JPH07239320A - 果実及び果菜類熟度判定装置 - Google Patents

果実及び果菜類熟度判定装置

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JPH07239320A
JPH07239320A JP6029634A JP2963494A JPH07239320A JP H07239320 A JPH07239320 A JP H07239320A JP 6029634 A JP6029634 A JP 6029634A JP 2963494 A JP2963494 A JP 2963494A JP H07239320 A JPH07239320 A JP H07239320A
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道夫 川中
Sanetoshi Gonda
実敏 権田
Kiyoshi Ishigami
清 石上
Teruko Nakajima
輝子 中嶌
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熟度判定作業を容易とし、打音信号のS/N
比の向上を図るとともに、熟度の判定を容易とするこ
と。 【構成】 熟度状態の判定が行われる際、角度検出部1
9によって被検体14に対しての衝撃発生状態が適切で
あるか否かが判断されるようになっており、適切である
と判断された場合に限り、判定制御部21による制御に
よって熟度判定が行われる。また、台座13と被検体1
4に対して衝撃を与える衝撃球16aとが振動伝搬的に
分離されているので、被検体14に対して衝撃が与えら
れる際、その衝撃による振動が台座13に伝わらないた
め、マイクロホン17によってノイズの重畳されていな
い振動音のみが取り込まれる。したがって、熟度判定作
業を容易とし、打音信号のS/N比の向上を図るととも
に、熟度の判定を容易とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メロン、リンゴ、スイ
カ等の果実及び果菜類の熟度(あるいは果肉硬度)がそ
の物体を叩いたとき発生する打音の振動数と高い相関関
係にあることを利用したものであり、非破壊的に測定す
ることが可能な果実及び果菜類熟度判定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】メロン、リンゴ、スイカ等の果実及び果
菜類の熟度(あるいは果肉硬度)は、これら果実及び果
菜類を叩いたときに発生する打音の振動数との相関関係
を利用することにより判定可能であるということが知ら
れている。
【0003】振動数は、物体の大きさが一定であれば、
硬い程高く軟らかい程低い。また硬さが一定であれば、
物体の大きさが大きい程低く、小さい程高い。したがっ
て、たとえばメロンの熟度が進むとその果肉が軟らかく
なり、メロンの固有振動数が減少するため、これを測定
することによってメロンの熟度を判定することができ
る。
【0004】このような果実及び果菜類の熟度(あるい
は果肉硬度)を判定するものとして、たとえば特開平3
−12551号公報では、図11に示すような果菜類の
熟度判定装置を開示している。
【0005】すなわち、集音装置41の設置台部上に被
測定物としてのメロン40が載置されており、電動叩き
装置47によってメロン40が叩かれると、集音装置4
1に内蔵されているマイクロホン41aによって、図1
2に示すようなメロン40固有の振動数がとらえられ
る。とらえられた振動数は増幅器42によって増幅され
た後、振動数測定回路43によって熟度が測定され表示
装置44によって表示される。また、メロン40の重量
が電子秤45によって測定されると、振動数補正回路4
6が電子秤45からの重量信号に基づき、メロン40の
重量の差に基づく振動数が補正されるので、メロン40
の熟度がより正確に測定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の果菜類の熟度判定装置では、電動叩き装置47によ
るメロン40の叩きの強さを一定とするために、電磁コ
イルの作用を用いて行うことからスイッチ操作が必要と
なり、判定作業が煩雑なものとなっている。
【0007】また、マイクロホン41aは、密閉された
ケース本体41b内部に内蔵されているものの、メロン
40への電動叩き装置47による叩き時の衝撃による振
動がケース本体41bに伝わり、ケース本体41b自体
の振動が開口3に伝わってしまうため、本来測定しよう
とするメロン40自体の固有の振動にノイズとして重畳
され、マイクロホン41aからの打音信号のS/N比が
劣化してしまうという不具合がある。
【0008】更に、振動数補正回路46が電子秤45か
らの重量信号に基づいてメロン40の重量の差に基づく
振動数を補正すると、この補正された振動数が表示装置
44に表示されるものの、表示されるものがメロン40
の振動数であるために、熟度の判定を行う際の判断に熟
練を要するという不具合がある。
【0009】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、熟度判定作業を容易とし、打音信号のS/
N比の向上を図るとともに、熟度の判定を容易とするこ
とができる果実及び果菜類熟度判定装置を提供すること
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
検査装置部及び判定装置部を備え、果実及び果菜類の被
検体を叩いたときに発生する振動音をとらえることによ
り前記被検体の熟度を判定する果実及び果菜類熟度判定
装置において、前記検査装置部の検査装置本体には、前
記被検体に対して衝撃を与えることにより前記振動音を
発生させる振動音発生手段と、この振動音発生手段によ
る前記被検体に対しての衝撃発生状態が適切であるか否
かを判断する衝撃発生状態判断手段と、前記被検体の重
量を測定する重量測定手段と、前記被検体の発生する振
動音をとらえるマイクロホンとが設けられ、前記判定装
置部の判定装置本体側には、前記マイクロホンを通して
得られた前記被検体の発生する振動音の信号をディジタ
ル信号に変換するA/D変換手段と、このA/D変換手
段によって変換されたディジタル信号に基づいて前記被
検体の固有の振動値を求めるとともに、前記重量測定手
段によって測定された重量情報に基づいて前記固有の振
動値を補正し、この補正された固有の振動値に基づき前
記被検体の熟度状態を判定する熟度判定手段と、前記衝
撃発生状態判断手段による判断結果が適切である場合に
限り、前記熟度判定手段による熟度判定を行わせる判定
