用于探测马铃薯中的“糖尖峰”缺陷的方法、传感器单元和机器技术

本发明专利技术涉及一种用于探测马铃薯（K）中的“糖尖峰”缺陷的方法、传感器单元和机器。该方法包括：利用至少一个光源（11）照射马铃薯（K），对于每个马铃薯（K）上的多个位置点（P1-P4），其中位置点(P1,P2,P4)位于马铃薯的端部区域处并且其它位置点(P3)位于马铃薯的中心区域中，将在相应的位置点处反射的和/或透射的光(LP1-LP4)选择性地投射到至少一个光电传感器(12)上，通过至少一个光电传感器(12)从接收的光中针对每个位置点（P1-P4）记录光测量信号(LM1-LM4)，并且对这样地针对每个位置点记录的光测量信号(LM1-LM4)进行中间存储，从光测量信号(LM1-LM4)中确定至少一个分类特征，并且当至少一个分类特征与预定的“糖尖峰”标准相应时，将马铃薯（K）分类为患有“糖尖峰”缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于探测马铃薯中的“糖尖峰(Zuckerspitzen)”缺陷的方法和传感器单元。此外本专利技术涉及用于处理患有“糖尖峰”缺陷的马铃薯的机器。
技术介绍
借助相机探測散装物品和接着对散装物品进行拣选是常用的方法。这样的用于对马铃薯拣选的设备的实施方式例如描述在专利US 4，351，437A中。在该公知的设备中，在辊台式输送机上运送马铃薯，其中所述马铃薯排列成横排地被引导至检查区域，在该检查区域中以入射光方法用光照射所述马铃薯并且由行图像相机检测被马铃薯反射的光。行图像相机定期横向地在每个马铃薯排上扫描，并且产生与反射的光相应的探测输出信号。相机在此观察到马铃薯的相对于暗背景的明亮地被照明的区域，从而微处理器可以从如此所检测的图像中确定马铃薯在马铃薯排方向上的长度。用于对食物拣选和分析的其它设备描述在EP 672 468 BI或EPl 332 353 BI中。在此主要对输送的对象进行入射光探測和拣选，其中全自动地检查输送的对象，其中光被入射到输送的对象上并且由相机捕获反射的光并进行分析。光被实施为宽带的或者经过滤波的白光，而也实施为具有确定的、对相应的任务提出相关的波长的LED光或激光。利用这种技术例如可以识别对象表面上的杂质，但是也可以在物品材料情况下识别一定质量差巳升。新近分光镜技术也明显地进入对食物的分析和流线拣选中。例如，借助所谓的“气味分析器”或“味道分析器”分析完整水果的糖含量。这样的设备的实施方式在专利US7，103, 207中描述或者被构造为手持设备在W099/61898A1中描述。这些方法基于I通道光谱仪工作。在此检测对象的唯一的測量点或測量斑点的反射特性和/或透射特性并进行分析。但是利用这些已知的技术不能检测水果和蔬菜的很多缺陷和障碍。尤其是，在文献中也作为“sugar-ends (糖端)”已知的所谓“糖尖峰”缺陷和马铃薯不能被明确地检測，因为这是在马铃薯块茎中生长的局部障碍。在这些局部生长障碍的情况下，在起源处、尤其是在马铃薯块茎的近端处出现通过各种环境因素引起的糖积累。容易遭到这些“糖尖峰”缺陷的尤其是长块茎的马铃薯种类，例如经常用于制造炸薯条的“褐色布尔班克”和“夏波蒂”种类。该生长障碍具有大的经济意义，因为在加热过程中具有氨基酸的局部积累的減少的糖形成棕色至黒色的色素，所述色素使得马铃薯最终产品在光学上难看并且因此滞销。“糖尖峰”缺陷的重要问题是，所述“糖尖峰”缺陷在光学上不能在未加工的马铃薯或马铃薯部分处被发现，而是在厨房中或在加工食物的エ业中加热时才出现，并且然后经常导致抱怨。本专利技术的附加方面是避免在马铃薯的烘焙和煎炸时提高的丙烯酰胺形成。尤其是炸薯条近年来弄得声名狼藉，因为炸薯条包含丙烯酰胺、即可以触发癌的物质。丙烯酰胺在高温时在对马铃薯的烘焙和煎炸情况下形成，其方式是包含在马铃薯中的淀粉过热。食物中的丙烯酰胺的最重要原始物质是氨基酸天门冬氨，其尤其是出现在马铃薯和谷类中。通过诸如葡萄糖的糖促进了丙烯酰胺形成，葡萄糖也就是在具有“糖尖峰”缺陷的马铃薯中以增强的程度出现的物质。用于提早识别马铃薯上的“糖尖峰”缺陷的迄今方法基于在收获之后或在货物输入检查时加热马铃薯的测试样本并且此后通过操作人员视觉地检查。在此如果各个测试样本展示出“糖尖峰”缺陷，则通常严格地丢弃整批马铃薯，这是大的材料损失并且对生产运行来说与大的损失相关联。对此替换地，在测试样本上出现“糖尖峰”缺陷的情况下切掉整批马铃薯的所有端部。由此虽然减小了材料损失，但是通过切掉的附加工作步骤引起工作和机器成本。此外测试样本的加热和检查是耗时的事情，它防止了对马铃薯的快速加工。
