JPS63167264A - 物体剛性測定装置 - Google Patents
物体剛性測定装置Info
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- JPS63167264A JPS63167264A JP62279410A JP27941087A JPS63167264A JP S63167264 A JPS63167264 A JP S63167264A JP 62279410 A JP62279410 A JP 62279410A JP 27941087 A JP27941087 A JP 27941087A JP S63167264 A JPS63167264 A JP S63167264A
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/045—Analysing solids by imparting shocks to the workpiece and detecting the vibrations or the acoustic waves caused by the shocks
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- G—PHYSICS
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- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
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- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0052—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to impact
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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- G01N33/025—Fruits or vegetables
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、物体の剛性の度合を測定する装置に関するも
のである。本発明は特に果実や野菜の成熟度を測定する
のに適しており、以後これに関して説明するも、スポー
ツに用いるボールのような他の物体に適用することもで
きる。
のである。本発明は特に果実や野菜の成熟度を測定する
のに適しており、以後これに関して説明するも、スポー
ツに用いるボールのような他の物体に適用することもで
きる。
果実や野菜（以後便宜上単に果実と称する）の成１）度
は商業上可成り重要な要素である。大規模な処理で成熟
度を確認する、例えばトマトを種々の用途に適した成熟
度の等級に仕分けする自動装置を開発する種々の試みが
なされた。大部分の試みは、色或いは感触の人間的な方
法をまねすることであった。しかし従来の手段は満足す
るものではなかった。成熟度が可成り相違しても、それ
にともなう色の変化はほんのわずかである。例えば未成
熟のトマトは均一な緑色をしているも、より一層成熟し
市販のある目的に適した”°粉砕機”用のトマトは赤味
がかった小さな斑点しかついておらず同様な緑色をして
いる。果実に機械的な圧縮を与えることにより前述した
“惑触°“を評価すると、果実に許容しえない１負傷を
与えるおそれがあり、しかもこのようにするには複雑な
機械的装置を必要とする。
は商業上可成り重要な要素である。大規模な処理で成熟
度を確認する、例えばトマトを種々の用途に適した成熟
度の等級に仕分けする自動装置を開発する種々の試みが
なされた。大部分の試みは、色或いは感触の人間的な方
法をまねすることであった。しかし従来の手段は満足す
るものではなかった。成熟度が可成り相違しても、それ
にともなう色の変化はほんのわずかである。例えば未成
熟のトマトは均一な緑色をしているも、より一層成熟し
市販のある目的に適した”°粉砕機”用のトマトは赤味
がかった小さな斑点しかついておらず同様な緑色をして
いる。果実に機械的な圧縮を与えることにより前述した
“惑触°“を評価すると、果実に許容しえない１負傷を
