target through the light-transmitting storage portion. And the light which passed the quality evaluation object passes the storage part which has translucency, is diffused through the light emission side light passage part formed in the outer casing, and is guide | induced outside.
[0038]
Therefore, after the state in which 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 portions other than the portion through which the measurement light passes are made of a non-translucent member. Since the passage of light is blocked, errors due to disturbance can be reduced and light reception information for calibration can be obtained.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0046]
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a measured object for calibration of a quality evaluation apparatus and a quality evaluation apparatus calibration method using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0047]
First, a transmission-type quality evaluation apparatus H1 that is a calibration target by the measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus according to the first embodiment will be described. This apparatus H1 is an apparatus for measuring sugar content and acidity as the quality of fruits and vegetables such as mandarin orange as a measurement object, and as shown in FIG. 1, a light receiving unit 2 that receives light transmitted through the measurement object M, measures the received light, and a control unit 3 as a control unit that controls the operation of each unit. M is configured to be placed and conveyed in a line in a row by a conveyer 4 as a conveying means, and is configured so as to sequentially pass through the measurement target portions by this apparatus. Then, the light projecting unit 1 and the light receiving unit 1 receive light in a state where light projected from the light projecting unit 1 is received by the light receiving unit 2 after passing through the measurement target M with respect to the measurement target M located at the measurement target location. The part 2 is configured as a transmission-type quality evaluation apparatus that is arranged on both the left and right sides of the measurement target portion, that is, on both sides in the conveyance lateral width direction of the conveyor 4.
[0048]
Next, the configuration of the light projecting unit 1 will be described.
The light projecting unit 1 includes two light sources, and is configured to irradiate light from the two light sources onto a measurement target located at a measurement target location using different irradiation optical axes. Yes. Further, the two optical axes for irradiation by the respective light sources are configured to intersect at or near the surface portion of the measurement target located at the measurement target location.
That is, as shown in FIG. 7, a light source 5 composed of two halogen lamps separated along the transport direction by the transport conveyor 4 is provided, and the following is provided corresponding to each of the two light sources 5. An optical system is provided. That is, a concave light reflecting plate 6 is provided as a light collecting means for reflecting light emitted from the light source 5 and focusing on the surface of the measurement object M, and is collected by the light reflecting plate 6. A diaphragm plate 7 and a diaphragm plate that are positioned so as to correspond to the focal position of the light to be transmitted and suppress the spread of the light after being condensed by passing through a large diaphragm hole 7a to the radially outward side The light amount adjusting plate 8 that can be switched between a state in which the light that has passed through 7 is allowed to pass through, a state in which the light passes through a small aperture 8a, and a state in which the light is blocked can be switched. Each of the collimator lens 9 to be changed into the following, the reflecting plate 10 that reflects and bends the light changed to parallel light, and the condensing lens 11 that condenses the light reflected by the reflecting plate 10 are provided for one light source 5. It is provided as an optical system. Each light quantity adjusting plate 8 is integrally rocked by an electric motor 12 and can be switched to each state.
[0049]
As shown in FIGS. 1 and 3, the light projecting unit 1 has a configuration in which each member as described above is built in the casing 13 and assembled in a unit shape. In addition, the light projecting unit 1 is provided in an oblique posture so that light is emitted obliquely downward with respect to the measurement target located at the measurement target location.
[0050]
Next, the configuration of the light receiving unit 2 will be described.
As shown in FIG. 3, the light receiving unit 2 includes a collimator lens 14 that changes the light transmitted through the measurement object M to parallel light, and a wavelength region (600 nm) of a measurement target that will be described later among the light changed to parallel light. Bandpass mirror 15 that reflects only light in the range of up to 1000 nm upward and passes light of other wavelengths as it is, and condensing lens 16 that condenses the measurement target light reflected upward by bandpass mirror 15. The shutter mechanism 17 that can be switched between an open state in which the light that has passed through the condenser lens 16 is allowed to pass through and a shielding state that blocks the passage of the measurement target light, and light that has passed through the shutter mechanism 17 in the open state are incident. Then, the amount of light that has passed straight through the spectroscope 18 and the bandpass mirror 15 that spectrally divides the light and measures the spectral data. It is configured to include a like light-power detection sensor 19 for detecting. In the figure, E is a filter switching mechanism for switching a filter for wavelength calibration.
[0051]
As shown in FIG. 5, the spectroscope 18 reflects the measurement target light that has entered from the light entrance 20 that is the light receiving position, and splits the reflected measurement target light into light of a plurality of wavelengths. The concave diffraction grating 22 and the light receiving sensor 23 that measures the spectral spectrum data by detecting the light intensity at each wavelength in the measurement target light spectrally separated by the concave diffraction grating 22 shields light from the outside. The structure is arranged in a dark box 24 made of a material. The light receiving sensor 23 is composed of a 1024-bit charge accumulation type CCD line sensor that simultaneously receives the light spectrally reflected by the concave diffraction grating 22 for each wavelength and converts it into a signal for each wavelength and outputs it. Has been. Although this line sensor is not described in detail, a photoelectric conversion unit that converts a light amount into an electric signal (charge) for each unit pixel, a charge storage unit that stores charges obtained by the photoelectric conversion unit, and A drive circuit for outputting the stored charge to the outside is provided. The charge accumulation time can be changed from the outside via a drive circuit.
