JPH06300689A - 透過法による青果物の内部品質測定法 - Google Patents
透過法による青果物の内部品質測定法Info
- Publication number
- JPH06300689A JPH06300689A JP8734193A JP8734193A JPH06300689A JP H06300689 A JPH06300689 A JP H06300689A JP 8734193 A JP8734193 A JP 8734193A JP 8734193 A JP8734193 A JP 8734193A JP H06300689 A JPH06300689 A JP H06300689A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は非接触で近赤外光などにより被測定
物の内部の性質を測定する方法において、被測定物の大
きさがなどが異なっていても正確かつ安定した測定が出
来ることを目的とする。 【構成】 被測定物に測定光を投射する工程と、この被
測定物からの透過光を分光する工程と、分光された測定
光を受光する工程と、前記受光結果から吸光度を算出す
る工程と、前記被測定物の特定の内容物の吸収波長近傍
の２波長を用いて前記吸光度を規格化する工程と、前記
規格化した吸光度から前記特定の内容物を検出する工程
とからなることを特徴としている。
物の内部の性質を測定する方法において、被測定物の大
きさがなどが異なっていても正確かつ安定した測定が出
来ることを目的とする。 【構成】 被測定物に測定光を投射する工程と、この被
測定物からの透過光を分光する工程と、分光された測定
光を受光する工程と、前記受光結果から吸光度を算出す
る工程と、前記被測定物の特定の内容物の吸収波長近傍
の２波長を用いて前記吸光度を規格化する工程と、前記
規格化した吸光度から前記特定の内容物を検出する工程
とからなることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は青果物などの被測定物を
非接触で分光測定し、その性質を検査する内部測定法に
関する。
非接触で分光測定し、その性質を検査する内部測定法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】青果物などの被測定物を近赤外光などに
より非接触で外部から分光計測することは、例えば第６
回非破壊計測シンポジウム講演要旨集（１９９０年１２
月）に記載されている。
より非接触で外部から分光計測することは、例えば第６
回非破壊計測シンポジウム講演要旨集（１９９０年１２
月）に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで透過光式の場
合、被測定物に測定光を照射し、その透過光から算出さ
れる吸光度から糖度すなわち甘さなどの特定の内容物の
性質を調べている。ところが被測定物である青果物など
は大きさが均一であるとは限らず、また置き方によって
も測定光の当たる角度や位置が変わってくるので、被測
定物ごとに透過する光の光路長が異なる。そして光路長
が変化すれば、それにより吸光度も変わってくる。その
結果、例えば青果物の糖度などを測定する場合、被測定
物の透過光から吸光度を算出しても、被測定物の大きさ
などによって結果が相違するおそれが多い。これは特に
オンラインで順次搬送されてくる青果物を次々測定する
場合に大きな問題となる。
合、被測定物に測定光を照射し、その透過光から算出さ
れる吸光度から糖度すなわち甘さなどの特定の内容物の
性質を調べている。ところが被測定物である青果物など
は大きさが均一であるとは限らず、また置き方によって
も測定光の当たる角度や位置が変わってくるので、被測
定物ごとに透過する光の光路長が異なる。そして光路長
が変化すれば、それにより吸光度も変わってくる。その
結果、例えば青果物の糖度などを測定する場合、被測定
物の透過光から吸光度を算出しても、被測定物の大きさ
などによって結果が相違するおそれが多い。これは特に
オンラインで順次搬送されてくる青果物を次々測定する
場合に大きな問題となる。
【０００４】このことを図１および図２より説明する。
全体にわたり均一な糖度分布を有する単一の青果物を測
定する場合を考えると、透過光の光路長の長短により図
１（ａ）、図１（ｂ）に示すように透過光量が異なる。
その結果得られる吸光度も図２に示すごとく異なったも
のとなる。 本来均一な糖度を有する単一の青果物を測
定した場合、その光路長にかかわらず即ち測定する部位
などに依存せずに同一の糖度が測定されなければならな
い。
全体にわたり均一な糖度分布を有する単一の青果物を測
定する場合を考えると、透過光の光路長の長短により図
１（ａ）、図１（ｂ）に示すように透過光量が異なる。
その結果得られる吸光度も図２に示すごとく異なったも
