Способ определения зрелости и поврежденности плодов

 

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля плодов и направлено на повышение точности определения зрелости плода.. Плод 14 помещают на наклонную дорожку (звукоизолирующее основание) 1 и скатывают вниз..При ударе поверхности плода о препятствие 6 плод создает акустические колебания, возникающие вследствие свободных затухающих колебаний в теле плода. Сила удара по поверхности плода и, следовательно, амплитуда звуковых колебаний зависят от массы и диаметра плода, которые могут меняться от образца к образцу. Плод, прокатываясь по наклонной поверхности , испытывает один или несколько ударов. При этом электронная часть схемы соответствующее число раз анализирует спелость и поврежденность плода при ударах о различные точки поверхности плода, что позволяет усреднить результаты измерений и повысить достоверность контроля. 5 ил. (О (Л Фиг.1

,СОЮЗ СОВЕТСНИХ

IN

РЕСПУБЛИК (19) (1I) А1 (50 4 С 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиа!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703697/28-13 (22) 20.02.84 (46) 23.02. 87. Бюл. 9 7 (71) Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П, Горячкина и Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) И.Ф.Бородин, В.Ф.Яковлев и Г.И.Максимочкин (53) 663.1.62-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н- 449297, 1972.

The bulletin of the faculty of

agriculture mit university TSU Japan, 1976, 51, с. 111-118. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗРЕЛОСТИ И

ПОВРЕЖДЕННОСТИ ПЛОДОВ (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля плодов и направлено на повышение точности определения зрелости плода.. Плод 14 помещают на наклочную дорожку (звукоизолирующее основание) 1 и скатывают вниз..При ударе поверхности плода о препятствие 6 плод создает акустические колебания, возникающие вследствие свободных затухающих колебаний в теле плода. Сила удара по поверхности плода и, следовательно, амплитуда звуковых колебаний зависят от массы и диаметра плода, которые могут меняться от образца к образцу. Плод, прокатываясь по наклонной поверхности, испытывает один или несколько ударов. При этом электронная часть схемы соответствующее число раз анализирует спелость и поврежденность плода при ударах о различные точки поверхности плода, что позволяет усреднить результаты измерений и повысить достоверность контроля. 5 ил.

1291866 2

50

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля плодов и может быть использовано для определения зрелости и поврежденности плодов, например арбузов.

Цель изобретения — повышение точности определения зрелости плода.

На фиг.1 представлена схема, поясняющая способ определения зрелости и поврежденности плодов; на фиг.?— вариант выполнения препятствия на наклонной дорожке; на фиг.3 — то же, в виде уступа; на фиг.4 — вариант выполнения наклонной дорожки в виде двух звеньев, а препятствия в виде вибрирующей пластины, размещенной между звеньями.

Устройство для реализации способа определения зрелости и поврежден1ности плодов содержит звукоизолирующее основание 1, предназначенное для размещения плода, последовательно соединенные приемный электроакустический преобразователь 2, усилитель

3, блок 4 обработки сигналов и регистратор 5. Звукоизолирующее основание 1 выполнено в виде наклонной дорожки с препятствием (преимущественно препятствие выполняют в виде выступа на поверхности дорожки). Наклонная дорожка вместе с препятствием, например выступом 6, образует механизм для удара по поверхности плода.

Блок 4 обработки сигналов выполнен из генератора 7 счетных импульсов, первого порогового элемента 8, последовательно соединенных второго порогового элемента 9, первого триггера 10, второй вход ко торого соединен с выходом первого порогового элемента 8, элемента И 11, второй вход которого соединен с т енератором

7 счетных импульсов, счетчика 12 с установленной емкостью и второго триггера 13, второй вход которого соединен с входами первого 8 и второго 9 пороговых элементов и служит входом блока 4 обработки сигналов, а выход второго триггера 13 служит выходом блока 4 обработки сигналов.

Способ осуществляют следующим образом.

Плод 14, преимущественно шарообразной формы, помещают на наклонную дорожку (звукоизолирующее основание)

1 и скатывают вниз. При ударе поверхности плода о препятствие плод создает акустические колебания, возникающие вследствие свободных затухающих колебаний в теле плода, При выполнении препятствия в виде выступа на поверхности наклонной дорожки указанные свободные колебания плода происходят в подскочившем от удара о препятствие плоде, не соприкасающемся, таким образом, с поверхностью дорожки. Сила удара по поверхности плода и, следовательно, амплитуда звуковых колебаний зависят от массы и диаметра плода, которые могут меняться от образца к образцу.