[0052]
As shown in FIG. 6, the shutter mechanism 17 includes a disk 17A having a plurality of radial slits 25 in a state of being rotated around a vertical axis by a pulse motor 17B. When the slits 25 overlap with each other, the light entrance 20 of 24 has an open state that allows light to pass therethrough, and when the position of the slit 25 shifts, it has a blocking state that blocks light. A transmission hole 27 is formed, and the disk 17A is arranged in a state of sliding in close contact with the light entrance 20 of the dark box so as not to leak light. That is, this shutter mechanism 17 is provided in the state close to the light entrance 20 with respect to the concave diffraction grating 22 as a spectroscopic means.
Similarly to the light projecting unit 1, the light receiving unit 2 has a configuration in which the above-described members are housed in a casing 28 and assembled in a unit shape as shown in FIGS. 1 and 3.
[0053]
Further, the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 can be integrated with the vertical position adjusting mechanism 29 that can adjust the position of the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 in the vertical direction with respect to the apparatus frame F, and the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are separately provided. A horizontal position adjusting mechanism 30 that is adjustable in position along the direction of approaching and separating from the measurement object located at the measurement target position with respect to the frame body F, that is, in the horizontal direction and orthogonal to the transport direction of the transport conveyor. Is provided.
In addition, as shown in FIG. 1 to FIG. 4, the four fixed support rods 31 are provided in a state where they are suspended from the upper part of the apparatus frame F in a fixed state. A support base 32 for mounting and supporting a measurement target A for quality evaluation apparatus calibration, which will be described later, is attached to the lower end of the bar 31. A lifting platform 34 is supported on the four fixed support rods 31 by four sliding support portions 33 so as to be slidable in the vertical direction. Further, a feed screw 35 supported in a suspended state from an upper side portion of the apparatus frame F is rotatably provided by an electric motor 36, and a female screw member 37 provided on the lifting platform 34 is provided on the feed screw 35. They are screwed together, and the lifting platform 34 can be adjusted to move up and down to an arbitrary position by rotating the feed screw 35 with an electric motor 36. The feed screw 35 is also configured to be rotatable by a manual operation handle 38. In this way, the screw feed type vertical position adjusting mechanism 29 is configured.
[0054]
As shown in FIG. 4, the lifting platform 34 is provided with two guide bars 39 extending along the direction in which the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are arranged, and the light projecting unit assembled in a unit shape. Each of the part 1 and the light receiving part 2 is configured to be slidably supported by the guide rods 39 via support members 40 and 41. Each guide bar 39 is connected by a connecting tool 39a at both ends in the longitudinal direction. In addition, the elevator 34 is provided with two feed screws 42 and 43 extending along the direction in which the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are arranged, and can be rotated by electric motors 44 and 45, respectively. Female screw portions 46 and 47 provided in the support members 40 and 41 are screwed into the feed screws 42 and 43, and the feed screws 42 and 43 are rotated forward and backward by the electric motors 44 and 45, respectively. By doing so, the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 can be individually adjusted in position along the horizontal direction orthogonal to the transport direction of the transport conveyor 4. In this way, the screw feed type horizontal position adjusting mechanism 30 is configured.
[0055]
Therefore, when the feed screw 35 is rotated by the electric motor 36, the lifting / lowering base 34 is adjusted to move up / down. Accordingly, the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 supported by the lifting / lowering base 34 are integrated. It is possible to adjust the vertical movement, and by rotating each of the electric motors 44 and 45, the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are individually adjusted along the horizontal direction perpendicular to the transport direction of the transport conveyor 4. be able to.
[0056]
A reference filter 49 is provided in a state of being supported by a support arm 48 which is positioned above the planned passage location of the measurement object M on the conveyor 4 and extends downward from the support base 32. The reference filter 49 is composed of an optical filter having a predetermined absorbance characteristic, and specifically includes a pair of opal glasses.
[0057]
As shown in FIG. 1, the measurement object on which the light from the light projecting unit 1 is placed on the transport conveyor 4 by adjusting the vertical movement of the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 by the vertical position adjusting mechanism 29. The normal measurement state in which the light receiving unit 2 receives light after passing through the object M and the light receiving unit 2 after the light from each light projecting unit 1 passes through the reference filter 49, as indicated by the phantom lines in FIG. As shown by the solid line in FIG. 2 and the reference measurement state received at, the measurement information for calibration as described later can be switched.
[0058]
The control unit 3 is configured using a microcomputer, and as shown in FIG. 10, the internal quality of the measurement object is determined based on the detection information of the passage detection sensor 500, the light amount detection sensor 19, and the light reception sensor 23. An analysis unit 100 for analysis and an operation control unit 101 as a control unit for controlling the operation of each unit are provided in a control program format. That is, a calculation process for analyzing the internal quality of the measurement object M is performed using a spectroscopic analysis technique that is a publicly-known technique as will be described later, and the shutter mechanism 17, the light amount adjustment motor 12, the vertical position adjustment motor 36, It is configured to control the operation of each part such as management of the operation of the horizontal position adjusting motors 44 and 45.
