JP4034683B2

JP4034683B2 - Fruit and vegetable hardness measuring apparatus equipped with pressure adjusting mechanism and fruit and vegetable hardness measuring method

Info

Publication number: JP4034683B2
Application number: JP2003095511A
Authority: JP
Inventors: 股定夫尾; 村美紀夫木; 竹均大; 野努牧
Original assignee: Nihon University; Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Nihon University; Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004301696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、果実、野菜などの青果類の硬度を非破壊で測定するための圧力調整機構を備えた青果類の硬度測定装置および青果類の硬度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、果実、野菜などの青果類においては、例えば、リンゴなどの果肉の硬度、オレンジ、グレープフルーツなどの外皮の硬度、ミカンなどの浮皮の程度を測定することによって、青果類の内部品質や、貯蔵、運搬に耐え得るものであるかなどの品質を測定することが行われている。
【０００３】
このような青果類の硬度を測定する方法として、従来は、青果類に対して荷重計を押し当てて、青果類の表面が破壊する際のバネ圧力を測定して、これにより青果類の硬度を測定するバネ圧式硬度測定装置が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなバネ圧式硬度測定装置では、青果類の表面を破壊することになるので、青果場では、測定のために表面が破壊された青果類を破棄せざるを得ないため、その損失は年間に換算すれば、多大な損害となっている。
ところで、従来より、特許文献１において、ゴム、樹脂、食材、食品等の被測定物の硬さ測定、人体の皮膚、臓器等の生体組織を被測定物とした硬さ測定方法として、周波数偏差検出回路を利用した硬さ測定器が提案されている。
【０００５】
この特許文献１の硬度測定装置１００では、図９に示したように、接触子１０５、振動子１０３、自励発振回路１１１、ゲイン変化補正回路１１３を備えている。そして、自励発振回路１１１が、振動子１０３の振動情報を帰還し共振状態にする。また、ゲイン変化補正回路１１３が、自励発振回路１１１に設けられており、ゲイン変化補正回路１１３は、自励発振回路１１１の中心周波数と異なる中心周波数を有し、周波数の変化に対してゲインを上昇させ、これによって、周波数の変化によって被測定物の硬さを測定するように構成されている。
【０００６】
しかしながら、このように構成される特許文献１の硬度測定装置１００を、青果類の硬度を測定する場合にそのまま用いた場合には、青果類が比較的軟らかい、例えば、ももなどの場合には、押し付け圧力によっては、青果類の表面を破壊することになってしまう。
また、青果類の種類に応じて、例えば、リンゴなどの比較的に硬度の高い青果類と、モモなどの比較的硬度の低い青果類とでは、荷重によって、青果類と接触子の接触面積が変化してしまうことになり、このため、エネルギー伝達効率が変化して、ゲイン変化量が変化してしまい、正確な硬度測定が困難となってしまうことになる。
【０００７】
本発明は、このような現状に鑑み、従来のように青果類を破壊することなく、青果類の種類に応じて、正確な硬度測定を行うことが可能な圧力調整機構を備えた青果類の硬度測定装置および青果類の硬度測定方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、青果類の種類、すなわち、軟質から硬質の青果類の種類に応じた圧力で、ダイナミックレンジが大きく、しかも、青果類に損傷を与えない測定を、青果類の種類に応じてそれぞれ一定の接触圧力で行うことの可能な圧力調整機構を備えた青果類の硬度測定装置および硬度測定方法を提供する。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３１５１１５３号公報（特に、段落［００６２］〜段落［００６５］、図１参照）
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明なされたものであって、本発明の圧力調整機構を備えた青果類の硬度測定装置は、青果類に接触する接触子と、
前記接触子を振動させる振動子と、
前記接触子を青果類に接触させた状態で、前記振動子の振動情報を帰還して共振状態にする自励発振回路とを備え、
前記青果類に接触子を介して接触した振動子の振動の変化に基づく、前記自励発振回路からの周波数の変化情報によって、青果類の硬度を測定する青果類の硬度測定装置であって、
前記接触子と振動子とを、弾性部材を介して、硬度装置本体の先端開口部から、前記接触子が突出するように付勢した状態で、硬度測定装置本体に装着するとともに、
青果類の種類に応じて、前記弾性部材の圧縮長さを調整して弾性圧力を制御する弾性圧調整機構と、
前記弾性圧調整機構における弾性圧力を制御する弾性圧力制御装置とを備え、
前記弾性圧力制御装置が、
前記接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、軟らかい青果類と判別した際には、初期判定圧力に弾性圧力を維持するように制御し、前記接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、硬い青果類と判別した際には、初期判定圧力よりも高い所定圧力まで弾性圧力を上昇するように制御するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の青果類の硬度測定方法は、接触子を青果類に接触させた状態で、自励発振回路を介して、前記接触子を振動させる振動子の振動情報を帰還して共振状態にして、
前記青果類に接触子を介して接触した振動子の振動の変化に基づく、前記自励発振回路からの周波数の変化情報によって、青果類の硬度を測定する青果類の硬度測定方法であって、
青果類の種類に応じて、前記弾性部材の圧縮長さを調整して弾性圧力を制御する弾性圧調整機構と、
前記弾性圧調整機構における弾性圧力を制御する弾性圧力制御装置とを備え、
前記弾性圧力制御装置によって、
前記接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、軟らかい青果類と判別した際には、初期判定圧力に弾性圧力を維持するように制御し、
前記接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、硬い青果類と判別した際には、初期判定圧力よりも高い所定圧力まで弾性圧力を上昇するように制御して青果類の硬度を測定することを特徴とする。
【００１１】
このように構成することによって、弾性圧力制御装置によって、接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、軟らかい青果類と判別した際には、初期判定圧力に弾性圧力を維持するように制御して青果類の硬度を測定するようになっている。
【００１２】
従って、例えば、モモなどの比較的硬度の低い青果類では、弾性圧力（押し当て圧力）が、弾性圧力の比較的低い初期判定圧力に維持されることになるので、青果類の表面が破壊されることがなく、しかも、青果類に傷がつかないセンサー感度が良好な比較的低い弾性圧力（押し当て圧力）で、硬度測定を精度良く実施することができる。
【００１３】
また、弾性圧力制御装置によって、接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、硬い青果類と判別した際には、初期判定圧力よりも高い所定圧力まで弾性圧力を上昇するように制御して青果類の硬度を測定するようになっている。
【００１４】
従って、例えば、リンゴなどの比較的に硬度の高い青果類では、青果類に傷がつかないセンサー感度が良好な比較的高い弾性圧力（押し当て圧力）で、硬度測定を精度良く実施することができる。
このように、青果類の種類に応じたそれぞれの一定の接触圧力で青果類が接触子と接触することになる。
【００１５】
従って、接触面積が一定で、エネルギー伝達効力が一定になり、その結果、正確な周波数の変化情報が得られることになり、青果類の硬度を正確に測定することが可能となる。
また、青果類の種類、すなわち、軟質から硬質の青果類の種類に応じたそれぞれの一定の接触圧力で青果類が接触子と接触するので、青果類を損傷することなく青果類の硬度を測定することが可能である。
【００１６】
しかも、この場合、青果類の種類に応じて、弾性圧力制御装置による制御によって、青果類の種類に応じて、自動的に弾性圧調整機構によって、弾性部材の圧縮長さを調整して弾性圧力を制御することができるので、あらゆる種類の青果類の硬度を測定することができ極めて便利である。
さらに、本発明においては、前記接触子の先端が、略球形状であることを特徴とする。
【００１７】
このように接触子の先端が、略球形状であるので、青果類との接触面積が変化せず、常に一定で正確な硬度測定を実施することが可能である。
また、本発明では、前記弾性部材が、バネ部材であっても良く、また、前記弾性部材が、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ゴムから選択した１種以上の弾性部材であっても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の青果類の硬度測定装置の実施例の概略正面図、図２は、図１の青果類の硬度測定装置の実施例の概略断面図、図３は、ゲイン変化補正回路に使用されるフィルタ回路の回路構成図、図４は、本発明の青果類の硬度測定装置の原理を示す周波数−ゲイン−位相特性曲線図、図５は、本発明の青果類の硬度測定装置の原理を示す圧力と周波数の関係を示すグラフ、図６は、本発明の青果類の硬度測定装置の作動を説明するフローチャートである。
【００１９】
図１において、１０は、全体で本発明の青果類の硬度測定装置１０（以下、単に「硬度測定装置」と言う）を示している。
硬度測定装置１０は、図１に示したように、果実、野菜などの青果類Aの硬度を測定するためのものであり、断面略矩形状の筒形状のハンドピース型の硬度測定装置本体１２を備えている。この硬度測定装置本体１２は、測定者が手で把持する把持部１４と、把持部１４よりも先端側に形成された操作表示部１６と、操作表示部１６よりも先端側に形成された接触子１８とを備えている。