制御手段と、この熟度判定手段によって判定された判定
結果を出力する出力手段とが設けられていることを特徴
とする。
【0011】請求項2記載の発明は、前記重量測定手段
には前記被検体を載置する台座が設けられているととも
に、この台座の略中心部に設けられた伝播空間の下方に
前記マイクロホンが配設されており、更に前記台座と前
記被検体に対して衝撃を与える振動音発生手段とが振動
伝搬的に分離されていることを特徴とする。
【0012】請求項3記載の発明は、前記熟度判定手段
による熟度判定時期が任意に設定可能とされていること
を特徴とする。
【0013】請求項4記載の発明は、判定装置本体に設
けられたマイクロホンによって果実及び果菜類の被検体
の発生する振動音をとらえることにより前記被検体の熟
度を判定する果実及び果菜類熟度判定装置において、前
記判定装置本体には、前記被検体の直径又は周囲長を測
定する測定手段と、前記マイクロホンを通して得られた
前記被検体の発生する振動音の信号をディジタル信号に
変換するA/D変換手段と、このA/D変換手段によっ
て変換されたディジタル信号に基づいて前記被検体の固
有の振動値を求めるとともに、前記測定手段によって測
定された直径又は周囲長情報に基づいて前記固有の振動
値を補正し、この補正された固有の振動値に基づき前記
被検体の熟度状態を判定する熟度判定手段と、この熟度
判定手段によって判定された判定結果を出力する出力手
段と、前記被検体の熟度判定時に前記判定装置本体を固
定するハンドルとが設けられていることを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明では、被検体を重量測定手段に載置した
状態で被検体に対し衝撃発生状態判断手段によって衝撃
を与えると、マイクロホンにより被検体の発生する振動
音がとらえられ、このとらえられた振動音がA/D変換
手段によってディジタル信号に変換されると、被検体の
固有の振動値を求める。この固有の振動値は、重量測定
手段によって測定された重量情報に基づいて補正され、
最終的に、熟度判定手段によって補正された固有の振動
値から被検体の熟度状態が判定されるとともに、この判
定結果が出力手段によって出力される。また、熟度状態
の判定が行われる際、衝撃発生状態判断手段によって被
検体に対しての衝撃発生状態が適切であるか否かが判断
されるようになっており、適切であると判断された場合
に限り、前記熟度判定手段による熟度判定が行われるよ
うになっている。
【0015】また、本発明では、台座と被検体に対して
衝撃を与える振動音発生手段とが振動伝搬的に分離され
ているので、被検体に対して衝撃が与えられる際、その
衝撃による振動が台座に伝わらないため、マイクロホン
によってノイズの重畳されていない振動音のみが取り込
まれる。
【0016】更に、本発明では、熟度判定手段による熟
度判定時期が任意に設定可能とされているので、種々の
被検体によってそれぞれ異なる振動音の発生時期等のバ
ラツキが補正され、適切な熟度判定が行われる。
【0017】更にまた、本発明では、判定装置本体に、
被検体の熟度を判定するに必要な測定手段、A/D変換
手段、熟度判定手段、出力手段を設けるとともに、熟度
判定時にはハンドルを持って作業を行うことができるの
で、着果状態にある果実及び果菜類の熟度判定が可能と
されることから、出荷時期の確認が容易となり、出荷段
階における歩留まりが向上する。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図1乃至図3は、本発明の果実及び果菜類
熟度判定装置(以下、単に判定装置という)の一実施例
を示すものである。なお、以下に説明においては被検体
として、たとえばメロンとしているが、この例に限らず
上述したリンゴ、スイカ等の他の果実及び果菜類を被検
体としてもよい。
【0019】これらの図に示すように、判定装置は、検
査装置部10と判定装置部20とから構成されている。
【0020】検査装置部10には、電子天秤11が内蔵
された装置本体12が設けられている。電子天秤11に
対し上下動自在とされた台座13には被検体としてのメ
ロン14が載置されている。電子天秤11の近傍には、
メロン14からの固有の振動音を取込むマイクロホン1
7が配設されており、マイクロホン17からの打音信号
はマイクアンプ18によって増幅され判定部20側に出
力されるようになっている。
【0021】台座13の近傍には、支持部材15が立設
されている。支持部材15の頂部には、下端部に衝撃球
16aを取付けたアーム部材16が揺動自在に取付けら
れている。アーム部材16の近傍には、アーム部材16
の揺動開始角度を検出するための角度検出部19が配設
されている。ここで、角度検出部19によるアーム部材
16の引き上げ角の検出は、後述するように、たとえば
45゜〜60゜程度とされている。これは、衝撃球16
aによるメロン14への衝撃力を略一定とするためと、
アーム部材16の誤揺動による測定が行われないように
するためである。すなわち、たとえばメロン14を台座
13に載置する際等にアーム部材16を振らせてしまう
ことがあり、このような場合、測定が開始されてしまう
と正確な測定結果が得られなくなってしまうからであ
る。
【0022】したがって、角度検出部19はアーム部材
16の引き上げ角が45゜〜60゜程度の範囲にあると
き、測定可能であることを示す信号を後述の測定制御部
21に出力することで、マイクロホン17からの安定し
た打音信号が適切なタイミングで得られるようになって
いる。
【0023】判定装置部20には、検査装置部10側の
マイクアンプ18からの増幅出力である打音信号に対し
てIIRフィルタを掛けるIIRフィルタ22が設けら
れている。このフィルタ出力は、A/D変換回路23に
よってディジタル信号に変換された後、FET演算部2
4によるスペクトル解析によってパワースペクトルが求
められる。パワースペクトルが求められると、被検体熟
度判定部25によってメロン14の熟度が判定され、更
にこの判定結果やFET演算部24によるパワースペク
トル等が表示部26に表示される。
【0024】また、判定装置部20には、角度検出部1
9から測定可能であることを示す信号を受けたとき、F
ET演算部24や被検体熟度判定部25の演算動作や判
定動作を行わせることで、誤判定等を防止するための判
定制御部21が設けられている。また、この判定制御部
21は、誤判定防止の他に、打音信号の得るタイミング
を適宜設定可能としている。すなわち、たとえばFET
演算部24における演算の開始時点が衝撃球16aによ