技术实现思路
因此值得期望的是，能够提供用于探测马铃薯中的“糖尖峰”缺陷的方法和传感器単元，其不仅被应用于测试样本，而且使得可以可靠地检验全部马铃薯，并且这为此还流线地(inline)在马铃薯加工线中。此外，值得期望的是，能够提供用于处理患有“糖尖峰”缺陷的马铃薯的机器，在该机器处首先可靠地探測具有“糖尖峰”缺陷的马铃薯，并且接着或者对患有“糖尖峰”缺陷的马铃薯进行分拣或者通过切掉患有的部分来处理。本专利技术通过提供具有权利要求1的特征部分特征的用于探测马铃薯中的“糖尖峰”缺陷的方法，具有权利要求17的特征部分特征的用于探测马铃薯中的“糖尖峰”缺陷的传感器単元，以及具有权利要求25的特征部分特征的用于处理患有“糖尖峰”缺陷的马铃薯的机器解决上述任务。本专利技术的有利扩展方案在下面的描述中以及从属权利要求中说明。本专利技术的用于探测马铃薯中的“糖尖峰”缺陷的方法包括: 利用至少ー个光源照射马铃薯， 对于每个马铃薯上的多个位置点，其中位置点位于马铃薯的两个端部区域处并且其它位置点位于马铃薯的中心区域中，将在相应的位置点处反射的和/或透射的光选择性地投射到至少ー个光电传感器上，通过至少一个光电传感器从接收的光中针对每个位置点记录光測量信号，并且对这样地针对每个位置点记录的光測量信号进行中间存储， 从光测量信号中确定至少ー个分类特征，并且当至少ー个分类特征与预定的“糖尖峰”标准相应时，将马铃薯分类为患有“糖尖峰”缺陷。原则上足够的是，检测在茎生长的马铃薯每个端部区域处以及在中心区域中的位置点。但是在实践中，在对马铃薯进行加工的情况下在“糖尖峰”探测的时刻茎已经被从马铃薯块茎去除，并且马铃薯可以在运输过程中多次旋转，从而对于本专利技术的可用的实施来说规定，检测在马铃薯的两个端部区域中的位置点以及在马铃薯的中心区域中的其它位置点。利用本专利技术的方法可以探测未运动的、间歇性运动的和连续运动的马铃薯的“糖尖峰”缺陷。在此所使用的术语“马铃薯”既可以被理解为完整的马铃薯，也可以被理解为马铃薯块，尤其是条形或片形地在纵向或横向方向上被切割的马铃薯块。如果由位置点反射和/或透射的光顺序地投射到至少ー个光电传感器上，则通过该空间多路复用方法用唯一的光电传感器就足够了。在此，相继地扫描位置点。由位置点反射的和/或透射的光例如可以借助ニ维可运动反射镜投射到光电传感器上。如果马铃薯沿着输送方向以定义的输送速度运动并且由位置点反射或透射的光相继地、在时间上相间隔地投射到同一个光电传感器上，则在输送方向上看发生时间多路复用方法。为了能够用ー个光电传感器扫描任意分布的位置点的所反射的或透射的光，横向于或倾斜于输送方向、例如沿着线的局部扫描就足够了。如果代替单个光电传感器而分布式地横向于输送方向布置多个光电传感器，则对于由位置点反射或透射的光来说不需要偏转装置。更确切地说，在输送方向看去，ー个接ー个的位置点分别被分配给同一个光电传感器，并且在马铃薯的向前运动期间以时间多路复用方法被扫描。根据用于从光测量信号中确定至少ー个分类特征和在至少ー个分类特征与预定的“糖尖峰”标准相应的情况下将马铃薯分类为患有“糖尖峰”缺陷的第一方案，规定提供至少ー个光电传感器，其只对窄带的或经过滤波的光源的频带内的单个波长或波长带是灵敏的。也可以设置多个光电传感器，它们对不同的波长或波长带是灵敏的。至少ー个光电传感器的光測量信号是用于所述ー个波长或波长带或者用于多个彼此相间隔的波长或波长带的代表性光强度值，其中这些光強度值是分类特征并且“糖尖峰”标准被定义为与阈值光强度值的偏差。在确定的波长或波长带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M布格施塔勒，P克施哈格尔，M格罗尼希，
申请(专利权)人：EVKDI克施哈格有限责任公司，因弗鲁茨股份公司，
类型：
国别省市：