Способ определения механических повреждений на плодах Советский патент 1983 года по МПК B07C5/342 

04

СО ел

со со Изобретение относится к обработке плодов и может быть использовано в линиях автоматического сортирования фруктов и плодов в сельском хозяйстве /и веществ пищевой промыишен- ности. Фрукты в процессе уборки и пЬследующего транспортирования подвергаются различньзл механическим воздействиям. В результате происходит повг реждение подкожного слоя ткани, В настоящее время сортирование фруктов по повреждениям производят вручную, т.е. на основе визуальной -оценки. 0)Ц нако визуальное сужение о поврвжденности плода зависит от субъективных особенностей человека, что приводит к неоднородности сортирования. Кроме того, такой способ сортирования малопроизводителен и-требует больших трудозатрат. Известен способ автоматического сортирования яблок, предусматривающий облучения исследуемых плодов и измерения интенсивности излучения в .диапазоне 400-750 нм 1. Однакс данный способ не обеспечи вает достатрчной точности при сортировании. . Известен также способ определения механических повреждений на плодах, предусматривающий облучение пло да в диапазоне, длин волн 0,7-2,2 мкм измерение отраженного светового потока от поврежденной и неповрежденной поверхностей плода 2. Недостатками этого способа являются низкая точность обнаружения уши бов и невозможность обнаружения другого типа механических повреждений сдиров и порезов кожицы. Целью изобретения является повьше ние точности. Цель достигается тем, что в спосо бе определения механических повреждений на плодах, предусматривающем облучение исследуемого плода в диапазоне длин волн 0,7-2,2. мкм, измерение отргокенного светового потока от поврежденной и неповрежденной поверхности плода, отличительной особенностью является то, что измерение отраженного светового потока осущест вляют в диапазоне длин волн 0,7 0,9 мкм и 1,15 - 1,9 мкм, устанавливают соответствующие отношения измеРевных величин и сравниваютих с отношениями величин отраженного светового потока, измеренных для неповреж денных участков плодов и определяют вид механических повреящений, причем, если полученное отношение больше отношения для неповрежденных участков плодов, то обнаружен ушиб, если меньше - то порез Для устранения влияния неинформативных факторов необходимо использо вать отношение излучений, отраженных от контролируемой площадки на двух длинах волн. При этом для обнаружения повреждений необходимо, чтобы отношение козффициентов отражения повреждений на этих двух длинах было бы отличньм от соотретствующего отношения для неповрежденных мест плода. Это условие будет выполняться при использовании таких /длин волн Д-и 2 коэффициент отражения повреждений на одной из которых максимально отличается от коэффициента отражения неповрежденных мест плода, а на другой - отличается минимально или не отличается вообще . На фиг. 1 изображены спектральные кривые а,б,в,соответственно для йеповрежденной части плода,ушиба и пореЭа яблок сорта ГРед Делишез;на фиг.2относ 1тельное отличие коэффициента отражений повреждений от.коэффициента отражения неповрежденных мест плода -AL.100 , . и р. коэффйциенты диффузного отражения, соответственно повреждения и неповрежденно|Го места плода на 1-ой длине-волны. Кривые г, д, е соответствуют ушибам, а кривые ж, и, к - порезам для яблок сортов Ред Делийкз, Голден Делишез и лпайер соответственно (построены по математическим ожиданиям); на фиг. 3 - устройство для осуществления способа. Ось абсцисс на фиг. 2 соответствует неповрежденным местам плодов, так как для каждой длины волны . Можно определить оптимальны.е уч-астки для выбора длин волн Л2. Для выбора одной длины волны (Л2) следует использовать диапазон 1,15 - 1,9 мкм, так как в этом диапазоне коэффициент отражения повреждений максимально отличается от коэффициента отражения неповрежденных мест плодов (все кривые наиболее удалены в этом диапазоне от оси абсцисс). Для выбора другой длины волны (Л) следует использовать диапазон 0,7 0,9 мкм, так как в этом диапазоне коэффициент отражения повреждений минимально отличается от коэффициента отражения неповрежденных мест (все кривые максимально приближены к оси абсЦИСС)i На фиг. 4 данные измерений представлены на плоскости двумерного поля с координатами)ц.р Точки, соотватствукяцие ушибам (и совокупность) , представляют ,класс их.