[0059]
Next, a control operation by the operation control unit 101 will be described.
Prior to normal measurement of the measurement object M, the operation control unit 101 irradiates the reference filter 49 with light from the light projecting unit 1 instead of the measurement object M, and transmits light from the reference filter 49. For the measurement object M conveyed by the conveyor 4 and the reference data measurement mode for obtaining the spectral data obtained by spectrally separating the light at the light receiving unit 2 and receiving the spectral light as the reference spectral data. Then, a normal data measurement mode for obtaining measurement spectral data by irradiating light from the light projecting unit 1 and analyzing the internal quality of the measurement object M based on the measurement spectral data and the reference spectral data It is configured to be switchable between.
[0060]
More specifically, in the reference data measurement mode, the vertical position adjustment mechanism 29 switches to the reference measurement state while the conveyance of the measurement object M by the conveyor 4 is stopped. Then, the shutter mechanism 17 is switched to the open state, the light from the light projecting unit 1 is irradiated to the reference filter 49 instead of the measurement object M, and the light transmitted from the reference filter 49 is received by the light receiving unit 2. Spectral data obtained by spectrally receiving and receiving the split light is measured as reference spectral data.
[0061]
In the reference data measurement mode, the detection value (dark current data) of the light receiving sensor 23 in the lightless state where the light to the light receiving unit 2 is blocked is also measured. That is, the shutter mechanism 17 of the light receiving unit 2 is switched to the shielding state, and the detection value for each unit pixel of the light receiving sensor 23 at that time is obtained as dark current data.
[0062]
Next, the control operation in the normal data measurement mode will be described.
In this normal data measurement mode, the vertical position adjusting mechanism 29 is operated to switch the lifting platform 34 to the normal measurement state, and the measurement object M is conveyed by the conveyor 4. Then, based on the detection information by the passage detection sensor 50, the period during which the measurement object passes through the measurement object location is detected, and the charge accumulation operation is performed by receiving the dispersed light in a state synchronized with the period. The operation of the light receiving sensor 23 is controlled so that the charge accumulation process to be executed and the sending process for sending out the accumulated charge are repeated at a set cycle.
That is, as shown in FIG. 11, in the time zone in which each measurement object M is predicted to pass through the measurement target location, the light receiving sensor 23 executes the charge accumulation process for the set time, and the measurement target M is measured at the measurement target location. The operation of the light receiving sensor 23 is performed so as to execute a sending process for sending out the electric charge accumulated for a set time at a timing such that the vicinity of the intermediate position between the respective measurement objects M predicted to be present in the Control. Therefore, this apparatus is configured to operate with the charge accumulation time by the light receiving sensor 23 always being constant. When the processing capability is such that 7 measurement objects pass through every second, the set time T1 for executing the charge accumulation processing is about 140 msec.
[0063]
Then, the operation control means 101 switches the open state from the shield state to the open state in the state where the light receiving sensor 23 performs the charge accumulation process and the light reception sensor 23 performs the charge accumulation process. It is configured to control the operation of the shutter mechanism 17 so as to return to the shielding state after being maintained for a while, and is configured to change and adjust the opening maintaining time Tx based on the change command information.
This open maintenance time Tx is configured to be changed according to the type of measurement object. For example, in the case of Wenzhou mandarin orange, light is relatively easy to transmit, so it is set to a relatively short time (about 10 msec). For Iyokan, it is difficult to transmit light, so a long time (about 30 msec) Set to.
The setting of the operation condition depending on the kind of the product is configured to be manually performed by an operator. That is, as shown in FIG. 10, there is provided a switching operation tool C for artificially switching the setting position according to the type of product, and the setting information of the switching operation tool C is input to the control unit 3, and the control unit 3 According to the setting information, the opening maintenance time Tx is changed and adjusted.
[0064]
Further, the operation control means 101 determines whether the measurement target has reached the measurement target location based on the change in the actual value of the light reception amount detected by the light amount detection sensor 19, that is, the light transmission amount of the measurement target. The shutter mechanism 17 is switched to the open state when it is detected that the measurement object has arrived, and the shutter mechanism 17 is put into the shielded state after maintaining the open state for the open maintaining time Tx. The measurement process is completed by switching.
More specifically, FIG. 11 shows a change state of the detection value of the light amount detection sensor 19 over time. Until the measurement object arrives, the maximum value is output by the light projected from the light projecting unit 1, but when the measurement object M reaches the measurement location, the measurement light is blocked and the light amount detection sensor detects it. When the value (light receiving amount) starts to decrease and the detected value decreases to a preset value or less (t1), it is determined that the measurement object has reached the measurement location, and the set time has elapsed from that point. (T2), the shutter mechanism 17 is switched to the open state. Then, after maintaining the open state for the open maintaining time Tx, the shutter mechanism 17 is switched to the shielding state.
