JPS6385342A - 任意形状青果物の内部品質選別方法 - Google Patents

任意形状青果物の内部品質選別方法

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JPS6385342A
JPS6385342A JP23098286A JP23098286A JPS6385342A JP S6385342 A JPS6385342 A JP S6385342A JP 23098286 A JP23098286 A JP 23098286A JP 23098286 A JP23098286 A JP 23098286A JP S6385342 A JPS6385342 A JP S6385342A
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fruits
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electrodes
resistivity
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Hiroo Kato
加藤 宏郎
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、任意形状の果物や野菜等の青果物の鮮度・熟
度・糖度・損傷・腐敗等の内部品質をその大きさや形状
の差異に関係なく、青果物の抵抗率や誘電率またはマイ
クロ波の載設定数や位相定数で判別・区分する方法に関
するものである。
[従来技術とその問題点] 現在、青果物の集荷選別施設では、青果物の鮮度・熟度
・糖度・酸度・損傷・腐敗等の品質面のうち、外見で判
定できる表皮の損傷・腐敗等の選別は光学的判別方法に
よって可能である。
しかし、消費者にとって最も重要な鮮度・熟度・糖度・
内部損傷等の青果物内部の品質については有効な自動判
別方法がなく、やむを得ずサンプリングによる破壊検査
をして入荷ロフトの格付けを行なっているのが現状であ
り、その自動化が要請されていた。
近年、青果物の鮮度・熟度・糖度・損傷等の内部品質が
、ある周波数域における青果物の誘電率や抵抗率(また
は導電率)あるいはマイクロ波の減衰定数や位相定数な
ど複素誘電率に対応する電気的物質定数と相関関係を有
する事を利用し、電極間の青果物の電気容量や電気抵抗
あるいは送信・受信アンテナ間の青果物によるマイクロ
波の減衰量や位相量を測定して、青果物の内部品質を評
価する技術が開発されつつある。
このような電気的計測において、最も困難な問題は、青
果物には形状が複雑なものが多く、特定の青果物におい
てさえも、その大きさや形状がまちまちであるため、直
接測定し得る電極間の電気容量や電気抵抗値あるいはマ
イクロ波の減衰量や位相量が、青果物そのものの誘電率
や抵抗率あるいはマイクロ波の減衰定数や位相定数以外
に青果物の大きさや形状に大きく左右される点にあった
従って、青果物の誘電率や抵抗率などを求めるには、大
きさや形状を別途測定してそのデータを用いて複雑な補
正計算をするか、CTなどの手法によらねばならないが
、青果物の品質判定には処理時間の息とコストの点から
、これらの方法は適さないため、簡単な方法で、青果物
の大軽さや形状に関係なく、その誘電率や抵抗率などを
正確に測定できる方法が求められていた。
また、一般に、青果物の電気的特性は、その複素誘電率
に対応して抵抗と容量の並列等価回路に置き換えること
が出来る。
本発明者は、リンゴ・モモ・カキ・トマトなどの青果物
を板状の電極間に挾むか、あるいは青果物に針状の電極
を直接差し込んだ状態で、電極間の並列等価抵抗と並列
等価容量を各種の測定周波数について測定した。
今、太さ2mm、艮さ20IIILI1の針状電極を4
0+a+aの間隔をおいてリンゴに差し込み、その電極
間の電気容量(並列等価)と電気抵抗(並列等価)を1
00H7.〜IOMHZまで測定した例を第5図に示す
一般に、青果物の組織破壊や腐敗によりその抵抗率は低
下するが、この場合完全に腐敗する事により電F@間抵
抗Rは1710程度になっている。
