脈衝激振響應在鳳梨品賍分級之研究

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1、脈衝激振響應在鳳梨品質分級之研究研究生林昇蒼(90年8月至92年6月)農民傳統常利用手或軟棒來敲打鳳梨，藉由敲打而不破壞農產品生命週期之方法所得到聲音來判斷其品質，一般將鳳梨分為肉聲果、鼓聲果及病果(花樟病)(如圖一)，需由多年經驗之農民才能分出鳳梨之品質。本研究目的是在提供一鳳梨品質自動檢測的方法，使能有效的應用在未來鳳梨品質自動分級系統的開發。先仿照農民之敲擊方法設計出適合之敲擊機構(如圖二)，再利用脈衝激振之方法，藉由加速規檢測鳳梨內部之訊號，將所得到之訊號利用Matlab程式配合訊號處理之方法加以分析(如圖三)，包含時域訊號之對數衰減值、FFT轉換後之頻域訊號(如圖四)的主峰

2、頻率及嘗試以小波轉換之方法作訊號之處理(如圖五)，配合鳳梨密度及彈性模數之實驗，找出可作為鳳梨品質量測之指標，最後再利用Matlab/GUI圖面監控之功能，設計一可自動判斷鳳梨品質之程式。由實驗之結果可得到肉聲果及病果之主峰頻率在315Hz以上，鼓聲果則在315Hz以下(如圖六)，肉聲果及鼓聲果小波轉換之能量指標在3.8以下，而病果則在3.8以上，故可以以主峰頻率315Hz作為判斷鳳梨肉聲果及鼓聲果之標準，再以小波轉換之能量指標3.8作為病果判斷之標準，此結果可作為鳳梨品質自動分級系統之判斷依據。並由驗證實驗可知農民判斷鳳梨病果之誤差率為11.76%，系統判斷誤差率為4.4%，故系統

3、之判斷鳳梨病果較農民之判斷準確。關鍵詞：鳳梨、加速規、脈衝激振、小波轉換、主峰頻率肉聲果鼓聲果花樟病果圖一各種待判別之鳳梨內部品質圖二實驗用敲擊機構(優力棒)(加速規)(加速規訊號擷取儀器)(電子磅秤)(指向性麥克風)(物性分析儀)PC個人電腦、敲擊機構加速規訊號資料擷取軟體麥克風訊號資料擷取軟體Matlab應用程式軟體(麥克風訊號擷取儀器)(大型量杯5000ml)圖三實驗用各種設備、麥克風與加速規1210864小波能量指標3.82肉聲果鼓聲果病果00255075鳳梨編號加速規訊號擷取軟體圖五利用小波轉換可將病果分出圖四自行撰寫軟體擷取敲擊之時域信號再經FFT轉成頻域信號主峰頻率與鳳

4、梨品質之關係450400350315300(Hz)250200主峰頻率15010050肉聲果鼓聲果病果00255075鳳梨編號圖六利用FFT可將肉聲果與鼓聲果分別出來