ってメロン14に衝撃が与えられたときか、或は衝撃球
16aによって衝撃が与えられる所定の直前位置かのい
ずれかに設定可能とされている。これにより、メロン1
4以外の他の被検体における固有の振動音の発生のバラ
ツキが補正されるので、メロン14以外の場合でも熟度
判定が適切に行われる。
【0025】図4は、上記の台座13の内部構成を示す
ものである。同図に示すように、台座13の中心部に
は、メロン14の座りを安定させるための湾曲部13a
が形成されている。台座13内部には、クッション材1
3bが収納されている。クッション材13bの中心部に
は、伝播空間13cが形成されている。クッション材1
3bの周囲は、音漏れ防止カバー13dによって覆われ
ている。
【0026】クッション材13bの中心部の伝播空間1
3cの下方には、マイクロホン17が配設されている。
またクッション材13bの下部側には、伝播空間13c
を覆うように集音クロス13eが配設されている。
【0027】このように、台座13内部にクッション材
13bを収納することによって、衝撃球16aによるメ
ロン14への叩き時の衝撃による振動がクッション材1
3bによって吸収される。また、クッション材13bの
周囲は、音漏れ防止カバー13dによって覆われている
とともに、クッション材13bの下部側は集音クロス1
3eによって覆われているため、伝播空間13c内部に
おいてはメロン14からの固有の振動波のみが伝播され
るので、マイクロホン17からはS/N比の良好な打音
信号が得られる。
【0028】図5は、上記のアーム部材16を示すもの
であり、アーム部材16の上端部には、扇状の光遮弊プ
レート16bが取付けられている。光遮弊プレート16
bの近傍には、光学式の角度検出部19が配設されてい
る。
【0029】ここで、アーム部材16の引き上げ角は、
たとえば図6に示すように、45゜〜60゜程度とされ
ている。これは、上述したように、衝撃球16aによる
メロン14への衝撃力を略一定とするためと、アーム部
材16の誤揺動による測定が行われないようにするため
である。
【0030】続いて、このような構成の判定装置の動作
を、図7を用いて説明する。まず、メロン14を載置台
である台座13上部に載置した後、アーム部材16を所
定角以上引き上げて手を離すと、アーム部材16は自重
により揺動し、アーム部材16の下端部に取付けられて
いる衝撃球16aがメロン14を叩く(ステップ70
1,702)。
【0031】メロン14の打音は、台座13の中心部の
伝播空間13cを伝ってマイクロホン17に到達し、マ
イクロホン17によって集音される(ステップ70
3)。またこのとき、台座13に載置されたメロン14
は、電子天秤11によって測定され、被検体熟度判定部
25に出力される(ステップ704)。
【0032】マイクロホン17からの打音信号は、マイ
クアンプ18によって増幅され、更にIIRフィルタ2
2を経た後、A/D変換回路23によってディジタル信
号に変換され、FET演算部24に出力される(ステッ
プ705)。
【0033】ここで、アーム部材16の振り上げ角がた
とえば45゜未満である場合、角度検出部19は測定制
御部21に対して測定可能であることを示す信号を出力
しないため、測定制御部21がA/D変換回路23の変
換動作を停止させることになり、実質的にマイクロホン
17からの打音信号の取り込みが行われないので、誤判
定が防止される。
【0034】FET演算部24は、A/D変換回路23
からのディジタル信号に対してフーリエ変換を施し、メ
ロン14のパワースペクトルを求め、この得られたパワ
ースペクトルのピーク周波数を固有振動値(固有周波
数)として求める(ステップ706,707)。
【0035】FET演算部24によって固有振動値が求
められると、表示部26に打音信号及びパワースペクト
ルが表示される(ステップ708)。パワースペクトル
の固有振動値であるピーク周波数が被検体熟度判定部2
5に取り込まれると、被検体熟度判定部25は固有振動
値を電子天秤11からの検出信号から得られる重量の3
重根を乗じて補正し、補正された固有振動値からメロン
14の熟度を判定して表示部26に表示させる(ステッ
プ709〜711)。
【0036】ここで、表示部26による打音信号、パワ
ースペクトル及び熟度の表示状態は、たとえば図8に示
すように表示される。また、熟度の区分は、“0〜3”
が未熟、“4〜6”が適熟、“7〜9”が過熟とされて
いる。したがって、表示部26の判定結果を見ることに
よって一目で熟度の認識を行うことが可能となる。
【0037】このように、この実施例では、熟度状態の
判定を行う際、アーム部材16を所定角以上引き上げて
手を離すことにより、アーム部材16に取付けられてい
る衝撃球16aにより台座13に載置したメロン14を
叩くようにした。このとき、角度検出部19によって被
検体14に対しての衝撃発生状態が適切であるか否かが
判断され、適切であると判断された場合に限り、判定制
御部21による制御によって熟度判定が行われる。
【0038】また、台座13と被検体14に対して衝撃
を与える衝撃球16aとが振動伝搬的に分離されている
ので、被検体14に対して衝撃が与えられる際、その衝
撃による振動が台座13に伝わらないため、マイクロホ
ン17によってノイズの重畳されていない振動音のみが
取り込まれる。
【0039】したがって、熟度判定作業が容易となり、
打音信号のS/N比の向上が図れるとともに、熟度の判
定が容易となる。
【0040】なお、この実施例では、判定結果を表示部
26に表示させた場合について説明したが、この例に限
らず、プリンタによって判定結果をプリントアウトする
ようにしてもよい。
【0041】図9は、図1の判定装置の構成を変えた場
合の他の実施例を示すものである。なお、以下に説明す
る図において、図1及び図2と共通する部分には同一符
号を付し重複する説明を省略する。
【0042】同図に示す判定装置は、着果状態すなわち
栽培中の果実及び果菜類の熟度を判定するに適した携帯
用とされている。
【0043】すなわち、表示部26を備えた判定装置部
20の一側部側にはハンドル30が取付けられている。
判定装置部20の他側部側に設けられている支持部31
には、可撓性を有したアーム部32,33が取付けられ
ている。各アーム部32,33の先端部には、たとえば
ゴム製の当接部材34を保持するための保持部材35,
36が取付けられている。一方の保持部材35側には、
マイクロホン17が内蔵されており、衝撃用ハンマー3
7によって叩かれたメロン14の打音を集音し、判定装
置部20側に出力するようになっている。
【0044】また、メロン14の固有振動値の補正は、