[0065]
In addition, when such a measurement process is being performed, when the conveyor 4 stops abnormally, the shutter mechanism 4 in the light projecting unit 1 is closed and moved to a measurement object that has stopped moving. For a long time, strong light from the light source is prevented from being irradiated.
[0066]
The analysis unit 100 is configured to execute a calculation process for analyzing the internal quality of the measurement object M using a spectroscopic analysis technique that is a known technique based on the various data obtained in this manner. Yes.
That is, 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 is obtained for each wavelength that has been separated. Absorbance spectrum data is obtained, and a second derivative value of the absorbance spectrum data is obtained. And it is comprised so that the analytical calculation process which calculates the component amount corresponding to the sugar content contained in the measuring object M and the component amount corresponding to acidity with the secondary differential value and the preset calibration formula may be performed. ing.
The absorbance spectrum data d is Rd as the reference spectrum data, Sd as the measured spectrum data, and Da as the dark current data.
[0067]
[Expression 1]
d = log {(Rd−Da) / (Sd−Da)}
[0068]
It is calculated by the following formula.
And the control part 3 uses the value of a specific wavelength among the values which carried out the secondary differentiation of the absorbance spectrum data d obtained in this way, and a calibration formula as shown in the following equation 2, A calibration value for calculating the amount of the component corresponding to the sugar content or acidity contained in the product M is obtained.
[0069]
[Expression 2]
Y = K0 + K1 · A (λ1) + K2 · A (λ2)
[0070]
However,
Y: Calibration value corresponding to the component amount
K0, K1, K2; coefficients
A (λ1), A (λ2); second derivative of absorbance spectrum at specific wavelength λ
[0071]
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 formula as described above is individually set for each apparatus based on data obtained by actually measuring a sample similar to the measurement target as the measurement target prior to the measurement processing for the measurement target. .
In other words, tens to hundreds of objects to be measured are prepared as the samples, and spectral spectrum data for each wavelength is obtained for each sample using the quality evaluation apparatus H1. Further, for each sample, for example, based on destructive analysis or the like, the actual component amount detection process for accurately detecting the chemical component of the object to be measured by a special inspection device is executed to obtain the actual component amount of the object to be measured. . Then, using the spectral data of each sample obtained as described above, using the method of multiple regression analysis while comparing with the detection result of the actual component amount, the spectral data and the specific component The calibration formula showing the relationship with the component amount is obtained.
[0073]
Next, the measurement object A for calibration of the quality evaluation apparatus for calibrating the quality evaluation apparatus H1 as described above will be described.
When the quality evaluation apparatus H1 is calibrated using the measurement target A for quality evaluation apparatus calibration, calibration is performed with the measurement target A placed on the support base 32, as shown in FIG. To do. The object A to be measured is placed on the support base 32 while being positioned as it is, and is easily detachable. When calibration is not performed, the object A to be measured is detached from the support base 32. I can keep it.
[0074]
The measured object A for calibration of the quality evaluation apparatus is provided with pure water J as a quality evaluation object whose quality is evaluated by the quality evaluation apparatus H1 in a state where the temperature adjustment means holds the pure water J at a set temperature. A storage 51 for storing pure water J as an evaluation target and the temperature adjusting means are integrally assembled in a unit shape. In addition, an outer casing 52 that covers the storage portion 51 in a state in which the air layer K is formed on the outer peripheral portion of the storage portion 51 in which the quality evaluation target is stored is provided, and the temperature adjusting means controls the temperature of the air layer K. Is configured to do.
[0075]
More specifically, as shown in FIG. 12, the outer peripheral portion is covered with a substantially quadrangular prism-shaped outer casing 52 made of a non-translucent member, and one end side in the longitudinal direction inside the outer casing 52. A storage portion 51 for storing pure water J as a quality evaluation target in an enclosed state is provided at a location (location located on the lower side when placed on the support base 32). An air layer K is formed between the two. Then, the other end side in the longitudinal direction of the outer casing 52 (the position positioned on the upper side when placed on the support base 32) is airtight by the partition wall 53 with respect to the storage space in which the storage unit 51 is provided. A partitioned air conditioning space 54 is formed.
[0076]
The partition wall 53 is provided with a Peltier element 55 which is an example of a temperature adjusting means in a state in which a heat transfer action is exerted between the air layer K and the air conditioning space. A fan 56 that blows air in a direction away from the surface of the Peltier element 55 is provided on the surface of the Peltier element 55 on the air layer K side, and a control circuit 57 for operating the Peltier element 55 and a fan are provided in the air conditioning space 54. The drive circuit 58 for driving 56, the power supply device 59, etc. are provided. The control circuit 57 sets the temperature of the air layer K detected by a temperature sensor (not shown) at a set temperature (30 ° C.) that is the temperature of the measurement object or a temperature close thereto when the quality is evaluated by the quality evaluation device. Thus, the Peltier element 55 is controlled so as to be maintained. As a result, since the temperature of the air layer K is maintained at the set temperature, the pure water J stored in the storage unit 51 is always held at the set temperature. A flat plate 60 is provided to receive the air blown by the fan 56 so that it does not directly hit the storage portion 51 and to make the temperature in the air layer K as uniform as possible.