与えるおそれがあり、しかもこのようにするには複雑な
機械的装置を必要とする。
本発明の目的は、上述した問題を解決或いは軽減した物
体剛性測定装置を提供せんとするにある。
体剛性測定装置を提供せんとするにある。
図面につき本発明を説明する。
第１図を参照するに、本発明はトランスジューサ１０を
用いるもので、このトランスジューサ１０は比較的肉厚
なブロックの気泡材料１８上に（例えば接着剤により）
装着された金属板１６に両面接着テープ１４により固着
された重合体の圧電膜１２のアセンブリを有する。この
圧電膜１２の両面には電極２０および２２が設けられて
おり（これら電極の厚さは図面中著しく誇張して示しで
ある）、これら電極は出力をリード線２４を経て電子回
路２５に供給するように接続されている。
用いるもので、このトランスジューサ１０は比較的肉厚
なブロックの気泡材料１８上に（例えば接着剤により）
装着された金属板１６に両面接着テープ１４により固着
された重合体の圧電膜１２のアセンブリを有する。この
圧電膜１２の両面には電極２０および２２が設けられて
おり（これら電極の厚さは図面中著しく誇張して示しで
ある）、これら電極は出力をリード線２４を経て電子回
路２５に供給するように接続されている。
圧電■々１２は、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶ叶）、例え
ばペンウォルト（Ｐｅｎｒｖａ ｌ ｔ）社のＫＹＮＡ
Ｒ（登録商標）を以って構成するのが好ましい。圧電膜
の厚さは約２８μｍとし、この圧電膜は周知のように弗
化ビニリデンのホモポリマーの溶融押出と、これに続く
延伸と、制御圧力および温度での高電圧の印加による分
極とにより形成する。電極２０．２２は周知のように例
えば銀の蒸着或いは銀インキを用いたプリンティングに
より圧電ＩＰＪ１２上に形成する。テ−１１４は厚さが
０．０１０インチ（０，２５４ｍｍ）のアクリル系の転
写テープとするのが好ましい。
ばペンウォルト（Ｐｅｎｒｖａ ｌ ｔ）社のＫＹＮＡ
Ｒ（登録商標）を以って構成するのが好ましい。圧電膜
の厚さは約２８μｍとし、この圧電膜は周知のように弗
化ビニリデンのホモポリマーの溶融押出と、これに続く
延伸と、制御圧力および温度での高電圧の印加による分
極とにより形成する。電極２０．２２は周知のように例
えば銀の蒸着或いは銀インキを用いたプリンティングに
より圧電ＩＰＪ１２上に形成する。テ−１１４は厚さが
０．０１０インチ（０，２５４ｍｍ）のアクリル系の転
写テープとするのが好ましい。
動作に際しては果実２６をトランスジューサ１０に衝突
させる。圧電膜１２の圧縮はｐｖ叶材料の圧電能力によ
りリード線２４に電圧出力を生ぜしめる。本発明は果実
自体を前記の衝突に応答して共振させることにより動作
する。この目的の為に、金属板１６は前記の衝突中圧電
膜１２が押圧される硬質部材とし、気泡材料１８は果実
が圧電膜１２と音響的に結合している接触時間が比較的
長くなる程度に充分肉厚で柔軟性とする。この動作モー
ドの為に金属板１６自体は共振しないようにするという
ことが重要である。この条件は厚さが０．７５ｍｍの焼
なまし処理した黄銅により満足せしめられる。厚さがこ
れとほぼ同じ軟質アルミニウム合金も適している。
させる。圧電膜１２の圧縮はｐｖ叶材料の圧電能力によ
りリード線２４に電圧出力を生ぜしめる。本発明は果実
自体を前記の衝突に応答して共振させることにより動作
する。この目的の為に、金属板１６は前記の衝突中圧電
膜１２が押圧される硬質部材とし、気泡材料１８は果実
が圧電膜１２と音響的に結合している接触時間が比較的
長くなる程度に充分肉厚で柔軟性とする。この動作モー
ドの為に金属板１６自体は共振しないようにするという
ことが重要である。この条件は厚さが０．７５ｍｍの焼
なまし処理した黄銅により満足せしめられる。厚さがこ
れとほぼ同じ軟質アルミニウム合金も適している。
トマトやリンゴのような果実に対し用いる場合には気泡
材料１８を厚さが約１２胴のポリエーテルフオームのよ
うな軽量なスポンジ気泡体とするのが適している。金属
板１６の質量は果実の質量に比べて少なくして果実に対
する応答に悪影響を及ぼさないようにすることも必要で
ある。リンゴやトマトに対し用いる場合には、１インチ
（約２５１１１１１１）平方の面積を有する前記の黄銅
板が適している。
材料１８を厚さが約１２胴のポリエーテルフオームのよ
うな軽量なスポンジ気泡体とするのが適している。金属