Звуковые колебания воспринимаются приемным электроакустическим преобразователем2, Сигнал с его выхода, имеющий переменную составляющую и убывающую по экспоненте амплитуду, усиливается усилителем 3. На выходе оконечного каскада усилителя, выполненного по схеме детектора, выделяется огибающая сигнала, имеющая вид убывающей по экспоненте кривой. На вход блока 4 обработки сигналов поступает указанный сигнал, по переднему

)фронту которого, совпадающему по вре- мени с моментом, удара плода о препятствие, счетчик 12 с установленной емкостью сбрасывается в ноль (обнуляется), а второй триггер 13 устанавливается в исходное состояние, при этом на выходе устанавливается уровень логического "0 . В моменты достижения сйгналом на:входах пороговых элементов 8 и 9 уровней их срабатывания, которые предварительно устанавливаются различающимися по величине в известное число раз (например в е раз), последние срабатывают и на их выходах формируются прямоугольные сигналы различной длительности. При этом интервал времени между их задними фронтами равен времени, в течение которого амплитуда звуковых колебаний уменьшается в е раз.

Указанный временной интервал используется в качестве информационного параметра для оценки спелости и поврежденности плода. По его величине сортируют контролируемую партию,плодов на пять фракций: незрелые, недозрель1е, зрелы, перезрелые и поврежденные. В исходном состоянии емкость счетчика 12 устанавливается равной N =7, /Т, где N — емкость счетчика; Т вЂ” период следования счетных импульсов с выхода генератора 7 счет866

3 1291 ных импульсов; — характерное время уменьшения амплитуды звуковых ко— лебаний в е раз для той или иной. фракции.

По заднему фронту сигнала с выхода второго порогового элемента 9 триггер 10 устанавливается в положение логической "1" на его выходе, при этом на выход элемента И 11 начинают поступать счетные импульсы, f0 вырабатываемые генератором 7 счетных импульсов, которые подаются на вход счетчика 12 с установленной емкостью. По заднему фронту сигнала с выхода первого порогового элемента

8 триггер 10 устанавливается в исходное состояние, на его выходе устанавливается уровень логического

"0", запрещающий прохождение счетных импульсов через. элемент И 11. 20

Если к этому времени число импульсов, поступивших на вход счетчика 12, превышает его емкость, т,е, время уменьшения амплитуды звуковых колебаний в Е раз для данного плода боль- 5 ше характерного времени для искомой фракции 7с " на выходе счетчика 12 появляется единичный импульс, который устанавливает второй триггер 13 в положение логической "1" на его вы-30 ходе. Этот сигнал удерживается во времени до момента поступления следующего плода на контроль (до момента удара его о препятствие) и свиетельствует о том, что проконтроли- 35 ованный плод не относится к искомой фракции. Указанный сигнал может быть воспроизведен индикатором 5, а также использован для регистрации и последующего документального подтвер- 0 ждения результатов контроля, для привода системы автоматической сортировки, для автоматической маркировки плода по качеству. Отсутствие сигнала на выходе второго триггера при 45 проходе плода с временем затухания звуковых колебаний, меньшим характер +

1 ного времени c, задаваемого счетчиком 12, является признаком того, что проконтролированный плод следует от- 50 нести к искомой фракции по качеству.

При повторном контроле на том же устройстве при настройке (установке) емкости счетчика 12 на величину, соответствующую характерному времени

Ф соответствующему последующей фракции плодов по качеству, осуществляют контроль и при необходимости— автоматическую сортировку плодов по признаку принадлежности к следующей искомой фракции.

При одновременном использовании нескольких экземпляров электронной части устройства, настроенных на выделение различных фракций, возможна сортировка партии плодов по степени зрелости и по признаку поврежденности при одном проходе плода по наклонной дорожке с препятствием, При выполнении индикатора в виде цифрового табло, снабженного соот.— ветствующим дешифратором кода, определяют численное значение времени уменьшения амплитуды звуковых колебаний для каждого плода с последующей регистрацией указанной величины на регистраторе (не показан) для последующего анализа и документального подтверждения качества каждого плода.

