Способ определения зрелости и поврежденности плодов

(504 С 01 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о ССС(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕН ПОВРЕЖДЕННОСТИ ПЛОДОВ (57) Изобретение отно неразрушающего контрол правлено на повышение ЗРЕЛОСТИ тся к технике плодов и н чности оп(21) 3703697/28-13(71) Московский институт инженеровсельскохозяйственного производстваим. В.П, Горячкина и Всесоюзный заочный машиностроительный институт(56) Авторское свидетельств РВ 449297, 1972,ТЬе Ьц 11 егхп оГ йЬе Гасц 1 у ойа 8 г 1 сц 1 гцге шаг цп 1 чегз 1 гу ТЯП 3 арап,1976, 51, с. 111-118. ределения зрелости плода Плод 14 помещают на наклочную дорожку (звукоизолирующее основание) 1 и скатываютвнизПри ударе поверхности плода опрепятствие 6 плод создает акустические колебания, возникающие вследствие свободных затухающих колебанийв теле плода. Сила удара по поверхности плода и, следовательно, амплитуда звуковых колебаний зависят от массы и диаметра плода, которые. могуменяться от образца к образцу. Плод,прокатываясь по наклонной поверхности, испытывает один или несколькоударов. При этом электронная частьсхемы соответствующее число раз анализирует спелость и поврежденностьплода при ударах о различные точкиповерхности плода, что позволяетусреднить результаты измерений и повысить достоверность контроля. 5 ил.30 35 40 45 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,2 - 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 поврежден 1 ности 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 которого соединен с выходом первого порогового элемента 8, элемента И 11, второй вход которого соединен с генератором 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 дорожкиуказанные свободные колебания плодапроисходят в подскочившем от ударао препятствие плоде, не соприкасающемся, таким образом, с поверхностьюдорожки, Сила удара по поверхностиплода и, следовательно, амплитудазвуковых колебаний зависят от массыи диаметра плода, которые могут меняться от образца к образцу,Звуковые колебания воспринимаютсяприемным электроакустическим преобразователем 2, Сигнал с его выхода,имеющий переменную составляющую иубывающую по экспоненте амплитуду,усиливается усилителем 3. На выходеоконечного каскада усилителя, выполненного по схеме детектора, выделяется огибающая сигнала, имеющая видубывающей по экспоненте кривой. Навход блока 4 обработки сигналов поступает указанный сигнал, по переднему фронту которого, совпадающему по вре-мени с моментом, удара плода о препятствие, счетчик 12 с установленнойемкостью сбрасывается в ноль (обнуляется), а второй триггер 13 устанавливается в исходное состояние, при этомна выходе устанавливается уровень логического "0" В моменты достижениясйгналом на:входах пороговых элементов 8 и 9 уровней их срабатывания,которые предварительно устанавливаются различающимися по величине визвестное число раз (например в ераз), последние срабатывают и на ихвыходах формируются прямоугольныесигналы различной длительности. Приэтом 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,недозрель 1 е, зрелы, перезрелые и поврежденные. В исходном состоянии емкость счетчика 12 устанавливаетсяравной И =2 /Т, где И - емкость счетчика; Т - период следования счетныхимпульсов с выхода генератора 7 счет866 3 1291ных импульсов;- характерное время уменьшения амплитуды звуковых колебаний в е раз для той или инойФракции,По заднему фронту сигнала с выхода второго порогового элемента 9триггер 10 устанавливается в положение логической "1" на его выходе,при этом на выход элемента И 11 начинают поступать счетные импульсы, 0вырабатываемые генератором 7 счетных импульсов, которые подаются навход счетчика 12 с установленнойемкостью. По заднему Фронту сигналас выхода первого порогового элемента 158 триггер 10 устанавливается в исходное состояние, на его выходе устанавливается уровень логического0, запрещающий прохождение счетных импульсов через. элемент И 11. 