سنجش حجم گردو با استفاده از پارامتر آکوستیکی فشار صدا در لوله امپدانس

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه شهرکرد

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم

3 دانشجوی گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم دانشگاه شهرکرد

چکیده

آگاهی از حجم محصولات کشاورزی منجر به محاسبة دانسیتة آنها می‌‌شود؛ از اختلاف دانسیته نیز به‌منظورکنترل کیفیت و بازرسی محصولات کشاورزی استفاده می‌شود. اما شکل نامنظم بیشتر محصولات کشاورزی، اندازة کوچک بذرها و غلات و طبیعت متخلخل آنهاست که مشکلات متعددی در اندازه‌گیری حجم و جرم مخصوص آنها ایجاد می‌کند. اصولاً برای اندازه‌گیری حجم محصولات کشاورزی روش‌هایی چون روش جابه‌جایی آب، رزوناتور و جز این‌ها وجود دارد. در این مقاله اما، برای نخستین‌بار در حوزة کشاورزی به‌منظور رفع محدودیت‌ها و معایب روش‌های معمول از لولة امپدانس برای اندازه‌گیری حجم گردو استفاده شده است. اصول اندازه‌گیری براساس ارتباط حجم گردو و فشار صدا در یک لولة امپدانس استوار است. امواج تولیدی در فرکانس 250 هرتز، در سه سطح شکل موج (سینوسی، دندانه ‌اره‌ای و مربعی)، چهار سطح دامنه (1، 5، 9 و 13 ولت) و دو موقعیت قرارگیری میکروفون تهیه شده‌اند. آزمایش‌ها روی نمونه‌های گردو نیز در سه سطح اندازه (ریز، متوسط و درشت) و 5 تکرار صورت پذیرفته است. نتایج حاکی از آن است که فشار سیگنال‌های صوتی تولیدشده در دامنة 1 ولت روندی منطقی در مقابل تغییر اندازة گردوها از خود نشان نمی‌دهد و از طرفی در دامنة 13 ولت بهترین همبستگی بین حجم نمونه‌ها و فشار صدا حاصل می‌شود؛ بنابراین استفاده از این دامنه برای سنجش حجم گردوها مناسب است. نتایج مربوط به تخمین مدل‌های رگرسیونی نشان می‌دهد که بهترین مدل نسبت به سایر مدل‌ها با توجه مقدار ضریب872/0 در دامنة 13 ولت، شکل موج سینوسی و در موقعیت میکروفون 1حاصل شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] دوستی، آ. "آنالیز پوکی گردو با استفاده از تکنیک‌های پردازش صدا و شبکه عصبی"، پایان‌نامه کارشناسی ‌ارشد دانشگاه شهرکرد، گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی. 1390.

[2] Moreda, G. P., J. Ortiz-Canavate, F. J. Garcia Ramos, M. Ruiz-Altisent. “Non-Destructive technologies for fruit and vegetable size determination.” a review. Journal of Food Engineering, 2009, pp. 119-136.

[3] ایوانی، ا.، س. مینایی. "اندازه‌گیری صوتیِ حجم گردو، مبتنی بر امواج ایستای تشدیدکننده هلمهولتس." مجله علوم کشاورزی ایران، 38، 1386، ص. 226-219.

[4] Jarimopas, B., T. Nunak, N. Nunak. “Electronic device for measuring volume of selected fruit and vegetables.” Postharvest Biology and Technology, 2005, pp. 35, 25-31.

[5] Nishizu, T., Y. Ikeda, Y. Torikata, S. Manmoto, T. Umehara, T. Mizukami. “Automatic, continuous food volume measurement with a Helmholtz resonator.” The CIGR Journal of Scientific Research and Development, 2001, http://cigr-ejournal.tamu.edu (accessed August 31, 2016).

[6] اندکایی‌زاده، ک.، ص. نوروزی. "جداسازی گردو براساس جرم حجمی با استفاده از ماشین‌بینایی." همایش ملی الکترونیکی دستاوردهای نوین در علوم مهندسی و پایه، تهران، مرکز پژوهش‌های زمین‌کاو، 1393.

[7] لشگری، م.، پ. امیری، ع. ملکی. "تأثیر محل اعمال ضربه و داده‌برداری بر پاسخ فرکانسی سیب گلدن دلیشز و رددلیشز." نهمین کنگره ملی مهندسی ماشین‌های کشاورزی(مکانیک بیوسیستم) و مکانیزاسیون، 1394.

[8] خوشنام، ف.، ح. مبلی، ر. حسن بیگی بیدگلی، ش. رفیعی، ع. رجبی‌پور، ا. ایوانی. "تشخیص رسیدگی خربزه با روش غیرمخرب پاسخ آکوستیکی." مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 13، 1391، ص. 102-89.

[9] Lu, Q., J. Wang, A. Hernández Gómez, A. Garcia Pereira. “Evaluation of tomato quality duringstorage by acoustic impulse response.” J. Food Process. Pres, 2009, pp. 356-370.

[10] A. Hernández Gómez, A. Garcia Pereira, J. Wang. “Acoustic impulse response potential to measure mandarin fruit ripeness during storage.” Revista Ciencias Tecnicas Agropecuarias, 2006, 15(4), pp. 24-30.

[11] Mohsenin, N. N. Physical properties of plant and animal materials, 3rd ed., Gordon and Breach, Science Publisher Inc, New York. 1980.

[12] Anonymous, Standard test method for impedance and absorption of acoustical materials using a tube, Two microphones and a digital frequency analysis systems. ASTM: E1050-10. 2010.

[13] بی‌نام. "آکوستیک: تعیین ضریب جذب صدا و امپدانس در لوله‌های امپدانس، قسمت دوم: روش تابع تبدیل." استاندارد ملی ایران، 2-9803، چاپ اول، 1386.

[14] افشانی، ع.، م. نوریان، ز. حسینی رامشه، فرازی بر SPSS ، انتشارات بیشه، چاپ دوم، 1389.

[15] Jarimopas, B., T. Nunak, N. Nunak. “Electronic device for measuring volume of selected fruit and vegetables.” Postharvest Biology and Technology, 2005, pp. 25-31.