【００２０】
また、操作表示部１６と接触子１８とは、着脱自在なキャップ形状のカバー部材１２ａによって被うことによって、不使用時に保護できるようになっている。
この操作表示部１６には、図１に示したように、電源の入切を行う電源ボタン２０ａ、青果類の種類を設定する設定ボタン２０ｂなどの操作ボタン２０と、青果類の硬度を表示する液晶表示などからなる表示窓２２が設けられている。
【００２１】
一方、硬度測定装置本体１２の内部には、図２に示したように、センサーユニット２４と、制御ユニット２６とが配設されている。
このセンサーユニット２４は、図２に示したように、硬度測定装置本体１２のセンサーユニット２４の内部に、センサーユニットケース２８を備えている。このセンサーユニットケース２８には、センサーホルダー３０が前後方向に（図２では左右方向に）摺動自在に装着されている。
【００２２】
センサーホルダー３０には、センサー体３４が装着されている。このセンサー体３４は、板状の振動子３６と、この振動子３６の基端部の表面に形成された検出素子３８と、振動子３６の先端部に装着された先端が略球状の接触子１８とを備えている。そして、振動子３６が、センサーホルダー３０の支持部４２で支持されるようになっている。
【００２３】
このような振動子としては、積層型圧電セラミック振動子、超音波振動子などが使用可能であり、特に限定されるものではない。
なお、この際、支持部４２は、振動子３６との接触面積を小さくされるのが望ましく、また、支持部４２と振動子３６とは、センサー体３４に生じる振動の定常波の節部において固定されるのが望ましい。
【００２４】
センサーホルダー３０の基端部は、図２に示したように、二股に分岐して、摺動案内部材４４、４４が形成され、これらの摺動案内部材４４が、センサーユニットケース２８の基端部の開口部４８、４８内に摺動自在に挿着されている。そして、この摺動案内部材４４、４４の外周に所定のバネ定数を有するバネ部材４０、４０が介装されている。
【００２５】
このバネ部材４０、４０によって、センサーユニットケース２８の先端部５０、硬度測定装置本体１２の先端に形成された先端開口部５２から、接触子１８が突出するように付勢されている。なお、この際、センサーホルダー３０の先端部５４が、センサーユニットケース２８の先端部５０に当接して一定以上接触子１８が突出しないようになっている。
【００２６】
そして、図２に示したように、センサー体３４の振動子３６と、検出素子３８は、制御ユニット２６に接続されている。
すなわち、図２に示したように、振動子３６が、制御ユニット２６のゲイン変化補正回路５６に接続され、検出素子３８が、増幅回路５８に接続されている。
そして、振動子３６と、検出素子３８と、増幅回路５８とから自励発振回路６０が構成されている。すなわち、振動子３６の振動情報を検出素子３８で電気信号として取り出し、増幅回路５８で電気信号を増幅した後に、振動子３６に帰還する帰還ループを形成している。
【００２７】
自励発振回路６０は、振動子３６の振動情報を、検出素子３８と、増幅回路５８を介して、振動子３６に帰還して、振動子３６を共振状態にする電気振動系を構成している。
一方、振動子３６と、接触子１８は、振動子３６の振動情報を接触子１８を介して、被測定物である青果類Ａに伝達する機械振動系を構成している。
【００２８】
すなわち、本発明の硬度測定装置１０は、機械振動系と電気振動系とが結合された機械電気振動系を構成している。
制御ユニット２６に設けられるゲイン変化補正回路５６は、例えば、周波数の上昇に対してゲインを上昇させる機能などの周波数の変化に対してゲインを変化させる機能を備えている。
【００２９】
また、ゲイン変化補正回路５６は、自励発振回路６０の入力位相と出力位相との位相差である入出力合成位相差をゼロに調節し、帰還発振を促進するフェーズトランスファ機能を備えている。
従って、ゲイン変化補正回路５６は、入出力合成位相差がゼロになるまで周波数を変化させるとともに、この周波数の変化に応じて、例えば、周波数の上昇に対してゲイン変化幅を上昇させる機能などの、ゲイン変化を増大させる機能を備えている。
【００３０】
この実施例では、ゲイン変化補正回路５６として、周波数の変化に対してゲインが上昇する周波数−ゲイン特性を有するフィルタ回路が使用される。
図３は、ゲイン変化補正回路５６に使用される一例としてのフィルタ回路の回路構成図である。
このフィルタ回路は、抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、容量素子Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、及び増幅回路ＡＭＰを備えている。この実施例では、抵抗素子Ｒ１１は１０ＫΩ、抵抗素子Ｒ１２は２２０Ω、抵抗素子Ｒ１３は４２０ＫΩ、抵抗素子Ｒ１４は２．２ＫΩにそれぞれ設定される。
【００３１】
また、増幅回路ＡＭＰには、電源端子Ｖ１１から電源（１２Ｖ）が供給される。また、基準電源端子Ｖ１２には、電圧（−１２Ｖ）が印加される。図中、符号Ｖｉｎは、信号の入力端子、符号Ｖｏｕｔは、信号の出力端子である。
このフィルタ回路は、バンドパスフィルタ回路の特性を備えている。ゲイン変化補正回路５６の入力端子Ｖｉｎは、増幅回路５８の出力端子に接続され、出力端子Ｖｏｕｔは、振動子３６の人力端子に接続される。
【００３２】
さらに、制御ユニット２６には、自励発振回路６０の発振周波数を測定する周波数測定部６２と、この周波数測定部６２により測定された周波数に基づいて、青果類Ａの硬度を測定する硬度測定部６４と、周波数と硬度との相関を予め記憶する記憶部６６と、制御ユニット２６に対する指示入力などの入力を行う入力部６８と、測定された周波数値または硬度などの表示を行う表示部６５を備えている。
【００３３】
さらに、この実施例の硬度測定装置１０では、青果類Ａの種類に応じて、バネ部材４０の圧縮長さを調整してバネ圧力を制御するバネ圧調整機構７０が備えられている。このバネ圧調整機構７０の制御によって、所定の接触圧力で青果類Ａの硬度を測定できるように構成している。
すなわち、バネ圧調整機構７０は、センサーユニットケース２８の基端部の開口部４８、４８内に、摺動案内部材４４、４４の外周を摺動自在に移動して、バネ部材４０、４０の圧縮長さを調整するバネ圧調整部材７２を備えている。
【００３４】
このバネ圧調整部材７２は、制御ユニット２６に入力部６８によって入力された青果類Ａの種類に応じて、予め記憶部６６に記憶されたバネ圧となるように、制御ユニット２６のバネ圧力制御部７４によって制御されて、図示しない、例えば、パルスモータ、サーボモータなどの駆動機構によって、前後方向に移動することができるようになっている。
【００３５】
このように構成される本発明の硬度測定装置１０の原理について、以下に説明する。
図４は、自励発振回路６０、ゲイン変化補正回路５６のそれぞれの周波数特性を示す周波数−ゲイン−位相特性曲線図である。
図４において、横軸は周波数を示し、縦軸はゲイン、位相のそれぞれを示している。
【００３６】
ゲイン変化補正回路５６の周波数−ゲイン特性曲線５６Ｇは、低周波数側の帯域においては、周波数の増加とともにゲインが上昇し、中心周波数ｆ２の帯域でゲインが最大となり、高周波数側の帯域においては、ゲインが減少する、山なりの曲線を描く。
特性曲線θ５６は、ゲイン変化補正回路５６の入出力位相差を示す位相特性である。特性曲線ＭＧは、ゲイン変化補正回路５６を除く自励発振回路６０の周波数−ゲイン特性曲線である。
【００３７】
周波数−ゲイン特性曲線ＭＧは、中心周波数ｆ１、周波数帯域、ゲイン極大値は異なるが、基本的にはゲイン変化補正回路５６の周波数特性と同様に、山なりの曲線を描く。
この実施例においては、周波数−ゲイン特性曲線ＭＧ、５６Ｇにそれぞれ示すように、ゲイン極大値Ｐ１が示す自励発振回路６０の中心周波数ｆ１と、ゲイン変化補正回路５６のゲイン最大値５６ＧＰが示す中心周波数ｆ２とを、意図的にずらした周波数帯域に設定している。
【００３８】
すなわち、例えば、青果類Ａの硬度係数が高い程ゲインが高くなるように、自励発振回路６０の中心周波数ｆ１に対して、ゲイン変化補正回路５６の中心周波数ｆ２を高い周波数帯域に設定している。
硬度測定装置１０の接触子１８を、青果類Ａに接触させると、青果類Ａの機械的インピーダンスまたは音響インピーダンスの増加によって、振動子３６の振動モードが変化し、機械電気振動系の周波数特性が変化する。すなわち、機械電気振動系の振動周波数、ゲイン、位相、振動振幅を含む振動情報がいずれも変化する。
【００３９】
すなわち、青果類Ａの硬度に応じて、検出素子３８により受け取られた周波数特性が変化し、これに起因して、自励発振回路６０の電気信号の周波数、ゲイン、位相、振幅がいずれも変化する。
従って、自励発振回路６０の周波数は、青果類Ａの硬度に応じて、自励発振回路６０の中心周波数ｆ１から共振周波数ｆ１１まで変化（例えば上昇）する。
【００４０】
そして、自励発振回路６０の周波数−ゲイン特性曲線ＭＧのゲイン極大値は、ゲイン極大値Ｐ１から、ゲイン変化補正回路５６の周波数−ゲイン特性曲線５６Ｇに沿って変化し、ゲイン極大値Ｐ１から上昇するように変化する。
すなわち、自励発振回路６０の周波数−ゲイン特性曲線ＭＧは、周波数−ゲイン特性曲線ＭＧ１に変化し、ゲイン極大値Ｐ１は、ゲイン極大値Ｐ１１に、ゲインＧ１は、ゲインＧ１１にそれぞれ変化する。
【００４１】
図３に示したように、自励発振回路６０の帰還ループは、抵抗素子と容量素子とを含む回路であるため、自励発振回路６０の入力位相θ１と出力位相θ２との間には、必ず位相差Δθが存在する。
一方、ゲイン変化補正回路５６は、フェーズトランスファ機能を備えており、ゲイン変化補正回路５６を含む帰還ループの入出力合成位相差θ１１がゼロになる調節をしている。
【００４２】
従って、入出力合成位相差θ１１がゼロになる帰還発振の安定点に到達するまで、周波数はさらに変化し、ゲインもさらに変化する。
すなわち、自励発振回路６０の周波数−ゲイン特性曲線ＭＧ１は、周波数−ゲイン特性曲線ＭＧ１に変化し、共振周波数ｆ１１は、共振周波数ｆ１２に変化する。この共振周波数ｆ１２への変化に伴い、ゲイン極大値Ｐ１１は、ゲイン極大値Ｐ１２に変化し、ゲインＧ１１はゲインＧ１２に変化する。
【００４３】
すなわち、位相差Δθに相当する分、自励発振回路６０の中心周波数ｆ１は、共振周波数ｆ１２まで連続的に変化、例えば、上昇するとともに、ゲインＧ１は、ゲインＧ１２まで連続的に変化、例えば、上昇する。
結果的に、自励発振回路６０において、周波数変化量Δｆが得られるとともに、ゲイン変化量ΔＧが得られる。そして、自励発振回路６０の周波数変化量Δｆ１、ゲイン変化量ΔＧが、それぞれ得られた時点で、入出力合成位相差θ１１がゼロになり、自励発振回路６０は帰還発振する。
【００４４】
