本實用新型涉及光譜技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具有分析系統(tǒng)的微波爐。

背景技術(shù)：

食品安全關(guān)系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全，在食用前對食物進行品質(zhì)的評估以及成分檢測是非常有必要的。食品安全檢測方法主要有色譜法、質(zhì)譜法、光譜法和生物檢測法等?；谏V、質(zhì)譜和免疫分析的檢測方法檢測精度高、重復(fù)性好，可用于食品安全的精確分析和法定檢測，但這些方法不僅需要大型的儀器設(shè)備，而且需要比較復(fù)雜的樣品前期處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型實施例的目的在于提供一種具有分析系統(tǒng)的微波爐，以解決上述問題。

本實用新型實施例提供一種具有分析系統(tǒng)的微波爐，其特征在于，包括微波爐主體以及分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)包括：光源、圖像采集裝置、光譜采集裝置、控制裝置、通信裝置，所述分析系統(tǒng)中的光源、圖像采集裝置、光譜采集裝置、控制裝置、通信裝置設(shè)置于所述微波爐主體，所述控制裝置分別與所述光源、圖像采集裝置、光譜采集裝置以及通信裝置耦合；所述光源輸出的光束照射待測食品，所述圖像采集裝置采集所述待測食品經(jīng)過上述光源照射后的圖像，所述待測食品經(jīng)過所述光源照射后的反射光進入所述光譜采集裝置后，所述控制裝置將所述圖像采集裝置采集到的圖像以及所述光譜采集裝置采集的所述電信號傳入到所述通信裝置后，通過所述通信裝置發(fā)送到服務(wù)器進行分析。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐，所述具有分析系統(tǒng)的微波爐中的光譜采集裝置不再需要大型的儀器設(shè)備便能采集到食品的光信號且將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并通過圖像采集裝置采集食品的圖像，并通過控制裝置將所述圖像采集裝置采集到的圖像及所述電信號傳入到所述通信裝置后，通過所述通信裝置發(fā)送到所述服務(wù)器進行分析，所述系統(tǒng)及所述微波爐無需對樣品進行前期處理，直接將光源照射在待測食品上，即可以開始進行采集和分析。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐的方框圖。

圖2是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐中的一種光譜采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐中的另一種光譜采集裝置的原理示意圖。

圖5是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐中的一種遮擋裝置的示意圖。

圖6是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐中的另一種遮擋裝置的示意圖。

主要元件符號說明：

光源110，圖像采集裝置120，光譜采集裝置130，微透鏡131，透射式分光元件132，光電探測器133，防油防霧裝置134，小孔135，反射式分光元件136，控制裝置140，通信裝置150，服務(wù)器160，遮擋裝置170，上層熱屏蔽板171，下層熱屏蔽板172，第一扇葉1721、第二扇葉1722、第三扇葉1723，第四扇葉1724，第五扇葉1725，微波爐主體180，內(nèi)側(cè)頂壁181，外側(cè)壁182，顯示裝置190，待測食品200。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

請參閱圖1至圖2，圖1是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐的方框圖，圖2示出了本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐的結(jié)構(gòu)示意圖。所述具有分析系統(tǒng)的微波爐包括微波爐主體180以及分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)包括：光源110、圖像采集裝置120、光譜采集裝置130、控制裝置140、通信裝置150。所述分析系統(tǒng)中的光源110、圖像采集裝置120、光譜采集裝置130、控制裝置140、通信裝置150設(shè)置于所述微波爐主體180，所述控制裝置140分別與所述光源110、圖像采集裝置120、光譜采集裝置130以及通信裝置150耦合；所述光源110輸出的光束照射待測食品200，所述圖像采集裝置120采集所述待測食品200經(jīng)過上述光源110照射后的圖像，所述待測食品200經(jīng)過所述光源110照射后的反射光進入所述光譜采集裝置130后，所述控制裝置140將所述圖像采集裝置120采集到的圖像以及所述光譜采集裝置130采集的所述電信號傳入到所述通信裝置150后，通過所述通信裝置150發(fā)送到服務(wù)器160進行分析。

所述光源110可以為所述光源為LED燈、鎢鹵燈、氙氣燈或者汞氙燈，工作波段為可見光或者可見－近紅外波段。

其中，LED是英文Light Emitting Diode(發(fā)光二極管)的縮寫，所述光源110可以采用具有優(yōu)越彩色再現(xiàn)性和低功耗特性的LED。

由于鎢鹵燈里面充滿了鹵族元素氣體，使得鎢絲不會變細，體積更小，發(fā)光效率比老式白熾燈好一倍，壽命長達兩三倍，顯色性可達100％，因此也可以選用鹵鎢燈作為所述光源110?？梢岳斫獾氖?，如果微波爐主體180自帶的照明光源為普通鎢燈，可以采用微波爐主體180自帶的照明光源，如果微波爐主體180自帶的是其他非寬光譜的光源，可以在不破壞微波爐主體180自帶的照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)前提下，更換一個寬光譜的燈珠即可。