このように破壊的な測定方法を用いると、その電気特性
は正確に測定しうるが、これを果皮の外部から電極を接
触させて非破壊的に測定すると、青果物の大きさや形状
の影響を受けるとともに、果皮と電極との接触抵抗が変
動するため、小さな抵抗率の差が測定しにくい.また、
接触測定では電極の脱着により青果物を傷める事がある
そこで非接触・非破壊により正確に測定し得る方法が必
要となる。
[発明の目的] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、非破壊・非接触で、極めて簡
単な方法により、スイカ・メロンなど単純な形状で大き
さのみ異なるものから、なすびやイモ類のように大きさ
のみならず形状も一定しないものや、更にホウレンソウ
のような複雑な形状のものに対しても、これらの青果物
の大きさや形状に関係なく、その誘電率や抵抗率などを
正確に測定・区分し、青果物の鮮度・熟度・糖度・損傷
等の内部品質の自動判別に適用することができ、検査の
バラツキを防止し、選別作業の省力化を図ることができ
る任意形状青果物の内部品質選別方法を提供することに
ある。
[発明の構成1 本H第1の発明の任意形状青果物の内部品質選別方法は
、青果物の内部品質がその電気的物質定数と相関するこ
とを利用し、電極間の青果物の電気抵抗や電気容量ある
いは送信受信アンテナ間のマイクロ波減衰量や位相量を
浸漬液中で測定して、その内部品質を判別・区分けする
システムにおいて、浸漬液の電気的物質定数と比較して
青果物の内部品質を判別・区分けすることを特徴とする
ものであり、 その第1の実施態様としては、測定用電極を配備した1
つ以上の容器内に、区分けしたい青果物の抵抗率または
誘電率のランク数に応じて、しきい値となる抵抗率また
は誘電率をもつ浸漬液を各々満たし、青果物浸漬前後の
電極間の抵抗または電気容量の増減によって内部品質を
判別・区分けすることを特徴とするものであり、 また第2の実施態様としては、測定用電極を配備した容
器内に基準となる浸漬液を満たし、青果物を浸漬した状
態で測定用周波数を掃引した時、浸漬液のみの場合に等
しい電極間抵抗または電気容量となる周波数をもって青
果物の内部品質を↑す定・区分けすることを特徴とする
ものであり、さらに第3の実施態様としては、送信・受
信アンテナを配備した1つ以上の容器内に、区分けした
い青果物の減衰定数または位相定数のランク数に応じて
、しきい値となる減衰室WL*たは位相定数をもつ浸漬
液を各々満たし、青果物浸漬前後の送信・受信アンテナ
間のマイクロ波減衰または位相量の増減によって内部品
質を判別・区分けすることを特徴とするものであり、 さらにまた第4の実施態様としては、送信・受信アンテ
ナを配備した容器内に基準となる浸漬液を満たし、青果
物を浸漬した状態で測定用周波数を掃引した時、浸漬液
のみの場合に等しいアンテナ間マイクロ波減衰量または
位相量となる周波数をもって青果物の内部品質を判定・
区分けすることを特徴とするものである。
[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
第1図に示すように、両側壁に一対の電極1゜2を有す
る絶縁性容器3中に抵抗率が一定の浸漬液4を満たし、
この浸漬液4中に測定しようとする青果物5を浸漬する
但し、浸漬前後の水位を、オーバー70−管6等の手段
により一定に保つ。
青果物5の抵抗率が浸漬液4の抵抗率より大きな場合に
は、電極1,2間の抵抗は浸漬液4のみの場合よりも大
きくなり、逆に青果物5の抵抗率が浸漬液4の抵抗率よ
り小さければ、電極1.2開の抵抗は青果物5の浸漬に
より低下する。
この電極間抵抗の増減中は、青果物5の大きさで異るが
、変化の方向は、青果物5の大きさや形状には関係しな
い。
従って、多くの青果物をその抵抗率によって複数個のラ
ンクに区分けしたい場合には、第2図に示すように、そ
れぞれのしきい値となる抵抗率ρ1.ρ2.ρ、・・・
(ρ1〉ρ2〉ρ、・・・)の浸漬液を入れた容器を、
区分けしたいランク数に応じて用意し、浸漬前後の電極
間抵抗の増減ΔRの正負によって、これを区分けすれば