この実施例にかかる硬度測定装置１０では、青果類Ａの硬度に応じて、青果類Ａに接触子１８を接触する前と接触した後の周波数変化量Δｆを、硬さ情報として検出することによって、青果類Ａの硬さが測定できる。同様に、青果類Ａに接触子１８を接触する前と接触した後の位相差Δθを硬さ情報として検出することによって、軟質の青果類Ａの硬さが測定できる。
【００４５】
すなわち、これらの情報を、制御ユニット２６の硬度測定部６４に入力され、周波数と硬度との相関を予め記憶した記憶部６６のデータと比較することによって、青果類Ａの硬度が決定され、表示部６５に、周波数、硬度などのデータが表示されるようになっている。
従って、本発明の硬度測定装置１０では、周波数変化量Δｆ、位相差Δθのそれぞれの変化分に対応してゲインが上昇できるので、すなわち、ゲイン変化量ΔＧが得られるので、これらの変化を拡大して捉えることができるため、青果類Ａの硬度の判別に十分な検出電圧を得ることが可能となる。
【００４６】
ところで、このような本発明の硬度測定装置１０では、測定者が手で把持部１４を把持して、その先端部の接触子１８を青果類Ａに押し当てた際に、例えば、リンゴなどの硬質の青果類と、モモなどの軟質の青果類では、荷重によって青果類Ａと接触子１８の接触面積が変化してしまうことになる。このため、エネルギー伝達効率が変化して、上記したゲイン変化量ΔＧが変化してしまい、正確な硬度測定が困難である。
【００４７】
また、青果類が比較的軟らかい、例えば、ももなどの場合には、押し付け圧力によっては、青果類の表面を破壊することになってしまう。
このため、この実施例の硬度測定装置１０では、図５に示したように、制御ユニット２６に入力部６８によって入力された青果類Ａの種類に応じて、予め記憶部６６に記憶されたバネ圧となるように、制御ユニット２６のバネ圧力制御部７４によって、バネ圧調整機構７０が制御されて、バネ部材４０、４０の圧縮長さが調整さるように構成されている。
【００４８】
すなわち、図５および図６に示したように、ステップＳ１において、バネ圧力制御部７４では、接触子１８が青果類Ａに接触した後、所定の初期判定圧力ＰＡとＰＢなるように、バネ圧調整機構７０が制御されて、バネ部材４０、４０の圧縮長さが調整される。なお、この場合、初期判定圧力ＰＡとＰＢは、図示しない圧力センサーによって、バネ圧力制御部７４にフィードバックされている。
【００４９】
そして、ステップＳ２において、これらの初期判定圧力ＰＡとＰＢにおけるそれぞれの周波数ｆＡとｆＢが周波数測定部６２によって測定され、その結果が、バネ圧力制御部７４に入力される。
ステップＳ３において、バネ圧力制御部７４では、これらの周波数ｆＡとｆＢによって、周波数変化量ΔｆＡ−Ｂが演算処理されて、予め記憶部６６に記憶された青果類の周波数変化量データと比較される。
【００５０】
その結果、ステップＳ４において、初期判定圧力ＰＡとＰＢ間の周波数変化量ΔｆＡ−Ｂが、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、軟らかい青果類と判別した際には、初期判定圧力ＰＢにバネ圧力を維持するように制御される。
そして、ステップＳ５に進み、青果類の硬度が測定される。
【００５１】
一方、ステップＳ４において、初期判定圧力ＰＡとＰＢ間の周波数変化量ΔｆＡ−Ｂが、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、硬い青果類と判別した際には、ステップＳ６において、初期判定圧力ＰＢよりも高い所定圧力ＰＣまでバネ圧力を上昇するように制御される。
そして、ステップＳ５に進み、青果類の硬度が測定される。
【００５２】
すなわち、図５に示したように、青果類が比較的軟らかい、例えば、ももなどの場合には、直線Ｓ１で示したように、初期判定圧力ＰＡとＰＢ間の周波数変化量ΔｆＡ−Ｂが大きくなっている。
逆に、青果類が比較的硬い、例えば、りんごなどの場合には、直線Ｓ１で示したように、初期判定圧力ＰＡとＰＢ間の周波数変化量ΔｆＡ−Ｂが小さくなっている。
【００５３】
これによって、青果類が硬いか、軟らかいかを判別できるようになっている。しかも、青果類が比較的硬い場合には、初期判定圧力ＰＢよりも高い所定圧力ＰＣまでバネ圧力を上昇すれば、周波数変化量に差が生じるので、これによって、硬度を測定することができる。
なお、このような青果類Ａの種類に応じた、適切なバネ圧（荷重）は、例えば、図８に示したようなグラフに基づいて、設定されるものである。
【００５４】
すなわち、初期判定圧力ＰＡ、ＰＢとしては、青果類の種類によっても異なるが、比較的軟らかい青果類を対象として、例えば、ＰＡを２５ｇ、ＰＢを１００ｇの荷重になるように設定すればよい。そして、ＰＣは、これよりも比較的硬い青果類を対象として、例えば、２００ｇの荷重になるように設定すればよい。
なお、この場合、初期設定圧力をＰＡ、ＰＢの２点としたが、３点以上で判定することも勿論可能である。
【００５５】
このように構成することによって、例えば、モモなどの比較的硬度の低い青果類Ａでは、バネ圧力（押し当て圧力）が、バネ圧力の比較的低い初期判定圧力ＰＢに維持されることになるので、青果類Ａの表面が破壊されることがなく、しかも、青果類に傷がつかないセンサー感度が良好な比較的低いバネ圧力（押し当て圧力）ＰＢで、硬度測定を精度良く実施することができる。
【００５６】
また、例えば、リンゴなどの比較的に硬度の高い青果類では、青果類Ａに傷がつかないセンサー感度が良好な比較的高いバネ圧力（押し当て圧力）ＰＣで、硬度測定を精度良く実施することができる。
このように、青果類の種類に応じたそれぞれの一定の接触圧力で青果類Ａが接触子１８と接触することになる。
【００５７】
従って、接触面積が一定で、エネルギー伝達効力が一定になり、その結果、正確な周波数の変化情報が得られることになり、青果類Ａの硬度を正確に測定することが可能となる。
また、青果類の種類、すなわち、軟質から硬質の青果類の種類に応じたそれぞれの一定の接触圧力で青果類が接触子と接触するので、青果類を損傷することなく青果類の硬度を測定することが可能である。
【００５８】
しかも、この場合、青果類の種類に応じて、バネ圧力制御部７４による制御によって、青果類の種類に応じて、自動的にバネ圧調整機構７０によって、バネ部材の圧縮長さを調整してバネ圧力を制御することができるので、あらゆる種類の青果類の硬度を測定することができ極めて便利である。
なお、上記実施例では、所定のバネ定数を有するバネ部材４０を用いたが、所定の弾性定数を有する弾性部材であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ゴムから選択した１種以上の弾性部材から構成することも可能である（これは、以下の実施例においても同様である）。
【００５９】
図７は、本発明の青果類の硬度測定装置の別の実施例の概略断面図である。
この実施例の硬度測定装置１０は、図１〜３に示した硬度測定装置１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
図７に示した硬度測定装置１０では、図７に示したように、センサーホルダー３０の基端部を二股に分岐することなく、中央に単一の摺動案内部材４４を形成して、これをセンサーユニットケース２８の基端部の中央の開口部４８に摺動自在に挿着するように構成し、バネ圧調整機構７０として、センサーユニットケース２８の基端部の開口部４８内に、摺動案内部材４４の外周を摺動自在に移動して、バネ部材４０、４０の圧縮長さを調整するバネ圧調整部材７２を備えるようにしている。
【００６０】
この実施例の硬度測定装置１０でも、図１〜３に示した硬度測定装置１０と同様な作用効果を奏することができる。
以上説明した実施例では、例えば、青果類Ａの硬度係数が高い程ゲインが高くなるように、自励発振回路６０の中心周波数ｆ１に対して、ゲイン変化補正回路５６の中心周波数ｆ２を高い周波数帯域に設定したが、この逆に、青果類Ａの硬度係数が高い程ゲインが低くなるように、自励発振回路６０の中心周波数ｆ１に対して、ゲイン変化補正回路５６の中心周波数ｆ２を低い周波数帯域に設定することも可能である。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、ゲイン変化補正回路５６は、周波数の変化に対してゲインを上昇させ、このゲインの上昇により電圧を増加する特性を備えればよく、前述の実施例におけるバンドパスフィルタ回路以外にも、例えば、ローパスフィルタ回路、ハイパスフィルタ回路、ノッチフィルタ回路、積分回路、微分回路あるいはピーキング増幅回路などを用いることができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、弾性圧力制御装置によって、接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、軟らかい青果類と判別した際には、初期判定圧力に弾性圧力を維持するように制御して青果類の硬度を測定するようになっている。
【００６３】
従って、例えば、モモなどの比較的硬度の低い青果類では、弾性圧力（押し当て圧力）が、弾性圧力の比較的低い初期判定圧力に維持されることになるので、青果類の表面が破壊されることがなく、しかも、青果類に傷がつかないセンサー感度が良好な比較的低い弾性圧力（押し当て圧力）で、硬度測定を精度良く実施することができる。
【００６４】
また、弾性圧力制御装置によって、接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、硬い青果類と判別した際には、初期判定圧力よりも高い所定圧力まで弾性圧力を上昇するように制御して青果類の硬度を測定するようになっている。
【００６５】
従って、例えば、リンゴなどの比較的に硬度の高い青果類では、青果類に傷がつかないセンサー感度が良好な比較的高い弾性圧力（押し当て圧力）で、硬度測定を精度良く実施することができる。
このように、青果類の種類に応じたそれぞれの一定の接触圧力で青果類が接触子と接触することになる。
【００６６】
従って、接触面積が一定で、エネルギー伝達効力が一定になり、その結果、正確な周波数の変化情報が得られることになり、青果類の硬度を正確に測定することが可能となる。
また、青果類の種類、すなわち、軟質から硬質の青果類の種類に応じたそれぞれの一定の接触圧力で青果類が接触子と接触するので、青果類を損傷することなく青果類の硬度を測定することが可能である。
【００６７】
しかも、この場合、青果類の種類に応じて、弾性圧力制御装置による制御によって、青果類の種類に応じて、自動的に弾性圧調整機構によって、弾性部材の圧縮長さを調整して弾性圧力を制御することができるので、あらゆる種類の青果類の硬度を測定することができ極めて便利である。
さらに、本発明によれば、接触子の先端が、略球形状であるので、青果類との接触面積が変化せず、常に一定で正確な硬度測定を実施することが可能であるなどの幾多の顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の青果類の硬度測定装置の実施例の概略正面図である。