| точки, соответствующие неповрежденным участкам класс Wg и точки, соответствующие порезам, - класс w. Эти совокупности точек можно разделить прямыми, проходящими через начало координат: 3t( 2(Р РЛ1- 2РА2 Подстановка в уравнении d(p)3Haчений координат любой точки класса положительное значение, а для других классов дает отрицательное значение. Для функции же а2(р значение координат классаU,(порез) дадут отрицательное значение, а значение координат классов uJ и ujg дадут положительные значения. При переходе к двумерному прост.ранству сигналов, т.е. тс координатам , коэффициенты решающих функций f .ЛЧ..,-VA2 jii( .и1(2иэме{1яется в соответствии со спектральными характеристиками источ ника облучения, фотоприемников, филь ров и коэффициентов усиления каждого первичного сигнала. . Таким образом, при работе с сигна лг1ми функции и следует рассматривать в качестве решакх их так как контролируемую площадку плода, для которой получено c|(V)0, следует отнести к ушибам, если d2lV)0 - то к порезу. Устройство для осуществления способа содержи объектив 1, зеркало 2 ханизм 3 привода зеркала в колейательное движение, волоконно-оптический преобразователь 4, оптические фильтры 5, фотоприемиики 6, усилители 7, блок 8 деления и блок 9 сравнения. Волокна каждого конца волокон ио-оптического преобразователя равномерно распределены по торцу его об щего конца, расположенного в плоскости П сформированного объективам изобргикення плода. Один из фильтров прозрачен лишь для какого-то участка из диапазона 0,7 - 0,9 мхм, другой для участка из диапазона 1,15 1,9 мкм. Механизм 11, например роли.новый транспортер, обеспечивает пода чу плода в зону контроля и его врашение для осмотра, всей его повер ности. Устройство работает следующим осразом. Плод 10 подают механизмом 11 в зону контроля, где он облучается источниками 12 излучения (лгмпы накаливания) . Отраженное бт плода излучени пЪпадает на зеркало 2, которое направляет это излучение в объектив 1. Последний формирует в плоскости 11 изображение плода. Облученности каждой площс1дки изображения на длинах .волн и Д2 пропорциональны коэффициентам отражения соответствующей площадки плода на этих длинах волн. Волоконно-оптический преобразователь 4 делит падающее на торец его общего конца излучение на две равные части и передает их к оптическим фильт рам 5. Последние пропускают к фотоприемникёш 6 излучение лишь в определенных диапазонах длин воли, сигналы, полученные для двух участков длин волн, после усиления поступают в блок 8, где происходит их деление, и результат поступает в блок 9 сравнения. В последнем полученное отношение сравнивают с предварительно полученным отношением для неповреж-. денного места плода. Если полученное отношение больше сргшниваемой величины, то контролируемая площадка принадлежит ушибу, и сигнал появляется на одном выходе блока 9, а если меньше, то эта плсяцадка принадлежит среЗУ или сдиру,ьиссиг11ал появляется аа другом выходе блока 9. Колебательные движения зеркала 2 и вращение плода от механизма 11 обеспечивают осмотр всех поверхности плода. Таким образом, использование для анализа каждой контролируемой площадки йло да отношения величин излучений, отраженных от нее на двух длинах олы, одна из KOToiHfic максимально чувствительна к механическим повреждениям, а другая минимально чувствительна к иим, позволяет значительно повысить точноств обнаружения ушибов, а также по&аоляет обнаруживать механшёские повреждения другого типа - срезы и сди1мь1 КОЖИНЫ. Годовая экономия от иопользоваиия устройства, основанного на данном способе, составляет 1,5 тыс. руб.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ НА lUlOffX, включающий облучение исследуемого плода в диапазоне длин волн 0,7-2,2 мкм, измерение отраженного светового по- тока от поврежденной и неповрежденной поверхностей плода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерение отраженного светового потока осуществляют в диапазоне длин волн 0,7-0,9 мкм и 1,15-1,9 мкм, устанавливают соответствумщие отношения измеренных величин и сравнивают их с отношениями величин отраженного светового потока, измеренных для неповрежденных участков плодов, и определяют вид механических повреждений, причем, если полученное отношение больше отношений для неповрежденных участяов плодов, то Обнаружен ушиб, едли мень(У) ше-то порез.

6 7

.ff) d,fj)

О./ af o,j Q ff,ff a/ff 7 f fffjy

фул