板１６の質量は果実の質量に比べて少なくして果実に対
する応答に悪影響を及ぼさないようにすることも必要で
ある。リンゴやトマトに対し用いる場合には、１インチ
（約２５１１１１１１）平方の面積を有する前記の黄銅
板が適している。
本発明の装置により生ぜしめられた出力は、果実の質量
および衝突速度にかかわらず成熟度を表わす波形および
周波数スペクトルを有する。軟質の気泡材料１８を用い
ることにより、圧電膜１２を周囲の雑音から分離させる
という重要な利点も得られ、この利点はｎ械化した仕分
は装置において有用である。圧電膜１２および電極２０
はラテックスのような弾性物質の薄肉層で被覆するのが
有効である。
および衝突速度にかかわらず成熟度を表わす波形および
周波数スペクトルを有する。軟質の気泡材料１８を用い
ることにより、圧電膜１２を周囲の雑音から分離させる
という重要な利点も得られ、この利点はｎ械化した仕分
は装置において有用である。圧電膜１２および電極２０
はラテックスのような弾性物質の薄肉層で被覆するのが
有効である。
電子回路２５は果実の成熟度に関する情報をトランスジ
ューサの出力から取出すのに適したいかなる回路にもす
ることができる。この情報に関しては後に詳細に説明す
る。しかし、一般的な原理および特定の実施例を説明す
ることにより電子回路をいかに形成するかは当業者にと
って明らかである為、それ自体本発明の一部を形成しな
い電子回路は詳細に説明しない。
ューサの出力から取出すのに適したいかなる回路にもす
ることができる。この情報に関しては後に詳細に説明す
る。しかし、一般的な原理および特定の実施例を説明す
ることにより電子回路をいかに形成するかは当業者にと
って明らかである為、それ自体本発明の一部を形成しな
い電子回路は詳細に説明しない。
第２図は、既知の型のシンギュレータ（ｓｉｎｇｕｌａ
−ｔｏｒ）コンベヤ（すなわち横方向に延在する突条に
より画成された個々の区分内に個々の果実を入れて運ぶ
ように構成されたコンベヤ）と関連させて用いたトラン
スジューサ１０を示す。コンベヤ３０の側部に隣接して
複数個のトランスジューサ１０が装着され、曲がりくね
った溝２８或いは適切に配置したカム面が、各果実２６
が各トランスジューサ１０を通過する際に各果実を各ト
ランスジューサに向けてころがし、各果実が各、トラン
スジューサに所望通りに接触するようにする。数個のト
ランスジューサから得られる各果実に対する結果を解析
前に平均化しうる。
−ｔｏｒ）コンベヤ（すなわち横方向に延在する突条に
より画成された個々の区分内に個々の果実を入れて運ぶ
ように構成されたコンベヤ）と関連させて用いたトラン
スジューサ１０を示す。コンベヤ３０の側部に隣接して
複数個のトランスジューサ１０が装着され、曲がりくね
った溝２８或いは適切に配置したカム面が、各果実２６
が各トランスジューサ１０を通過する際に各果実を各ト
ランスジューサに向けてころがし、各果実が各、トラン
スジューサに所望通りに接触するようにする。数個のト
ランスジューサから得られる各果実に対する結果を解析
前に平均化しうる。
第３図は、コンベヤの速度に対して果実と接触する程度
に充分速い速度で回転するパドル装置３２上に装着され
たトランスジューサ１０がジンキュレータコンベヤ３０
上の果実２６に当たるようにした装置を示す。
に充分速い速度で回転するパドル装置３２上に装着され
たトランスジューサ１０がジンキュレータコンベヤ３０
上の果実２６に当たるようにした装置を示す。
第４ａおよび４ｂ図は、それぞれ未成熟トマトおよび成
熟トマトから得られた周波数スペクトルを示す。
熟トマトから得られた周波数スペクトルを示す。
これら第４８および４ｂ図では、八〇が０１ｌｚ成分の
振幅を示し、八、がピーク成分の振幅を示し、［ｐがピ
ーク成分の周波数を示し、ｆｆが共振周波数を示す。果
実の成熟度が少なくなればなる程装置の周波数応答が高
周波となるということを確かめた。第５図は、未成熟果
実に対しトランスジューサから得られる代表的な電圧一
時間出力特性（曲線Ａ）と成熟果実に対しトランスジュ
ーサから得られる代表的な電圧一時間出力特性（曲線Ｂ
）とを示す。従って、成ｙ１度の実際的な測定は例えば
、（ａ） トランスジューサの出力電圧の立上り時間を
測定し、 （ｂ）トランスジューサの出力電圧の初期（頃斜を測定
し、 （Ｃ）トランスジューサの出力から選択周波数を抽出し
