| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,873 |
| تعداد مقالات | 32,555 |
| تعداد مشاهده مقاله | 42,418,879 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 19,194,480 |
طراحی و ساخت سامانة سنجش فراصوتی و بررسی عوامل مؤثر در اندازه‌گیری شاخصهای فراصوتی محصولات کشاورزی | ||
| تحقیقات مهندسی صنایع غذایی | ||
| مقاله 3، دوره 10، شماره 1، خرداد 1388، صفحه 27-48 اصل مقاله (851.64 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| حسن ذکی دیزجی1؛ سعید مینایی* 2؛ تیمور توکلی هشتجین3؛ منیژه مختاری دیزجی4 | ||
| 1دانش‌آموخته دکتری مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 2دانشیار گروه مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 3استاد گروه مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 4دانشیار گروه فیزیک پزشکی دانشگاه تربیت مدرس | ||
| چکیده | ||
| استفاده از فن فراصوت در ارزیابی و فراوری مواد غذایی سابقه‌ای دیرینه دارد اما در مورد محصولات کشاورزی روند تکمیلی را سپری می‌کند. آزمون فراصوتی، یکی از روشهای آزمون غیر مخرب است که در ارزیابی محصولات کشاورزی روندی رو به گسترش دارد. برای آزمون محصولات کشاورزی به روش فراصوت عبوری، بهطور معمول از دو شاخص فراصوت استفاده میشود: یکی سرعت امواج و دیگری میزان تضعیف. اندازه‌گیری شاخصهای فراصوتی مواد بیولوژیک بهدلیل ویژگیهای پیچیدة ساختاری آنها مشکل است. بنابراین، اولین مرحله در ارزیابی کیفیت محصولات کشاورزی، طراحی و ساخت سامانة فراصوتی مناسبی است که بتواند شاخصهای فراصوتی محصولات کشاورزی را اندازه‌گیری کند. در این پژوهش، ابتدا سامانة اندازهگیر فراصوتی طراحی و ساخته شد که اساس کار آن، پردازش سیگنال‌های عبوری از محصولات کشاورزی است. در ادامه و در آزمایش‌هایی، اثر عوامل مؤثر در اندازه‌گیری شامل مادة واسط، پوشگیری موج، نیروی تماسی، ضخامت نمونه‌ها، و لایة تأخیر بر سیگنال دریافتی بررسی شد. بخش‌های اصلی سامانه عبارتاند از تپ‌ساز/ تپ‌گیر، تراگذرهای فرستنده و گیرنده، برنامة کنترل، رایانه، و سامانة جمع‌آوری داده‌ها. سامانه با پردازش سیگنال‌ها بهصورت نیمه خودکار، ویژگیهای سرعت و میزان تضعیف سیگنال را تعیین می‌کند. برای اجرای این آزمایشها، نمونه‌هایی از بافت چند محصول کشاورزی شامل سیب، سیبزمینی، هویج، خیار، شلیل، به، و موز تهیه شد. طول نمونه‌ها با توجه به نوع محصول از 5 تا 120 میلیمتر متغیر بود. نتایج نشان داد که با استفاده از امواج غیر پیوسته (تپی) با بسامد 40 کیلوهرتز و توان نسبتاً کم، می‌توان امواج فراصوت را از بیشتر محصولات کشاورزی عبور داد. با در نظر گرفتن مادة واسط، ضخامت مناسب نمونه، و نیروی تماسی کم (5 نیوتن)، سامانة فراصوتی با دقت خوب، سرعت کمتر از 1 ثانیه و نیمه خودکار، میزان تضعیف و سرعت امواج عبوری از نمونه‌ها را اندازه‌گیری می‌کند. پوشگیری سیگنال موجب افزایش دقت در اندازه‌گیری شاخص سرعت امواج شد. بررسی طیف بسامدی سیگنال‌ها نشان داد که برای جلوگیری از جابهجایی بسامدی بهتر است ضخامت نمونه‌ها یکسان باشد. | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Development of an Ultrasonic System and Evaluation of Effective Parameters in Ultrasonic Measurement of Agricultural Products | ||
| چکیده [English] | ||
| Ultrasonic testing (UT), a nondestructive testing (NDT) method, is under development for quality determination of agricultural products, although it has long been used in the food industry. Determination and measurement of product quality are important in modern agricultural research. Noninvasive/nondestructive quality determination is a novel aspect of the postharvest process in which parameters measured by NDT methods are correlated with product quality. Reviews show that the “through-transmission method” is better than other UT methods for examination of agricultural products. The main parameters of the through-transmission method are wave velocity and attenuation. In this research, a UT system was designed and developed to analyze a signal passing through a product. The system consisted of a set of fabricated pulser/receiver units with ultrasonic transducers, control software and a data acquisition system. The system semi-automatically determined the two important ultrasonic parameters of wave velocity and attenuation coefficient by signal processing. The effect of couplant type, contact force, enveloping, delay line, and sample thickness were investigated using the signal. Several types of fruits and vegetables having differing tissue types (apple, potato, nectarine, banana, carrot, cucumber and quince) were selected for testing. The thicknesses of the samples were 5cm to 12cm. Results demonstrated that using couplant, enveloping signal, low contact force (5N) and suitable sample thickness, the ultrasonic measurement system could measure ultrasonic parameters effectively at a suitable response speed. The ultrasonic wave was transmitted through most of these products using a pulse signal with 40kHz excited frequency at low power. The precision of the time-of-flight measurement increased with enveloping of the transmitted signal. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| attenuation, Nondestructive Testing, Pulse Wave, Qualimeter, Wave Velocity | ||