所述圖像采集裝置120可以為CMOS和CCD類型的感光組件，優(yōu)選的，所述圖像采集裝置120可以為普通微型攝像頭，微型攝像頭具有體積小、功能強大的特點，采用微型攝像頭減小了所述分析系統(tǒng)的體積，但是可以理解的是，所述圖像采集裝置120可以有多種，并不局限于上述提到的實施方式。

由于需要將所述光譜采集裝置130設(shè)置于所述微波爐主體180，因此，可以采用微光學與光集成技術(shù)，將微透鏡、分光元件、探測器等進行片上集成與封裝，實現(xiàn)光譜采集裝置130的微型化。

請參閱圖3，圖3是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐中的一種光譜采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖，所述光譜采集裝置130a包括微透鏡131、透射式分光元件132以及光電探測器133，所述待測食品200經(jīng)過所述光源110照射后的反射光依次進入所述微透鏡131、透射式分光元件132以及光電探測器133。

其中，所述透射式分光元件132可以為FP陣列，線性漸變?yōu)V波片，透射光柵。

其中，透射光柵，是指在透明玻璃上刻制很多條相互平行、等距、等寬的狹縫，利用多縫衍射原理，使復(fù)合光發(fā)生色散的光學元件。

FP陣列，由多個微型FP腔組成的分光器件，F(xiàn)P腔是指一種利用多光束干涉來工作的光學器件或者裝置，可以通過調(diào)整腔長控制透過的波長。

線性漸變?yōu)V光片，是一種特殊的濾光片，它的中心波長是隨著在濾光片上位置的不同而變化的。

所述光電探測器133可以使用寬帶高靈敏度線陣CCD/CMOS傳感器，波長適用范圍優(yōu)選的為400－1700nm。

請參閱圖3，所述光源110輸出的光束照射待測食品200，所述圖像采集裝置120采集所述待測食品200經(jīng)過上述光源110照射后的圖像，所述待測食品200經(jīng)過所述光源110照射后的反射光依次進入小孔135，所述小孔135位于所述微透鏡131焦點位置，然后進入所述防油防霧裝置134，通過所述微透鏡131之后變成平行光，并經(jīng)過透射式分光元件132，按波長色散到光電探測器133上，所述光電探測器133將色散的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。

請參閱圖4，圖4示出了本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐中的另一種光譜采集裝置的原理示意圖。所述光譜采集裝置130b包括反射式分光元件136以及光電探測器133，所述待測食品200經(jīng)過所述光源110照射后的反射光依次進入所述反射式分光元件136以及所述光電探測器133。

所述反射式分光元件136可以曲面光柵(凸/凹面光柵)或者平面光柵。

其中，平面光柵，是指在一塊光潔的平面玻璃上刻出一系列平行的斜槽，入射光經(jīng)過斜槽的反射后，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

曲面光柵，是指在一塊光潔的凸/凹球面玻璃上刻出一系列平行的斜槽，入射光經(jīng)過斜槽的反射后，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

所述光源110輸出的光束照射待測食品200，所述圖像采集裝置120采集所述待測食品200經(jīng)過上述光源110照射后的圖像，所述待測食品200經(jīng)過所述光源110照射后的反射光依次進入小孔135，然后進入所述防油防霧裝置134，經(jīng)過反射式分光元件136，按波長色散到光電探測器133上，所述光電探測器133將色散的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。

進一步的，為了解決微波爐中的油污以及水蒸氣對分析系統(tǒng)的影響，所述光譜采集裝置130還可以包括：防油防霧裝置134，所述防油防霧裝置134設(shè)置于待測食品200與所述微透鏡131之間。

將所述防油防霧裝置134設(shè)置于光譜采集裝置130的小孔135處，其中，所述防油防霧裝置134為由透光材料制成的部件，在所述部件表面蒸鍍防水、防油污納米薄膜。所述透光材料可以是玻璃，納米復(fù)合材料，亞克力材料，透明陶瓷等，但是可以理解的是，所述透明材料的實施方式可以有多種，并不局限于所述實施方式。當設(shè)置了所述防油防霧裝置134，可有效防止油污，水蒸氣等對分析系統(tǒng)的影響。

請參閱圖2，由于所述光譜采集裝置130具有高靈敏度，因此所述光源110、圖像采集裝置120以及光譜采集裝置130可以均設(shè)置于所述微波爐主體180的內(nèi)側(cè)頂壁，或者所述光源110、圖像采集裝置120以及光譜采集裝置130均設(shè)置于所述微波爐主體180的同一內(nèi)側(cè)側(cè)壁。