メロン14の直径を測定することにより行われるように
なっており、そのためにアーム部32,33がメロン1
4を挟んだ状態のとき、メロン14の直径が測れるよう
にたとえばバネゲージが採用されている。
【0045】このような構成の判定装置では、着果状態
すなわち栽培中の果実及び果菜類の熟度を判定する場
合、判定装置部20側に設けられている図示省略の電源
スイッチをオンした後、アーム部32,33を広げてメ
ロン14を挟み込むようにし、当接部材34をメロン1
4の側部に当接させるとともに、判定装置がずれないよ
うにハンドル30を持って固定する。このとき、アーム
部32,33がメロン14の大きさに応じて広げられ、
バネゲージによってメロン14の直径が測定される。
【0046】この状態で衝撃用ハンマー37によりメロ
ン14の側部を叩くと、メロン14の打音が保持部材3
5に内蔵されているマイクロホン17によって集音さ
れ、この集音された打音信号が判定装置部20側に出力
される。判定装置部20における判定方法は、上述した
通りであり、判定後は表示部26にメロン14の熟度が
数値で表示される。
【0047】したがって、表示部26に表示された熟度
を確認することにより、栽培中の果実及び果菜類の熟度
を判定することが可能となるため、着果状態の果実及び
果菜類の出荷時期の確認が容易となり、出荷段階におけ
る歩留まりが向上する。
【0048】図10は、図9の判定装置の構成を変えた
場合の他の実施例を示すものであり、メロン14の周囲
長を測るのに適した例を示している。
【0049】同図に示す判定装置では、支持部31の先
端部からメジャー帯38が引出し自在に設けられてい
る。メジャー帯38の先端部は、支持部31の側部に設
けられているホルダー39によってホールドされるよう
になっている。また、メジャー帯38の支持部31の先
端部からの引出し量に応じてメロン14の周囲長が解る
ようになっている。
【0050】このような構成では、支持部31の先端部
をメロン14に押し当てた状態でメジャー帯38をメロ
ン14の周囲に巻き付けることにより、メジャー帯38
の引き出された長さに応じてメロン14の周囲長が計測
され、この計測結果は判定装置部20の被検体熟度判定
部25に与えられるようになっている。
【0051】この状態で衝撃用ハンマー37によりメロ
ン14の側部を叩くと、メロン14の打音が支持部31
の先端部側に設けられているマイクロホン17によって
集音され、この集音された打音信号が判定装置部20側
に出力される。判定装置部20における判定方法は、上
述した通りであり、判定後は表示部26にメロン14の
熟度が数値で表示される。
【0052】したがって、表示部26に表示された熟度
を確認することにより、上記同様に、栽培中の果実及び
果菜類の熟度を判定することが可能となる。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熟度状態の判定が行われる際、衝撃発生状態判断手段に
よって被検体に対しての衝撃発生状態が適切であるか否
かが判断されるようになっており、適切であると判断さ
れた場合に限り、熟度判定手段による熟度判定が行われ
る。
【0054】また、台座と被検体に対して衝撃を与える
振動音発生手段とが振動伝搬的に分離されているので、
被検体に対して衝撃が与えられる際、その衝撃による振
動が台座に伝わらないため、マイクロホンによってノイ
ズの重畳されていない振動音のみが取り込まれる。
【0055】更に、熟度判定手段による熟度判定時期が
任意に設定可能とされているので、種々の被検体によっ
てそれぞれ異なる振動音の発生時期等のバラツキが補正
され、適切な熟度判定が行われる。
【0056】更にまた、判定装置本体に、被検体の熟度
を判定するに必要な測定手段、A/D変換手段、熟度判
定手段、出力手段を設けるとともに、熟度判定時にはハ
ンドルを持って作業を行うことができるので、着果状態
にある果実及び果菜類の熟度判定が可能とされることか
ら、出荷時期の確認が容易となり、出荷段階における歩
留まりが向上する。
【0057】したがって、熟度判定作業を容易とし、打
音信号のS/N比の向上を図るとともに、熟度の判定を
容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の果実及び果菜類熟度判定装置の一実施
例を示す正面図である。
【図2】図1の果実及び果菜類熟度判定装置を示す斜視
図である。
【図3】図1の果実及び果菜類熟度判定装置の内部構成
を示す図である。
【図4】図1の台座の内部構成を示す断面図である。
【図5】図1のアーム部材を示す図である。
【図6】図1のアーム部材の作用を示す図である。
【図7】図1の果実及び果菜類熟度判定装置の動作を説
明するためのフローチャードである。
【図8】図1の表示部の表示内容を示す図である。
【図9】図1の果実及び果菜類熟度判定装置の構成を変
えた場合の他の実施例を示す図である。
【図10】図9の果実及び果菜類熟度判定装置の構成を
変えた場合の他の実施例を示す図である。
【図11】従来の果実及び果菜類の熟度を判定する装置
を示す図である。
【図12】図11の被検体の固有の振動数を示す図であ
る。
【符号の説明】
10 検査装置部 11 電子天秤 13 台座 16 アーム部材 16a 衝撃球 17 マイクロホン 19 角度検出部 20 判定装置部 23 A/D変換回路 24 FET演算部 25 被検体熟度判定部 26 表示部 30 ハンドル 32,33 アーム部 35,36 保持部材 38 メジャー帯
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年5月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 果実及び果菜類熟度判定装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メロン、リンゴ、スイ
カ等の果実及び果菜類の熟度(あるいは果肉硬度)がそ
の物体を叩いたとき発生する打音の振動数と高い相関関
係にあることを利用したものであり、非破壊的に測定す
ることが可能な果実及び果菜類熟度判定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】メロン、リンゴ、スイカ等の果実及び果
菜類の熟度(あるいは果肉硬度)は、これら果実及び果
菜類を叩いたときに発生する打音の振動数との相関関係
を利用することにより判定可能であるということが知ら
れている。
【0003】振動数は、物体の大きさが一定であれば、
硬い程高く軟らかい程低い。また硬さが一定であれば、
