طراحی و ساخت یک سامانه برخط به منظور اندازه گیری سفتی خرما مبتنی بر روش غیر مخرب ضربه

در این تحقیق یک سامانه برخط به منظور اندازه گیری سفتی خرما مبتنی بر روش غیر مخرب ضربه، متشکل از دو بخش مکانیکی و الکترونیکی طراحی و ساخته شد. هدف نهایی تعامل این دو سامانه ضبط سیگنال خروجی از بارسنج در آزمون غیر مخرب بر روی رایانه بود. نمونه های خرمای رقم مضافتی در 4 مرحله متفاوت رسیدگی (کیمری، خارک، رطب و خرما) تهیه و در کوتاه ترین زمان ممکن در دو سوی متفاوت و در 3 سرعت (1، 5/1 و 2 متر بر ثانیه) تحت آزمون غیر مخرب ضربه قرار گرفتند. از آن جا که سفتی خرما در مراحل رسیدگی بسیار به مرحله مورد نظر وابسته است، این ویژگی به عنوان ملاکی برای تعیین رسیدگی محصول در نظر گرفته شد. برای اندازه گیری سفتی در روش شاهد، نمونه به دو نیمه تقسیم و هر نیمه به صورت جداگانه طبق استاندارد آزمون مگنس- تیلور تحت آزمایش مخرب نفوذ با قطر سطح تماس 4 میلی متر با استفاده از دستگاه جامع آزمون کشش-فشار قرار گرفت. بیشینه نیروی لازم برای نفوذ به میوه به عنوان شاخص سفتی نمونه در نظر گرفته شد. به منظور مدل سازی سفتی خرما با استفاده از سیگنال ضربه از سه روش مختلف استفاده شد. ابتدا 3 مولفه از نیم موج اول سیگنال (بیشینه مقدار، مدت و سطح زیر نمودار) تعریف و برازش غیر خطی بر روی آن ها انجام شد. نتایج حاکی از این بود که رابطه پیش بینی کننده توانایی قابل قبولی برای تخمین سفتی مشاهدات جدید ندارد. سپس از روش حداقل مربعات جزئی با استفاده از کل سیگنال ضربه استفاده شد که نتایج بهتری را برای پیش بینی سفتی در بر داشت. همچنین ضرایب کالیبراسیون نشان داد که داده های موجود در کل سیگنال تا زمان مشخصی (حدود 200 میلی ثانیه) در تعیین سفتی موثرند. با استفاده از این نتایج و فاکتورهای تعریف شده در مرحله قبل رگرسیون چند متغیره خطی بر روی مولفه های 20 نیم موج اول سیگنال انجام شد. بهبود نتایج مدل سازی بیانگر صحت فرضیات قبل بود. همچنین با توجه به نتایج مشابه برازش مدل های مختلف برای هر دو پهلو و کل داده ها، می توان نتیجه گیری کرد که نتایج مدل سازی مستقل از محل برخورد بوده و روش توسعه یافته قابلیت کاربرد برای درجه بندی محصول را دارد. در پایان با در نظر گرفتن ملاحظات مهندسی مربوط به سیستم جداسازی و اینکه سرعت پایین تر خطر آسیب رساندن به محصول را کمتر می کند، توصیه می شود که از سرعت 5/1 متر بر ثانیه در توسعه صنعتی سیستم استفاده گردد.