【図２】図２は、図１の青果類の硬度測定装置の実施例の概略断面図である。
【図３】図３は、ゲイン変化補正回路に使用されるフィルタ回路の回路構成図である。
【図４】図４は、本発明の青果類の硬度測定装置の原理を示す周波数−ゲイン−位相特性曲線図である。
【図５】図５は、本発明の青果類の硬度測定装置の原理を示す圧力と周波数の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の青果類の硬度測定装置の作動を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の青果類の硬度測定装置の別の実施例の概略断面図である。
【図８】図８は、青果物による硬度計の押し当て圧力について示すグラフである。である。
【図９】図９は、従来の青果類の硬度測定装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１０硬度測定装置
１２ａカバー部材
１２硬度測定装置本体
１４把持部
１６操作表示部
１８接触子
２０操作ボタン
２０ｂ設定ボタン
２０ａ電源ボタン
２２表示窓
２４センサーユニット
２６制御ユニット
２８センサーユニットケース
３０センサーホルダー
３４センサー体
３６振動子
３８検出素子
４０バネ部材
４２支持部
４４摺動案内部材
４８開口部
５０先端部
５２先端開口部
５４先端部
５６ゲイン変化補正回路
５６ＧＰゲイン最大値
５６Ｇゲイン特性曲線
５８増幅回路
６０自励発振回路
６２周波数測定部
６４硬度測定部
６５表示部
６６記憶部
６８入力部
７０バネ圧調整機構
７２バネ圧調整部材
７４バネ圧力制御部
１００測定装置
１０３振動子
１０５接触子
１１１自励発振回路
１１３ゲイン変化補正回路
Ａ青果類
ＡＭＰ増幅回路
Ｃ１１容量素子
ｆ１中心周波数
ｆ１１共振周波数
ｆ１２共振周波数
ｆ２中心周波数
ｆＡ周波数
Ｇ１１ゲイン
Ｇ１２ゲイン
Ｇ１ゲイン
ＭＧゲイン特性曲線
ＭＧ１ゲイン特性曲線
Ｐ１１ゲイン極大値
Ｐ１２ゲイン極大値
ＰＡ初期判定圧力
ＰＢ初期判定圧力
ＰＣ所定圧力
Ｐ１ゲイン極大値
Ｒ１１抵抗素子
Ｒ１２抵抗素子
Ｒ１３抵抗素子
Ｒ１４抵抗素子
Ｖ１２基準電源端子
Ｖｉｎ入力端子
Ｖｏｕｔ出力端子
Δｆ周波数変化量
Δｆ１周波数変化量
ΔｆＡ周波数変化量
ΔＧゲイン変化量
Δθ 位相差
θ１入力位相
θ１１入出力合成位相差
θ２出力位相
θ５６特性曲線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fruit and vegetable hardness measuring apparatus and a fruit and vegetable hardness measuring method provided with a pressure adjusting mechanism for nondestructively measuring the hardness of fruits and vegetables.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, in fruits and vegetables such as fruits and vegetables, by measuring the hardness of the flesh such as apples, the hardness of the outer skin such as orange and grapefruit, the degree of floating skin such as mandarin oranges, The quality of whether it can withstand storage and transportation is measured.
[0003]
As a method of measuring the hardness of such fruits and vegetables, hitherto, a load meter was pressed against the fruits and vegetables, and the spring pressure when the surface of the fruits and vegetables was broken was measured. A spring pressure type hardness measuring device is used to measure the above.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, with such a spring pressure type hardness measuring device, the surface of the fruits and vegetables will be destroyed. Therefore, in the fruits and vegetables field, the fruits and vegetables whose surfaces were destroyed for measurement must be discarded. If it is converted into a year, it is a great deal of damage.
By the way, conventionally, in Patent Document 1, as a method for measuring the hardness of an object to be measured such as rubber, resin, foodstuff, food, etc., or as a hardness measuring method using a biological tissue such as human skin or organ as the object to be measured, frequency deviation is used. A hardness measuring device using a detection circuit has been proposed.
[0005]
As shown in FIG. 9, the hardness measuring apparatus 100 of Patent Document 1 includes a contact 105, a vibrator 103, a self-excited oscillation circuit 111, and a gain change correction circuit 113. Then, the self-excited oscillation circuit 111 feeds back vibration information of the vibrator 103 to bring it into a resonance state. Further, the gain change correction circuit 113 is provided in the self-excited oscillation circuit 111, and the gain change correction circuit 113 has a center frequency different from the center frequency of the self-excited oscillation circuit 111, and the gain change with respect to the frequency change. Thus, the hardness of the object to be measured is measured by a change in frequency.
[0006]
However, when the hardness measurement apparatus 100 of Patent Document 1 configured as described above is used as it is when measuring the hardness of fruits and vegetables, the fruits and vegetables are relatively soft. For example, in the case of thighs, etc. Depending on the pressing pressure, the surface of the fruits and vegetables will be destroyed.
In addition, depending on the type of fruits and vegetables, the contact area between the fruits and vegetables and the contactors is different depending on the load between fruits and vegetables with relatively high hardness such as apples and fruits and vegetables with relatively low hardness such as peaches. As a result, the energy transfer efficiency changes, the gain change amount changes, and accurate hardness measurement becomes difficult.
[0007]
In view of such a current situation, the present invention is a fruit and vegetables with a pressure adjustment mechanism capable of performing an accurate hardness measurement according to the kind of fruits and vegetables without destroying the fruits and vegetables as in the past. An object of the present invention is to provide a hardness measuring apparatus and a method for measuring the hardness of fruits and vegetables.