20Если к этому времени число импульсов,поступивших на вход счетчика 12,превышает его емкость, т,е, времяуменьшения амплитуды звуковых колебаний в Е раз для данного плода больше характерного времени для искомойФракции с , на выходе счетчика 12появляется единичный импульс, который устанавливает второй триггер 13в положение логической "1" на его вы ходе. Этот сигнал удерживается вовремени до момента поступления следующего плода на контроль (до момента удара его о препятствие) и свиетельствует о том, что проконтролиованный плод не относится к искомойфракции. Указанный сигнал можетбыть воспроизведен индикатором 5, атакже использован для регистрации ипоследующего документального подтвер-фждения результатов контроля, для привода системы автоматической сортировки, для автоматической маркировкиплода по качеству. Отсутствие сигнала на выходе второго триггера при 45проходе плода с временем затуханиязвуковых колебаний, меньшим характерг+1ного времени, задаваемого счетчиком 12, является признаком того, чтопроконтролированный плод следует отнести к искомой фракции по качеству. При повторном контроле на том же устройстве при настройке (установке) емкости счетчика 12 на величину, со ответствующую характерному временисоответствующему 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 звуко- изолирующей дорожки (фиг. 1); при па-, дении плода 14 с уступа 15 (фиг.З); 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 поврежден- ность плода при ударах в различные точки поверхности плода, что позволяет усреднить результаты измерений и повысить достоверность контроля,П р и м е р, 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 препят" ствие, устанавливают пьезоэлектрическим приемником с собственной час2918 Формула изобретения25 Способ определения зрелости и поврежденности плодов, предусматривающий возбуждение свободных затухающихколебаний в теле плода путем удара по ЗО его поверхности и измерение временизатухания амплитуды колебаний, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определениязрелости плода, удар по поверхности 35 ппода осуществляют путем его разгонаи последующего торможения о препятствие, а измерение времени затуханияамплитуды колебаний осуществляют смомента начала колебаний до момента 40 затухания амплитуды в Е раэ, где Яоснование натурального логарифма. тотой 100 кГц, усиливают и подают насхему обработки сигналов и регистрации.Для получения сравнительных данныхпараллельно проводят измерение времени, в течение которого осуществляется полное затухание звукового сигнала, т.е, реализуют известный способ, Сигналы с выхода усилителя фотографируют с экрана осциллографа, 10После проведения измерений всюпартию арбузов (около 100 образцов)подвергают органолептической оценкеих зрелости и поврежденности. В результате исследований вся партия арбузов рассортирована на пять фракций: незрелые, недозрелые, зрелые,перезрелые и поврежденные,На номограмме фиг.5 показано распределение результатов измерений, 20проведенных согласно известному ипредлагаемому способам для каждойфракции отдельно. Диапазон измененияизмеряемой величины для поврежденных плодов составляет 0-6 мс,дляперезрелых плодов 6-11 мс, для незрелых - в основном 11-14 мс, для:недозрелых 14-17 мс. для зрелых от17 мс и выше. Незначительное числоплодов не укладывается в указаннуюсхему, что вероятно, объясняетсяошибками в измерениях и субъективнымхарактером оценки спелости и поврежденности плодов, осуществляемой дегустаторами,Известный способ согласно данным, приведенным в виде номограмм нафиг.5,характеризуется меньшей достоверностью контроля, так как не позволяет разделить по результатам измерений фракции: зрелые и нецозре 66 Олые плоды, нечетко разделяются фракции: незрелые, недозрелые и перезрелые плоды, фракции: поврежденные иперезрелые плоды,Выполнение эвукоиэолирующего основания в виде наклонной плоскости спрепятствием, образующим ударный меанизм, и выполнение блока обработкисигналов, обеспечивающее измерениехарактеристики 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, атакже проведение 1007-ного неразрушающего контроля и сортировки плодов,например бахчевых культур, что дастэкономию в народном хозяйстве,1291866 Фзбестмй спосад о до пррдлдиремый сяс 05 По Врожденны 5 13 И 22 2 4 ба Техред Л.Олейник Корректор С.Шекм едакт ПСССР каз 225 исное д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород оектная, 4 ВНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва, Ж