用于測量被測對象上、尤其食品上的表面層的測量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量被測對象(例如食品)上的表面層、尤其用于測量確定用于食用的肉上的細(xì)菌的代謝產(chǎn)物的測量儀。
【背景技術(shù)】
[0002]這類測量儀以名稱“新鮮掃描(Fresh Scan) ”從研究項目中公開。這種已知的測量儀基于以下認(rèn)識:肉在存放期間有越來越多的細(xì)菌繁殖，細(xì)菌的代謝產(chǎn)物(例如卟啉)發(fā)熒光，從而測量細(xì)菌的代謝產(chǎn)物所發(fā)出的熒光輻射能夠推斷肉的新鮮狀態(tài)和細(xì)菌總數(shù)。
[0003]為了激勵熒光輻射，已知的測量儀具有激光，該激光的射線對準(zhǔn)待檢驗的肉，從而在肉上的細(xì)菌的代謝產(chǎn)物發(fā)射熒光輻射，所述熒光輻射然后被光學(xué)傳感器檢測，其中，所述光學(xué)傳感器在焚光福射中探測確定的波長，所述確定的波長對于細(xì)菌的代謝產(chǎn)物的焚光福射是特征性的。
[0004]因此，一方面，已知的測量儀不考慮熒光輻射的整個光譜，而僅僅考慮熒光輻射的確定的特征波長。
[0005]另一方面要提到的是，已知的測量儀僅僅在唯一的測量點上測量熒光輻射。
[0006]因此，在以上所說明的已知的測量儀的運行中，偶爾發(fā)生測量錯誤。
[0007]此外，關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)，參考DE 10 2011 100 507 Al，DE 27 28 717 Al，US 6 597932 B2,W0 97/08538 Al，WO 99/57529 Al，WO 2007/079943 Al，EP O 128 889 B2，DE 60208 823 T2，US 5 760 406 A, US 5 914 247 A, AT 414 275 B，DE 103 15 541 Al，DE 102005 051 643 Al，TO 2003/070080 Al，US 5 658 798 Al，US 5 474 910 A，EP I 329 514A2，US 4 866 283 A,DE 44 20 401 Al 和 US 6 649 412 BI。然而，這些文獻(xiàn)僅僅公開了并非最理想的測量儀或者測量原理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，改進(jìn)一開始所說明的已知的測量儀。
[0009]該任務(wù)通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的根據(jù)本發(fā)明的測量儀來解決。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的測量儀與現(xiàn)有技術(shù)一致地具有至少一個激勵源，以便在待監(jiān)測的食品的表面層中激勵發(fā)光，從而表面層發(fā)出發(fā)光輻射。
[0011]在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，激勵源(如在已知的測量儀中的這樣)為光源，從而被該光源激勵的發(fā)光福射為光致發(fā)光福射、尤其焚光福射或者磷光福射。然而，本發(fā)明在發(fā)光輻射的激勵方面不限于光學(xué)激勵。更確切地說，在本發(fā)明的框架下原則上也可以考慮，充分利用其它的發(fā)光類型，例如電致發(fā)光、陰極發(fā)光、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光、摩擦發(fā)光、熱釋發(fā)光、聲致發(fā)光、福射發(fā)光、離子發(fā)光或者壓電發(fā)光。在這里，也可以分析評估焚光的衰變時間。
[0012]在本發(fā)明的該優(yōu)選的具有用于光致發(fā)光激勵的光源的實施例中，優(yōu)選光源發(fā)射具有350nm-550nm波長范圍的光譜。在一種優(yōu)選的實施例中，光源發(fā)射405nm的波長。