のとなる。 本来均一な糖度を有する単一の青果物を測
定した場合、その光路長にかかわらず即ち測定する部位
などに依存せずに同一の糖度が測定されなければならな
い。
【０００５】この欠点を是正するためには、測定光の透
過光の光路長が変化した場合でも、その吸光度から正確
に特定の内容物を測定できることが必要となる。また、
従来はバックグラウンドの影響を除去できる等の理由か
ら吸光度の２次微分を用いて解析していたが、デ−タを
２次微分するとピ−ク値を見つけるために波長を走査す
る際、例えば１〜２ｎｍという小さな半値幅で走査しな
ければならない。この点からも原吸光スペクトルをその
まま用いて測定できることが望ましい。さらに糖度など
の測定対象成分値を算出する場合には、その吸光度と糖
度を関係づける係数をあらかじめ求めておかなければな
らない。この係数は、青果物の吸光度とその青果物を破
壊して得られる実際の糖度を比較して求めるものであ
り、測定系に固有の値である（以下「キャリブレ−ショ
ン係数」という）。
過光の光路長が変化した場合でも、その吸光度から正確
に特定の内容物を測定できることが必要となる。また、
従来はバックグラウンドの影響を除去できる等の理由か
ら吸光度の２次微分を用いて解析していたが、デ−タを
２次微分するとピ−ク値を見つけるために波長を走査す
る際、例えば１〜２ｎｍという小さな半値幅で走査しな
ければならない。この点からも原吸光スペクトルをその
まま用いて測定できることが望ましい。さらに糖度など
の測定対象成分値を算出する場合には、その吸光度と糖
度を関係づける係数をあらかじめ求めておかなければな
らない。この係数は、青果物の吸光度とその青果物を破
壊して得られる実際の糖度を比較して求めるものであ
り、測定系に固有の値である（以下「キャリブレ−ショ
ン係数」という）。
【０００６】したがって同一の測定系で同一品種の青果
物を測定している限りは、透過光の光路長はほぼ一定な
ので同じキャリブレ−ション係数でよい。しかし、測定
光の投光部と受光部の相対的な位置関係が変化したり、
被測定物の品種すなわち大きさや皮の厚さなどが変わる
と透過光の光路長が異なってくるので、そのつどキャリ
ブレ−ション係数を決め直さなければならないという問
題がある。本発明は上述の如き事情にかんがみてなされ
たものであって、被測定物の固体差などの影響を受ける
ことなく、吸光度により再現性よく、安定した内部測定
ができる方法を提供するものである。
物を測定している限りは、透過光の光路長はほぼ一定な
ので同じキャリブレ−ション係数でよい。しかし、測定
光の投光部と受光部の相対的な位置関係が変化したり、
被測定物の品種すなわち大きさや皮の厚さなどが変わる
と透過光の光路長が異なってくるので、そのつどキャリ
ブレ−ション係数を決め直さなければならないという問
題がある。本発明は上述の如き事情にかんがみてなされ
たものであって、被測定物の固体差などの影響を受ける
ことなく、吸光度により再現性よく、安定した内部測定
ができる方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる内部測定
法では、被測定物に測定光を投射し、前記被測定物から
の透過光を分光し、前記分光された測定光を受光し、前
記受光した結果から吸光度を算出し、前記被測定物の特
定の内容物の吸収波長近傍の２波長を用いて前記吸光度
を規格化し、前記規格化した吸光度とあらかじめ決定し
ておいたキャリブレ−ション係数を用いることにより、
前記特定の内容物の量を測定する。
法では、被測定物に測定光を投射し、前記被測定物から
の透過光を分光し、前記分光された測定光を受光し、前
記受光した結果から吸光度を算出し、前記被測定物の特
定の内容物の吸収波長近傍の２波長を用いて前記吸光度
を規格化し、前記規格化した吸光度とあらかじめ決定し
ておいたキャリブレ−ション係数を用いることにより、
前記特定の内容物の量を測定する。
【０００８】
【実施例】第１実施例としてミカンなどの青果物の糖度
測定するための非破壊内部測定法を例に図面を参照して
説明する。まずレファレンス光量として、図３に示すよ
うにミカンが存在しない状態で光量Ｒ（λ）を測定す
る。この時に測定光として近赤外光を使用し、その波長
はミカンの糖度の吸収波長付近を含む前後の例えば４種
類の波長λ1 〜λ4 とする。
測定するための非破壊内部測定法を例に図面を参照して
説明する。まずレファレンス光量として、図３に示すよ
うにミカンが存在しない状態で光量Ｒ（λ）を測定す
る。この時に測定光として近赤外光を使用し、その波長
はミカンの糖度の吸収波長付近を含む前後の例えば４種
類の波長λ1 〜λ4 とする。
【０００９】次に図４のように被測定物であるミカンを
セットし、その透過光量Ｔ（λ）を測定する。本実施例
では、ミカンの下方部分から近赤外光を投射し、ミカン
の内部を透過した光を、光源の光軸に対して９０度の位