In addition, the present invention provides a measurement according to the type of fruits and vegetables, i.e., the pressure according to the types of soft and hard fruits and vegetables, which has a large dynamic range and does not damage the fruits and vegetables. There are provided a hardness measuring apparatus and a hardness measuring method for fruits and vegetables having a pressure adjusting mechanism capable of being performed at a constant contact pressure.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3151153 (particularly, paragraphs [0062] to [0065], see FIG. 1)
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to achieve the above-described problems and objects in the prior art, and the fruit and vegetable hardness measuring apparatus equipped with the pressure adjusting mechanism of the present invention is in contact with fruits and vegetables. With the child,
A vibrator that vibrates the contact;
A self-excited oscillation circuit that brings the vibration information of the vibrator back into resonance by bringing the contact into contact with fruits and vegetables;
A fruit and vegetable hardness measurement apparatus that measures the hardness of fruits and vegetables according to frequency change information from the self-excited oscillation circuit, based on a change in vibration of a vibrator that is in contact with the fruits and vegetables via a contact,
The contactor and the vibrator are attached to the hardness measuring device main body in a state where the contactor is biased so as to protrude from the tip opening of the hardness device main body through an elastic member,
According to the type of fruits and vegetables, an elastic pressure adjusting mechanism that controls the elastic pressure by adjusting the compression length of the elastic member;
An elastic pressure control device for controlling the elastic pressure in the elastic pressure adjusting mechanism,
The elastic pressure control device comprises:
Based on the frequency change amount data between predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables, compared with the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance, when determined as soft fruits and vegetables Is controlled so as to maintain the elastic pressure at the initial determination pressure, and the frequency of the fruits and vegetables stored in advance based on the frequency variation data between the predetermined initial determination pressures after the contactor contacts the fruits and vegetables. When it is determined that the fruit and vegetables are hard compared to the change amount data, the elastic pressure is controlled to increase to a predetermined pressure higher than the initial determination pressure.
[0010]
In the method for measuring the hardness of fruits and vegetables of the present invention, the contact information is fed back to the vibration information of the vibrator that vibrates the contact through the self-excited oscillation circuit while the contact is in contact with the fruit and vegetable. In
A method for measuring the hardness of fruits and vegetables by measuring the hardness of the fruits and vegetables according to frequency change information from the self-excited oscillation circuit based on a change in vibration of a vibrator that is in contact with the fruits and vegetables via a contact,
According to the type of fruits and vegetables, an elastic pressure adjusting mechanism that controls the elastic pressure by adjusting the compression length of the elastic member;
An elastic pressure control device for controlling the elastic pressure in the elastic pressure adjusting mechanism,
By the elastic pressure control device,
Based on the frequency change amount data between predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables, compared with the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance, when determined as soft fruits and vegetables Controls to maintain the elastic pressure at the initial judgment pressure,
Based on frequency change amount data between predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables, compared with the frequency change amount data of fruits and vegetables stored in advance, when determined as hard fruits and vegetables Is characterized in that the hardness of fruits and vegetables is measured by controlling the elastic pressure to increase to a predetermined pressure higher than the initial determination pressure.
[0011]
By configuring in this way, the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance based on the frequency change amount data between the predetermined initial determination pressures after the contactor contacts the fruits and vegetables by the elastic pressure control device. Compared with the above, when it is discriminated as a soft fruit or vegetable, the hardness of the fruit or vegetable is measured by controlling the initial judgment pressure so as to maintain the elastic pressure.
[0012]
Therefore, for example, in fruits and vegetables with relatively low hardness such as peaches, the elastic pressure (pressing pressure) is maintained at the initial determination pressure with a relatively low elastic pressure, so the surface of the fruits and vegetables is destroyed. In addition, the hardness measurement can be performed with high accuracy at a relatively low elastic pressure (pressing pressure) with good sensor sensitivity that does not damage the fruits and vegetables.
[0013]
Further, the elastic pressure control device is harder than the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance based on the frequency change amount data between the predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables. When discriminating from fruits and vegetables, the hardness of the fruits and vegetables is measured by controlling the elastic pressure to increase to a predetermined pressure higher than the initial judgment pressure.
[0014]
Therefore, for example, in apples and other relatively hard fruits and vegetables, it is possible to accurately measure the hardness with relatively high elastic pressure (pressing pressure) with good sensor sensitivity that does not damage the fruits and vegetables. it can.
In this way, the fruits and vegetables come into contact with the contact at a certain contact pressure corresponding to the type of the fruits and vegetables.
[0015]
Accordingly, the contact area is constant and the energy transfer efficiency is constant, and as a result, accurate frequency change information can be obtained, and the hardness of fruits and vegetables can be accurately measured.
In addition, since the fruits and vegetables come into contact with the contactors at a constant contact pressure according to the types of fruits and vegetables, that is, soft to hard fruits and vegetables, the hardness of the fruits and vegetables is measured without damaging the fruits and vegetables. Is possible.
[0016]
Moreover, in this case, the elastic pressure control device automatically adjusts the compression length of the elastic member by the elastic pressure adjusting mechanism according to the type of fruits and vegetables according to the type of fruits and vegetables. It is very convenient to measure the hardness of all kinds of fruits and vegetables.
Furthermore, in the present invention, the tip of the contact is substantially spherical.
[0017]
Thus, since the tip of the contact has a substantially spherical shape, the contact area with the fruits and vegetables does not change, and it is possible to always carry out a constant and accurate hardness measurement.
In the present invention, the elastic member may be a spring member, and the elastic member may be one or more elastic members selected from silicone resin, epoxy resin, and rubber.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic front view of an embodiment of the fruit and vegetable hardness measuring apparatus of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view of the embodiment of the fruit and vegetable hardness measuring apparatus of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a frequency-gain-phase characteristic curve diagram showing the principle of the fruit and vegetable hardness measuring apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a fruit and vegetable hardness measuring apparatus of the present invention. FIG. 6 is a flow chart for explaining the operation of the fruit and vegetable hardness measuring apparatus according to the present invention.
[0019]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes the whole fruit and vegetable hardness measuring apparatus 10 of the present invention (hereinafter simply referred to as “hardness measuring apparatus”).
As shown in FIG. 1, the hardness measuring device 10 is for measuring the hardness of fruits and vegetables A and B, and is a handpiece type hardness measuring device main body 12 having a substantially rectangular cross section. It has. The hardness measuring apparatus main body 12 includes a gripping part 14 that a measurer grips with a hand, an operation display part 16 formed on the distal end side with respect to the gripping part 14, and a contact formed on the distal end side with respect to the operation display part 16. And a child 18.
[0020]
Further, the operation display unit 16 and the contact 18 are covered with a detachable cap-shaped cover member 12a so that they can be protected when not in use.
As shown in FIG. 1, the operation display unit 16 displays operation buttons 20 such as a power button 20a for turning on / off the power, a setting button 20b for setting the type of fruits and vegetables, and the hardness of the fruits and vegetables. A display window 22 made of a liquid crystal display or the like is provided.
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 2, a sensor unit 24 and a control unit 26 are disposed inside the hardness measuring apparatus main body 12.
As shown in FIG. 2, the sensor unit 24 includes a sensor unit case 28 inside the sensor unit 24 of the hardness measuring apparatus main body 12. A sensor holder 30 is slidably attached to the sensor unit case 28 in the front-rear direction (left-right direction in FIG. 2).
[0022]
A sensor body 34 is attached to the sensor holder 30. The sensor body 34 includes a plate-like vibrator 36, a detection element 38 formed on the surface of the base end portion of the vibrator 36, and a contact having a substantially spherical tip attached to the tip of the vibrator 36. 18. The vibrator 36 is supported by the support portion 42 of the sensor holder 30.
[0023]
As such a vibrator, a laminated piezoelectric ceramic vibrator, an ultrasonic vibrator, or the like can be used, and is not particularly limited.
At this time, it is desirable that the support portion 42 has a small contact area with the vibrator 36, and the support portion 42 and the vibrator 36 are fixed at a node portion of a standing wave of vibration generated in the sensor body 34. It is desirable to be done.
[0024]
As shown in FIG. 2, the base end portion of the sensor holder 30 is bifurcated to form sliding guide members 44, 44, and these sliding guide members 44 are connected to the base end of the sensor unit case 28. Are slidably inserted into the openings 48, 48 of the part. Spring members 40 and 40 having a predetermined spring constant are interposed on the outer circumferences of the sliding guide members 44 and 44.
[0025]
The spring members 40, 40 are urged so that the contact 18 protrudes from the distal end portion 50 of the sensor unit case 28 and the distal end opening 52 formed at the distal end of the hardness measuring device main body 12. At this time, the front end portion 54 of the sensor holder 30 abuts on the front end portion 50 of the sensor unit case 28 so that the contact 18 does not protrude beyond a certain level.
[0026]
As shown in FIG. 2, the vibrator 36 and the detection element 38 of the sensor body 34 are connected to the control unit 26.
That is, as shown in FIG. 2, the vibrator 36 is connected to the gain change correction circuit 56 of the control unit 26, and the detection element 38 is connected to the amplification circuit 58.
A self-excited oscillation circuit 60 is configured by the vibrator 36, the detection element 38, and the amplifier circuit 58. That is, a feedback loop is formed in which vibration information of the vibrator 36 is extracted as an electric signal by the detection element 38 and amplified by the amplifier circuit 58 and then fed back to the vibrator 36.
