Способ определения степени зрелости плодов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4183555/30-15 (22) 15.01.87 (46) 23.07.88. Бюл. № 27 (72) В. В. Воинов, В. В. Кругликов и И. С. Ледовский (53) 631.5:581.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1033066, кл. А 01 G 7/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1147267, кл. А 01 D 33/08, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

ЗРЕЛОСТИ ПЛОДОВ

-(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для опре„„SU„„1410909 А 1 дд 4 А 01 G 7 00 А Ol D 33 08 деления степени зрелости плодов, а также прогнозирования времени их созревания.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение реализации способа. Измеряют мощность флуктуаций электродвижущей силы, создаваемой образцом плода и созревшим плодом, на введенных в них электродах. Степень зрелости определяют по величине отношения мощности флуктуаций на введенных в плод электродах к мощности флуктуаций созревшего плода при постоянных условиях измерения. Измерение мощности флуктуаций осуществляют в течение всего периода созревания, отбирая контрольные образцы. 3 ил. у г

R+g где 1 — ток в измерительной цепи;

E — ЭДС источника;

R — сопротивление внешней измерительной цепи;

R; — внутреннее сопротивление плода.

Величины 1 и Е являются случайными, поэтому напряжение на сопротивлении нагрузки R подвержено значительным флуктуациям. Величина напряж"ния на сопротивлении нагрузки

U IR — Е—

R+Ri (2) Мощность или дя« II 1» ия флуктуаций этого напряжения ,г

U ==-1- R=, . и (R+R,l (3) Поскольку в ii|,««« «оярепания величиllcI среднего значея яя fili реннего сопрогян:IcIIHH плода А, е«колько Iiëìåíëåòñÿ, 14

Изобретение относится к рис гсневодству и может быть использовано для определения степени зрелости плодов и времени их созревания.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение реализации способа.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для определения степени зрелости плодов; на фиг. 2 — зависимость коэффициента шума от времени созревания плодов капусты (а),моркови (б), огурцов (в); на фиг. 3 — зависимость коэффициента шума от времени созревания плодов яблок сорта Белый налив в различных климатических зонах: юг Гомельской области (г), Минская область (д), север Витебской области (е) .

Способ осуществляется путем измерения мощности флуктуаций электродвижущей силы, создаваемой образцом плода и созревшим плодом, на вводимых в них электродах, а о степени зрелости образца плода судят по отношению измеренной мощности флуктуаций электродвижушей силы у образца плода к мощности флуктуаций электродвижущей силы у созревшего плода.

Сущность способа заключается в том, что созревший плод по существу является электролитом. При введении в плод микроэлектродов образуется своеобразная электрохимическая ячейка, которая состоит из электродной системы, находящейся в контакте с электролитом (с плодом). При этом в образующейся электрохимической ячейке границы электрод — электролит образуют электрохимическую систему, в которой локализуются происходящие процессы превращения вещества и обмен носителями электрического заряда.

Величина тока, протекающего по измерительной цепи, определяется по формуле

10909

И вЂ” -Е (4) 10 15

2 необходимо выбрать режим измерения при

R>>R;.

При этом мощность флуктуаций U определяется только мощностью (дисперсией) флуктуаций электродвижущей силы E а соотношение (3), в силу R)R;, принимает вид

Необходимость измерения мощности флуктуаций ЭДС обусловлена тем, что среднее значения ЭДС и внутреннего сопротивления плодов изменяются незначительно.

Последнее особенно характерно для этапа окончательного созревания плодов (25—

30 дн.до полной зрелости), на котором необходима высокая точность определения степени зрелости.

При введении электродов в плод начинается процесс его деградации (происходит химическая реакция), который с повышением степени зрелости идет более интенсивно, что немедленно проявляется в виде возрастания низкочастотных флуктуаций (низкочастотного шума). Поскольку результат измерения зависит от величины сопротивления нагрузки, коэффициента усиления и времени интегрирования, необходимым условием получения стабильного результата является постоянство характеристик используемой аппаратуры и условий измерения: количество электродов, глубина их погружения в плод, расстояние между электродами при расположении их в теле плода. Каждому сорту полностью созревших плодов соответствует определенный, не зависящий от условий созревания, уровень мощности шума. Этот уровень шума сохраняется постоянным во времени и характерен для урожая любого года при условии сохранения сортовых свойств плода. Для различных климатических зон уровень шума ЭДС полностью созревшего плода одного и того же сорта отличаетсяя.

Если учесть климатическое районирование плодов, для каждого плода требуется иметь не более 3-4-х эталонных значений мощности шума, соответствующих различным климатическим зонам.