[0077]
As shown in FIG. 13, the temperature-adjusted air sent out by the fan 56 is received by the leveling plate 60, and is gently guided along the periphery of the storage portion 51 without directly hitting the storage portion 51. The temperature is controlled so that the entire air layer K reaches the set temperature almost uniformly.
[0078]
And the light passage part 61 and the light passage part 62 are each formed in the position corresponding to the right-and-left both sides location of the accommodating part 51 in the outer side casing 52. As shown in FIG. That is, a through hole is formed at a position corresponding to the light incident side light passage portion 61 and the light emission side light passage portion 62 of the outer casing 52 made of a non-light-transmissive member, and the opal glass G as a diffuser. Is mounted in an airtight state.
[0079]
A calibration method for calibrating the quality evaluation apparatus H1 using the measurement target A for calibration of the quality evaluation apparatus configured as described above will be described below.
That is, when the quality evaluation apparatus H1 is calibrated using the measurement object A for calibration of the quality evaluation apparatus, first, as described above, when the calibration formula is created prior to the measurement process for the measurement object. , The light receiving information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measurement target A for calibration of the quality evaluation apparatus, that is, the quality of the quality evaluation target (pure water) based on the spectral spectrum data and the calibration formula. A standard calibration value is measured.
[0080]
FIG. 14 shows measurement data obtained by the present applicant. Of these lines, line L1 indicates the second derivative spectrum data of the spectral spectrum data of the light transmitted through the pure water, and line L2 indicates the second derivative spectrum of the spectral spectrum data of the light transmitted through the apple as an example of fruit vegetables. Data are shown. From this figure, it is clear that pure water has light absorption characteristics similar to fruit vegetables.
[0081]
Thereafter, after the measurement process is performed on the measurement object, the light reception information (spectral spectrum) of the light transmitted through the quality evaluation object in the measurement target A for quality evaluation apparatus calibration at the time of the apparatus calibration for calibrating the quality evaluation apparatus H1. 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 evaluation device H1 evaluates the quality of the measurement object, 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 equation is calibrated. The correction is made based on the difference between the standard calibration value and the standard calibration value.
[0082]
Specifically, such calibration processing is performed by the control unit 3. If a description is added, the control part 3 will perform the following processes. In other words, the operation control means 101 is configured to be able to switch to the calibration data measurement mode in addition to the reference data measurement mode and the normal data measurement mode as described above.
When the calibration formula is created as described above, the measurement target A for quality evaluation apparatus calibration is manually placed on the support base 32, and the operation control means 101 switches to the calibration data measurement mode. Then, by vertically moving and adjusting the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 by the vertical position adjusting mechanism 29, the light from the light projecting unit 1 is calibrated as a quality evaluation apparatus as shown in FIGS. Is switched to a calibration measurement state in which light is received by the light receiving unit 2 after passing through a quality evaluation target (pure water) in the measurement object A. Then, the light from the light projecting unit 1 is guided to the quality evaluation target (pure water) through the light passing unit 61, and the light transmitted through the quality evaluation target (pure water) is passed to the external light receiving unit 2 through the light passing unit 62. Based on the light reception information (spectral spectrum data) of the light received by the light receiving unit 2 and the calibration formula, the reference calibration value α corresponding to the quality of the quality evaluation target (pure water) is measured and stored.
Therefore, in this embodiment, the light passing part 61 functions as an incident-side light passing part IP that diffuses measurement light and guides it to the quality evaluation target, and the light passing part 62 passes through the quality evaluation target. Will function as a transmission light output side light passage portion OP1 that guides the light to the outside along the direction in which the measurement light is projected.
[0083]
After that, the mode is switched to the normal data measurement mode, and the vertical position adjusting mechanism 29 integrally adjusts the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 so as to switch to the normal measurement state as shown in FIG. A measurement process for the object is performed.
[0084]
When the apparatus for calibrating the quality evaluation apparatus H1 is switched to the calibration data measurement mode, the vertical position adjustment mechanism 29 adjusts the light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 up and down integrally for calibration. Based on the light reception information (spectral spectrum data) of light that has passed through pure water as the quality evaluation target in the measurement target A for calibration of the quality evaluation apparatus and the calibration formula, the quality evaluation target (pure The calibration calibration value β corresponding to the quality of water is measured and stored.
[0085]
When the quality evaluation device H1 evaluates the quality of the measurement object after the calibration measurement is completed, the vertical position adjustment mechanism 29 switches to the normal measurement state and transmits the measurement object as described above. The calibration value Y corresponding to the quality of the measurement object obtained on the basis of the received light reception information and the calibration equation is measured, and the calibration value Y obtained at that time is corrected by the following equation (3). The corrected calibration value Ys is obtained. The corrected calibration value Ys corresponds to the quality of the final measurement object. However, K3 in Equation 3 is a predetermined coefficient.