、これら周波数の振幅を比較する ことにより得ることができる。例えば、桃の場合、８０
１１ｚおよび８００ ｔ（ｚの周波数を抽出するのが便
利であり、未成熟果実の場合８００１１ｚ成分が８０ｔ
ｌｚ成分よりも大きく、成熟果実の場合その逆となると
いうことを確かめた。
振幅を示し、八、がピーク成分の振幅を示し、［ｐがピ
ーク成分の周波数を示し、ｆｆが共振周波数を示す。果
実の成熟度が少なくなればなる程装置の周波数応答が高
周波となるということを確かめた。第５図は、未成熟果
実に対しトランスジューサから得られる代表的な電圧一
時間出力特性（曲線Ａ）と成熟果実に対しトランスジュ
ーサから得られる代表的な電圧一時間出力特性（曲線Ｂ
）とを示す。従って、成ｙ１度の実際的な測定は例えば
、（ａ） トランスジューサの出力電圧の立上り時間を
測定し、 （ｂ）トランスジューサの出力電圧の初期（頃斜を測定
し、 （Ｃ）トランスジューサの出力から選択周波数を抽出し
、これら周波数の振幅を比較する ことにより得ることができる。例えば、桃の場合、８０
１１ｚおよび８００ ｔ（ｚの周波数を抽出するのが便
利であり、未成熟果実の場合８００１１ｚ成分が８０ｔ
ｌｚ成分よりも大きく、成熟果実の場合その逆となると
いうことを確かめた。
このような測定を行う電子回路は当業者にとって容易に
実現しうる為詳細に説明しない。原理的にはトランスジ
ューサの出力をより精密に解析することもでき、例えば
信号をデジタル化し、このデジタル化した信号をコンピ
ュータ解析し、特性周波数パターンを生ぜしめる質量や
病気で生じた欠陥の存在のような他のファクタを検出す
るようにすることができる。
実現しうる為詳細に説明しない。原理的にはトランスジ
ューサの出力をより精密に解析することもでき、例えば
信号をデジタル化し、このデジタル化した信号をコンピ
ュータ解析し、特性周波数パターンを生ぜしめる質量や
病気で生じた欠陥の存在のような他のファクタを検出す
るようにすることができる。
第１図は、本発明に用いるトランスジューサを示す線図
的断面図、 第２図は、第１図に示すようなトランスジューサを多数
個用いた装置の一例を示す平面図、第３図は、第１図に
示すようなトランスジューサを用いた他の装置を示す斜
視図、 第４ａおよび４ｂ図は、トランスジューサと成熟および
未成熟果実との間の衝突により生ぜしめられた周波数ス
ペクトルを示すグラフ線図、第５図は、成熟および未成
熟果実の場合の時間に対するトランスジューサ出力電圧
を一般的な形態で示すグラフ線図である。 １０・・・トランスジューサ １２・・・圧電膜１４
・・・両面接着テープ １６・・・金属板１８・・
・気泡材料 ２０．２２・・・電極２４・・
・リード線 ２５・・・電子回路２６・・・
果実 ２８・・・溝３０・・・コンベヤ
３２・・・パドル装置時 許 出 願 人
シリンクス・イノベーションズ・リミテッド
的断面図、 第２図は、第１図に示すようなトランスジューサを多数
個用いた装置の一例を示す平面図、第３図は、第１図に
示すようなトランスジューサを用いた他の装置を示す斜
視図、 第４ａおよび４ｂ図は、トランスジューサと成熟および
未成熟果実との間の衝突により生ぜしめられた周波数ス
ペクトルを示すグラフ線図、第５図は、成熟および未成
熟果実の場合の時間に対するトランスジューサ出力電圧
を一般的な形態で示すグラフ線図である。 １０・・・トランスジューサ １２・・・圧電膜１４
・・・両面接着テープ １６・・・金属板１８・・
・気泡材料 ２０．２２・・・電極２４・・
・リード線 ２５・・・電子回路２６・・・
果実 ２８・・・溝３０・・・コンベヤ
３２・・・パドル装置時 許 出 願 人
シリンクス・イノベーションズ・リミテッド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、物体の所定の種類の一部を構成する物体の剛性を測
定する物体剛性測定装置において、この物体剛性測定装
置がトランスジューサと、前記の物体およびトランスジ
ューサ間の相対運動を生ぜしめてこれら両者間を衝突さ
せる手段とを具えており、前記のトランスジューサは両
面上に電極が形成されている重合体の圧電材料の膜と、 この圧電材料の膜が固着され、前記の物体 に比べて質量が少なく、前記の物体が衝突した際に殆ど
共振しない剛固な部材と、 この剛固な部材を装着し、前記の衝突中た わんでこの剛固な部材を物体と一緒に運動させる弾性支