置に配置した受光系で測定している。
セットし、その透過光量Ｔ（λ）を測定する。本実施例
では、ミカンの下方部分から近赤外光を投射し、ミカン
の内部を透過した光を、光源の光軸に対して９０度の位
置に配置した受光系で測定している。
【００１０】そしてレファレンス光量Ｒ（λ）とミカン
の透過光量Ｔ（λ）から各波長における吸光度Ｋ（λ）
を次式により計算する。
の透過光量Ｔ（λ）から各波長における吸光度Ｋ（λ）
を次式により計算する。
【数３】 式１により計算した吸光度は上述したように透過光の光
路長に依存して変化する値である。
路長に依存して変化する値である。
【００１１】このような光路長などによる影響を除くた
めに、糖の吸収波長近傍の２波長における吸光度の値を
使用して式２にしたがって規格化を行なう。以下この工
程を２波長規格化という。
めに、糖の吸収波長近傍の２波長における吸光度の値を
使用して式２にしたがって規格化を行なう。以下この工
程を２波長規格化という。
【数４】 ここで、Ｓ（λ）は規格化された吸光度 Ｋ（λ）は吸光度 λH は特定の内容物の吸収波長近傍の規格化上限波長 λL は特定の内容物の吸収波長近傍の規格化下限波長
【００１２】図５にこの２波長規格化した吸光度を示
す。そして２波長規格化して得られた吸光度とキャリブ
レ−ション係数から式３により最終的に糖度Ａを算出す
る。
す。そして２波長規格化して得られた吸光度とキャリブ
レ−ション係数から式３により最終的に糖度Ａを算出す
る。
【数５】 ここで、λK1、λK2は糖成分の吸収波長 Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 はキャリブレーション係数
【００１３】このような工程を経て得られた糖度は、ミ
カンの大きさや測定光の当たる部位に依存しないので、
正確かつ安定した測定が行なえる。また本方法では、光
源の光軸に対して受光系の光軸が９０度の位置関係にあ
るが、これに限らずその他の配置においても同一の装置
であればキャリブレ−ション係数を決め直す必要はない
という利点がある。このことは品種が変わっても同様で
ある。
カンの大きさや測定光の当たる部位に依存しないので、
正確かつ安定した測定が行なえる。また本方法では、光
源の光軸に対して受光系の光軸が９０度の位置関係にあ
るが、これに限らずその他の配置においても同一の装置
であればキャリブレ−ション係数を決め直す必要はない
という利点がある。このことは品種が変わっても同様で
ある。
【００１４】さらに本発明は、コンベヤ−などで運ばれ
てくる大小様々な大きさの青果物をリアルタイムで測定
する場合にとくに有用である。そこで図６に本発明をオ
ンライン測定装置に応用した例を示す。ミカン１がワイ
ヤ等を利用した搬送手段２により次々搬送されてくる。
まず載置位置検出手段３によりミカンの中心位置を測定
し、この結果からそのミカンが搬送されて測定位置に来
たことをコンピュ−タ６によりモニタ−する。この時光
源４から適当な波長帯域を有する測定光をミカンの下方
から照射し、第１実施例と同様に光源の光軸に対し９０
度に配置してある分光、受光装置５により透過光を分光
して取り込む。この取り込まれた透過光から信号処理・
デ−タ解析装置７により吸光度の計算、２波長規格化を
行ない糖度を算出する。
てくる大小様々な大きさの青果物をリアルタイムで測定
する場合にとくに有用である。そこで図６に本発明をオ
ンライン測定装置に応用した例を示す。ミカン１がワイ
ヤ等を利用した搬送手段２により次々搬送されてくる。
まず載置位置検出手段３によりミカンの中心位置を測定
し、この結果からそのミカンが搬送されて測定位置に来
たことをコンピュ−タ６によりモニタ−する。この時光
源４から適当な波長帯域を有する測定光をミカンの下方
から照射し、第１実施例と同様に光源の光軸に対し９０
度に配置してある分光、受光装置５により透過光を分光
して取り込む。この取り込まれた透過光から信号処理・
デ−タ解析装置７により吸光度の計算、２波長規格化を
行ない糖度を算出する。
【００１５】
【発明の効果】青果物などの被測定物を非接触で分光測
定し、その内部の特定物質の性質を検査する内部測定法
において、測定した吸光度を２波長規格化した後、キャ
リブレ−ション係数により糖度などの特定内容物の性質
を検出する。この結果、被測定物の大きさあるいは置き
方などにより透過光の光路長が変化しても正確に糖度な
どの内部の性質を測定することが可能となる。特に様々
な大きさの青果物が搬送されてくるオンライン検査にお
いて著しい効果を奏する。また吸光スペクトルを２次微
分せずにそのまま用いているので、透過光のような微弱
な光量でも実時間の測定が可能な信号量を得ることがで
きる。さらに本方法によれば一度キャリブレ−ション係
数を決定しておけば、青果物の品種、光源と受光系の位
置関係などがキャリブレ−ション時と変わっても、その