In the initial stage of installation of the quality evaluation apparatus H1, when the calibration calibration value β is not measured, the calibration calibration value β is substituted with the same value as the reference calibration value α, and the measured calibration value The value Y directly corresponds to the quality of the final measurement object.
[0086]
[Equation 3]
Ys = Y + K3 · (α-β)
[0087]
Even when the calibration value measured in this way due to aging of the apparatus deviates from the actual fruit and vegetable quality (acidity and sugar content), the measurement of the measurement object A for calibration of the quality evaluation apparatus 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 and corrected to an appropriate calibration value.
[0088]
[Second Embodiment]
Next, a description will be given of a second embodiment of an object A for calibration of a quality evaluation apparatus according to the present invention and a quality evaluation apparatus calibration method using the same.
[0089]
First, the configuration of the quality evaluation apparatus H2 to be calibrated in this embodiment will be described. This quality evaluation apparatus H2 is an apparatus for measuring sugar content and acidity as quality for fruits and vegetables such as peaches and pears, for example. Since the configuration of the light passage path to the unit 2 and the configuration of the transport conveyor 4a are the same as those in the first embodiment, only the different configuration will be described, and the description of the same configuration will be omitted. The light projecting unit 1 and the light receiving unit 2 are each configured to be assembled in a unit shape, and share the same configuration as that used in the quality evaluation apparatus H1 in the first embodiment. .
[0090]
This quality evaluation apparatus H2 is configured as a transflective type quality evaluation apparatus, and as shown in FIGS. 15 and 17, a unit having the same configuration as the light projecting unit 1 in the quality evaluation apparatus H1 in the first embodiment. Two sets of light projecting sections 1 are provided, and the two sets of light projecting sections 1 are distributed and arranged on the left and right sides of the measurement target portion, that is, on both sides of the transport conveyor 4a in the transport width direction. It has become. Each light projecting unit 1 is mounted in such a posture that the light irradiation direction is substantially horizontal. The transport conveyor 4a is configured to transport a measurement object in a state of being placed on a receiving tray 71 having an insertion hole 70 formed in the central portion. The light projecting unit 1 is disposed below the measurement target portion. The light receiving side end portion of the optical fiber 72 that receives the light irradiated through the measuring object and transmitted through the insertion hole 70 of the tray 71 downward is disposed. The other end side of the optical fiber 72 is provided with a unit-shaped light receiving unit 2 having the same configuration as the light receiving unit 2 in the quality evaluation apparatus H1 in the first embodiment.
The internal quality analysis processing by the control unit 3 based on the light reception information by the light receiving unit 2 is the same as in the case of the first embodiment.
[0091]
Next, the measurement target A for calibration of the quality evaluation apparatus used for the quality evaluation apparatus H2 will be described. The measured object A for calibration of the quality evaluation apparatus in this embodiment is the same as that of the first embodiment except for the configuration of the light passage path, so only the differences will be described, and the same configuration will not be described. Omitted.
[0092]
As shown in FIG. 18, the measurement object A diffuses the measurement light projected from the light projecting unit 1 and guides it to a quality evaluation target (pure water J), and the light passing unit 73. And a light passage portion 74 that guides light that has passed through the quality evaluation target and guided to the outside along a direction orthogonal to the direction in which the measurement light is projected. That is, the light passage portions 73 are formed on both the left and right sides and the light passage portions 74 are formed on the lower side in correspondence with the left and right light projecting portions 1, respectively. A passage hole is formed at a position corresponding to 73 and the light passage portion 74, and the opal glass G as a diffuser is mounted in an airtight state. In this embodiment, the light passage portion 73 functions as an incident light passage portion, and the light passage portion 74 functions as an outgoing light passage portion.
[0093]
When the quality evaluation apparatus H2 is calibrated using the measurement object A, the measurement object A is placed on the support base 32 of the quality evaluation apparatus and calibrated by the same calibration method as in the first embodiment. As shown in FIGS. 16 and 17, when the reference calibration value α and the calibration calibration value β are measured by switching to the calibration measurement state as described above by the vertical position adjustment mechanism 29, The measurement light projected from the right and left light projecting parts 1 is guided to the quality evaluation target (pure water J) through the light passing parts 73 on the left and right sides, and the light transmitted therethrough is formed on the lower side. Light is received at the light receiving side end of the optical fiber 72 through the light passing portion 74 and the insertion hole 70 of the tray 71, and is received by the light receiving portion 2 through the optical fiber 72, and the received light information is measured. At that time, the light that has passed through the lower light passing portion 74 passes through the reference filter 49 in the vertical direction, but the reference filter 49 is transparent glass on both the upper and lower sides, and the light passes through as it is. It is the composition to do.
