Sesi ölçün – Tekstür Analizinin 4. Boyutu
Bir elmayı ısırdığınızda, keskin, gevrek bir çıtırtı size elmanın taze olduğunu söyler. Böyle karakteristik bir sesi olmasaydı, elma kesinlikle bize daha az çekici gelirdi. Ses emisyonu bilimi akustik olarak da bilinir ve bu bilimin analizi size gıdanın hem gerçek hem de algılanan kalitesi ve kabul edilebilirliği hakkında hayati bilgiler verir.
Hem üniversite hem de ticari araştırma bölümlerinden gelen taleplere yanıt olarak Stable Micro Systems, fiziksel bir test sırasında akustik enerji salınımını ölçmek için bir yöntem geliştirdi ve Akustik Zarf Dedektörünü (RAED) kullanıcılarıyla buluşturdu.
Akustik Zarf Dedektörü Nasıl Çalışır?
Akustik Zarf Dedektörü, Tekstür Analiz Cihazı (yalnızca Plus modelleri) tarafından deforme edilmekte olan bir numuneden salınan akustik enerjiyi ölçen, Exponent Connect yazılımıyla birlikte bunu desibel (dB) cinsinden dönüştüren ve görüntüleyen bir araçtır. Sistem, standart ses ölçümü sağlar. 12,5 kHz'lik bir frekansa kadar duyulabilir aralıktaki akustik emisyonlar, kırılgan ürünlerin yaydığı frekanslara karşı yüksek hassasiyete sahip, Danimarkalı ses ve titreşim uzmanları Brüel & Kjær'den bir mikrofon ve ön amplifikatör kullanılarak örneğe yakın olarak tespit edilir. Ancak Tekstür Analiz Cihazı tarafından yayılan mekanik gürültüye karşı düşük hassasiyete sahiptir. Mikrofonla tespit edilen ses, zamanla değişen üründen salınan toplam akustik enerjiyi temsil eden bir analog sinyalden (voltaj) dönüştürülür. Elde edilen bu voltaj, TA.XTplusC ve TA.HDplusC Tekstür Analiz Cihazları eş zamanlı olarak tekstür analizinde 4. boyutu sağlamak için kuvveti, mesafeyi ve zamanı ölçerken ölçülür.
Exponent Connect yazılımında gerçekleştirilen testleri görün
Bu Eşsiz Sistemin Başlıca Avantajları:
Ayırt Etme
İstenmeyen arka plan gürültüsü filtrelenebilir.
Senkronizasyon
Testlerden ayrı ayrı elde edilen kuvvet ve ses grafikleri otomatik olarak senkronize edilir, böylece iki parametre arasındaki ilişki daha sonra kolayca tanımlanabilir.
Kolaylık
Test verileri tipik olarak 200KB dosya boyutundan daha küçük kaydedilir (testin uzunluğuna bağlıdır).
Ek olarak, Exponent Connect Yazılımı sesi işleyebilir ve bu verileri .wav dosyaları olarak senkronize edebilir. Akustik Zarf Dedektörü aracılığıyla kaydedilen ses dosyaları (.wav dosyaları) birkaç amaç için kullanışlıdır:
- Ses dosyaları, test sonuçlarını analiz ederken anlamaya büyük ölçüde yardımcı olur. Akustik Zarf verilerini görürken sesi duyabilmek, kullanıcının analiz ettiği verilerin doğasını anlamasına yardımcı olur.
- Testlerinizdeki ses dosyalarını saklamak, farklı akustik ortamlar arasında daha iyi bir karşılaştırma yapmanızı sağlar. Bir laboratuvar, diğer laboratuvara göre farklı arka plan gürültüsüne sahip olabilir ve gerçek sesi dinlemek, bunu kolayca tanımlamanıza izin verebilir.
- Test sonuçlarını analiz ederken, .wav dosyalarını dinlemek, test verilerinizi kirleten istenmeyen arka plan gürültüleri olup olmadığını anında duymanızı sağlar.
- Ürünleri önceden depolanmış test verileriyle karşılaştırmak için akustik testler kurarken, ortamın akustik olarak benzer olduğundan emin olmak için test ortamını DUYMA yeteneği yararlıdır.
- Video Yakalama Sistemi ile birlikte kullanıldığında RAED Modülü, video çekimine eşlik edecek sesi sağlar. Kullanıcı daha sonra, bir numunenin kırılmasından kaynaklanan kuvvetler ve gürültü arasındaki etkileşimin tam olarak anlaşılmasını sağlamak için birlikte incelenebilecek Kuvvet, Video, Ses ve Zarf verilerine sahip olur.