物体の大きさが大きい程低く、小さい程高い。したがっ
て、たとえばメロンの熟度が進むとその果肉が軟らかく
なり、メロンの固有振動数が減少するため、これを測定
することによってメロンの熟度を判定することができ
る。
【0004】このような果実及び果菜類の熟度(あるい
は果肉硬度)を判定するものとして、たとえば特開平3
−12551号公報では、図11に示すような果菜類の
熟度判定装置を開示している。
【0005】すなわち、集音装置41の設置台部上に被
測定物としてのメロン40が載置されており、電動叩き
装置47によってメロン40が叩かれると、集音装置4
1に内蔵されているマイクロホン41aによって、図1
2に示すようなメロン40固有の振動数がとらえられ
る。とらえられた振動数は増幅器42によって増幅され
た後、振動数測定回路43によって熟度が測定され表示
装置44によって表示される。また、メロン40の重量
が電子秤45によって測定されると、振動数補正回路4
6が電子秤45からの重量信号に基づき、メロン40の
重量の差に基づく振動数が補正されるので、メロン40
の熟度がより正確に測定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の果菜類の熟度判定装置では、電動叩き装置47によ
るメロン40の叩きの強さを一定とするために、電磁コ
イルの作用を用いて行うことからスイッチ操作が必要と
なり、判定作業が煩雑なものとなるとともにコストアッ
プにもなっている。
【0007】また、マイクロホン41aは、密閉された
ケース本体41b内部に内蔵されているものの、メロン
40への電動叩き装置47による叩き時の衝撃による振
動がケース本体41bに伝わり、ケース本体41b自体
の振動が開口部41cに伝わってしまうため、本来測定
しようとするメロン40自体の固有の振動にノイズとし
て重畳され、マイクロホン41aからの打音信号のS/
N比が劣化してしまうという不具合がある。
【0008】更に、振動数補正回路46が電子秤45か
らの重量信号に基づいてメロン40の重量の差に基づく
振動数を補正すると、この補正された振動数が表示装置
44に表示されるものの、表示されるものがメロン40
の振動数であるために、熟度の判定を行う際の判断に熟
練を要するという不具合がある。
【0009】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、熟度判定作業を容易とし、打音信号のS/
N比の向上を図るとともに、熟度の判定を容易とするこ
とができる果実及び果菜類熟度判定装置を提供すること
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
検査装置部及び判定装置部を備え、果実及び果菜類の被
検体を叩いたときに発生する振動音をとらえることによ
り前記被検体の熟度を判定する果実及び果菜類熟度判定
装置において、前記検査装置部の検査装置本体には、前
記被検体に対して衝撃を与えることにより前記振動音を
発生させる振動音発生手段と、この振動音発生手段によ
る前記被検体に対しての衝撃発生状態が適切であるか否
かを判断する衝撃発生状態判断手段と、前記被検体の重
量を測定する重量測定手段と、前記被検体の発生する振
動音をとらえるマイクロホンとが設けられ、前記判定装
置部の判定装置本体側には、前記マイクロホンを通して
得られた前記被検体の発生する振動音の信号をディジタ
ル信号に変換するA/D変換手段と、このA/D変換手
段によって変換されたディジタル信号に基づいて前記被
検体の固有の振動値を求めるとともに、前記重量測定手
段によって測定された重量情報に基づいて前記固有の振
動値を補正し、この補正された固有の振動値に基づき前
記被検体の熟度状態を判定する熟度判定手段と、前記衝
撃発生状態判断手段による判断結果が適切である場合に
限り、前記熟度判定手段による熟度判定を行わせる判定
制御手段と、この熟度判定手段によって判定された判定
結果を出力する出力手段とが設けられていることを特徴
とする。
【0011】請求項2記載の発明は、前記重量測定手段
には前記被検体を載置する台座が設けられているととも
に、この台座の略中心部に設けられた伝播空間の下方に
前記マイクロホンが配設されており、更に前記台座と前
記被検体に対して衝撃を与える振動音発生手段とが振動
伝搬的に分離されていることを特徴とする。
【0012】請求項3記載の発明は、前記A/D変換
段において、A/D変換開始時期が任意に設定可能とさ
れていることを特徴とする。
【0013】請求項4記載の発明は、判定装置本体に設
けられたマイクロホンによって果実及び果菜類の被検体
の発生する振動音をとらえることにより前記被検体の熟
度を判定する果実及び果菜類熟度判定装置において、前
記判定装置本体には、前記被検体の直径又は周囲長を測
定する測定手段と、前記マイクロホンを通して得られた
前記被検体の発生する振動音の信号をディジタル信号に
変換するA/D変換手段と、このA/D変換手段によっ
て変換されたディジタル信号に基づいて前記被検体の固
有の振動値を求めるとともに、前記測定手段によって測
定された直径又は周囲長情報に基づいて前記固有の振動
値を補正し、この補正された固有の振動値に基づき前記
被検体の熟度状態を判定する熟度判定手段と、この熟度
判定手段によって判定された判定結果を出力する出力手
段と、前記被検体の熟度判定時に前記判定装置本体を固
定するハンドルとが設けられていることを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明では、被検体を重量測定手段に載置した
状態で被検体に対し振動音発生手段によって衝撃を与え
ると、マイクロホンにより被検体の発生する振動音がと
らえられ、このとらえられた振動音がA/D変換手段に
よってディジタル信号に変換されると、被検体の固有の
振動値を求める。この固有の振動値は、重量測定手段に
よって測定された重量情報に基づいて補正され、最終的
に、熟度判定手段によって補正された固有の振動値から
被検体の熟度状態が判定されるとともに、この判定結果
が出力手段によって出力される。また、熟度状態の判定
が行われる際、衝撃発生状態判断手段によって被検体に
対しての衝撃発生状態が適切であるか否かが判断される
ようになっており、適切であると判断された場合に限
り、前記熟度判定手段による熟度判定が行われるように
なっている。
【0015】また、本発明では、台座と被検体に対して
衝撃を与える振動音発生手段とが振動伝搬的に分離され
ているので、被検体に対して衝撃が与えられる際、その
