新鲜度传感器制造技术

对于随时间损失新鲜度的测量对象Ａ，新鲜度传感器装置Ｓ１具有：用来自测量对象Ａ的反射光形成光谱的分光器２、将来自分光器２的反射光谱转换为电信号的图像元件３、将来自图像元件３的电信号转换为反射光谱的测量数据的中央控制装置４、以及将先前获得的测量对象Ａ的反射光谱的测量数据存储为标准数据的存储装置５。在中央控制装置４中基于测量数据和标准数据的比较来确定测量对象Ａ的新鲜度。因此，新鲜度传感器装置Ｓ１可以被用于非破坏性的、实时的新鲜度确定，并且被应用于整个的检验。

【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确定对象(例如，随时间损失新鲜度的新产品) 的新鲜度的新鲜度传感器装置。
技术介绍
用于确定新产品的新鲜度的传统方法是取得新产品的 一个样 本，并用化学方法分析该样本以评估碳水化合物的化学成分。然而，上述用于确定新鲜度的传统方法依赖于化学分析，其需 要大规模的装置和很长时间来获得结果。因此，传统方法不能在经 营新产品的同一地点处实时地确定新鲜度。同样地，取得样本会导 致对产品的一部分的破坏，并且因此，整个的检验是非常难的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是4是供一种新鲜度传感器装置，其能够通过 利用由目标新产品所反射的光的反射光谱的时变特性、以非破坏性 的和实时的方式确定新鲜度、以及用小规模的装置执行整个检验来 解决上述传统方法的问题。本专利技术的另一个目的是，提供一种用于测量随时间损失新鲜度的对象的新鲜度传感器装置。该新鲜度传感器装置由以下组成用 于形成由测量对象所反射的光的反射光谱的分光器；用于将来自分 光器的反射光谱转换成电信号的图像元件；用于将先前测量的对象的反射光谱存储为标准数据的存储装置；以及用于将来自图像元件 的电信号转换为反射光镨测量数据并且用于通过比较测量的反射 光谱数据和存储在存储装置中的标准数据来确定对象的新鲜度的 中央控制装置。根据本专利技术的优选实施例，新鲜度传感器装置中的分光器具有 用于照射测量对象的光源；图像元件是具有投影运算功能的人造视 网膜大规模集成电路；输出端存在，用于输出在所述中央控制装置 中所确定的新鲜度测量结果；并且分光器、图^f象元件、存储装置以 及中央控制装置建立在多层电子基板上。根据本专利技术的一个实施例，通过将从测量对象所反射的并且被 转换为电信号数据的光的反射光谱与作为标准数据的先前须'J量的 测量对象的反射光镨进行比较来完成对随时间损失新鲜度的测量 对象的新鲜度的确定。附图说明图i示出本专利技术中的新鲜度传感器装置的一个实施例； 图2示出作为测量对象的黄瓜的反射光谱随时间的变化； 图3示出作为测量对象的香蕉的反射光谱随时间的变化； 图4示出作为测量对象的李子的反射光谱随时间的变化； 图5示出作为测量对象的李子的新鲜度分类；以及图6示出本专利技术中的新鲜度传感器装置的另一个实施例。具体实施例方式图1说明本专利技术中的新鲜度传感器装置的一个实施例。对于随时间损失新鲜度的测量对象A，新鲜度传感器装置SI 由以下组成照射测量对象A的光源1、用来自测量对象A的反射 光L形成光谱的分光器2、将来自分光器2的反射光谱转换为电信 号的图像元件3、将来自图像元件3的电信号转换为反射光谱的测 量数据的中央控制装置4、以及将先前获得的测量对象A的反射光 语的测量数据存储为标准数据的存储装置5。新鲜度传感器装置SI基于中央控制装置4中的反射光谱的测 量数据与存储装置5中的反射光谱的标准测量数据之间的比较来确 定测量对象A的新鲜度。新鲜度传感器装置SI还装备有用于显示 中央控制装置4中获得的新鲜度结果的显示单元6和用于将中央控 制装置4中获得的新鲜度结果输出到外部装置的输出端7。对于光源1，可以使用连续地发射一定量的光的照明灯或瞬间 地发射 一 定量的光的闪光灯。分光器2由聚焦透镜8、具有狭缝9a的狭缝板9、以及光栅IO 组成。分光器2用来自测量对象A的反射光形成按顺序的波长带的 反射光谱，该反射光谱包括近红外区域。通过成像透镜11由图像 元件3来接收该反射光i普。在本专利技术的这个实施例中，图<象元件3在XY方向上具有许多 像素，并且使用具有投影运算功能的人造视网膜大规模集成电路。 