[0027]
The self-excited oscillation circuit 60 constitutes an electric vibration system that feeds back vibration information of the vibrator 36 to the vibrator 36 via the detection element 38 and the amplifier circuit 58 to bring the vibrator 36 into a resonance state. Yes.
On the other hand, the vibrator 36 and the contact 18 constitute a mechanical vibration system that transmits vibration information of the vibrator 36 to the fruits and vegetables A that are objects to be measured through the contact 18.
[0028]
That is, the hardness measuring apparatus 10 of the present invention constitutes a mechanical electric vibration system in which a mechanical vibration system and an electric vibration system are combined.
The gain change correction circuit 56 provided in the control unit 26 has a function of changing the gain with respect to a change in frequency, such as a function of increasing the gain with respect to an increase in frequency.
[0029]
The gain change correction circuit 56 has a phase transfer function that adjusts the input / output combined phase difference, which is the phase difference between the input phase and the output phase of the self-excited oscillation circuit 60, to zero, and promotes feedback oscillation.
Accordingly, the gain change correction circuit 56 changes the frequency until the input / output combined phase difference becomes zero, and according to the change in the frequency, for example, a function for increasing the gain change width with respect to the increase in the frequency, etc. It has a function to increase the gain change.
[0030]
In this embodiment, as the gain change correction circuit 56, a filter circuit having a frequency-gain characteristic in which a gain increases with respect to a change in frequency is used.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of an example of a filter circuit used in the gain change correction circuit 56.
This filter circuit includes resistance elements R11, R12, R13, R14, capacitive elements C11, C12, C13, C14, and an amplifier circuit AMP. In this embodiment, the resistance element R11 is set to 10 KΩ, the resistance element R12 is set to 220Ω, the resistance element R13 is set to 420 KΩ, and the resistance element R14 is set to 2.2 KΩ.
[0031]
The amplifier circuit AMP is supplied with power (12 V) from the power supply terminal V11. A voltage (−12 V) is applied to the reference power supply terminal V12. In the figure, the symbol Vin is a signal input terminal, and the symbol Vout is a signal output terminal.
This filter circuit has the characteristics of a band-pass filter circuit. The input terminal Vin of the gain change correction circuit 56 is connected to the output terminal of the amplifier circuit 58, and the output terminal Vout is connected to the human power terminal of the vibrator 36.
[0032]
Further, the control unit 26 includes a frequency measuring unit 62 that measures the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit 60 and a hardness measuring unit that measures the hardness of the fruits and vegetables A based on the frequency measured by the frequency measuring unit 62. 64, a storage unit 66 for storing the correlation between the frequency and the hardness in advance, an input unit 68 for inputting an instruction to the control unit 26, and a display unit 65 for displaying the measured frequency value or hardness. I have.
[0033]
Furthermore, the hardness measuring apparatus 10 of this embodiment is provided with a spring pressure adjusting mechanism 70 that controls the spring pressure by adjusting the compression length of the spring member 40 according to the type of fruits and vegetables A. By controlling the spring pressure adjusting mechanism 70, the hardness of the fruits and vegetables A can be measured with a predetermined contact pressure.
That is, the spring pressure adjusting mechanism 70 moves slidably on the outer periphery of the sliding guide members 44, 44 into the openings 48, 48 at the base end of the sensor unit case 28, so that the spring members 40, 40 A spring pressure adjusting member 72 for adjusting the compression length is provided.
[0034]
The spring pressure adjusting member 72 controls the spring pressure of the control unit 26 so that the spring pressure is stored in advance in the storage unit 66 according to the type of fruits and vegetables A input to the control unit 26 by the input unit 68. It is controlled by the unit 74 and can be moved in the front-rear direction by a drive mechanism (not shown) such as a pulse motor or a servo motor.
[0035]
The principle of the hardness measuring apparatus 10 of the present invention configured as described above will be described below.
FIG. 4 is a frequency-gain-phase characteristic curve diagram showing the frequency characteristics of the self-excited oscillation circuit 60 and the gain change correction circuit 56.
In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents gain and phase.
[0036]
In the frequency-gain characteristic curve 56G of the gain change correction circuit 56, the gain increases as the frequency increases in the low frequency band, the gain becomes maximum in the band of the center frequency f2, and in the high frequency band. Draw a mountain curve with decreasing gain.
A characteristic curve θ56 is a phase characteristic indicating an input / output phase difference of the gain change correction circuit 56. A characteristic curve MG is a frequency-gain characteristic curve of the self-excited oscillation circuit 60 excluding the gain change correction circuit 56.
[0037]
The frequency-gain characteristic curve MG differs from the center frequency f1, the frequency band, and the gain maximum value, but basically has a mountain-like curve in the same manner as the frequency characteristic of the gain change correction circuit 56.
In this embodiment, as shown in the frequency-gain characteristic curves MG and 56G, the center frequency f1 of the self-excited oscillation circuit 60 indicated by the gain maximum value P1 and the center indicated by the gain maximum value 56GP of the gain change correction circuit 56 are shown. The frequency f2 is set to a frequency band that is intentionally shifted.
[0038]
That is, for example, the center frequency f2 of the gain change correction circuit 56 is set to a high frequency band with respect to the center frequency f1 of the self-excited oscillation circuit 60 so that the gain becomes higher as the hardness coefficient of the fruits and vegetables A is higher. Yes.
When the contact 18 of the hardness measuring apparatus 10 is brought into contact with the fruits and vegetables A, the vibration mode of the vibrator 36 changes due to an increase in the mechanical impedance or acoustic impedance of the fruits and vegetables A, and the frequency characteristics of the mechanical and electrical vibration system are changed. Change. That is, the vibration information including the vibration frequency, gain, phase, and vibration amplitude of the electromechanical vibration system changes.
[0039]
That is, the frequency characteristics received by the detection element 38 change according to the hardness of the fruit and vegetable A, and due to this, the frequency, gain, phase, and amplitude of the electric signal of the self-excited oscillation circuit 60 all change. To do.
Therefore, the frequency of the self-excited oscillation circuit 60 changes (for example, increases) from the center frequency f1 of the self-excited oscillation circuit 60 to the resonance frequency f11 in accordance with the hardness of the fruits and vegetables A.
[0040]
The gain maximum value of the frequency-gain characteristic curve MG of the self-excited oscillation circuit 60 changes from the gain maximum value P1 along the frequency-gain characteristic curve 56G of the gain change correction circuit 56, and increases from the gain maximum value P1. To change.
That is, the frequency-gain characteristic curve MG of the self-excited oscillation circuit 60 changes to the frequency-gain characteristic curve MG1, the gain maximum value P1 changes to the gain maximum value P11, and the gain G1 changes to the gain G11.
[0041]
As shown in FIG. 3, since the feedback loop of the self-excited oscillation circuit 60 is a circuit including a resistance element and a capacitive element, between the input phase θ1 and the output phase θ2 of the self-excited oscillation circuit 60, There is always a phase difference Δθ.
On the other hand, the gain change correction circuit 56 has a phase transfer function and adjusts the input / output combined phase difference θ11 of the feedback loop including the gain change correction circuit 56 to be zero.
[0042]
Therefore, the frequency further changes and the gain further changes until the stable point of the feedback oscillation where the input / output combined phase difference θ11 becomes zero is reached.
That is, the frequency-gain characteristic curve MG1 of the self-excited oscillation circuit 60 changes to the frequency-gain characteristic curve MG1, and the resonance frequency f11 changes to the resonance frequency f12. With the change to the resonance frequency f12, the gain maximum value P11 changes to the gain maximum value P12, and the gain G11 changes to the gain G12.
[0043]
That is, the center frequency f1 of the self-excited oscillation circuit 60 is continuously changed, for example, increased to the resonance frequency f12, and the gain G1 is continuously changed to the gain G12, for example, corresponding to the phase difference Δθ. To rise.
As a result, in the self-excited oscillation circuit 60, a frequency change amount Δf and a gain change amount ΔG are obtained. When the frequency change amount Δf1 and the gain change amount ΔG of the self-excited oscillation circuit 60 are obtained, the input / output combined phase difference θ11 becomes zero, and the self-excited oscillation circuit 60 performs feedback oscillation.
[0044]
In the hardness measuring apparatus 10 according to this embodiment, according to the hardness of the fruits and vegetables A, the frequency change Δf before and after contacting the fruits and vegetables A with the contact 18 is detected as hardness information. The hardness of fruits and vegetables A can be measured. Similarly, the hardness of soft fruits and vegetables A can be measured by detecting the phase difference Δθ before and after contacting the contactors 18 with the fruits and vegetables A as hardness information.
[0045]
That is, these pieces of information are input to the hardness measurement unit 64 of the control unit 26, and the hardness of the fruits and vegetables A is determined and displayed by comparing the correlation between the frequency and the hardness with the data stored in the storage unit 66 in advance. The section 65 displays data such as frequency and hardness.
Accordingly, in the hardness measuring apparatus 10 of the present invention, the gain can be increased corresponding to the respective changes of the frequency change amount Δf and the phase difference Δθ, that is, the gain change amount ΔG can be obtained. Therefore, it is possible to obtain a detection voltage sufficient for determining the hardness of the fruits and vegetables A.