よい。新鮮で過熟でない青果物は抵抗率ρ1の浸漬液に
つけたとき、その電極間抵抗が増すのでランクAに格付
けすれば良く、電極間抵抗が減少した場合には、次にこ
れより低い抵抗率ρ2の浸漬液に入れて、その電極間抵
抗の増減によりランクB又は抵抗率ρ、の浸漬液へと順
次送り、腐敗したものは最後に残る。
なお、浸漬液4は水でよく、これに電解質、例えば食塩
を加えれば導電率が大きくなり抵抗率が下がるので、食
塩の濃度で簡単に抵抗率ρ目ρ2.ρコを調節すること
が出来る。
数足鮭 第1図に示すような内のり85+amの立方体容器3中
に75ma+X 75mteの正方形板状電極1.2を
取付け、新鮮な大・小リンゴおよび内部損傷・腐 。
敗したリンゴを各々浸漬した場合の電極間抵抗の測定値
を表1に示す。この場合、測定周波数は63KHzで、
浸漬液は水道水であって、しきい値となる抵抗率は別途
測定した結果4.9にΩ・c論(導電率20 、4 m
s/m)であった。
表1 電極間の電気抵抗と変化分 表1によれば、新鮮なリンゴの浸漬により電極間抵抗は
増し、内部損傷または腐敗したリンゴの浸漬により電極
間抵抗は低下している。
また、誘電率による判別の場合も全く同様で、電極間抵
抗Rに代えて電極開穿fi Cを測定し、青果物を浸漬
液に浸すことによる電極間電気容量の増減ΔCを判定し
、ランク分けすればよい、この場合には抵抗測定時より
高濃度の塩水を必要とする。
さらに、青果物の糖度や酸度の測定にはマイクロ波が用
いられるが、この場合も原理的には青果物の複素誘電率
に対応して滅貨定数と位相定数に関係するので、上述の
方法が適用出来る。
即ち、第3図に示すように電極の代りに送信アンテナ7
および受信アンテナ8を用い、その間のマイクロ波の減
衰量または位相量を測定すればよく、浸漬液4のみの場
合をしきい値として、青果物5を浸すことによる減衰量
または位相量の増減で判定、ランク分けすることが出来
る。
さらにまた、第1図に示す装置において、リンゴを浸漬
した状態で測定周波数を10KHz〜1000KHzま
で掃引すると、電極間抵抗Rは第4図に示すように変化
する。曲#i(イ)は抵抗率4゜9にΩ・cIl(導電
率20 、411Is/m)の水道水のみの場合で、抵
抗率の周波数特性は、この周波数範囲では殆んどみられ
ない。
これに新鮮で大きなリンゴを浸漬すると、リンゴは大き
な周波数特性をもつため、リンゴと浸漬液を含めた全体
の周波数特性は曲線(ロ)のようになる。曲線(ロ)と
曲線(イ)との交点をAとし、その周波数を「Aとする
次に小さくて新鮮なリンゴを浸漬すると、曲線(ハ)が
得られるが、これら曲#i(イ)と同じ周波数f^のA
点で交わる。
一方、腐敗した大きなリンゴを浸漬すると、その抵抗率
は低いため電極間抵抗の周波数特性は曲線(ニ)となり
曲線(イ)とは周波数feのB点で交わり、腐敗した小
さなリンゴの曲線(ホ)も同じくB点く周波数1日)で
交わる。
すなわち、新鮮なものはその大きさや形状に関係なく、
浸漬液の抵抗率と等しくなる周波数fA(この場合的9
0 K Hz)で浸漬液のみの特性面m(イ)と交わり
、腐敗し抵抗率の低くなったものは、これより低い周波
数1日(この場合50KHz)で曲線(イ)と交わる。
従って、青果物を浸漬し電極間抵抗が浸漬液のみの場合
と等しくなる周波数(以後交、克周波数と呼ぶ)を探せ
ば、その鮮度や熟度を知る事が出来る。交点周波数が高
ければ新鮮であり低ければ過熟なものか損傷又は腐敗し
ている。
交点周波数を見付けるには、抵抗測定において周波数を
順次掃引しΔR=0となる時の周波数を求めてもよいが
、果実の種類と浸漬液の抵抗率によってほぼその交点周
波数の範囲が決まるので、その前後2〜3点の周波数で
抵抗Rを測定し、その間をコンピュータで補間し、曲線
(イ)との交点を探せば速い。
この方法では、交点周波数fのしきい値をコンピュータ
のソフトで細かく区切るだけで、一種類の浸漬液で多く
のランクに青果物を区分けする事が出来る。
電気容量の測定あるいはマイクロ波滅箕量と位相量の測
定の場合にも浸漬液の食塩濃度を上げる事によりこの方
法がそのまま適用できる。