衝撃による振動が台座に伝わらないため、マイクロホン
によってノイズの重畳されていない振動音のみが取り込
まれる。
【0016】更に、本発明では、A/D変換手段におい
てA/D変換開始時期が任意に設定可能とされているの
で、適当な叩き棒あるいは指等で被検体の好みの部位を
叩くことによって、大きさ,形状の異なる種々の被検体
においても適切な熟度判定が行われる。
【0017】更にまた、本発明では、判定装置本体に、
被検体の熟度を判定するに必要な測定手段、A/D変換
手段、熟度判定手段、出力手段を設けるとともに、熟度
判定時にはハンドルを持って作業を行うことができるの
で、着果状態にある果実及び果菜類の熟度判定が可能と
されることから、収穫時期における確認が容易となり、
出荷段階における歩留まりが向上する。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図1乃至図3は、本発明の果実及び果菜類
熟度判定装置(以下、単に判定装置という)の一実施例
を示すものである。なお、以下に説明においては被検体
として、たとえばメロンとしているが、この例に限らず
上述したリンゴ、スイカ等の他の果実及び果菜類を被検
体としてもよい。
【0019】これらの図に示すように、判定装置は、検
査装置部10と判定装置部20とから構成されている。
【0020】検査装置部10には、電子天秤11が内蔵
された装置本体12が設けられている。電子天秤11
上に設けられた台座13には被検体としてのメロン14
が載置されている。電子天秤11の近傍には、メロン1
4からの固有の振動音を取込むマイクロホン17が配設
されており、マイクロホン17からの打音信号はマイク
アンプ18によって増幅され、ローパスフィルタ22を
介して判定部20側に出力されるようになっている。
【0021】台座13の近傍には、支持部材15が立設
されている。支持部材15の頂部には、下端部に衝撃球
16aを取付けたアーム部材16が揺動自在に取付けら
れている。アーム部材16の近傍には、アーム部材16
の揺動開始角度を検出するための角度検出部19が配設
されている。ここで、角度検出部19によるアーム部材
16の引き上げ角の検出は、後述するように、たとえば
45°〜60°程度とされている。これは、衝撃球16
aによるメロン14への衝撃力を略一定とするためと、
アーム部材16の誤揺動による判定が行われないように
するためである。すなわち、たとえばメロン14を台座
13に載置する際等にアーム部材16を振らせてしまう
ことがあり、このような場合、測定が開始されてしまう
と正確な測定結果が得られなくなってしまうからであ
る。
【0022】したがって、角度検出部19はアーム部材
16の引き上げ角が45°〜60°程度の範囲にあると
き、測定可能であることを示す信号を後述の測定制御部
21に出力することで、マイクロホン17からの安定し
た打音信号が適切なタイミングで得られるようになって
いる。
【0023】判定装置部20には、検査装置部10側の
マイクアンプ18からの増幅出力をローパスフィルタ2
2に通した打音信号が入力される。この打音信号は、A
/D変換回路23によってディジタル信号に変換された
後、FT演算部24によるスペクトル解析によってパ
ワースペクトルが求められる。パワースペクトルが求め
られると、被検体熟度判定部25によってメロン14の
熟度が判定され、更にこの判定結果やFT演算部24
によるパワースペクトル等が表示部26に表示される。
【0024】また、判定装置部20には、角度検出部1
9から測定可能であることを示す信号を受けたとき、
/D変換回路23やT演算部24や被検体熟度判定
部25の演算動作や判定動作を行わせることで、誤判定
等を防止するための判定制御部21が設けられている。
また、この判定制御部21は、誤判定防止の他に、打音
信号を得るタイミングを適宜設定可能としている。すな
わち、たとえばFT演算部24における演算の開始時
点が衝撃球16aによってメロン14に衝撃が与えられ
たときか、或は衝撃球16aによって衝撃が与えられる
所定の直前位置かのいずれかに設定可能とされている。
これにより、適当な叩き棒あるいは指等で被検体の好み
の部位を叩くことによって、大きさ,形状の異なる種々
の被検体においても熟度判定が適切に行われる。
【0025】図4は、上記の台座13の内部構成を示す
ものである。同図に示すように、台座13の中心部に
は、メロン14の座りを安定させるための湾曲部13a
が形成されている。台座13内部には、クッション材1
3bが収納されている。クッション材13bの中心部に
は、伝播空間13cが形成されている。クッション材1
3bの周囲は、音漏れ防止カバー13dによって覆われ
ている。
【0026】クッション材13bの中心部の伝播空間1
3cの下方には、マイクロホン17が配設されている。
またクッション材13bの下部側には、伝播空間13c
を覆うように集音クロス13eが配設されている。
【0027】このように、台座13内部にクッション材
13bを収納することによって、衝撃球16aによるメ
ロン14への叩き時の衝撃による振動がクッション材1
3bによって吸収される。また、クッション材13bの
周囲は、音漏れ防止カバー13dによって覆われている
とともに、クッション材13bの下部側は集音クロス1
3eによって覆われているため、伝播空間13c内部に
おいてはメロン14からの固有の振動波のみが伝播され
るので、マイクロホン17からはS/N比の良好な打音
信号が得られる。
【0028】図5は、上記のアーム部材16を示すもの
であり、アーム部材16の上端部には、扇状の光遮弊プ
レート16bが取付けられている。光遮弊プレート16
bの近傍には、光学式の角度検出部19が配設されてい
る。
【0029】ここで、アーム部材16の引き上げ角は、
たとえば図6に示すように、45°〜60°程度とされ
ている。これは、上述したように、衝撃球16aによる
メロン14への衝撃力を略一定とするためと、アーム部
材16の誤揺動による測定が行われないようにするため
である。
【0030】続いて、このような構成の判定装置の動作
を、図7を用いて説明する。まず、メロン14を載置台
である台座13上部に載置した後、アーム部材16を所
定角以上引き上げて手を離すと、アーム部材16は自重
により揺動し、アーム部材16の下端部に取付けられて
いる衝撃球16aがメロン14を叩く(ステップ70
1,702)。
【0031】メロン14の打音は、台座13の中心部の
伝播空間13cを伝ってマイクロホン17に到達し、マ
イクロホン17によって集音される(ステップ70
3)。またこのとき、台座13に載置されたメロン14