[0046]
By the way, in such a hardness measuring apparatus 10 of the present invention, when the measurer grips the gripping part 14 by hand and presses the contact 18 at the tip thereof against the fruits and vegetables A, for example, an apple or the like. In the hard fruits and vegetables and soft fruits and vegetables such as peaches, the contact area between the fruits and vegetables A and the contact 18 changes depending on the load. For this reason, the energy transfer efficiency changes, and the above-described gain change amount ΔG changes, making it difficult to accurately measure the hardness.
[0047]
Further, in the case where the fruits and vegetables are relatively soft, for example, thighs, the surface of the fruits and vegetables will be destroyed depending on the pressing pressure.
Therefore, in the hardness measuring apparatus 10 of this embodiment, as shown in FIG. 5, the springs stored in the storage unit 66 in advance according to the type of the fruits and vegetables A input to the control unit 26 by the input unit 68. The spring pressure adjustment mechanism 70 is controlled by the spring pressure control unit 74 of the control unit 26 so that the compression length of the spring members 40 and 40 is adjusted so that the pressure becomes the pressure.
[0048]
That is, as shown in FIGS. 5 and 6, in step S <b> 1, in the spring pressure control unit 74, the spring pressure is set so that the predetermined initial determination pressures PA and PB are obtained after the contactor 18 contacts the fruits and vegetables A. The adjustment mechanism 70 is controlled to adjust the compression length of the spring members 40, 40. In this case, the initial determination pressures PA and PB are fed back to the spring pressure control unit 74 by a pressure sensor (not shown).
[0049]
In step S 2, the frequencies fA and fB at the initial determination pressures PA and PB are measured by the frequency measuring unit 62, and the result is input to the spring pressure control unit 74.
In step S3, the spring pressure control unit 74 calculates the frequency variation ΔfA-B based on these frequencies fA and fB and compares it with the frequency variation data of the fruits and vegetables stored in the storage unit 66 in advance. .
[0050]
As a result, in step S4, when the frequency change amount ΔfA-B between the initial determination pressures PA and PB is compared with the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance, The determination pressure PB is controlled so as to maintain the spring pressure.
And it progresses to step S5 and the hardness of fruits and vegetables is measured.
[0051]
On the other hand, when the frequency change amount ΔfA-B between the initial determination pressures PA and PB is compared with the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance in step S4, when the fruits and vegetables are determined to be hard fruits and vegetables, step S6 is performed. The spring pressure is controlled to increase to a predetermined pressure PC higher than the initial determination pressure PB.
And it progresses to step S5 and the hardness of fruits and vegetables is measured.
[0052]
That is, as shown in FIG. 5, when the fruits and vegetables are relatively soft, for example, in the case of thighs, the frequency change amount ΔfA-B between the initial determination pressure PA and PB is as shown by the straight line S1. It is getting bigger.
On the contrary, when the fruits and vegetables are relatively hard, for example, apples, the frequency change amount ΔfA-B between the initial determination pressures PA and PB is small as shown by the straight line S1.
[0053]
This makes it possible to determine whether the fruits and vegetables are hard or soft. In addition, when the fruits and vegetables are relatively hard, if the spring pressure is increased to a predetermined pressure PC that is higher than the initial determination pressure PB, a difference in frequency change occurs, so that the hardness can be measured.
Note that an appropriate spring pressure (load) according to the type of fruits and vegetables A is set based on, for example, a graph as shown in FIG.
[0054]
That is, as the initial determination pressures PA and PB, although depending on the type of fruits and vegetables, for example, relatively soft fruits and vegetables may be set to have a load of 25 g for PA and 100 g for PB. And PC should just set so that it may become a 200-g load for the fruits and vegetables comparatively harder than this.
In this case, the initial set pressure is set at two points, PA and PB, but it is of course possible to make a determination at three or more points.
[0055]
With this configuration, for example, in the fruits and vegetables A with relatively low hardness such as peaches, the spring pressure (pressing pressure) is maintained at the initial determination pressure PB with a relatively low spring pressure. The surface of the fruits and vegetables A is not destroyed, and the hardness measurement can be performed accurately with a relatively low spring pressure (pressing pressure) PB with good sensor sensitivity that does not damage the fruits and vegetables. it can.
[0056]
For example, in fruits and vegetables with relatively high hardness such as apples, the hardness measurement is accurately performed with a relatively high spring pressure (pressing pressure) PC with good sensor sensitivity that does not damage the fruits and vegetables A. be able to.
In this way, the fruits and vegetables A come into contact with the contact 18 at a constant contact pressure corresponding to the type of fruits and vegetables.
[0057]
Therefore, the contact area is constant, and the energy transfer efficiency is constant. As a result, accurate frequency change information can be obtained, and the hardness of the fruits and vegetables A can be accurately measured.
In addition, since the fruits and vegetables come into contact with the contactors at a constant contact pressure according to the types of fruits and vegetables, that is, soft to hard fruits and vegetables, the hardness of the fruits and vegetables is measured without damaging the fruits and vegetables. Is possible.
[0058]
In addition, in this case, the compression length of the spring member is automatically adjusted by the spring pressure adjusting mechanism 70 according to the type of fruits and vegetables by the control by the spring pressure control unit 74 according to the type of fruits and vegetables. Since the spring pressure can be controlled, the hardness of all kinds of fruits and vegetables can be measured, which is extremely convenient.
In the above-described embodiment, the spring member 40 having a predetermined spring constant is used. However, any elastic member having a predetermined elastic constant may be used, and is not particularly limited. It is also possible to constitute one or more elastic members selected from rubber (this is the same in the following embodiments).
[0059]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the fruit and vegetable hardness measuring apparatus of the present invention.
The hardness measuring apparatus 10 of this embodiment has basically the same configuration as the hardness measuring apparatus 10 shown in FIGS. 1 to 3, and the same reference numerals are given to the same structural members, and the detailed description thereof is omitted. Description is omitted.
In the hardness measuring apparatus 10 shown in FIG. 7, as shown in FIG. 7, a single sliding guide member 44 is formed in the center without branching the base end portion of the sensor holder 30 into two branches. Is slidably inserted into the central opening 48 of the base end portion of the sensor unit case 28, and the spring pressure adjusting mechanism 70 is provided in the opening 48 of the base end portion of the sensor unit case 28. A spring pressure adjusting member 72 that adjusts the compression length of the spring members 40 and 40 is slidably moved on the outer periphery of the sliding guide member 44.
[0060]
Even the hardness measuring apparatus 10 of this embodiment can achieve the same effects as the hardness measuring apparatus 10 shown in FIGS.
In the embodiment described above, for example, the center frequency f2 of the gain change correction circuit 56 is set to a higher frequency with respect to the center frequency f1 of the self-excited oscillation circuit 60 so that the gain becomes higher as the hardness coefficient of the fruits and vegetables A is higher. On the contrary, the center frequency f2 of the gain change correction circuit 56 is lower than the center frequency f1 of the self-excited oscillation circuit 60 so that the gain decreases as the hardness coefficient of the fruits and vegetables A increases. It is also possible to set the frequency band.
[0061]
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, the gain change correction circuit 56 increases the gain with respect to the change in frequency, and the gain increases. It is only necessary to have a voltage increasing characteristic. For example, a low-pass filter circuit, a high-pass filter circuit, a notch filter circuit, an integration circuit, a differentiation circuit, or a peaking amplification circuit is used in addition to the band-pass filter circuit in the above-described embodiment. Various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, the elastic pressure control device compares the frequency change data of the fruits and vegetables stored in advance based on the frequency change data between the predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables. When it is determined that the fruit or vegetable is soft, the hardness of the fruit or vegetable is measured by controlling the initial determination pressure so as to maintain the elastic pressure.
[0063]
Therefore, for example, in fruits and vegetables with relatively low hardness such as peaches, the elastic pressure (pressing pressure) is maintained at the initial determination pressure with a relatively low elastic pressure, so the surface of the fruits and vegetables is destroyed. In addition, the hardness measurement can be performed with high accuracy at a relatively low elastic pressure (pressing pressure) with good sensor sensitivity that does not damage the fruits and vegetables.
[0064]
Further, the elastic pressure control device is harder than the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance based on the frequency change amount data between the predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables. When discriminating from fruits and vegetables, the hardness of the fruits and vegetables is measured by controlling the elastic pressure to increase to a predetermined pressure higher than the initial judgment pressure.
[0065]
Therefore, for example, in apples and other relatively hard fruits and vegetables, it is possible to accurately measure the hardness with relatively high elastic pressure (pressing pressure) with good sensor sensitivity that does not damage the fruits and vegetables. it can.
In this way, the fruits and vegetables come into contact with the contact at a certain contact pressure corresponding to the type of the fruits and vegetables.
[0066]
Accordingly, the contact area is constant and the energy transfer efficiency is constant, and as a result, accurate frequency change information can be obtained, and the hardness of fruits and vegetables can be accurately measured.
In addition, since the fruits and vegetables come into contact with the contactors at a constant contact pressure according to the types of fruits and vegetables, that is, soft to hard fruits and vegetables, the hardness of the fruits and vegetables is measured without damaging the fruits and vegetables. Is possible.
