電磁超音波による農産物の非破壊・非接触硬度計測に関する基礎的研究

电磁超声无损非接触农产品硬度测量基础研究

基本信息

批准号：
11760177
负责人：
西津貴久
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11760177/
关键词：
電磁超音波農産物非接触硬度食品非破壊

项目摘要

前年度の実験では,自作した電磁超音波センサを用いて,非接触で金属板中に超音波を励起できることを確認した.今年度は実際に農産物・食品を用いた計測を行った.試料を直径20mm,厚み約5mmに整形した試料の片面に,試作した電磁超音波センサを試料との間隔が約1mm程度になるように配置し,反対面に共振周波数140kHzの圧電素子を接触させ振動の検出を行った.電解質を成分として含む豆腐,ハム,ダイコンの漬物,そして農産物としてダイコン,バナナ,バレイショ,温州ミカンを用いて計測したところ,センサへの信号入力に伴なう電気的なノイズのレベルの方が高く,振動を検出することは出来なかった.センサと試料を接触させるか,あるいは間に電解質を含むカップリング材(食塩水など)を挟むと,豆腐,ハム,ダイコンの漬物については検出することができた.この受信波形は,電磁超音波センサへの入力時点から遅れて受信していること,及び試料厚にほぼ比例して受信までの時間も増加していることから試料中を伝播してきた波形であると考えられる.一方,ダイコン,バナナ,バレイショ,温州ミカンについては振動を検出することは出来なかった.農産物中に振動が励起されていたとしても,組織内ガスの存在に起因する減衰により検出できなかった可能性もある.接触させた場合にのみ検出できたことから,センサ内部のコイル自身が振動した可能性が考えられる.しかし果肉より減衰の小さなガラス板で計測したところ,センサを接触させても検出することができなかった.このため食品内部での電磁超音波励起の可能性を否定することはまだできない.現在,永久磁石をさらに強力な電磁石に変更し,またコイル部へより大きな電流が流れるよう計測系を改造してSN比を改善し,食品内部に励起された振動が電磁超音波かどうか検討中である.また検出部にも同センサが利用できるかについても検討を行っている.

在去年的实验中，我们确认可以使用自制的电磁超声波传感器在不接触的情况下将超声波激发到金属板中。今年，我们实际上使用农产品和食品进行了测量，样品形状为直径。 20mm，厚度约5mm将原型电磁超声波传感器放置在样品的一侧，距离约 1 mm，另一侧接触谐振频率为 140 kHz 的压电元件以检测振动。含有电解质作为成分腌豆腐、火腿、萝卜当使用萝卜、香蕉、马铃薯和蜜柑等农产品进行测量时，与传感器信号输入相关的电噪声水平较高，并且无法检测到与样品接触的振动。豆腐、火腿、腌萝卜可以通过将含有电解质（盐水等）的耦合材料夹在中间来检测。该接收波形是在输入到接收延迟的电磁超声波传感器时检测到的。和由于接收时间几乎与样品的厚度成正比，因此可以认为波形已经通过样品传播。另一方面，不可能检测到萝卜、香蕉、土豆和柑橘的振动农产品方面我做不到。即使激发了振动，由于组织气体的存在造成的衰减，也有可能无法检测到振动。由于只有在相互接触时才能检测到振动，因此线圈本身可能位于线圈内部。传感器振动可能是性别。但是，纸浆。当使用衰减较低的玻璃板进行测量时，即使传感器与其接触也无法检测到。因此，不能否认食品内部存在电磁超声激励的可能性。目前，永磁体已成为更强大的电磁铁。我们目前正在研究食物内部激发的振动是否是电磁超声波，通过修改测量系统，使更大的电流流过线圈并提高信噪比，我们也在考虑是否可以使用。