[0094]
The measurement target A for calibration of the quality evaluation apparatus in this embodiment is for measurement in which each of the light passage portions 73 formed on the left and right sides of the storage portion 51 in which the quality evaluation target is stored is projected from the light projecting portion 1. Functions as a light incident side light passage part IP that diffuses light and guides it to a quality evaluation target (pure water), and a light passage part 74 formed on the lower side of the storage part 51 is used for measuring the light that has passed through the quality evaluation target While functioning as a semi-transmission light-emitting side light passage portion OP2 that guides the light along the direction orthogonal to the direction in which the light is projected, the measurement target A for quality evaluation apparatus calibration in the embodiment is It can also be used for the transmission type quality evaluation apparatus described in the first embodiment, and when applied to the transmission type quality evaluation apparatus H1, the light passage portions 73 formed on both the left and right sides. Is one of the light incident side light passing parts IP. And functioning, the other one becomes to function as a light outgoing side light passing portion OP1 for transmission that leads to the outside along a direction of light that has passed through the quality evaluation said measuring light is projected. At that time, the light passage part formed on the lower side of the storage part 51 is closed.
[0095]
Therefore, the measurement object A for calibration of the quality evaluation apparatus is, as the light exit side light passage part OP, the direction in which the measurement light is projected on the light guided through the light entrance side light passage part IP and passed through the quality evaluation target. A light output side light passing part OP1 for transmission guided to the outside along the light source, and a light guided through the quality evaluation target guided through the input side light pass part along the direction orthogonal to the direction in which the measurement light is projected. And a semi-transmission quality evaluation apparatus H1 and a semi-transmission quality evaluation apparatus H2 can be used together.
[0096]
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments are listed.
[0098]
(1In each of the above embodiments, pure water as a quality evaluation object whose quality is evaluated by the quality evaluation device is provided in a state of being held at a set temperature by a temperature adjusting means. Instead of using the temperature of the measurement object when the quality is evaluated by the quality evaluation apparatus as in the form, or a temperature close thereto, the temperature may be set to a temperature different from such a temperature.
[0099]
(2In each of the above embodiments, an outer casing is provided that covers the storage portion in a state where an air layer is formed on the outer peripheral portion of the storage portion in which the quality evaluation target is stored, and the temperature adjusting means is provided for the air layer. However, in place of such a configuration, the temperature control may be performed by directly acting on the quality evaluation target stored in the storage unit. Good.
[0100]
(3In each of the above embodiments, the storage unit in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjusting unit are integrally assembled in a unit shape, but the quality evaluation target is stored. The storage unit and the temperature adjustment means are integrated into a unit shape, and are stored separately in a separate state. When calibration is performed, quality evaluation is performed using the temperature adjustment means. The adjustment process may be performed so that the target temperature becomes the set temperature.
[0101]
(4In 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]
(5In each of the above embodiments, the temperature adjustment means for holding the pure water as the quality evaluation target at the set temperature is provided. However, such a temperature adjustment means may not be provided. In that case, in order to reduce a measurement error due to a temperature change, a temperature measuring unit for measuring the temperature of the pure water is provided, and the information on the temperature of the pure water is added as measurement information for calibration. It may be.
  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 Map data is stored together with the above information. When the calibration value β for calibration is measured at the time of calibration of the device, 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 those data to the same temperature is newly added. The calibration value corresponding to the quality of the measurement object may be corrected based on the difference between the standard 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 storage unit 80 that allows light to pass only at the entrance and exit of the measurement light. It is good also as a structure provided with the opal glass G as a light diffuser in the entrance part 81 and the exit part 82, respectively, and the water temperature meter 83 as a temperature measurement means which measures the temperature of the pure water J in the accommodating part 80.
[0104]
(6In each of the above embodiments, as the light exit side light passage unit, the light guided through the light entrance side light passage unit and passed through the quality evaluation target is guided to the outside along the direction in which the measurement light is projected. A light outgoing side light passage part for transmission and a semi-transmission part that guides the light that has been guided through the input side light passage part and passed through the quality evaluation target to the outside along a direction orthogonal to the direction in which the measurement light is projected. However, the present invention is not limited to such a configuration, and may be configured to include only a transmission light-side light passage portion for transmission, or a semi-transmission portion. It is good also as a structure provided only with the light emission side light passage part.
[0105]
(7) In each of the above embodiments, the storage portion for storing pure water is formed of a light-transmitting member, and the light incident side light passage portion and the light exit side light passage portion are formed in the outer casing, Although the configuration in which the opal glass G is provided has been illustrated, instead of such a configuration, the housing portion is made of a material having light transmittance such as ground glass and having a light diffusing function. It is good also as a structure which is not provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a transmission type quality evaluation apparatus.
FIG. 2 is a front view of a transmission type quality evaluation apparatus.
FIG. 3 is a longitudinal front view of the main part of a transmission type quality evaluation apparatus in a calibration measurement state.
FIG. 4 is a cross-sectional plan view of a transmission type quality evaluation apparatus.
FIG. 5 is a block diagram of the spectrometer.
FIG. 6 shows a shutter mechanism.
FIG. 7 is a cutaway plan view of a light projecting unit.
FIG. 8 is a plan view showing an installation state.
FIG. 9 Timing chart of measurement operation
FIG. 10 is a control block diagram.
FIG. 11 is a diagram showing a change in received light amount and measurement timing.