請參閱圖2，所述控制裝置140可以設(shè)置于所述微波爐主體180的外側(cè)壁，所述通信裝置150設(shè)置于所述微波爐主體180內(nèi)部，所述通信裝置150的天線設(shè)置于所述微波爐主體的外側(cè)壁。

其中，所述控制裝置140可以是遙控控制，所述通信裝置150支持3G、4G、WIFI、藍牙、GPRS以及GSM中的一種或多種無線通信方式。

進一步的，為解決微波爐工作時，內(nèi)部高溫對整個分析系統(tǒng)的影響，所述系統(tǒng)200還包括遮擋裝置170，所述遮擋裝置170包括上層熱屏蔽板171和下層熱屏蔽板172，上層熱屏蔽板用于放置所述圖像采集裝置、所述光源以及所述光譜采集裝置，并分別在放置所述圖像采集裝置、所述光源以及所述光譜采集裝置對應(yīng)的位置設(shè)置小孔，下層熱屏蔽板與所述控制裝置耦合，以使所述控制裝置控制所述下層熱屏蔽板的打開和閉合。所述遮擋裝置170利用熱屏蔽板的反射絕熱原理，來隔斷熱量的傳遞。由于熱屏蔽板為金屬材質(zhì)，因此同時兼具了消除電磁干擾的功能。

請參閱圖5，圖5是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐中的一種遮擋裝置的示意圖。所述遮擋裝置170包括上層熱屏蔽板171和下層熱屏蔽板172，所述下層熱屏蔽板172可以為如圖4所示的電控的扇形金屬活頁窗，所述下層熱屏蔽板172包括第一扇葉1721、第二扇葉1722、第三扇葉1723。所述圖像采集裝置120，所述光源110以及所述光譜采集裝置130分別置于上層熱屏蔽板171上，所述遮擋裝置170與所述控制裝置140耦合，通過控制裝置140控制下層熱屏蔽板172的智能打開和關(guān)閉。

當控制裝置140控制所述遮擋裝置170關(guān)閉時，所述下層熱屏蔽板172的第一扇葉1721、第二扇葉1722、第三扇葉1723會閉合，即形成如圖5所述的狀態(tài)，此時設(shè)置在所述上層熱屏蔽板171上的所述圖像采集裝置120，所述光源110以及所述光譜采集裝置130便會相對于待測食品200隱藏起來。

當控制裝置140控制所述遮擋裝置170打開時，所述下層熱屏蔽板172的第一扇葉1721、第二扇葉1722、第三扇葉1723會收縮起來，此時放置在所述上層熱屏蔽板171上的所述圖像采集裝置120，所述光源110以及所述光譜采集裝置130便會相對于待測食品200暴露出來，此時分析系統(tǒng)開始工作。

請參閱圖6，圖6是本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐中的另一種遮擋裝置的示意圖。所述下層熱屏蔽板172可以為如圖5所示的電控的金屬活頁窗，所述下層熱屏蔽板172包括第四扇葉1724和第五扇葉1725。所述圖像采集裝置120，所述光源110以及所述光譜采集裝置130分別置于上層熱屏蔽板171上，所述遮擋裝置170與所述控制裝置140耦合，通過控制裝置140控制下層熱屏蔽板172的智能打開和關(guān)閉。

當控制裝置140控制所述遮擋裝置170關(guān)閉時，所述下層熱屏蔽板172的第四扇葉1724和第五扇葉1725閉合，即形成如圖6所述的狀態(tài)，此時設(shè)置在所述上層熱屏蔽板171上的所述圖像采集裝置120，所述光源110以及所述光譜采集裝置130便會相對于待測食品200隱藏起來。

當控制裝置140控制下層熱屏蔽板172打開時，所述下層熱屏蔽板172的第四扇葉1724和第五扇葉1725從中間向兩邊收縮，所述光源110以及所述光譜采集裝置130便會相對于待測食品200暴露出來，此時分析系統(tǒng)開始工作。

可以理解的是，所述遮擋裝置170的實施方式有多種，例如也下層熱屏蔽板172可以是單個扇葉的，當控制裝置140控制下層熱屏蔽板172打開時，所述下層熱屏蔽板172的單個扇葉收縮起來，此時分析系統(tǒng)開始工作。當然，并不局限于所述實施例中提到的方式。

進一步的，所述微波爐400還可以包括顯示裝置190，所述顯示裝置190與所述控制裝置140耦合，所述顯示裝置190可以設(shè)置于所述微波爐外側(cè)壁182。通過顯示裝置190，用戶可以方便的查看分析系統(tǒng)對待測食品200進行分析后的結(jié)果。