当图像元件3从分光器2接收反射光谱时，在图像元件3上存在光 强度分布，其与由波长(X轴)和在狭缝宽度方向上的位置(Y轴) 的矩阵所组成的反射的强度密度成比例。图像元件3将每个像素上的光强度转换为电信号(电压)并且用上述投影运算功能对Y轴方 向上的电信号执行模拟平均过程。中央控制装置4将来自图像元件3的电信号转换为反射光镨的 测量数据，并且将该数据与存储在存储装置5中的标准数据进行比 较。反射光谱的测量数据代表波长和反射率之间的关系图形。当和 标准数据比较时，使用整个图形或图形的特征部分。因此，类似于测量数据，存储装置5中的标准数据是波长和反 射率之间的关系图形。当只有测量数据中的图形的特征部分被用于 比较时，可以设置预定信号阈值。中央控制装置4利用测量数据和标准数据确定新鲜度。尤其是， 中央控制装置4按照新鲜度等级对图形识别结果(该结果是测量对 象A的新鲜度)进行分类，并且将等级输出到显示单元6，其中， 将等级显示为适当的代码，例如，数字。在本专利技术中，随时间损失新鲜度的测量对象A主要是新鲜的产 品。例如，生肉具有主要吸收蓝光的波长区域、并且在乂人红到近红 外的波长区域中产生荧光的特性，反射光镨的图形随时间改变。在 另一个实例中，蔬菜显示出新鲜度和叶绿素(绿色)的反射光谱之 间的强相关性，并且如图2至图4中所示的，反射光i普的图形随时 间变化。图2示出作为测量对象A的黄瓜的反射光谱的图形的变化。在 这种情况下，750nm和800nm之间的波长带显示出在在初期(此时 新鲜度高)的高反射率。但是，相同波长带中的反射率随时间流逝 而降<氐。图3示出作为测量对象A的香蕉的反射光谱的图形的变化。在 这种情况下，在550nm和800nm之间的波长带示出在初期(此时 新鲜度高)的高反射率。但是在相同波长带中的反射率随时间流逝 而降4氐。图4示出作为测量对象A的李子的反射光谱的图形的变化。在 这种情况下，在600nm和800nm之间的波长带显示出在初期(此 时新鲜度高)的高反射率，伴随在660nm波长附近，反射率的特性 下降。但是在相同波长带中的反射率随时间流逝而降低。在植物和蔬菜被用作测量对象A的情况下，上述反射率随时间 的降低归因于水分的流失，以及表面随时间逐渐变为褐色的事实。 现在，反射光i普的图形对于生肉以及鱼随时间改变。因此，本专利技术中的新鲜度传感器装置将初期的反射光谱数据 (例如，图2至图4中的第一天的光谱)存储为存储装置5中的标 准数据。接下来，中央控制装置4比较来自图像元件3的反射光谱 的实际测量数据和上述标准数据，并且由预定波长带中的反射率的 降低程度来确定测量对象A的新鲜度。中央控制装置4还用以下方式对新鲜度分类。对于图4中李子 作为测量对象A的情况下，从反射光谱的图形选择三个波长带带 A ( 460nm ~ 510nm )、带B ( 570nm ~ 650nm )、以及带C ( 7德m ~ 800nm)。接下来，通过以下公式确定水指标和新鲜度指标水指标(C +A) /10 (C-B)新鲜度指标(C + B) /10 (C-B)接下来，如图5中所示的，中央控制装置5基于上述水指标和 新鲜度指标4巴"1级，，分给最新鲜的对象，4巴"2级，，分给开始损 失其新鲜度的对象，以及把"3级，，分给为腐烂的对象。将这些结 果显示在显示单元6上。如上所述，新鲜度传感器装置Sl基于测量数据和标准数据的 比较来确定测量对象A的新鲜度，其中，测量数据是从由测量对象 A所反射的光的反射光语获得的，而标准数据是从先前测量的测量 对象A的反射光i普获得的。因此，可以非石皮坏性地和快速地确定测 量对象A的新鲜度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量随着时间损失新鲜度的对象的新鲜度的新鲜度传感器装置，包括：分光器，用于形成由测量对象所反射的光的反射光谱；图像元件，用于将来自所述分光器的所述反射光谱转换为电信号；存储装置，用于将先前测量的对象的反射光谱存储为标准数据；以及中央控制装置，用于将来自所述图像元件的所述电信号转换为反射光谱测量数据，以及用于通过将所测量的反射光谱数据与存储在所述存储装置中的所述标准数据进行比较来确定所述对象的新鲜度。

【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：佐鸟新，江良聪，上野宗一郎，三浦理惠，
申请(专利权)人：佐鸟新，
类型：发明
国别省市：JP[日本]