JPH02310465A - 青果物類における熟度測定装置およびその測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は青果物類の熱度測定装置およびその測定方法に
係り、特に青果物類を破壊することなくその熱度を評価
できるようにした熱度測定装置およびその測定方法に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、青果物類を破壊することなくその熱度を評価す
ることは困難であり、従来では熱度を青果物類の外観、
重量などで評価したり、あるいは叩いてその音色で評価
したりしている。しかしながら、これでは熱度の精度の
よい評価を行うことはできず、近年では非破壊による評
価方法として打音を解析することにより熱度を評価する
方法が提案されている。この方法は、青果物類の熱度が
進行するにつれて、打音のパワースペクトルのピークが
低周波側に移行することを利用して評価しようとするも
のであり、いわば熟練者が西瓜を叩いてその音色で熱度
を判断することに相当し、かなり実用に近いものと言え
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、パワースペクトルのピークが低周波側に
移行することを利用した従来の評価方法では、ピーク周
波数が複数ある場合において、種々の要因からパワース
ペクトルの形状が微妙に変化すると、該ピークの同定が
困難になり、測定に誤差が生じ易くなるという問題があ
る。また、演算に高速フーリエ変換などが必要になり、
その計算のために多少時間がかかるという問題がある。

さらに、この種の評価の方法では青果物の大きさ、形状
などが考慮されず、熱度を完全に評価することが困難で
あるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する
問題点を解消し、青果物の大きさ、形状などを考慮した
上で、極めて簡単に、かつ精度よく熱度を評価できるよ
うにした青果物類における熱度測定装置およびその測定
方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の装置は、青果物類
に打撃を与える打撃手段と、打撃により発生するインパ
ルス波形の伝搬速度を測定する測定手段と、この測定に
より求められた測定伝搬速度データと予め求められた熱
度に関する基準伝搬速度データとを比較する比較手段と
を備えたことを特徴とするものであり、また、本発明の
方法は、青果物類に打撃を与え、この打撃により発生す
るインパルス波形の伝搬速度を測定し、この測定により
求められた測定伝搬速度データと予め求められた熱度に
関する基準伝搬速度データとを比較し、この比較された
結果に基づいて青果物類の熱度を評価することを特徴と
するものである。

〔作　用〕

本発明によれば、打撃により生じるインパルス波形が青
果物の外周に沿って等速で伝搬し、しかもこの伝搬速度
が青果物の熱度が進行するにつれて遅れることに着目し
たものであり、先ず、打撃により発生するインパルス波
形の伝搬速度を測定し、次いで、この測定により求めら
れた測定伝搬速度データと、予め求められた熱度に関す
る基準伝搬速度データとを比較し、この比較された結果
に基づいて青果物類の熱度を評価するようにしたもので
ある。

〔実施例〕

以下、本発明による青果物類における熱度測定装置およ
びその測定方法の一実施例を添付図面を参照して説明す
る。

第１図において符号１は置台を示し、この置台１の上に
はマスクメロンなどの青果物２が静置されている。この
置台１の前方には青果物２に打撃を与えるための振子式
の打撃手段３が配置され、この打撃手段３は上端を固定
部にヒンジ結合された打撃環５と、この打撃環５の先端
に止着された打撃法６とで構成されている。ただし、打
撃手段３としては振子式でなくともよく、青果物２に振
動を与えることができる手段であればよい。

また、打撃法６が青果物２に衝突したことは、光電スイ
ッチ８により検出され、この衝突により生じて該青果物
２の胴部の外周に沿ってインパルス波形として伝搬され
る打音は、置台１の後方のマイク９により検出されるよ
うになっている。

このマイク９からの信号は、第２図に示すように、増幅
器１０、ＡＤ変換ボード１１を介して、マイクロコンピ
ュータ１２の演算部１３に入力され、ＡＤ変換ボード１
１にはスイッチ部１１ａとＡＤ変換部１１ｂとが設けら
れ、スイッチ部１１ａには光電スイッチ８からの信号が
トリガ信号として入力されるようになっている。このト
リガ信号が入力されると、スイッチ部１１ａが閉じ、マ
イク９からの信号がＡＤ変換部１１ｂを介して演算部１
３に入力され、この演算部１３では、トリガ信号の発生
した時間と、マイク９からのピーク信号の発生した時間
とから伝搬時間差を求め、この伝搬時間差を、インパル
ス波形が伝搬される伝搬距離で除し、伝搬速度を演算す
るようになっている。