При осуществлении предлагаемого способа возможны варианты выполнения удара плода: при соударении плода о выступ на поверхности звукоизолирующей дорожки (фиг. 1); при па-, дении плода 14 с уступа 15 (фиг.3); при соударении плода 14 о вертикальную стенку 16, расположенную у основания дорожки (фиг.2), при этом дальнейшее движение плода может продолжаться во взаимно перпендикулярном к первоначальному направлении.

В варианте на фиг.4 вибратор 17 приводят .в колебательное движение в направлении, нормальном к дорожке.

Плод, прокатываясь по вибрирующей пластине, испытывает один или несколько ударов. При этом электронная часть схемы соответствующее число

> раз анализирует спелость и поврежденность плода при ударах в различные точки поверхности плода, что позволяет усреднить результаты измерений и повысить достоверность контроля.

Пример. Проводят .определение зрелости и поврежденности арбузов. Объекты контроля скатывают с наклонной дорожки, покрытой звукопоглощающим материалом (несколько слоев байка), предназначенным для устранения посторонних звуков. Осуществляют удар по поверхности плода одним из предлагаемых способов. Звук, образующийся от удара плода о препятствие, устанавливают пьезоэлектрическим приемником с собственной часL

12918

Формула изобретения

Способ определения зрелости и поврежденности плодов, предусматривающий возбуждение свободных затухающих колебаний в теле плода путем удара по его поверхности и измерение времени затухания амплитуды колебаний, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения зрелости плода, удар по поверхности

35 ппода осуществляют путем его разгона и последующего торможения о препятствие, а измерение времени затухания амплитуды колебаний осуществляют с момента начала колебаний до момента

40 затухания амплитуды в е раэ, где я основание натурального логарифма. тотой 100 кГц, усиливают и подают на схему обработки сигналов и регистрации.

Для получения сравнительных данных параллельно проводят измерение времени, в течение которого осуществляется полное затухание звукового сигнала, т.е. реализуют известный способ, Сигналы с выхода усилителя фотографируют с экрана осциллографа. 10

После проведения измерений всю партию арбузов (около 100 образцов) подвергают органолептической оценке их зрелости и поврежденности. В результате исследований вся партия ар- 15 бузов рассортирована на пять фракций: незрелые, недозрелые, зрелые, перезрелые и поврежденные.

На номограмме фиг.5 показано распределение результатов измерений, 20 проведенных согласно известному и предлагаемому способам для каждой фракции отдельно. Диапазон изменения измеряемой величины для поврежденных плодов составляет 0-6 мс,для перезрелых плодов 6-11 мс, для незрелых — в основном 11-14 мс, для: недозрелых 14-17 мс. для зрелых от

17 мс и вышее. Незначительное число плодов не укладывается в указанную схему, что вероятно, объясняется ошибками в измерениях и субъективным характером оценки спелости и поврежденности плодов, осуществляемой дегустаторами.

Известный способ согласно данным, приведенным в виде номограмм на фиг.5,характеризуется меньшей достоверностью контроля, так как не позволяет разделить по результатам измерений фракции: зрелые и недозре66 О лые плоды, нечетко разделяются фракции: незрелые, недозрелые и перезрелые плоды, фракции: поврежденные и перезрелые плоды.

Выполнение эвукоиэолирующего основания в виде наклонной плоскости с

4 препятс вием, образующим ударный меанизм, и выполнение блока обработки сигналов, обеспечивающее измерение характеристики звуковых колебаний, не зависящей от величины удара плода, обеспечивают повышение достоверности контроля, Использование предлагаемого изобретения по сравнению с известным, обеспечивает повышение производительности и достоверности контроля, а также проведение 1007 †но неразрушающего контроля и сортировки плодов, например бахчевых культур, что даст экономию в народном хозяйстве, 1291866

Фл беслнай емкого

1О гО ЗО О,тс рррД дгремый nocof

Побежденные а

2 4 6 8 10 12 14 16 И 20 22 24

Фиг.$

Редактор И.Дербак

Техред Л.Олейник

Корректор С.Шекмар

Заказ 225/42 Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул, Проектная, 4