2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K15628
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鈴木 哲仁 京都大学, 農学研究科, 助教 (00723115)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 異物検査 / サブテラヘルツ波 / ミリ波 / 透過強度分布 / 散乱 / 粉末食品 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、サブテラヘルツ波（ミリ波）が粉末食品において吸収や散乱による減衰が少ない性質、および可干渉（コヒーレント）性のある電磁波により異物で波面が歪められ電界強度分布が変化する現象を利用して、パセリに混入した微小な異物を非接触かつ迅速に検出できるシステムの開発を目指すものである。2021年度は、前年度に構築した検体の搬送系およびラインセンサ（カメラ）を組み合わせたイメージング系を用い、平坦なアクリル容器に充填したパセリ中の異物検出能および厚みによる影響の評価を行った。厚み条件を4 mmから12 mmまでで検証したところ、いずれも十分な透過強度が得られたのに加え、ゴムやプラスチック等の異物において波長以下のサイズでも回折模様が確認され、検出可能であることが確認できた。さらに粉末食品の供給ホッパーならびに搬送ベルト上で均一に均す機構を構築した。
さらに、得られた画像の処理方法および検出方法について検証し、NMSE（Normalized Mean Square Error）による取得画像変化の定量化に加え、異物のある位置の検出アルゴリズムを検証した。異物がある位置には形状やサイズが同様な円形模様が現われることをふまえ、フーリエ変換により高周波の細かいノイズを除去した後、同模様の特異的な検出を行うためハフ変換による円形検出を行ったところ、波長（3mm）以下のサイズのゴムやプラスチック等の異物を誤認識なく検出することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度からの感染症拡大に伴う活動制限の影響により、繰越課題となっていた画像処理方法やハードウェア構成の改良を実施した。それにより、他粉末食品での検証および供給ホッパーによるベルト上への直接供給した場合の検証について、次年度への繰越課題となっている。また半導体不足の情勢により、次年度に実施予定のロックイン検出のための機器の手配が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度には、粉末食品の対象にパセリを用い、ゴムおよび樹脂からなる異物の検出能評価を行った。次年度には、小麦粉など多種の粉末食品を用いた応用可能性について検証し、対象の光学物性や粒子サイズとの関係について考察する。また、ベルト上へ直接粉末供給を行い、現場におけるライン検査に近い検証を行う。
また、より微小なサイズの異物の高感度検出を目指し、変調や偏光を利用した検出手法について検証する。本研究で用いている発振器ならびに検出器は偏光依存性があることを利用し、異物により生じる偏光特性の歪みを変調技術により高感度に検出することを試みる。
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| Causes of Carryover |
2021年度には、購入したIMPATT発振器を用いて試料をベルト搬送してラインセンサ（カメラ）により瞬時に画像化するイメージング装置を構築でき、微小異物の検出能評価を行うまでに至った。また前年度からの繰越課題であった画像処理方法やハードウェア構成の改良を実施できた一方で、変調技術などの検証のための準備に遅れが生じており、次年度への繰越課題となっている。
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