は、電子天秤11によって測定され、被検体熟度判定部
25に出力される(ステップ704)。
【0032】マイクロホン17からの打音信号は、マイ
クアンプ18によって増幅され、更にローパスフィルタ
22を経た後、A/D変換回路23によってディジタル
信号に変換され、FT演算部24に出力される(ステ
ップ705)。
【0033】ここで、アーム部材16の振り上げ角がた
とえば45°未満である場合、角度検出部19は測定制
御部21に対して測定可能であることを示す信号を出力
しないため、測定制御部21がA/D変換回路23の変
換動作を停止させることになり、実質的にマイクロホン
17からの打音信号の取り込みが行われないので、誤判
定が防止される。
【0034】FT演算部24は、A/D変換回路23
からのディジタル信号に対してフーリエ変換を施し、メ
ロン14のパワースペクトルを求め、この得られたパワ
ースペクトルのピーク周波数を固有振動値(固有周波
数)として求める(ステップ706,707)。
【0035】FT演算部24によって固有振動値が求
められると、表示部26に打音信号及びパワースペクト
ルが表示される(ステップ708)。パワースペクトル
の固有振動値であるピーク周波数が被検体熟度判定部2
5に取り込まれると、被検体熟度判定部25は固有振動
値を電子天秤11からの検出信号から得られる重量の三
根を乗じて補正し、補正された固有振動値からメロン
14の熟度を判定して表示部26に表示させる(ステッ
プ709〜711)。
【0036】ここで、表示部26による打音信号、パワ
ースペクトル及び熟度の表示状態は、たとえば図8に示
すように表示される。また、熟度の区分は、“1,2
が未熟、“3〜7”が適熟、“8,9”が過熟とされて
いる。したがって、表示部26の判定結果を見ることに
よって一目で熟度の認識を行うことが可能となる。
【0037】このように、この実施例では、熟度状態の
判定を行う際、アーム部材16を所定角以上引き上げて
手を離すことにより、アーム部材16に取付けられてい
る衝撃球16aにより台座13に載置したメロン14を
叩くようにした。このとき、角度検出部19によって被
検体14に対しての衝撃発生状態が適切であるか否かが
判断され、適切であると判断された場合に限り、判定制
御部21による制御によって熟度判定が行われる。
【0038】また、台座13と被検体14に対して衝撃
を与える衝撃球16aとが振動伝搬的に分離されている
ので、被検体14に対して衝撃が与えられる際、その衝
撃による振動が台座13に伝わらないため、マイクロホ
ン17によってノイズの重畳されていない振動音のみが
取り込まれる。
【0039】したがって、熟度判定作業が容易となり、
打音信号のS/N比の向上が図れるとともに、熟度の判
定が容易となる。
【0040】なお、この実施例では、判定結果を表示部
26に表示させた場合について説明したが、この例に限
らず、プリンタによって判定結果をプリントアウトする
ようにしてもよい。
【0041】図9は、図1の判定装置の構成を変えた場
合の他の実施例を示すものである。なお、以下に説明す
る図において、図1及び図2と共通する部分には同一符
号を付し重複する説明を省略する。
【0042】同図に示す判定装置は、着果状態すなわち
栽培中の果実及び果菜類の熟度を判定するに適した携帯
用とされている。
【0043】すなわち、表示部26を備えた判定装置部
20の一側部側にはハンドル30が取付けられている。
判定装置部20の他側部側に設けられている支持部31
には、可撓性を有したアーム部32,33が取付けられ
ている。各アーム部32,33の先端部には、たとえば
ゴム製の当接部材34を保持するための保持部材35,
36が取付けられている。一方の保持部材35側には、
マイクロホン17が内蔵されており、衝撃用ハンマー3
7によって叩かれたメロン14の打音を集音し、判定装
置部20側に出力するようになっている。
【0044】また、メロン14の固有振動値の補正は、
メロン14の直径を測定することにより行われるように
なっており、そのためにアーム部32,33がメロン1
4を挟んだ状態のとき、メロン14の直径が測れるよう
にたとえばバネゲージが採用されている。
【0045】このような構成の判定装置では、着果状態
すなわち栽培中の果実及び果菜類の熟度を判定する場
合、判定装置部20側に設けられている図示省略の電源
スイッチをオンした後、アーム部32,33を広げてメ
ロン14を挟み込むようにし、当接部材34をメロン1
4の側部に当接させるとともに、判定装置がずれないよ
うにハンドル30を持って固定する。このとき、アーム
部32,33がメロン14の大きさに応じて広げられ、
バネゲージによってメロン14の直径が測定される。
【0046】この状態で衝撃用ハンマー37によりメロ
ン14の側部を叩くと、メロン14の打音が保持部材3
5に内蔵されているマイクロホン17によって集音さ
れ、この集音された打音信号が判定装置部20側に出力
される。判定装置部20における判定方法は、上述した
通りであり、判定後は表示部26にメロン14の熟度が
数値で表示される。
【0047】したがって、表示部26に表示された熟度
を確認することにより、栽培中の果実及び果菜類の熟度
を判定することが可能となるため、着果状態の果実及び
果菜類の収穫時期における確認が容易となり、出荷段階
における歩留まりが向上する。
【0048】図10は、図9の判定装置の構成を変えた
場合の他の実施例を示すものであり、メロン14の周囲
長を測るのに適した例を示している。
【0049】同図に示す判定装置では、支持部31の先
端部からメジャー帯38が引出し自在に設けられてい
る。メジャー帯38の先端部は、支持部31の側部に設
けられているホルダー39によってホールドされるよう
になっている。また、メジャー帯38の支持部31の先
端部からの引出し量に応じてメロン14の周囲長が解る
ようになっている。
【0050】このような構成では、支持部31の先端部
をメロン14に押し当てた状態でメジャー帯38をメロ
ン14の周囲に巻き付けることにより、メジャー帯38
の引き出された長さに応じてメロン14の周囲長が計測
され、この計測結果は判定装置部20の被検体熟度判定
部25に与えられるようになっている。
【0051】この状態で衝撃用ハンマー37によりメロ
ン14の側部を叩くと、メロン14の打音が支持部31
の先端部側に設けられているマイクロホン17によって
集音され、この集音された打音信号が判定装置部20側
に出力される。判定装置部20における判定方法は、上
述した通りであり、判定後は表示部26にメロン14の
熟度が数値で表示される。
