[發(fā)明專利]確定諸如水果之類的產(chǎn)品的硬度的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00813679.3
• 申請(qǐng)日: 2000-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN1377463A
• 公開（公告）日: 2002-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·P·克雷澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 食物制備系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/02
• 分類號(hào): G01N33/02;G01N3/32;G01N3/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 蔡民軍,鄭建暉

本發(fā)明涉及一種確定諸如水果之類的產(chǎn)品的硬度的方法和裝置。尤其涉及一種在一測(cè)量周期內(nèi)確定產(chǎn)品例如水果的硬度的方法和實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，該方法包括：

-支撐該產(chǎn)品，

-在該產(chǎn)品的至少一個(gè)位置處用敲打裝置敲打該產(chǎn)品，其結(jié)果是該產(chǎn)品整體地開始自然振動(dòng)并產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)，

-用信號(hào)傳感器檢測(cè)該振動(dòng)信號(hào)，以及

-用一信號(hào)處理裝置處理該振動(dòng)信號(hào)，其中確定該產(chǎn)品的硬度FRi。

已知的是，敲打相對(duì)堅(jiān)硬的產(chǎn)品例如水果和蛋類使這些產(chǎn)品以一個(gè)或多個(gè)固有頻率產(chǎn)生共振。已發(fā)現(xiàn)在某些產(chǎn)品組例如一特殊種類的蘋果，蛋類，番茄等等中，在其時(shí)域或頻域中的相關(guān)信號(hào)具有特征。這種產(chǎn)品一旦受損傷或出現(xiàn)其他偏差，其信號(hào)發(fā)生顯著改變。

這種裝置已知于US5,696,325。例如放在皮帶輸送機(jī)的輥輪上的蛋類受到敲打并產(chǎn)生振動(dòng)。從信號(hào)傳感器例如傳音器檢測(cè)到的聲音信號(hào)中可確定蛋類是否有裂紋還是破碎。這種裝置使用在蛋類的挑選和分撿。

在1998年6月4～6日的INTERPOMA1998中Itzhak?Shmulevich所著的“水果質(zhì)量分撿中的新發(fā)展”(New?Developments?in?FruitQuality?Sorting)給出這種水果實(shí)驗(yàn)方法的調(diào)查報(bào)告。敲打產(chǎn)品在其中描述成“受迫振動(dòng)”。US5,811,680同樣給出一個(gè)例子，其中由敲打產(chǎn)品而產(chǎn)生的共振信號(hào)通過與該產(chǎn)品接觸的壓電信號(hào)傳感器進(jìn)行檢測(cè)。在所述文章中通過共振振動(dòng)確定硬度的技術(shù)與其他技術(shù)相比最有前景。

已發(fā)現(xiàn)特別對(duì)于不是很硬的產(chǎn)品通常指成熟的產(chǎn)品，這些敲打技術(shù)不能給出明確的和可復(fù)制的結(jié)果。在完好的產(chǎn)品上的一個(gè)小的過熟點(diǎn)上敲打或正敲打在梗上給出類似的次品的結(jié)論。使用這種技術(shù)使挑選和分撿不可靠，或甚至不可能。

為排除這種缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種如上指出的方法，其特征在于：

-用一第二信號(hào)傳感器檢測(cè)由敲打裝置產(chǎn)生的信號(hào)，

-用一第二信號(hào)處理裝置處理該振動(dòng)信號(hào)，該產(chǎn)品的彈性由上述至少一位置周圍的音量范圍確定，

-確定該產(chǎn)品的硬度FIi，

-比較FIi和FRi并用一預(yù)定值校核該比較結(jié)果，當(dāng)該比較結(jié)果不滿足該預(yù)定值時(shí)用第二信號(hào)傳感器重復(fù)敲打和檢測(cè)。

在此技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)這樣的方法已為人所知。在上述文章中“通過沖擊力檢測(cè)”下面解釋了在該產(chǎn)品的幾個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行敲打或振動(dòng)本身的過程如何同樣使這種產(chǎn)品的硬度得以確定。這種裝置描述在WO98/52037中，其中測(cè)量了敲打元件上的反作用力。同樣指出如何將這樣的裝置布置在一傳送帶上，例如在該帶的兩側(cè)邊或在該帶上方旋轉(zhuǎn)的輪子中，其構(gòu)造使得該產(chǎn)品多次受到敲打。

這種構(gòu)造的缺點(diǎn)不僅在于使用多個(gè)測(cè)量，該多個(gè)測(cè)量與多個(gè)需要手動(dòng)校準(zhǔn)的裝置相對(duì)應(yīng)，而且在于與共振測(cè)量結(jié)果的比較，因此如果需要不可能有反饋。

考慮到在加快傳送和分撿的速度中的必要性，采用本發(fā)明的裝置可以有利地限制測(cè)量的數(shù)量。再者，采用此組合該測(cè)量范圍可顯著延伸。因此，分撿設(shè)備或裝備有本發(fā)明的裝置的桌面配置具有適合許多種類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，并且當(dāng)涉及水果產(chǎn)品時(shí)，其具有對(duì)于堅(jiān)硬、不太硬和成熟樣品的相似類型可相互比較的優(yōu)點(diǎn)。

進(jìn)一步的細(xì)節(jié)、實(shí)施例和應(yīng)用將參考以下附圖解釋，其中：

圖1是按照本發(fā)明的方法實(shí)施例的流程圖，以及

圖2是按照本發(fā)明的敲打裝置的實(shí)施例。

圖1流程圖表示出按照本發(fā)明的方法的步驟。在敲打后，進(jìn)行兩個(gè)平行的測(cè)量，一方面按照上述討論的共振原理，另一方面按照沖擊原理，認(rèn)為后者是該敲打裝置的敲打反應(yīng)的測(cè)量方法。盡管經(jīng)常提到敲打，應(yīng)當(dāng)明白可包括其他產(chǎn)生振動(dòng)的方法。但對(duì)一技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白產(chǎn)生振動(dòng)通常涉及振動(dòng)波形的種類。在上述文章中已深入地闡明了。

在測(cè)量后，采用已知的方法按照相關(guān)的測(cè)量確定硬度。接著執(zhí)行對(duì)比，將兩個(gè)硬度值比較和校核。在圖中通常用帶有標(biāo)準(zhǔn)C1的通用公式G1標(biāo)示的這種校核，其舉例說明包括在極限值范圍之間的系數(shù)，以校核其可靠性的極限共振值，或兩者綜合。對(duì)于技術(shù)人員應(yīng)該明白其他標(biāo)準(zhǔn)也可使用。

當(dāng)滿足此條件，重復(fù)產(chǎn)生振動(dòng)，并且重復(fù)按照沖擊原理的硬度測(cè)量。相反如果沒有滿足重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)，確定已認(rèn)為明確的硬度，其后該產(chǎn)品可貼上標(biāo)簽。

在重復(fù)的情況下按照硬度原理確定的第二硬度值與先前數(shù)值比較按照帶有標(biāo)準(zhǔn)C2的通用公式G2。如上所述，此標(biāo)準(zhǔn)包括一極限值之間的系數(shù)或另外類似的分界和聯(lián)系。對(duì)于此標(biāo)準(zhǔn)，重復(fù)是可能的。在此流程圖中對(duì)于測(cè)量序列i可用相應(yīng)的測(cè)量i來表示，和其后連續(xù)的測(cè)量i+1，i+2，...通常標(biāo)示成i+k，i+k+1，...，k≥0。