![akustik-modul](https://abp.com.tr/wp-content/uploads/2021/03/akustik-modul.png)
Mısır gevreklerinin toplu sıkıştırma testi için aşağıdaki .wav dosyasıyla birlikte kuvvet verileri (mavi eğri) ve akustik veriler (kırmızı eğri)
Ses Ölçümü
Akustik veriler, bir test sırasında belirli olayları tanımlamak için mekanik ölçümlerin (kuvvet, mesafe ve zaman) yanı sıra gerçek zamanlı olarak Exponent Connect yazılımında ölçülür ve görüntülenir; bir içecek kutusu açıldığında çıkan patlama sesi veya bir bisküvi kırılırken kırılma sesi. Bu ses ölçümü, test sırasında bir numune deforme olduğunda meydana gelen kırılmalar veya işitilebilir olaylar hakkında nicel verilerin başka bir boyutunu sağlar.
Çıtır ve gevrek yiyeceklerin belki de en göze çarpan özelliği, çiğneme sırasında veya mekanik testlerde parçalanmaları/kırılmaları üzerine yayılan sestir. Gevrek bir yiyecek kırıldığında veya ezildiğinde, her zaman pürüzlü bir stres-gerilme ilişkisine sahiptirler. Ek olarak, örneğin meyve veya sebzelerin hücre duvarlarının deforme olması veya gevrek bisküvi gibi bir matris ürünü içindeki katmanların tek tek kırılması nedeniyle karakteristik sesler üretilir.
Duyusal "gevreklik" ve "çıtırlık" sadece kuvvet-deformasyon-zaman olaylarının değil, aynı zamanda ve kesinlikle akustik etkilerinin algılarıdır. Aslında, akustik ve mekanik tekniklerin kombinasyonunun, tek başına her iki teknikten ziyade gıda duyusal algısını daha yeterli bir şekilde tanımladığı bulunmuştur.
Bir üründen yayılan ses, onun karakteristik 'akustik imzası' haline gelir. Akustik Zarf Dedektörü, ürünün tekstürel özelliklerini ölçerken bu ses emisyonunun nicelleştirilmesi için bir araç sağlar.
Sesin Pazarlaması
Reklamcılar onomatopoeia (temsil ses, yansıma ses) tekniğini tüketicilerin ürünlerini hatırlamaları için kullanır. Son birkaç yılda, reklamcılar gıdaların gevrekliğini ve çıtırlığını reklamlarında kullandılar. Televizyon izleyicileri, reklamı yapılan bir ürünün tadını veya kokusunu alamazlar ancak görebilirler ve elbette duyabilirler. Bir gıdanın işitsel varlıklarının reklamı, potansiyel müşteriyi birçok ürünün bu en önemli kalite özelliği ile tanıştırır. Tüketiciler daha sonra 'akustik imzaları' çekiciliğini, başarısını ve marka sadakatini artıran çeşitli ürünlerle ilişkilendirir.
Ses Ölçümü Uygulamaları
Bu alandaki pek çok çalışma, kahvaltılık gevrekler veya patates cipsi veya sakız tableti kaplaması veya taze elma gibi gevrek yiyeceklerin gevrekliğini ölçmeye odaklanmış olsa da, potansiyel uygulamalar şunları içerir:
- Bir kraker/bisküvi/çikolata çubuğunun ‘çıtırdaması’ (kırılma gücünü ölçerken)
- Bir mantar tıpanın ‘patlaması’ (çıkarılma kolaylığını ölçerken)
- Bir banyo bombasının veya çözünmeye başlayan tabletin ‘fışırtısı’ (sertliğini ölçerken)
- Bir kalemin 'çatlaması' (kırılma gücünü ölçerken)
- Bir anahtarın ‘tıklaması’ (hareket etme gücünü ölçerken)
- Bir Noel krakerinin ‘çatlaması’ (çekme gücünü ölçerken)
- Fermuarın 'fermuar sesi' (çekme gücünü ölçerken)
![ses-olcumu](https://abp.com.tr/wp-content/uploads/2021/03/ses-olcumu.png)
Yayınlanmış Makaleler
Tekstür analizi ve akustik ölçüm alanını anlamada ilginç ve faydalı bulabileceğiniz çevrimiçi makalelerin bir listesini derledik:
Kulaklarımızla yemek yemek: tüketim seslerinin algımız ve çok duyusal tat deneyimlerinden aldığımız zevk üzerindeki önemini değerlendirmek – Charles Spence'e göre ses, unutulmuş tat duyusudur. Bir yiyeceğin tekstürü hakkında - çıtır, gevrek ve çatlak düşünün - ısırma ve çiğneme sırasında duyulan çiğneme seslerine dayanarak çok şey söyleyebilirsiniz. Bilişsel sinirbilim alanındaki en son teknikler anlayışımızda devrim yaratıyor. Devamını oku
Sessizliğin Sesi Değil – Ses profili eğrileri, bir ürünün bir kuvvet profilinde kolayca algılanamayan çıtır çıtır davranışı hakkında ek ölçümler ekler. Şirketler, güçlerle aynı anda sesi analiz ederek, ürünlerine tasarladıkları davranışları çok hassas bir şekilde ölçebilirler. Devamını oku