Устройство для реализации способа содержит электроды 1, введенные в исследуемый образец, широкополосный усилитель

2, усилитель 3 с регулируемым коэффициентом усиления, квадратичный детектор 4, интегратор 5 и индикатор 6.

Устройство работает следующим образом.

Флуктуации ЭДС, созданные плодом на электродах 1, усиливаются широкополосным усилителем 2 и усилителем 3 с регулируемым коэффициентом усиления. Усилитель 3 обеспечивает нормальную работу квадратичного детектора 4. Усиленные флуктуации

ЭДС детектируются квадратичным детектором 4, усредняются интегратором 5 и индицируются индикатором 6.

141

Измерение мощности флуктуаций шума производят в полосе частот 0,1 — 30 Гц. Нижняя граничная частота полосы пропускания измерительного устройства выбирается из условия необходимой оперативности способа.

Верхняя граничная частота выбирается из условия отстройки от промышленных шумов.

Величина мощности флуктуаций ЭДС не зависит от ширины электродов в пределах 1 — 6 мм при толщине 0,6 — 1,3 мм. С целью снижения наводок плод с электродами помещают в металлический экран.

Расстояния между электродами не менее

1 см. Количество пар электродов 1 — 3, которые соединяют последовательно. В процессе созревания или измерения обязательно одинаковое расположение электродов: глубина погружения, расстояние между электродами.

Пример. Измеряют мощность флуктуаций

ЭДС (коэффициент шума) у полностью созревших плодов яблок сорта Белый налив и определяют его доверительный интервал

К=44(-1,5 дБ. Затем измеряют мощность флуктуаций ЭДС.у образца плодов яблок в

Минской области К=25 дБ. Степень зрелости яблок для Минской области

0909 в Витебской области достигает на 5 сут позже стандартного графика. Следовательно, запаздывание в созревании происходит на

5 сут, а темп созревания одинаков, т. е.

= — — Следовательно, яблоки созревают в Витебской области на 5 сут позже эталонного графика.

Измерения в Гомельской области дают:

10 коэффициент шума 25 дБ получен на 9 дн. раньше стандартного графика, а коэффициент шума 27,5 дБ на 10 дн.раньше стандартно:о графика. Следовательно, по данным первого измерения опережение созревания яблок в Гомельской области по сравнению со стандартным происходит на время Л4 ——

=9 сут.

По данным второго измерения скорость созревания также выше стандартной, так как изменению коэффициента шума ЛК i=

20 =2,5 дБ соответствует время At — — 4 дн. Тогда определяют опережение в созревании яблок в Гомельской области при условии сохранения погодных условий

Мp=Atoi+ — . — Л1г=12,1 сут. — — = 568%

Кип

Измерения повторяют через 4 — 5 дн.и по достижении степени зрелости 100% проводят уборку урожая.

Для прогнозирования времени созревания урожая строят эталонную зависимость

Кш (t) (фиг. 3) . Прогнозирование осуществляют по полученным результатам измерения и эталонной зависимости. В основе прогнозирования времени созревания лежит тот факт, что в зависимости от погодных условий отдельные участки кривой созревания масштабируются во времени. При постоянном изменении погодных условий временному масштабированию подвергается вся кривая.

Рассмотрим прогнозирование времени созревания яблок в Витебской и Гомельской областях на основе эталонной кривой, снятой для Минской области.

По эталонному графику д за 30 сут до созревания коэффициент шума равен 25 дБ, за 25 сут до вызревания он равен 27,5 дБ.

Измерения в Витебской области дают: коэффициент шума достигает значения 25 дБ на

5 сут позже, аналогично величины 27,5 дБ коэффициент шума флуктуаций ЭДС яблок

При сравнении графиков г и д видно, что точность прогноза не превышает 1,5 сут.

Последнее определяется изменением погодных условий. Для уточнения прогноза измерения.необходимо повторить через 4 — 5 дн.и уточнить прогнозируемое время созревания.

Таким образом, достигаются повышение точности и упрощение реализации способа.

Формула изобретения

Способ определения степени зрелости плодов, включающий измерение информативного параметра образца плода и сравнение его с эталонным значением, по ре40 зультату которого судят о степени зрелости образца плода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения реализации способа, измеряют мощность флуктуаций электродвижущей силы, создаваемой

4 образцом плода и созревшим плодом, на введенных в них электродах, а о степени зрелости образца плода судят по отношению измеренной мощности флуктуации электродвижущей силы у образца плода к мощности флуктуации электродвижущей силы у созревшего плода.

1410909

Z0

0 5 10 15 20 25 50 55 40

Дни В созребания

10 15 20 25 50 Ы 40 +5

Пни 00 созребания

Риг. 5

Составитель У. Шарков

Редактор О. Головач Техред И. Верее Корректор И. Муска

3а к аз 3509/3 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4