この演算部１３で演算された測定伝搬速度データは、マ
イクロコンピュータ１２の比較部１４に入力され、この
比較部１４には、青果物２の熱度とインパルス波形の伝
搬速度との相関関係から求められた基準伝搬速度データ
がキーボードなどの設定器１５を介して入力されるよう
になっている。

そして、この比較部１４においては、基準伝搬速度デー
タと上述の測定により求められた測定伝搬速度データと
が比較され、この比較の結果によって青果物２の熱度が
評価されるようになっている。

このように構成された装置において、上記の打撃手段３
により青果物２に打撃を与えると、打撃時のインパルス
波形は、その胴部の外周に沿って波動的に等速で伝搬さ
れる。

先ず、これを理論的に考察すると、波動の伝搬速度をｖ
１波動の変位を表す時空間関数をｕ　（ｘ、　　ｔ）と
したとき、波動方程式（１）が成り立つ。

ここで、第３図に示すように、張力Ｔおよび線密度ρが
一定の弦を考えた場合に、曲げやせん断に対する剛性が
なく、変位Ｕが微少なものとすれば、微少要素ｄｘに対
する張力のｙ成分は、位置Ｘにおいて、 位置（ｘ　＋　ｄ　ｘ）において、 Ｔ　ｓｉｎ　（θ＋ｄθ）　’＝、Ｔ　ｔａｎ　（θ＋
ｄθ）（２）　、　　（３）式を用いて微少要素ｄｘに
運動方程式をあてはめると、 整理すると、 （１）　、　　（５）式を比較すると、ｖ２＝Ｔ／ρ　
　　　　　　　　　・・・（６）つまり、伝搬速度Ｖの
２乗は、張力Ｔおよび線密度ρの比によって定まること
になる。ここで、青果物２の熱度（硬度）は、張力Ｔの
垂直成分の変化と等価であるとみなせるので、密度ρの
変化が張力Ｔの変化に比べて相対的に小さければ、伝搬
速度Ｖは、熱度（硬度）に関する直接的な指標となり得
ることになる。

次に、上記の装置により青果物２の熱度を実験的に測定
した結果を考察する。

第４図に示すように、青果物２の胴部の外周上を２４等
分し、°振子の打撃点付近の３か所を除く２１か所（（
２）〜（２２））にそれぞれマイク９を近付け、それぞ
れの時間領域における打音信号を採取し、これらの信号
をデータ処理して鳥敞図として表示した。すなわち、青
果物２の胴部の同一か所を２１回に亘って打撃し、その
都度、２１か所（（２）〜（２２））における打音信号
を採取し、これを基にして、第５図および第６図に示す
ように、時間、空間（位置）、音圧の３次元表示により
鳥敞図として表示した。

第５図を基にして考察すると、時間波形のうち音圧の高
くなるインパルス波形のピークは、測定位置（（２）〜
（２２））の方向に沿って等速で伝搬されること、すな
わち青果物２の胴部の外周に沿って等速で伝搬されるこ
とが判明した。また、第６図は同一試料における３日後
の測定データの３次元表示であるが、これによれば、青
果物２の胴部の外周に沿って伝搬されるインパルス波形
の伝搬速度は、３日後になると遅れることが判明した。

この結果は、青果物２の熱度が進行するとインパルス波
形の伝搬速度が遅れることを意味しており、正に上述の
理論的考察と一致した。

これらのことから明らかなように、青果物２の熱度と、
その時点における青果物２の胴部の外周に沿って伝搬さ
れるインパルス波形の伝搬速度との間には一定の相関関
係があることが判明した。

本実施例によれば、この一定の相関関係を利用して、青
果物２の熱度を精度よく評価しようとするものであり、
予め、熱度と伝搬速度との間の相関関係を基準伝搬速度
データとして求め、これをマイクロコンピュータ１２に
入力しておき、このデータと実際に測定した測定伝搬速
度データとを比較することにより、熱度を精度よく評価
しようとするものである。