【0052】したがって、表示部26に表示された熟度
を確認することにより、上記同様に、栽培中の果実及び
果菜類の熟度を判定することが可能となる。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熟度状態の判定が行われる際、衝撃発生状態判断手段に
よって被検体に対しての衝撃発生状態が適切であるか否
かが判断されるようになっており、適切であると判断さ
れた場合に限り、熟度判定手段による熟度判定が行われ
る。
【0054】また、台座と被検体に対して衝撃を与える
振動音発生手段とが振動伝搬的に分離されているので、
被検体に対して衝撃が与えられる際、その衝撃による振
動が台座に伝わらないため、マイクロホンによってノイ
ズの重畳されていない振動音のみが取り込まれる。
【0055】更に、A/D変換手段において、A/D変
換開始時期が任意に設定可能とされるているので、適当
な叩き棒あるいは指等で被検体の好みの部位を叩くこと
によって、大きさ,形状の異なる種々の被検体において
適当な熟度判定が行われる。
【0056】更にまた、判定装置本体に、被検体の熟度
を判定するに必要な測定手段、A/D変換手段、熟度判
定手段、出力手段を設けるとともに、熟度判定時にはハ
ンドルを持って作業を行うことができるので、着果状態
にある果実及び果菜類の熟度判定が可能とされることか
ら、収穫時期における確認が容易となり、出荷段階にお
ける歩留まりが向上する。
【0057】したがって、熟度判定作業を容易とし、打
音信号のS/N比の向上を図るとともに、熟度の判定を
容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の果実及び果菜類熟度判定装置の一実施
例を示す正面図である。
【図2】図1の果実及び果菜類熟度判定装置を示す斜視
図である。
【図3】図1の果実及び果菜類熟度判定装置の内部構成
を示す図である。
【図4】図1の台座の内部構成を示す断面図である。
【図5】図1のアーム部材を示す図である。
【図6】図1のアーム部材の作用を示す図である。
【図7】図1の果実及び果菜類熟度判定装置の動作を説
明するためのフローチャードである。
【図8】図1の表示部の表示内容を示す図である。
【図9】図1の果実及び果菜類熟度判定装置の構成を変
えた場合の他の実施例を示す図である。
【図10】図9の果実及び果菜類熟度判定装置の構成を
変えた場合の他の実施例を示す図である。
【図11】従来の果実及び果菜類の熟度を判定する装置
を示す図である。
【図12】図11の被検体の固有の振動数を示す図であ
る。
【符号の説明】 10 検査装置部 11 電子天秤 13 台座 16 アーム部材 16a 衝撃球 17 マイクロホン 19 角度検出部 20 判定装置部 23 A/D変換回路 24 FT演算部 25 被検体熟度判定部 26 表示部 30 ハンドル 32,33 アーム部 35,36 保持部材 38 メジャー帯
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶌 輝子 静岡県静岡市大岩654

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査装置部及び判定装置部を備え、果実
    及び果菜類の被検体を叩いたときに発生する振動音をと
    らえることにより前記被検体の熟度を判定する果実及び
    果菜類熟度判定装置において、 前記検査装置部の検査装置本体には、 前記被検体に対して衝撃を与えることにより前記振動音
    を発生させる振動音発生手段と、 この振動音発生手段による前記被検体に対しての衝撃発
    生状態が適切であるか否かを判断する衝撃発生状態判断
    手段と、 前記被検体の重量を測定する重量測定手段と、 前記被検体の発生する振動音をとらえるマイクロホンと が設けられ、 前記判定装置部の判定装置本体側には、 前記マイクロホンを通して得られた前記被検体の発生す
    る振動音の信号をディジタル信号に変換するA/D変換
    手段と、 このA/D変換手段によって変換されたディジタル信号
    に基づいて前記被検体の固有の振動値を求めるととも
    に、前記重量測定手段によって測定された重量情報に基
    づいて前記固有の振動値を補正し、この補正された固有
    の振動値に基づき前記被検体の熟度状態を判定する熟度
    判定手段と、 前記衝撃発生状態判断手段による判断結果が適切である
    場合に限り、前記熟度判定手段による熟度判定を行わせ
    る判定制御手段と、 この熟度判定手段によって判定された判定結果を出力す
    る出力手段とが設けられていることを特徴とする果実及
    び果菜類熟度判定装置。
  2. 【請求項2】 前記重量測定手段には前記被検体を載置
    する台座が設けられているとともに、この台座の略中心
    部に設けられた伝播空間の下方に前記マイクロホンが配
    設されており、更に前記台座と前記被検体に対して衝撃
    を与える振動音発生手段とが振動伝搬的に分離されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の果実及び果菜類熟度
    判定装置。
  3. 【請求項3】 前記熟度判定手段による熟度判定時期が
    任意に設定可能とされていることを特徴とする請求項1
    又は2記載の果実及び果菜類熟度判定装置。
  4. 【請求項4】 判定装置本体に設けられたマイクロホン
    によって果実及び果菜類の被検体の発生する振動音をと
    らえることにより前記被検体の熟度を判定する果実及び
    果菜類熟度判定装置において、 前記判定装置本体には、 前記被検体の直径又は周囲長を測定する測定手段と、 前記マイクロホンを通して得られた前記被検体の発生す
    る振動音の信号をディジタル信号に変換するA/D変換
    手段と、 このA/D変換手段によって変換されたディジタル信号
    に基づいて前記被検体の固有の振動値を求めるととも
    に、前記測定手段によって測定された直径又は周囲長情
    報に基づいて前記固有の振動値を補正し、この補正され
    た固有の振動値に基づき前記被検体の熟度状態を判定す
    る熟度判定手段と、 この熟度判定手段によって判定された判定結果を出力す
    る出力手段と、 前記被検体の熟度判定時に前記判定装置本体を固定する
    ハンドルとが設けられていることを特徴とする果実及び
    果菜類熟度判定装置。
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