| مراجع | ||
|
Abbott, J. A. 1999. Quality measurement of fruits and vegetables. Postharvest Biol. Technol. 15, 207-225. Abbott, J. A., Lu, R., Upchurch, B. L. and Stroshine, R. L. 1997. Technologies for nondestructive quality evaluation of fruits and vegetables. Hortic. Rev. 20, 1-120. Bechar, A., Mizrach, A., Barreiro, P. and Landahl, S.2005. Determination of Mealiness in Apples using Ultrasonic Measurements. Biosys. Eng.91(3): 329-334. Butz, P., Hofmann, C. and Tauscher, B. 2005. Recent developments in noninvasive techniques for fresh fruit and vegetable quality analysis. J. Food Science. 70(9): 131-141. Cartz, L. 1998. Nondestructive testing, Radiography, Ultrasonics, Liquid Penetrant, Magnetic Particle, Eddy Current. ASM International. USA. Cheng, Y. and Haugh, C. G. 1994. Detecting Hollow Heart in Potatoes Using Ultrasound. Trans. ASAE. 37(1): 217-222. Gaete-Garretón, L., Yolanda Vargas-Hernndez, Y., Cristian León-Vidal, C. and Alex Pettorino-Besnier, A. 2005. A novel noninvasive ultrasonic method to assess avocado ripening. J. Food Sci. 70(3):187-191. Gaonkar, A. G. 1995. Food Processing Recent Developments. Elsevier Science. Amsterdam. Netherlands. Hurng, H. Y., Lu, F. M. and Ay, C. 2007. Evaluating and modeling physiological tissue texture of mango immersed in water by using ultrasonic. Inter. Agric Eng. J. 16(1-2), 1-13. Kim, K. B., Jung, H. M., Kim, M. S. and Kim, G. S. 2004. Evaluation of fruit firmness by ultrasonic measurement. Advances in Nondestructive Evaluation. PT 1-3 Key Engineering Materials. 270-273: 1049-1054. Part 1-3. Jivanuwong, S. 1998. Nondestructive detection of hollow heart in potatoes using ultrasonics. M.Sc. Thesis in Biological Systems Engineering. Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University. Mizrach, A. 2007. Nondestructive ultrasonic monitoring of tomato quality during shelf-life storage. Postharvest Biol. Technol. 46, 271-274. Mizrach, A., Galili, N. and Rosenhouse, G. 1989. Determination of fruit and vegetable properties by ultrasonic excitation. Trans. ASAE. 32(6): 2053-2058. Mizrach, A., Schmilovitch, Z., Avidan, B. 2006. Maturity Measurements of Olive Fruits using Acoustic and Compression Methods. CIGR. World Congress of Agricultural Engineering for a Better World. Sep. 3-7. Berlin. Germany. Mizrach, A., Galili, N., Teitel D. C. and Rosenhouse, G. 1994. Ultrasonic evaluation of some ripening parameters of autumn and winter-grown ‘Galia’ melons. Scientia Hortic. 56(4): 291-297. Mizrach, A., Flitsanov, U., Schmilovitch, Z. and Fuchs, Y. 1999. Determination of mango physiological indices by mechanical wave analysis. Postharvest Biol. Technol. 16,179-186. Mizrach, A., Galili, N., Gan-mor, S., Flitsanov, U., and Prigozin, I. 1996. Model of ultrasonic parameters to assess avocado properties and shelf life. J. Agric. Eng. Res. 65, 261-267. Mizrach, A., Bechar, A., Grinshpon, Y., Hofman, A., Egozi, H. and Rosenfeld, L. 2003. Ultrasonic classification of mealiness in apples. Trans. ASAE. 46(2): 397–400. Prakash, M. N. K. and Ramana, K. V. R. 2003. Ultrasound and its application in the food industry. J. Food Sci. Technol. 40(6): 563-570. Porteous, R. l., Muir, A. Y. and Wastie, R. L. 1981. The identification of diseases and defects in potato tubers from measurements optical spectral reflectance. Agric. Engin. Res. 26, 151-160. Raj, B., Rajendran, V. and Palanichamy, P. 2007. Science and Technology of Ultrasonic. Alpha Science International Ltd. Pangbourne. U. K. Rose, J. L. 2004. Ultrasonic Waves in Solid Media. Cambridge University Pub. Cambridge. UK. Sarkar, N. and Wolfe, R. R. 1983. Potential of ultrasonic measurements in food quality evaluation. Trans. ASAE. 26(2): 624-629. Self, G. K., Ordozgoiti, E., Povey, M. J. W. and Wainwright, H. 1994. Ultrasonic evaluation of ripening avocado flesh. Postharvest Biol.Technol. 4, 111-116. Shewfelt, R. L. 1999. What is quality?. Postharvest Biol. Technol. 15(3): 197-200. Verlinden,B. E., Smedt, V. D. and Nicola, B. M. 2004. Evaluation of ultrasonic wave propagation tomeasure chilling injury in tomatoes. Postharvest Biol. Technol. 32, 109-113. Hedrick, W. H, Heykes, D. L. and Starchman, D. E. 2005. Ultrasound Physics and Instrumentation. 4th Ed. Elsevier Mosby. Philadelphia. US. Subramanian, C. V. 2006. Practical Ultrasonic. Alpha Science International Ltd. Oxford. UK.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,167 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,084 |
||