[0067]
Moreover, in this case, the elastic pressure control device automatically adjusts the compression length of the elastic member by the elastic pressure adjusting mechanism according to the type of fruits and vegetables according to the type of fruits and vegetables. It is very convenient to measure the hardness of all kinds of fruits and vegetables.
Furthermore, according to the present invention, since the tip of the contact has a substantially spherical shape, the contact area with the fruits and vegetables does not change, and a constant and accurate hardness measurement can be carried out. This is an extremely excellent invention that exhibits the remarkable and unique effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of an embodiment of a hardness measuring apparatus for fruits and vegetables according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the hardness measuring apparatus for fruits and vegetables of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a filter circuit used in a gain change correction circuit.
FIG. 4 is a frequency-gain-phase characteristic curve diagram showing the principle of the fruit and vegetable hardness measuring apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between pressure and frequency indicating the principle of the fruit and vegetable hardness measuring apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the hardness measuring apparatus for fruits and vegetables of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the fruit and vegetable hardness measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the pressing pressure of the hardness tester with fruits and vegetables. It is.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a conventional fruit and vegetable hardness measuring apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hardness measuring device 12a Cover member 12 Hardness measuring device main body 14 Holding part 16 Operation display part 18 Contact 20 Operation button 20b Setting button 20a Power button 22 Display window 24 Sensor unit 26 Control unit 28 Sensor unit case 30 Sensor holder 34 Sensor body 36 vibrator 38 detection element 40 spring member 42 support portion 44 sliding guide member 48 opening portion 50 tip portion 52 tip opening portion 54 tip portion 56 gain change correction circuit 56GP maximum gain value 56G gain characteristic curve 58 amplification circuit 60 self-excited oscillation Circuit 62 Frequency measuring unit 64 Hardness measuring unit 65 Display unit 66 Storage unit 68 Input unit 70 Spring pressure adjusting mechanism 72 Spring pressure adjusting member 74 Spring pressure control unit 100 Measuring device 103 Vibrator 105 Contact 111 Self-excited oscillation circuit 113 Gain change Correction circuit A Fruits and vegetables AM P amplifier circuit C11 capacitive element f1 center frequency f11 resonance frequency f12 resonance frequency f2 center frequency fA frequency G11 gain G12 gain G1 gain MG gain characteristic curve MG1 gain characteristic curve P11 gain maximum value P12 gain maximum value PA initial determination pressure PB initial determination pressure PC Predetermined pressure P1 Maximum gain R11 Resistive element R12 Resistive element R13 Resistive element R14 Resistive element V12 Reference power supply terminal Vin Input terminal Vout Output terminal Δf Frequency change amount Δf1 Frequency change amount ΔfA Frequency change amount ΔG Gain change amount Δθ Phase difference θ1 Input Phase θ11 Input / output combined phase difference θ2 Output phase θ56 Characteristic curve

Claims

青果類に接触する接触子と、
前記接触子を振動させる振動子と、
前記接触子を青果類に接触させた状態で、前記振動子の振動情報を帰還して共振状態にする自励発振回路とを備え、
前記青果類に接触子を介して接触した振動子の振動の変化に基づく、前記自励発振回路からの周波数の変化情報によって、青果類の硬度を測定する青果類の硬度測定装置であって、
前記接触子と振動子とを、弾性部材を介して、硬度装置本体の先端開口部から、前記接触子が突出するように付勢した状態で、硬度測定装置本体に装着するとともに、
青果類の種類に応じて、前記弾性部材の圧縮長さを調整して弾性圧力を制御する弾性圧調整機構と、
前記弾性圧調整機構における弾性圧力を制御する弾性圧力制御装置とを備え、
前記弾性圧力制御装置が、
前記接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、軟らかい青果類と判別した際には、初期判定圧力のうち最も高い圧力に弾性圧力を維持するように制御し、
前記接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、硬い青果類と判別した際には、初期判定圧力のうち最も高い圧力よりもさらに高い所定圧力まで弾性圧力を上昇するように制御するように構成したことを特徴とする圧力調整機構を備えた青果類の硬度測定装置。A contactor that contacts the fruits and vegetables;
A vibrator that vibrates the contact;
A self-excited oscillation circuit that brings the vibration information of the vibrator back into resonance by bringing the contact into contact with fruits and vegetables;
A fruit and vegetable hardness measurement apparatus that measures the hardness of fruits and vegetables according to frequency change information from the self-excited oscillation circuit, based on a change in vibration of a vibrator that is in contact with the fruits and vegetables via a contact,
The contactor and the vibrator are attached to the hardness measuring device main body in a state where the contactor is biased so as to protrude from the tip opening of the hardness device main body through an elastic member,
According to the type of fruits and vegetables, an elastic pressure adjusting mechanism that controls the elastic pressure by adjusting the compression length of the elastic member;
An elastic pressure control device for controlling the elastic pressure in the elastic pressure adjusting mechanism,
The elastic pressure control device comprises:
Based on the frequency change amount data between predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables, compared with the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance, when determined as soft fruits and vegetables Controls to maintain the elastic pressure at the highest initial judgment pressure,
Based on frequency change amount data between predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables, compared with the frequency change amount data of fruits and vegetables stored in advance, when determined as hard fruits and vegetables the initial determination highest pressure hardness measuring apparatus Seika acids with a pressure adjusting mechanism which is characterized by being configured to control so as to increase the elastic pressure to a predetermined pressure higher than the one of the pressure.

前記接触子の先端が、略球形状であることを特徴とする請求項１に記載の青果類の硬度測定装置。 The fruit and vegetable hardness measuring apparatus according to claim 1, wherein a tip of the contact has a substantially spherical shape.

前記弾性部材が、バネ部材であることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の青果類の硬度測定装置。 The fruit and vegetable hardness measuring apparatus according to claim 1, wherein the elastic member is a spring member.

前記弾性部材が、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ゴムから選択した１種以上の弾性部材であることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の青果類の硬度測定装置。 3. The fruit and vegetable hardness measuring apparatus according to claim 1, wherein the elastic member is one or more elastic members selected from silicone resin, epoxy resin, and rubber.

接触子を青果類に接触させた状態で、自励発振回路を介して、前記接触子を振動させる振動子の振動情報を帰還して共振状態にして、
前記青果類に接触子を介して接触した振動子の振動の変化に基づく、前記自励発振回路からの周波数の変化情報によって、青果類の硬度を測定する青果類の硬度測定方法であって、
青果類の種類に応じて、前記弾性部材の圧縮長さを調整して弾性圧力を制御する弾性圧調整機構と、
前記弾性圧調整機構における弾性圧力を制御する弾性圧力制御装置とを備え、前記弾性圧力制御装置によって、
前記接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、軟らかい青果類と判別した際には、初期判定圧力のうち最も高い圧力に弾性圧力を維持するように制御し、
前記接触子が青果類に接触した後の所定の初期判定圧力間の周波数変化量データに基づいて、予め記憶された青果類の周波数変化量データと比較して、硬い青果類と判別した際には、初期判定圧力のうち最も高い圧力よりもさらに高い所定圧力まで弾性圧力を上昇するように制御して青果類の硬度を測定することを特徴とする青果類の硬度測定方法。In a state where the contactor is in contact with the fruits and vegetables, the vibration information of the vibrator that vibrates the contactor is fed back through the self-excited oscillation circuit to be in a resonance state.
A method for measuring the hardness of fruits and vegetables by measuring the hardness of the fruits and vegetables according to frequency change information from the self-excited oscillation circuit based on a change in vibration of a vibrator that is in contact with the fruits and vegetables via a contact,
According to the type of fruits and vegetables, an elastic pressure adjusting mechanism that controls the elastic pressure by adjusting the compression length of the elastic member;
An elastic pressure control device that controls the elastic pressure in the elastic pressure adjusting mechanism, and the elastic pressure control device,
Based on the frequency change amount data between predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables, compared with the frequency change amount data of the fruits and vegetables stored in advance, when determined as soft fruits and vegetables Controls to maintain the elastic pressure at the highest initial judgment pressure,
Based on frequency change amount data between predetermined initial determination pressures after the contact of the contact with the fruits and vegetables, compared with the frequency change amount data of fruits and vegetables stored in advance, when determined as hard fruits and vegetables Is a method for measuring the hardness of fruits and vegetables, wherein the hardness of fruits and vegetables is measured by controlling the elastic pressure to increase to a predetermined pressure higher than the highest pressure among the initial determination pressures.

前記接触子の先端が、略球形状であることを特徴とする請求項５に記載の青果類の硬度測定方法。 6. The method for measuring the hardness of fruits and vegetables according to claim 5, wherein the tip of the contact has a substantially spherical shape.

前記弾性部材が、バネ部材であることを特徴とする請求項５から６のいずれかに記載の青果類の硬度測定方法。 The method for measuring the hardness of fruits and vegetables according to any one of claims 5 to 6, wherein the elastic member is a spring member.

前記弾性部材が、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ゴムから選択した１種以上の弾性部材であることを特徴とする請求項５から６のいずれかに記載の青果類の硬度測定方法。 The method for measuring the hardness of fruits and vegetables according to any one of claims 5 to 6, wherein the elastic member is at least one elastic member selected from silicone resin, epoxy resin, and rubber.