ままの係数を使用できるという効果も奏する。
定し、その内部の特定物質の性質を検査する内部測定法
において、測定した吸光度を２波長規格化した後、キャ
リブレ−ション係数により糖度などの特定内容物の性質
を検出する。この結果、被測定物の大きさあるいは置き
方などにより透過光の光路長が変化しても正確に糖度な
どの内部の性質を測定することが可能となる。特に様々
な大きさの青果物が搬送されてくるオンライン検査にお
いて著しい効果を奏する。また吸光スペクトルを２次微
分せずにそのまま用いているので、透過光のような微弱
な光量でも実時間の測定が可能な信号量を得ることがで
きる。さらに本方法によれば一度キャリブレ−ション係
数を決定しておけば、青果物の品種、光源と受光系の位
置関係などがキャリブレ−ション時と変わっても、その
ままの係数を使用できるという効果も奏する。
【図１】同一の測定物において（ａ）は透過光の光路長
が長い場合、（ｂ）は短い場合を示す図である。
が長い場合、（ｂ）は短い場合を示す図である。
【図２】透過光の光路長が異なる場合の吸光度を示す図
である。
である。
【図３】レファレンス光量を測定する光学系の図であ
る。
る。
【図４】被測定物の透過光を測定する光学系を示す図で
ある。
ある。
【図５】２波長規格化した吸光度を示す図である。
【図６】本発明をオンライン測定に用いた実施例を示す
図である。
図である。
１ 青果物（ミカン） ２ 搬送装置 ３ 載置位置検出装置 ４ 光源 ５ 分光・受光装置 ６ コンピュ−タ ７ 信号処理・デ−タ解析装置
Claims (11)
- 【請求項１】 被測定物に測定光を投射し、前記被測定
物からの透過光を分光し、前記分光された測定光を受光
し、前記受光結果から吸光度を算出し、前記被測定物の
特定の内容物の吸収波長近傍の２波長を用いて前記吸光
度を規格化し、前記規格化した吸光度から前記特定の内
容物を検出することを特徴とする内部測定法。 - 【請求項２】 請求項第１項記載の内部測定法におい
て、さらに前記被測定物を順次搬送する工程と、前記搬
送工程における前記被測定物の載置位置を検出する工程
と、前記載置位置検出結果から測定位置を決定する工程
とを有する内部測定法。 - 【請求項３】 請求項第１項または第２項記載の内部測
定法において、前記吸光度の規格化は次式による内部測
定法。 【数１】 ここで、Ｓ（λ）は規格化された吸光度 Ｋ（λ）は吸光度 λH は特定の内容物の吸収波長近傍の規格化上限波長 λL は特定の内容物の吸収波長近傍の規格化下限波長 - 【請求項４】 前記被測定物は青果物であることを特徴
とする請求項第３項に記載の内部測定法。 - 【請求項５】 前記特定の内容物は糖および／または酸
を含むことを特徴とする請求項第４項記載の内部測定
法。 - 【請求項６】前記規格化下限波長は８００〜８６０ｎｍ
の範囲にあり前記規格化上限波長は９３０〜１０００ｎ
ｍの範囲にあることを特徴とする請求項５項記載の内部
測定法。 - 【請求項７】 被測定物を順次搬送する手段と、前記搬
送手段上の前記被測定物の載置位置を検出し、この検出
結果から測定位置を決定する手段と、前記測定位置決定
手段の検出結果に従って被測定物に測定光を投射する手
段と、前記被測定物からの透過光を分光する手段と、前
記分光された測定光を受光する手段と、前記受光結果か
ら吸光度を算出し、前記被測定物の特定の内容物の吸収
波長近傍の２波長を用いて前記吸光度を規格化した後、
前記規格化した吸光度から前記特定の内容物を検出する
手段とからなる内部測定装置。 - 【請求項８】 請求項第７項記載の内部測定装置におい
て、前記吸光度の規格化は次式による内部測定装置。 【数２】 ここで、Ｓ（λ）は規格化された吸光度 Ｋ（λ）は吸光度 λH は特定の内容物の吸収波長近傍の規格化上限波長 λL は特定の内容物の吸収波長近傍の規格化下限波長 - 【請求項９】 前記被測定物は青果物であることを特徴
とする請求項第８項に記載の内部測定装置。 - 【請求項１０】 前記特定の内容物は糖および／または
酸を含むことを特徴とする請求項第９項記載の内部測定
装置。 - 【請求項１１】 前記規格化下限波長は８００〜８６０
ｎｍの範囲にあり前記規格化上限波長は９３０〜１００
０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１０項記載