[発明の効果] (1)電極間の電気抵抗や電気容量、送受信アンテナ−
間のマイクロ波の減衰量や位相量を測定して青果物の内
部品質を評価するシステムにおいて、青果物の大きさや
形状の差異に関係なく青果物の抵抗率や誘電率あるいは
マイクロ波の減衰定数や位相定数により青果物の内部品
質を判別し区分は出来る。
(2)なすび・きゅうり・イモ類やホウレンソウのよう
な複雑な形状ものでも、浸漬液に浸し、浸漬液の抵抗率
や誘電率などと青果物のそれを比較するだけで非破壊・
非接触で正確な判別・区分けが可能である。
(3)浸漬液の抵抗率や誘電率などとの比較であるので
青果物と電極あるいはアンテナとの相対位置のズレによ
る判別誤差も極めて少ない。
(4)シきい値となる浸漬液の抵抗率や誘電率あるいは
マイクロ波の減衰定数や位相定数を、電解質、例えば食
塩を加えて調節する事により、任意のしきい値に設定す
ることかです、また測定に用いる周波数も自由に選択で
きる。
(5)交点周波数をもって判定値とする場合には、1つ
の浸漬液で多くのランクに区分けすることができる。ま
た、パイプ中で浸漬液と共に青果物を流しながら判定す
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の測定装置の概略説明図、第2図は区分
は方法を説明する図、第3図はマイクロ波による測定を
示す概略説明図、第4図は浸漬状態での電極間周波数特
性を示すグラフ、第5図は針状電極によるリンゴの電気
特性を示すグラフである。 1.2・・・電極、3・・・容器、4・・・浸漬液、5
・・・青果物、6・・・オーバー70−管、7・・・送
信アンテナ、8・・・受信アンテナ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)青果物の内部品質がその電気的物質定数と相関す
    ることを利用し、電極間の青果物の電気抵抗や電気容量
    あるいは送信受信アンテナ間のマイクロ波減衰量や位相
    量を浸漬液中で測定して、その内部品質を判別・区分け
    するシステムにおいて、浸漬液の電気的物質定数と比較
    して青果物の内部品質を判別・区分けすることを特徴と
    する任意形状青果物の内部品質選別方法。
  2. (2)測定用電極を配備した1つ以上の容器内に、区分
    けしたい青果物の抵抗率または誘電率のランク数に応じ
    て、しきい値となる抵抗率または誘電率をもつ浸漬液を
    各々満たし、青果物浸漬前後の電極間の抵抗または電気
    容量の増減によって内部品質を判別・区分けすることを
    特徴とする前記特許請求の範囲第1項に記載の任意形状
    青果物の内部品質選別方法。
  3. (3)測定用電極を配備した容器内に基準となる浸漬液
    を満たし、青果物を浸漬した状態で測定用周波数を掃引
    した時、浸漬液のみの場合に等しい電極間抵抗または電
    気容量となる周波数をもって青果物の内部品質を判定・
    区分けすることを特徴とする前記特許請求の範囲第1項
    に記載の任意形状青果物の内部品質選別方法。
  4. (4)送信・受信アンテナを配備した1つ以上の容器内
    に、区分けしたい青果物の減衰定数または位相定数のラ
    ンク数に応じて、しきい値となる減衰定数または位相定
    数をもつ浸漬液を各々満たし、青果物浸漬前後の送信・
    受信アンテナ間のマイクロ波減衰または位相量の増減に
    よって内部品質を判別・区分けすることを特徴とする前
    記特許請求の範囲第1項に記載の任意形状青果物の内部
    品質選別方法。
  5. (5)送信・受信アンテナを配備した容器内に基準とな
    る浸漬液を満たし、青果物を浸漬した状態で測定用周波
    数を掃引した時、浸漬液のみの場合に等しいアンテナ間
    マイクロ波減衰量または位相量となる周波数をもって青
    果物の内部品質を判定・区分けすることを特徴とする前
    記特許請求の範囲第1項に記載の任意形状青果物の内部
    品質選別方法。
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