持体と を具えていることを特徴とする物体剛性測定装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の物体剛性測定装置に
おいて、前記の圧電材料がポリ弗化ビニリデンであるこ
とを特徴とする物体剛性測定装置。 ３、特許請求の範囲第１項に記載の物体剛性測定装置に
おいて、前記の剛固な部材が焼なましした黄銅或いは軟
性のアルミニウムの薄板であることを特徴とする物体剛
性測定装置。 ４、特許請求の範囲第１項に記載の物体剛性測定装置に
おいて、前記の弾性支持体が軟質プラスチックの気泡体
のブロックであることを特徴とする物体剛性測定装置。 ５、果実に対し用いる特許請求の範囲第１項記載の物体
剛性測定装置において、前記のトランスジューサの面積
が約２５ｍｍ平方であり、前記の剛固な部材が約０．７
５ｍｍの厚さの焼なましされた黄銅板であり、前記の弾
性支持体が約１２．５ｍｍの厚さプラスチック気泡体で
あることを特徴とする物体剛性測定装置。 ６、特許請求の範囲第１項に記載の物体剛性測定装置に
おいて、相対運動を生ぜしめる前記の手段が、前記の物
体を互いに離間関係で運ぶコンベヤを有していることを
特徴とする物体剛性測定装置。 ７、特許請求の範囲第６項に記載の物体剛性測定装置に
おいて、少なくとも１つの前記のトランスジューサがコ
ンベヤの通路の側部に位置し、コンベヤ上の物体を側方
に移動させてこれら物体をコンベヤの通路を外れた移動
中に前記のトランスジューサに接触させる手段が設けら
れていることを特徴とする物体剛性測定装置。 ８、特許請求の範囲第６項に記載の物体剛性測定装置に
おいて、少なくとも１つの前記のトランスジューサが、
コンベヤに隣接して配置されたパドル部材上に装着され
ており、このパドル部材はコンベヤの速度とコンベヤ上
の物体の間隔とに関連してトランスジューサと物体との
間の衝突を生ぜしめるような速度で回転するようになっ
ていることを特徴とする物体剛性測定装置。 ９、特許請求の範囲第１項に記載の物体剛性測定装置に
おいて、前記の電極は、前記の衝突により物体中に生ぜ
しめられる共振を測定する回路手段に接続されているこ
とを特徴とする物体剛性測定装置。 １０、特許請求の範囲第９項に記載の物体剛性測定装置
において、前記の回路手段は、トランスジューサの出力
信号の立上り時間或いは勾配を測定するようになってい
ることを特徴とする物体剛性測定装置。 １１、特許請求の範囲第９項に記載の物体剛性測定装置
において、前記の回路手段は、トランスジューサの出力
信号の２つの周波数成分を比較するようになっているこ
とを特徴とする物体剛性測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8626711 | 1986-11-08 | ||
| GB868626711A GB8626711D0 (en) | 1986-11-08 | 1986-11-08 | Measuring firmness |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63167264A true JPS63167264A (ja) | 1988-07-11 |
Family
ID=10607004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62279410A Pending JPS63167264A (ja) | 1986-11-08 | 1987-11-06 | 物体剛性測定装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPS63167264A (ja) |
| AU (1) | AU8064887A (ja) |
| GB (1) | GB8626711D0 (ja) |
| IL (1) | IL84386A0 (ja) |
| NZ (1) | NZ222477A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
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- 1987-11-06 JP JP62279410A patent/JPS63167264A/ja active Pending
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