の内部測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8734193A JPH06300689A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 透過法による青果物の内部品質測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8734193A JPH06300689A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 透過法による青果物の内部品質測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300689A true JPH06300689A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=13912173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8734193A Pending JPH06300689A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 透過法による青果物の内部品質測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06300689A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0957353A2 (en) * | 1998-05-15 | 1999-11-17 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd | Apparatus for measuring the internal quality of an object |
| WO2001071320A1 (fr) * | 2000-03-24 | 2001-09-27 | Nkk Corporation | Procede et appareil d'analyse de metal vaporise |
| JP2007047106A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 分割測定法による青果物内部品質検査装置および青果物内部品質検査方法 |
| JP2010203781A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Saika Gijutsu Kenkyusho | 品質測定装置 |
| JP2011240257A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Kochi Univ Of Technology | 回転楕円体及び球面体の全面画像検査装置 |
| JP2017015720A (ja) * | 2016-08-30 | 2017-01-19 | 静岡製機株式会社 | 穀粒の品質測定装置 |
| CN110376154A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 基于光谱校正的水果在线检测方法及系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62265552A (ja) * | 1986-05-13 | 1987-11-18 | Chino Corp | 水分計等の補正装置 |
| JPH01284758A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-16 | Toshiba Corp | 自動化学分析装置 |
| JPH04104041A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-06 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 柑橘果実の糖度測定方法およびその装置 |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP8734193A patent/JPH06300689A/ja active Pending
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| KR100838138B1 (ko) * | 1998-05-15 | 2008-06-13 | 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 | 물체의 내부품질을 측정하는 측정장치 |
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| CN109154559A (zh) * | 2016-08-30 | 2019-01-04 | 静冈制机株式会社 | 谷粒质量测定装置 |
| CN110376154A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 基于光谱校正的水果在线检测方法及系统 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19951018 |