[0013]所述光源例如可以是一種激光二極管或者發(fā)光二級管，然而，原則上也存在使用其它例如白熾燈這樣的光源的可能性。
[0014]此外，根據(jù)本發(fā)明的測量儀與一開始所說明的已知的測量儀一致地具有至少一個光學(xué)傳感器，以測量由食品上的表面層發(fā)出的發(fā)光輻射。
[0015]在該優(yōu)選的實施例中，光學(xué)傳感器測量全部測量點的發(fā)光福射，其中，例如可以在時間上連續(xù)地在單個測量點上進(jìn)行測量。
[0016]然而，替代地，也存在以下可能性:給各個測量點分別配置一個特有的光學(xué)傳感器，該特有的光學(xué)傳感器測量在相應(yīng)的測量點上的發(fā)光輻射。
[0017]在使用用于在全部的測量點上測量的唯一的光學(xué)傳感器時，該光學(xué)傳感器優(yōu)選具有這樣大的測量角度，使得全部的測量點位于該測量角度之內(nèi)，從而該光學(xué)傳感器可以測量全部的測量點的發(fā)光輻射。
[0018]例如表面層所發(fā)出的發(fā)光福射通過具有合適的數(shù)值孔徑(numerischerAperatur(NA))的光導(dǎo)體傳導(dǎo)至光學(xué)傳感器。
[0019]此外，要提到的是，該光學(xué)傳感器優(yōu)選為分光光度計，該分光光度計測量表面層的發(fā)光輻射的波長光譜。因此，根據(jù)本發(fā)明的測量儀不同于一開始所說明的已知的測量儀，在一開始所說明的已知的測量儀中，僅僅測量在確定的特征波長上的發(fā)光輻射的強度，而該分光光度計檢測發(fā)光輻射的完整的波長光譜。這是有利的，因為由此可以檢測發(fā)光輻射的特征波長光譜，由此可以在很大程度上避免測量錯誤。也就是說，在本發(fā)明的框架下也存在通過所謂的“光譜成像(Spectral Imaging) ”分析評估信號的可能性，這從現(xiàn)有技術(shù)已知。
[0020]此外，要提到的是，優(yōu)選設(shè)置多個測量點，其中，各個測量點優(yōu)選布置為繞光學(xué)傳感器的光軸分布。這是有利的，因為然后光學(xué)傳感器可以更容易地檢測全部的測量點的發(fā)光福射。
[0021]在本發(fā)明的該優(yōu)選的實施例中，測量儀不僅僅考慮由表面層發(fā)出的發(fā)光輻射的波長光譜，而且也考慮在待監(jiān)測的食品上的表面層的表面溫度。為此，根據(jù)本發(fā)明的測量儀優(yōu)選具有實現(xiàn)無接觸的溫度測量的高溫計。
[0022]此外，優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的測量儀也包括用于在沒有熒光激勵的情況下測量表面層的顏色的色度計，其中，這類色度計本身已經(jīng)被現(xiàn)有技術(shù)公開并且因此不必詳細(xì)說明。
[0023]在本發(fā)明的框架下，當(dāng)也考慮表面層的發(fā)光輻射在時間上的衰變特性時，可以進(jìn)一步提高測量準(zhǔn)確性。因此，優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的測量儀具有一測量器件，該測量器件測量發(fā)光輻射在時間上的衰變特性。
[0024]此外，根據(jù)本發(fā)明的測量儀也可以具有pH計，以便測量食品上的表面層的pH值。
[0025]此外，根據(jù)本發(fā)明的測量儀可以具有電阻測量裝置，以便測量表面層和/或食品的表面電阻，由此可以進(jìn)一步提尚測量準(zhǔn)確性。
[0026]此外，要提到的是，根據(jù)本發(fā)明的測量儀包括用于對表面層和/或食品定性和/定量和用于產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號的分析評估單元。該分析評估單元的輸出信號例如可以描述待檢驗的食品的以下特性之一:
[0027]-在表面層中的細(xì)菌的代謝產(chǎn)物、尤其卟啉、尤其卟啉IX的細(xì)菌數(shù)。
[0028]-來自由肉、魚、蔬菜和/或水果組成的組的食品的類型。
[0029]-來自由豬肉、牛肉、禽肉、羊肉、鹿肉、馬肉和/或狗肉組成的組的肉的類型。