其中，所述顯示裝置190可以是手機等便攜式設(shè)備，若所述顯示裝置190為手機等便攜式設(shè)備，圖像采集裝置120采集的圖像以及光譜采集裝置130采集的光譜信息可以通過通信裝置140傳送至手機等便攜式設(shè)備，經(jīng)手機等便攜式設(shè)備上傳至服務(wù)器160，并由服務(wù)器160返回物體的成分信息以及品質(zhì)信息等至手機等便攜式設(shè)備端，并由所述手機等便攜式設(shè)備中安裝的應(yīng)用程序的顯示界面對所需信息進行顯示。

當微波爐不工作時，控制裝置140控制所述遮擋裝置170關(guān)閉時，此時，所述下層熱屏蔽板172的扇葉會閉合，此時放置在所述上層熱屏蔽板171上的所述圖像采集裝置120，所述光源110以及所述光譜采集裝置130便會相對于待測食品200隱藏起來。當微波爐工作時，將待測食品放入微波爐主體180內(nèi)，所述光源110輸出的光束照射待測食品200，所述圖像采集裝置120采集所述待測食品200經(jīng)過上述光源110照射后的圖像，所述待測食品200經(jīng)過所述光源110照射后的反射光依次進入小孔135，然后進入所述光譜采集裝置130，所述控制裝置140將所述圖像采集裝置120采集到的圖像及所述光譜采集裝置130經(jīng)過光電探測器133將色散的光信號轉(zhuǎn)換形成的電信號傳入到所述通信裝置150后，通過所述通信裝置150發(fā)送到所述服務(wù)器160進行分析。所述服務(wù)器160接收到所述圖像以及所述電信號后，所述服務(wù)器160將接收到的所述電信號進行去噪、濾波、光譜提取后可以得到待測食物的可見光或者近紅外吸收/反射光譜，并將獲得的光譜與所述服務(wù)器160中的數(shù)據(jù)庫的光譜進行比對、使用適當?shù)乃惴▽庾V進行分析獲取到食物成分信息，其中所述服務(wù)器160中的數(shù)據(jù)庫中預(yù)存儲了常見物質(zhì)的圖片以及光譜，例如可見光譜以及近紅外光譜等、以及圖像處理與分析算法，例如主成分分析，小波去噪、支持向量機、稀疏表示，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法。并且，所述服務(wù)器160將接收到的圖像通過圖像處理技術(shù)獲取圖像中包含的樣品品質(zhì)特征信息。

當服務(wù)器160通過處理后獲取到食物成分信息以及食物品質(zhì)特征信息后，將所述食物成分信息以及食物品質(zhì)特征信息返回至所述通信裝置150，并通過控制裝置140控制顯示裝置190進行顯示，用戶通過查看顯示裝置190上顯示的信息，即可獲得食物成分信息以及食物品質(zhì)特征信息，控制裝置根據(jù)此信息可智能選擇合適的加熱火力以及加熱時間，以獲得最佳烹飪效果。

本實用新型實施例提供的一種具有分析系統(tǒng)的微波爐不再需要大型的儀器設(shè)備便能采集到食品的光信號且將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并通過圖像采集裝置120采集食品的圖像，并通過控制裝置140將所述圖像采集裝置120采集到的圖像及所述電信號傳入到所述通信裝置150后，通過所述通信裝置150發(fā)送到所述服務(wù)器160進行分析，所述系統(tǒng)及所述微波爐無需對樣品進行前期處理，直接將光源110照射在待測食品200上，即可以開始進行采集和分析，分析完畢后，可以在顯示裝置190上進行顯示，方便用戶查看分析后的結(jié)果，進一步提高了用戶的使用體驗。并且所述分析系統(tǒng)中的圖像采集裝置120利用計算機視覺技術(shù)，通過光學成像傳感器代替人眼的視覺功能客觀獲取被檢食品的圖像信息，然后通過圖像處理技術(shù)挖掘圖像中包含的食品品質(zhì)特征信息，采用模式識別算法建立品質(zhì)信息的定性或定量檢測模型，為食品品質(zhì)檢測、分級、管理等提供信息支持，同時光譜采集裝置130利用光譜技術(shù)進行分析食品的成分信息，具有速度快、無損，無需制備樣品以及成本低等優(yōu)勢，另外，微波爐是科技時代迅速發(fā)展起來的新型廚房電器，已經(jīng)走進了千家萬戶，將所述分析系統(tǒng)集成到微波爐中，實時快速地為使用者提供烹飪食品的品質(zhì)特征及其成分信息將極大的提高其生活質(zhì)量，應(yīng)用前景十分廣闊。

需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術(shù)語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。