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品質評価装置

国内特許コード P150012319
整理番号 S2015-0436-N0
掲載日 2015年9月30日
出願番号 特願2015-013640
公開番号 特開2016-138804
出願日 平成27年1月27日(2015.1.27)
公開日 平成28年8月4日(2016.8.4)
発明者
  • 櫻井 直樹
  • 山本 良一
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 品質評価装置
発明の概要 【課題】簡素な構成で農作物等の高精度な品質評価ができる品質評価装置を実現する。
【解決手段】共振周波数に基づいて対象物Sの品質を評価する品質評価装置1である。加振部10によって振動が加えられている対象物Sに向けて超音波を連続的に発信する発信部20と、対象物Sによって反射される超音波を連続的に受信する受信部30と、受信部30が受信する超音波に基づいて、対象物Sの振動を計測する振動計測部40とを備える。振動計測部40が、受信部30が受信する超音波を検波し、その超音波の位相変化に基づいて対象物Sの振動を計測する。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


果物や樹木等のサンプルに所定の周波数帯の振動を加え、その時のサンプルの振動を測定することによって、サンプル固有の共振周波数を求め、その共振周波数からサンプルの硬度や熟度、腐朽などを評価する様々な品質評価装置が提案されている(例えば、特許文献1~3)。



このような品質評価装置には、サンプルに接触してその振動を測定する接触型の装置と、サンプルに接触せずにその振動を測定する非接触型の装置とがある。前者の装置は、測定精度や測定効率などの面で難があるため、後者の装置の方がこの種の振動測定に適している。



後者の装置としては、レーザー光を用いるタイプ(特許文献1)や、電波(マイクロ波)を用いるタイプ(特許文献2)などが提案されている。特許文献1の装置では、いわゆるレーザードップラー法を用いて振動を測定しており、特許文献2の装置では、発信電波及び反射電波をアンテナで受信し、これら電波を検波して得られる位相情報から振動を測定している。



品質評価装置ではないが、超音波を用いる振動測定方法も存在する(特許文献4)。特許文献4には、超音波パルスを用いて、原子炉の圧力容器内の構造物の振動を測定する技術が開示されている。



具体的には、圧力容器内に向けて散発的に超音波パルス信号を出力し、構造物で反射されるこれら超音波パルス信号を検出する。構造物が振動している場合、超音波パルス信号の検出時間は、その振動の振幅に比例して変動することから、超音波パルス信号の伝播時間の変化分を一定の間隔で測定し、これら振幅の変化から振動を測定している。

産業上の利用分野


本発明は、果物や樹木の品質評価などに好適な品質評価装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
共振周波数に基づいて対象物の品質を評価する品質評価装置であって、
周波数を次第に増加させながら前記対象物に振動を加える加振部と、
前記加振部によって振動が加えられている前記対象物に向けて、当該対象物から離れた位置で超音波を連続的に発信する発信部と、
前記対象物によって反射される超音波を、当該対象物から離れた位置で連続的に受信する受信部と、
前記受信部が受信する超音波に基づいて、前記対象物の振動を計測する振動計測部と、
を備え、
前記振動計測部が、前記受信部が受信する超音波を検波し、当該超音波の位相変化に基づいて前記対象物の振動を計測する品質評価装置。

【請求項2】
請求項1に記載の品質評価装置において、
前記発信部によって発信される超音波の周波数が、20~400KHzである品質評価装置。

【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載の品質評価装置において、
前記振動計測部が、
位相弁別器を有し、
発信された超音波の信号を前記発信部から取得して、当該信号と前記受信部が受信する超音波の信号とを比較することにより、前記位相変化を導出する品質評価装置。

【請求項4】
請求項1又は請求項2に記載の品質評価装置において、
前記振動計測部が、
周波数弁別器を有し、
前記受信部が受信する超音波の信号を演算処理することにより、前記位相変化を導出する品質評価装置。

【請求項5】
請求項4に記載の品質評価装置において、
前記周波数弁別器は、周波数を弁別するアナログ回路を有し、
前記アナログ回路が、
入力端子と出力端子との間に並列に接続されている第1線路及び第2線路と、
前記第1線路に、前記入力端子側から順に配置されている第1コンデンサ、第2コンデンサ、第1ダイオード、及び第1抵抗と、
前記第2線路に、前記入力端子側から順に配置されている第1コイル、第3コンデンサ、第2ダイオード、及び第2抵抗と、
前記第1線路における前記第2コンデンサと前記第1ダイオードとの間の部位と、前記第2線路における前記第3コンデンサと前記第2ダイオードとの間の部位とに架設され、第2コイルが配置されている第3線路と、
前記第1線路における前記第1ダイオードと前記第1抵抗との間の部位と、前記第2線路における前記第2ダイオードと前記第2抵抗との間の部位とに架設されるとともに、第4コンデンサ及び第5コンデンサが直列に配置され、これらの間の部位が接地されている第4線路と、
前記第1線路における前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの間の部位に一端が接続され、他端が接地されている第3コイルと、
前記第2線路における前記第1コイルと前記第3コンデンサとの間の部位に一端が接続され、他端が接地されている第6コンデンサと、
を有している品質評価装置。

【請求項6】
請求項1~請求項5のいずれか一つに記載の品質評価装置において、
前記対象物が農作物又は樹木である品質評価装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015013640thum.jpg
出願権利状態 公開


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