طراحی، ساخت، و ارزیابی دستگاه اندازه‏گیری مقاومت و امپدانس الکتریکی میوه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه

2 دانشیار، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه ارومیه

3 دانشیار، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

چکیده

اندازه‏گیری مقاومت الکتریکی و امپدانس الکتریکی روشی نو در ارزیابی کیفیت مواد غذایی است. روش‏های الکتریکی علاوه بر تشخیص عوامل کیفی، نسبت به تغییرات غلظت و وضعیت آب در بافت‏های گیاهی حساس هستند. بنابراین، از این روش برای تشخیص رسیدگی، آسیب‏دیدگی، رسیدن بیش از حد، پوسیدگی یا عوامل کیفی دیگر استفاده می‏شود. در تحقیقات گذشته، الکترود استفاده‌شده در آزمایش‏های اندازه‏گیری مقاومت الکتریکی و امپدانس الکتریکی در بافت میوه فرو برده می‏شد و مقاومت الکتریکی بافت بین دو الکترود اندازه‏گیری می‏شد. الکترودها معمولاً سوزنی‌شکل هستند و به میوه آسیب می‏رسانند. به همین دلیل در بررسی تغییرات مقاومت الکتریکی و امپدانس الکتریکی، نیاز به تعویض نمونۀ آزمایشی بود. هدف این تحقیق طراحی، ساخت، و ارزیابی دستگاه اندازه‏گیری مقاومت و امپدانس الکتریکی میوه و بررسی امکان استفاده از الکترود صفحه‏ای مخصوص، بدون آسیب‌رساندن به بافت میوه برای اندازه‏گیری مقاومت الکتریکی میوه بود. الکترودها دو صفحه مسی‌اند که میوه در بین این دو صفحه در حالی‌که نیروی ثابتی به آن وارد می‏شد قرار می‏گرفت. وسایل و قطعات اصلی به‌کار‌رفته در این دستگاه عبارت‌اند از: LCRمتر، مبدل نیرو، نمایشگر، پایۀ اصلی، قاب، فک.آزمایش با این وسیله روی سیب قرمز انجام شد. آزمایش‏های اندازه‏گیری مقاومت الکتریکی در دو بسامد جریان kHz1 و Hz120 انجام شد. نتایج آزمایش‏ها نشان داد که با کاهش رطوبت میوه و در نتیجه افزایش غلظت یونی، مقاومت الکتریکی میوه کاهش می‏یابد. همچنین، در صورت نگهداری سیب در دمای محیط و در نتیجۀ ادامه‌یافتن فرایند رسیدن میوه، تغییرات مقاومت الکتریکی برحسب زمان، به فرم تابع درجۀ سوم تغییر می‌کند، و وزن محصول برحسب زمان، به‌صورت کاملاً خطی کاهش می‏یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design, development and test of apparatus to measurement of electrical resistance and impedance of fruit

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Hajiheydari 1
  • Jafar Massah 2
  • Mohammadali Haddad Derafshi 3
1 Former Graduate Student, Agricultural Faculty, Urmia University, Iran
2 Associate Professor, College of Abouraihan, University of Tehran, Iran
3 Associate Professor, Agricultural Faculty, Urmia University, Iran
چکیده [English]

Electrical properties of fruits are accepted indicators for detecting fruit quality. Electrical resistance
one reluctance can detect quality factors and are sensitive to variations in the concentration and state
of water. Therefore, these properties can be associated with maturity, damage, overripe condition,
decay or other quality factors. In most of previous research on electrical resistance and impedance
of fruits, sensors pushed into the fruit to measure electrical resistance of the sample between two
electrodes. Needle type electrodes usually are used which results in damages to the fruit. Thus in
every tests, samples should change. In this experiment, especial electrodes for measuring electrical
resistance were developed and used which did not damage the fruit. Electrical sensors for electrical
resistance measurement consisted of two copper plates. Fruit sets between two plate electrodes
where constant force was applied on it. The overall construction of the apparatus was made up of
the following main components: LCR Meter, Load cell, Indicator, Base, Frame, and Probes. Red
apples were used in this experiment. Electrical resistance measurements were performed at two
frequencies; 120 Hz and 1 kHz. Water loss of the whole fruit also contributed in decreasing the
mobilization of ions, thus, increasing of electrical resistance of the ripen fruit. The results indicated
that the relationship between the electrical resistance and the weight loss, during the storage period,
was also investigated. The results indicated that, the electrical resistance decreases by third degree
equation and the weight of apple decreases linearly with increase in storage period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • damage of fruits
  • electrical impedance of fruits
  • electrical resistance of fruits
  • plate electrode
  • storage of apple