[0030]-食品的、根據(jù)食品的新鮮狀態(tài)的可食用性。
[0031]以上已經(jīng)指出，肉在存放期間有越來越多的細(xì)菌繁殖，所述細(xì)菌的代謝產(chǎn)物發(fā)射特征性的發(fā)光輻射，從而發(fā)光輻射的測量實現(xiàn)對肉的新鮮狀態(tài)的推斷。在分析評估所測量的發(fā)光輻射時，應(yīng)根據(jù)可能性僅僅有選擇地考慮特征波長光譜，所述波長光譜由相應(yīng)的細(xì)菌的代謝產(chǎn)物(例如卟啉)發(fā)出。因此，分析評估單元在發(fā)光輻射的峰值時測量相應(yīng)的峰值的波長和相應(yīng)的峰值的強度。接著，分析評估單元然后優(yōu)選求取峰值的強度比、即例如第一峰值的強度和第二峰值的強度的比。此外，優(yōu)選分析評估單元求取在一方面發(fā)光輻射的所測量的峰值的波長和另一方面預(yù)先給定的特征波長之間的波長一致性，所述預(yù)先給定的特征波長對于細(xì)菌的代謝產(chǎn)物的熒光輻射來說是特征性的。例如特征波長可以是在卟啉、尤其卟啉IX的熒光輻射中的峰值的波長。然后，所測量的峰值的強度比和所測量的峰值與特征波長的波長一致性實現(xiàn)這樣的判斷:所測量的輻射實際上由細(xì)菌代謝產(chǎn)物導(dǎo)致還是基于干擾。
[0032]此外，分析評估單元可以分析評估峰值的信號形式，以判斷所探測的發(fā)光輻射由表面層產(chǎn)生還是由干擾產(chǎn)生。
[0033]分析評估單元可以根據(jù)以下量中至少一個對在食品(例如肉)上的表面層定性和/或定量，其中，然后產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號:
[0034]-描述在所有測量點上的發(fā)光輻射的強度的總值，例如在各個測量點上所測量的強度的平均值，
[0035]-在各個測量點上的強度，
[0036]-食品的表面溫度，
[0037]-食品上的表面層的顏色，
[0038]-由食品上的表面層所發(fā)射的發(fā)光輻射在時間上的衰變特性，
[0039]-發(fā)光輻射的峰值的強度比，
[0040]-在發(fā)光輻射的峰值和預(yù)先給定的特征波長之間的波長一致性，
[0041]-pH 值，
[0042]-表面電阻。
[0043]在本發(fā)明的該優(yōu)選的實施例中，通過模糊邏輯來進(jìn)行以上所提到的輸入量的分析評估，這本身已經(jīng)由現(xiàn)有技術(shù)公開并且因此不必詳細(xì)說明。
[0044]此外，要提到的是，優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的測量儀是可攜帶的、例如呈手持儀器的形式。這實現(xiàn)例如在餐飲業(yè)中或者在進(jìn)行肉加工的企業(yè)中使用。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的測量儀的供電例如可以通過集成的電池來進(jìn)行，其中，優(yōu)選涉及一種可充電的電池。
[0046]此外，優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的測量儀具有顯示器，以便能夠顯示分析評估單元的輸出信號和測量儀另外的運行參數(shù)。例如所述顯示器可以是IXD顯示器(IXD:Uquid CrystalMsplay，液晶顯示)。
[0047]此外，有重要意義的是，根據(jù)本發(fā)明的測量儀實現(xiàn)快速的測量，從而所述測量儀也可以使用在進(jìn)行肉加工的企業(yè)中的生產(chǎn)線上，而不妨礙加工速度。因此，測量持續(xù)時間優(yōu)選小于10秒、I秒或者50毫秒。
[0048]此外，優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的測量儀具有數(shù)據(jù)接口，以配置測量儀和/或輸出測量數(shù)據(jù)。例如所述數(shù)據(jù)接口可以具有USB接口(USB Universal Serial gus，通用串行總線)、藍(lán)牙接口