FIG. 12 is a cutaway front view of an object to be measured for calibration of a quality evaluation apparatus.
FIG. 13 is a partially cutaway side view of an object to be measured for calibration of a quality evaluation apparatus.
FIG. 14 is a diagram showing spectral data.
FIG. 15 is a front view of a transflective quality evaluation apparatus.
FIG. 16 is a front view of a transflective quality evaluation apparatus.
FIG. 17 is a longitudinal front view of the main part in a calibration measurement state of a transflective type quality evaluation apparatus.
FIG. 18 is a sectional view of an object to be measured for calibration of a quality evaluation apparatus according to a second embodiment.
FIG. 19 is a sectional view of an object to be measured for calibration of a quality evaluation apparatus according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
51 storage
52 Outer casing
55 Temperature adjustment means
83 Temperature measurement means
H1, H2 quality evaluation equipment
J pure water
IP light entrance side
OP Light exit side light passage

Claims (8)

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を用いて、前記品質評価装置を校正する品質評価装置校正方法であって、
前記品質評価装置校正用の被計測体が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おり、
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品質評価装置校正方法。
Quality is measured by a quality evaluation device that projects measurement light including a wavelength for quality evaluation onto fruit vegetables as a measurement object, and evaluates the quality of the measurement object from light reception information of light transmitted through the measurement object. A quality evaluation apparatus calibration method for calibrating the quality evaluation apparatus using a measurement object for quality evaluation apparatus calibration to be evaluated ,
The measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus includes pure water as a quality evaluation object whose quality is evaluated by the quality evaluation apparatus ,
The quality in the measurement object for calibration of the quality evaluation device at the time of calibration formula creation for creating a calibration formula for obtaining a calibration value corresponding to the quality of the measurement target object from light reception information of light transmitted through the measurement target object Based on the light reception 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 for calibrating the quality evaluation device, based on the light reception information of the light transmitted through the quality evaluation target in the measurement target for quality evaluation device calibration and the calibration formula, the quality of the quality evaluation target is adjusted. Measure the corresponding calibration calibration value,
When evaluating the quality of the measurement object by the quality evaluation device, a calibration value corresponding to the quality of the measurement object obtained based on the received light information of the light transmitted through the measurement object and the calibration equation, A quality evaluation apparatus calibration method for correcting based on a difference between the calibration calibration value and the reference calibration value.
前記品質評価装置校正用の被計測体が、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請求項1記載の品質評価装置校正方法。 The quality evaluation apparatus calibration method according to claim 1 , wherein the measurement target for calibration of the quality evaluation apparatus includes a temperature measurement unit that measures the temperature of the pure water . 前記品質評価装置校正用の被計測体が、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請求項1記載の品質評価装置校正方法。 The quality evaluation apparatus calibration method according to claim 1 , wherein the measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus is provided with a quality evaluation object whose quality is evaluated by the quality evaluation apparatus being held at a set temperature by a temperature adjusting unit. . 前記品質評価装置校正用の被計測体が、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請求項3記載の品質評価装置校正方法。 The quality evaluation apparatus according to claim 3 , wherein the measurement target for calibration of the quality evaluation apparatus is configured such that a storage unit in which the quality evaluation target is stored and the temperature adjustment unit are integrally assembled in a unit shape. Calibration method. 前記品質評価装置校正用の被計測体が、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を備えて構成されている請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の品質評価装置校正方法 The measurement target for calibration of the quality evaluation apparatus is configured to diffuse the measurement light and guide the light to the quality evaluation target, and the light exit side that diffuses the light passing through the quality evaluation target and guides the light to the outside. The quality evaluation apparatus calibration method according to claim 1, comprising a light passage section . 前記品質評価装置校正用の被計測体が、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請求項5記載の品質評価装置校正方法。
The object to be measured for calibration of the quality evaluation apparatus is the light-emitting side light passing part.
A light exiting side light passing part for transmission that guides light that has been guided through the light entrance side light passing part and passed through the quality evaluation target to the outside along a direction in which the measuring light is projected, and the input side light passing And a semi-transmission light-emitting side light passage section that guides light that has been guided through the section and passed through the quality evaluation target to the outside along a direction orthogonal to the direction in which the measurement light is projected. The quality evaluation apparatus calibration method according to claim 5 .
前記品質評価装置校正用の被計測体が、前記品質評価対象が収納された前記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を備え、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4記載の品質評価装置校正方法。The measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus includes 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, and the temperature adjusting means is the The quality evaluation apparatus calibration method according to claim 4, wherein the temperature evaluation is performed on the air layer. 前記品質評価装置校正用の被計測体が、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形成されている請求項7記載の品質評価装置校正方法。The measurement object for calibration of the quality evaluation apparatus is configured such that the storage portion is configured by a member having translucency, the outer casing is configured by a non-translucent member, and the measurement light is diffused and the quality is measured. The quality evaluation apparatus calibration method according to claim 7, wherein a light incident side light passage portion that leads to an evaluation target and a light emission side light passage portion that diffuses light that has passed through the quality evaluation target and guides the light to the outside are formed.
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