Meyve ve sebzelerin kalite değerlendirmesi için akustik emisyon uygulaması – Gıda kırma sesi, gıda kalitesi değerlendirmesi için kullanılan ana faktörlerden biridir. Gevreklik ve çıtırlık, yüksek kaliteli ürünün özellikleridir ve genellikle tüketici tercihleri listesinin başında gösterilir. Akustik emisyon (AE) yöntemi, gıda özelliklerinin değerlendirilmesi için umut verici bir araç olarak araştırılmaktadır. Devamını oku
Kuru çıtır yiyeceklerin duyusal gevreklik göstergesi olarak akustik ayarlar kombinasyonu – Dokuz ticari gıda ürünü, akustik veri toplama ve akustik veri yönetimi için her biri iki ayar kullanılarak, kuvvet ve akustik zarf dedektörü analizlerine tabi tutulmuştur. Duyusal öznitelikler ve enstrümantal özelliklerin güçlü korelasyonları, Akustik Zarf Dedektörü ile birlikte Tekstür Analiz Cihazının hem kuvvet hem de ses uyaranları yoluyla çiğneme ve doku algısını taklit etmek için iyi bir cihaz olduğunu gösterir. Kuru gevrek gıdalarla ilgili bu çalışma, literatüre ve gıda endüstrisine ve ayrıca ıslak gevrek ve çıtır gıdalarla ilgili gelecekteki çalışmalara katkıda bulunabilir. Devamını oku
Akustik Zarf Dedektörünün yayınlanmış çalışmalarda uygulanmasına ilişkin diğer örnekleri burada bulabilirsiniz.
Teknik Bilgiler
Akustik Zarf Dedektörü (AED), akustik spektrum genişliği seçimine nasıl izin verir?
AED'nin ayarlanan frekans aralığı üzerindeki toplam voltajı ölçtüğünü ve bunu desibele çevirdiğini anlamak önemlidir. Bu, aşağıdaki şemada gösterilmektedir.
AED, ayarlanan bant genişliği içindeki toplam akustik enerjinin zamanla nasıl değiştiğini ölçen bir "frekans bölmesi" yaklaşımını kullanır. Belirli bir frekans bandına odaklanmak için, akustik spektrumun genişliğini alt uçtan değiştirmek için TA Ayarları penceresinde yüksek geçişli programlanabilir bir filtre ayarlanabilir. 1kHz ile 10kHz arasında 9 ayar aralığı vardır. Not: Arka plan gürültüsünü azaltmak için fabrika standardı 3kHz olarak ayarlanmıştır.
Peki ya arka plan gürültüsü?
Gevrek malzemelerden yayılan seslerin frekansı, insan işitmesinin üst aralığına ve ötesine kadar geniş bir frekans aralığına yayılır. Tekstür Analiz Cihazı ve genel laboratuvarın arka plan gürültüsü çoğunlukla 3kHz'in altındadır ve bu nedenle çıtır/gevrek akustik olayların özelliğine katkıda bulunmadığından göz ardı edilebilir. Detaylı araştırma ve analizler, Tekstür Analiz Cihazı’nın genel laboratuvarlar tarafından yayılan gürültüye karşı düşük hassasiyete sahip, ancak çıtır veya gevrek ürünlerin yaydığı frekanslara karşı yüksek hassasiyete sahip sağlam bir sistemin tasarımını mümkün kılmıştır. Bu, aşağıdakilerin kullanılmasıyla etkili bir şekilde elde edilir:
![](https://abp.com.tr/wp-content/uploads/2021/03/akustik-modul-kesilme-mukavemeti.jpg)
Çikolata kaplı dondurmanın kesilme mukavemeti – örnek grafik
Referans Akustik Zarf Dedektörü Sistemi (A/RAED), kullanıcı tarafından Ulusal Standartlara göre kalibre edilen son derece gelişmiş ve hassas bir mikrofon kullanır. Bu, temel akustik verilerin elde edildiği ve bu nedenle farklı zamanlarda, konumlarda veya farklı birimlerden veya sistemlerden elde edilen sonuçların doğrudan ve doğru bir şekilde karşılaştırılabileceği anlamına gelir. Kalibratör dahildir.
Teknik Özellikler
Ürün kodu | A/RAED |
Akustik giriş frekans aralığı | 1 kHz – 10 kHz |
Düşük frekans aralığı | 1 kHz – 10 kHz (kullanıcı tarafından ayarlanabilen) |
Çıkış sinyali voltaj aralığı | 0v – 4.5v |
Çıkış sinyali frekans aralığı | D.C. – 250Hz |
Exponent yazılımı entegrasyonu | Evet |
Ses basıncı seviye kalibratörü | IEC942 (1988) 1.sınıf ve ANSI S1.40-1984 (R1997) - Uyumlu |
Dönüştürücü ölçümü (mikrofon) | 1/2" prepolarize kondansatör dönüştürücü |
Güç kaynağı | Tekstür Analiz Cihazı (Sadece Plus modeller) tarafından beslenir. |
Veri örnek oranı | 500pps |