Патент на изобретение №2387982

(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРИГОДНОСТИ ПЛОДОВ К ДЛИТЕЛЬНОМУ ХРАНЕНИЮ

(57) Реферат:

Способ относится к сельскохозяйственной области и может быть использован для прогнозирования качества яблок. Сущность способа заключается в измерении скорости электрического заряда и скорости разряда ткани плода, помещенной между двумя электродами, при подаче на последние импульса электрического напряжения в течение времени не более 4 с, по соотношению которых и судят о пригодности плода к хранению. Изобретение обеспечивает снижение ошибки прогнозирования. 5 ил.

Способ относится к сельскохозяйственной области и может быть использован для прогнозирования качества яблок.

Известен способ прогнозирования для определения пригодности яблок к длительному хранению, предусматривающий отбор пробы из партии, измерение электропроводности тканей яблок на нескольких частотах и сравнение измеренной величины с заданным значением [1].

Существует другой способ прогнозирования, основанный на измерении величины электрического заряда и разряда определенного объема ткани. Для измерения используют игольчатые датчики, внедряемые на определенную глубину. На электроды датчика подают импульс электрического напряжения и по отношению амплитуды сигналов при заряде Uz и разряде Ur за определенное время судят о качестве плода [2].

где k – коэффициент, по которому судят о лежкоспособности плода.

Недостатком этих способов является их низкая прогнозирующая способность.

Целью изобретения является снижение ошибки прогнозирования. Цель достигается тем, что предлагается в известном способе прогнозирования качества плодов, основанном на методе заряда и разряда определенного объема ткани [2], измеряют электрический заряд в процессе подачи электрического импульса с длительностью времени, не превышающей 4 с, и после его снятия определяют величины скорости электрического заряда и скорости разряда в течение этого времени, по значениям которых судят о пригодности плода к хранению.

Способ прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению поясняется прилагаемыми чертежами:

фиг.1 – функциональная схема прибора;

фиг.2 – временные характеристики заряда и разряда ткани плода;

фиг.3 – параметры, влияющие на прогнозирование качества;

фиг.4 – обучение (О – исходные значения, * – обученные);

фиг.5 – табл.: ошибки прогнозирования при обучении сети, на вход которой подавалась сама функция заряда и разряда, а также контролируемые параметры, в частности амплитуда электрического заряда U_z и разряда U_r.

Сущность способа прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению состоит в следующем.

Входной импульс напряжения U подается на электроды 1 с измерительной платы 4 (фиг.1). Из практических соображений, определяемых конструкцией электродов 1, электрических свойств ткани плода 5 и характеристик измерительной платы 4, входной импульс имеет прямоугольную форму. Длительность входного импульса не превышает t=4 с.

В момент появления импульса U(t) в межэлектродном пространстве начинается электрический заряд ткани плода (фиг.2). Напряжение при заряде U_z(t) межэлектродного пространства выражается уравнением [3, стр. 450]:

где U – напряжение источника питания, В; – постоянная времени, Ф·Ом.

Постоянная времени определяется логарифмированием правой и левой части уравнения (2).

В момент времени t=4 с напряжение входного импульса U(t) стремится к нулю (фиг.2). Напряжение при разряде U_r(t) межэлектродного пространства описывается уравнением [3, стр. 456]:

Постоянная времени определяется логарифмированием правой и левой части уравнения (4).

Критерием прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению является скорость изменения напряжения в межэлектродном пространстве в процессе подачи V_z [3, стр. 451] и снятия электрического заряда V_r [3, стр. 456].

Результаты экспериментальных исследований приведены в табл.1 (см. фиг.5), где Di – дата измерения, дни; V – скорость заряда и скорость разряда межэлектродного пространства, В/Ф·Ом.

Эти параметры формируются в матрицу А:

В качестве выходного параметра, в процессе прогнозирования, целесообразно использовать величину площади повреждений (гниль) или активность фермента каталазы.

Исходя из этих данных было получено уравнение математической модели прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению, которое имеет следующий вид:

где ₀, ₁, ₂, ₃, ₄ – коэффициенты уравнения.

Коэффициенты уравнения определяются следующим образом [3, стр. 244-247]:

– определим коэффициенты уравнения

где А – матрица потерь плодов формула (8); Y – экспериментальные наблюдения величины активности фермента каталазы, мгО₂;

– сформируем коэффициенты уравнения в вектор

где w – вектор оценок элементов .

На фиг.3 рассмотрена модель прогнозирования потерь плодов в зависимости от времени хранения и скорости заряда ткани K=f(Di,V_z) для помологического сорта Мартовская.

Если задать конкретную величину времени хранения Di=42 дня и скорости заряда межэлектродного пространства V_z=0,917, то получим прогноз по каталазе К=2,496 мгО₂ (фиг.3).

Благодаря применению данного способа прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению, по сравнению с ранее использовавшимися способами, снижается ошибка прогнозирования (фиг.4).

Источники информации

1. Кожанова Н.И. Способ определения яблок к длительному хранению. АС 1195234 А. Мкл. G01N 27/04. Бюл. 44. 1985.

2. Гордеев А.С. Автоматизированная обработка яблок. Диссертация на соискание степени доктора технических наук. М.: ВИЭСХ, 1996.

3. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники: Учеб. для средн. спец. учеб. заведений. – 7-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1999. – 495 с.: ил.

Формула изобретения

Способ прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению, заключающийся в измерении величины заряда и величины разряда ткани плода, помещенной между двумя электродами, при подаче на последние импульса электрического напряжения, отличающийся тем, что измеряют электрический заряд в процессе подачи электрического импульса длительностью, не превышающей 4 с, и после его снятия определяют величины скорости электрического заряда и скорости разряда в течение этого времени, по значениям которых судят о пригодности плода к хранению.

РИСУНКИ