上述の手段によれば、マイクロコンピュータ１２の演算
部１３において、光電スイッチ８からのトリガ信号の発
生した時間と、マイク９からのピーク信号の発生した時
間とから伝搬時間差を求め、この伝搬時間差を、インパ
ルス波形が伝搬される伝搬距離で除し、伝搬速度を演算
し、これを熱度評価の対象としているので、伝搬距離す
なわち青果物２の胴部の外周寸法が、熱度評価に際して
考慮されることになる。したがって従来のものと比較し
て、青果物の大きさ、形状などを考慮した上での、精度
のよい熱度の評価を行うことができる。

また、第５図からも明らかなように、時間領域波形のう
ちの音圧の高くなるインパルス波形のピ一りを検出して
伝搬時間差を求めているので、時間領域の信号のみを取
扱うことになり、従来のものと比較して、高速フーリエ
変換の演算が必要なく、さらにパワースペクトルのピー
ク周波数を検出するような困難さはなくなり、精度のよ
い測定を迅速に行うことができる。

以上、伝搬速度Ｖのみを基準として熱度の評価を行うこ
とを説明したが、（６）式からも明らかなように、密度
ρの変化が比較的大きい場合には、密度ρも評価の対象
にすることが好ましく、さらにはまた伝搬速度Ｖの２乗
を評価の対象とすることも好ましい。

一実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明によれ
ば、これに限定されるものでないことは明らかである。

例えば、上記マイク９の代りに、振動検出用の加速度計
や変位計などを使用してもよく、また、上記の打撃手段
３に加速度計を取付けておき、打撃の瞬間をトリガとし
て、衝撃による打音をマイクに収得し、これによって伝
搬時間差を取出すようにすることもできる。

さらに、光電スイッチ８とマイク９の組合わせでなく、
周方向に一定の距離を隔てて２個のマイクを配置してお
き、これらマイクによって打音信号を同時に測定して伝
搬時間差を取出すようにすることもできる。この時、で
きるだけ２個のマイクは接近させて配置することが望ま
しく、マスクメロン程度の大きさのものにあっては、マ
イク間距離で約２唾程度が望ましい。これによれば青果
物２の胴部の外周に沿って伝搬されるインパルス波形の
伝搬距離を直線的に捕らえることができ、伝搬時間差を
除する伝搬距離を定数にしても誤差は少なく、演算部１
３における演算を単純化させることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、イン
パルス波形が青果物の外周に沿って等速で伝搬し、しか
もこの伝搬速度が青果物の熱度が進行するにつれて遅れ
ることに着目し、青果物類に打撃を与え、この打撃によ
り発生するインパルス波形の伝搬速度を測定し、この測
定により求められた測定伝搬速度データと予め求められ
た熱度に関する基準伝搬速度データとを比較し、この比
較された結果に基づいて青果物類の熱度を評価するよう
にしたから、従来のものと比較して、青果物の大きさ、
形状などを考慮した上での、精度のよい熱度評価を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱度測定装置の一実施例を示す図
、第２図は同じくブロック図、第３図は張力および線密
度が一定の弦の振動を示す図、第４図は第１図に示す装
置の平面図、第５図はインパルス波形の伝搬を３次元表
示で示す図、第６図は同じくインパルス波形の伝搬を３
次元表示で示す図である。 １・・・置台、２・・・青果物、３・・・打撃手段、８
・・・光電スイッチ、９・・・マイク、１２・・・マイ
クロコンピュータ。 出願人代理人　　櫛　　渕　　昌　　之第　　１　　図 第　　３　　図 第　　５　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、青果物類に打撃を与える打撃手段と、打撃により発
   生するインパルス波形の伝搬速度を測定する測定手段と
   、この測定により求められた測定伝搬速度データと予め
   求められた熱度に関する基準伝搬速度データとを比較す
   る比較手段とを備えたことを特徴とする青果物類におけ
   る熱度測定装置。 ２、青果物類に打撃を与え、この打撃により発生するイ
   ンパルス波形の伝搬速度を測定し、この測定により求め
   られた測定伝搬速度データと予め求められた熱度に関す
   る基準伝搬速度データとを比較し、この比較された結果
   に基づいて青果物類の熱度を評価することを特徴とする
   青果物類における熱度測定方法。