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一種便攜式肉質(zhì)檢測器、系統(tǒng)和方法與流程

文檔序號:11913232閱讀:630來源:國知局
一種便攜式肉質(zhì)檢測器、系統(tǒng)和方法與流程

本申請涉及食品衛(wèi)生領(lǐng)域的肉質(zhì)檢測技術(shù),尤其涉及一種便攜式肉質(zhì)檢測器。



背景技術(shù):

傳統(tǒng)的肉類新鮮度檢驗主要包括主觀評判、理化實驗和微生物測定等。主觀評判借助人體的嗅覺和視覺等感官,對肉類的色澤、氣味等進行判斷。該方式雖然快捷、簡便,但檢驗結(jié)果主觀性強,結(jié)果不夠準(zhǔn)確。理化實驗主要建立在肉類腐敗分解產(chǎn)生的特殊化學(xué)物質(zhì)的測定。微生物法通過測定肉類中細菌總數(shù)來反應(yīng)肉類腐敗變質(zhì)程度。上述兩種方式都必須在實驗室進行、操作復(fù)雜、消耗時間長。目前相關(guān)部門主要按照《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)分析方法》進行測定,該方法操作復(fù)雜且耗時較長,不能滿足快速無損檢測要求。

在肉質(zhì)檢測領(lǐng)域,具有代表性的電子鼻技術(shù)是利用可見光/近紅外光譜技術(shù)和氣體傳感器技術(shù)的肉質(zhì)檢測系統(tǒng)。例如德國的Kay Sowoidnich等設(shè)計的手持式拉曼檢測裝置;美國的Michael S.Wiederoder等開發(fā)的隨身攜帶式高光譜成像系統(tǒng)、英國Aromascan公司的數(shù)字氣味分析系統(tǒng)和浙江大學(xué)的金屬氧化物傳感器陣列。這種肉質(zhì)檢測系統(tǒng)都單獨配備了電腦,體積大,成本高,操作復(fù)雜,并不能直接應(yīng)用到消費者對肉質(zhì)的檢測上。而且,以上肉類檢測儀器都是針對肉品加工及銷售行業(yè)而研發(fā)設(shè)計,很少有消費者自己使用的肉質(zhì)檢測儀器。上述檢測儀器對于家庭而言,成本高、操作復(fù)雜、使用不便。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

一種便攜式肉質(zhì)檢測器、系統(tǒng)和方法,解決傳統(tǒng)肉質(zhì)檢測設(shè)備體積巨大、操作復(fù)雜、配備成本高的問題。

本申請實施例提供一種便攜式肉質(zhì)檢測器,包括氨氣傳感器、溫濕度傳感器、微控制單元;所述氨氣傳感器,用于感知氨氣濃度,輸出氨氣傳感信號;所述溫濕度傳感器,用于感知環(huán)境溫濕度,輸出溫濕度傳感信號;所述微控制單元,用于啟動所述氨氣傳感器,接收所述氨氣傳感信號,生成氨氣濃度數(shù)據(jù);啟動所述溫濕度傳感器,接收所述溫濕度傳感信號、生成溫濕度數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地,所述氨氣傳感器為貼片式氨氣傳感器。

優(yōu)選地,所述溫濕度傳感器為HTU21D型溫濕度傳感器。

優(yōu)選地,所述便攜式肉質(zhì)檢測器包含外殼,所述外殼靠近所述氨氣傳感器的部位有通氣孔。進一步地,所述便攜式肉質(zhì)檢測器,還包含印制電路板,所述氨氣傳感器位于所述印制電路板的端部。

優(yōu)選地,所述便攜式肉質(zhì)檢測器包含第一無線通信接口;所述第一無線通信接口,用于按照無線通信協(xié)議輸出所述氨氣濃度數(shù)據(jù)和溫濕度數(shù)據(jù)。

進一步優(yōu)選地,所述便攜式肉質(zhì)檢測器包含提示或顯示裝置,所述微處理器,用于根據(jù)所述溫濕度數(shù)據(jù)對所述氨氣濃度數(shù)據(jù)進行修正,產(chǎn)生氨氣濃度修正數(shù)據(jù);還用于比對所述氨氣濃度修正數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù),產(chǎn)生肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信號。

本發(fā)明實施例還提供一種便攜式肉質(zhì)檢測系統(tǒng),包含上位機和本發(fā)明任意一項包含第一無線通信接口的實施例所述便攜式肉質(zhì)檢測器;所述移動終端包含第二無線通信接口、處理器、數(shù)據(jù)庫、顯示單元;所述第二無線通信接口,用于按照所述無線通信協(xié)議接收所述氨氣濃度數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù);所述處理器,用于根據(jù)所述溫濕度數(shù)據(jù)對所述氨氣濃度數(shù)據(jù)進行修正,產(chǎn)生氨氣濃度修正數(shù)據(jù);比對所述氨氣濃度修正數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù),產(chǎn)生肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信息;所述數(shù)據(jù)庫,包含一種或多種肉類的經(jīng)驗數(shù)據(jù);所述經(jīng)驗數(shù)據(jù)包含與肉質(zhì)新鮮度對應(yīng)的氨氣特征濃度數(shù)據(jù);所述顯示單元,用于顯示所述肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信息。

本發(fā)明實施例還提供一種肉質(zhì)檢測方法,包含以下步驟:

用氨氣傳感器貼近待檢測的肉類,產(chǎn)生氨氣傳感信號,獲得氨氣濃度數(shù)據(jù);

用溫濕度傳感器檢測環(huán)境溫濕度,產(chǎn)生溫濕度傳感信號,獲得溫濕度數(shù)據(jù);

用所述溫濕度數(shù)據(jù)對所述氨氣濃度數(shù)據(jù)進行修正,產(chǎn)生氨氣濃度修正數(shù)據(jù);

比對所述氨氣濃度修正數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù),產(chǎn)生肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信息;所述經(jīng)驗數(shù)據(jù),包含與肉質(zhì)新鮮度對應(yīng)的氨氣特征濃度數(shù)據(jù)。

本申請實施例采用的上述至少一個技術(shù)方案能夠達到以下有益效果:針對家庭應(yīng)用的特殊需求,本專利通過改良傳統(tǒng)復(fù)雜肉質(zhì)檢測系統(tǒng),提出一種基于微型氨氣傳感器的便攜式肉質(zhì)檢測器“電鼻子”,可實現(xiàn)對肉質(zhì)進行簡單測量,并給出肉品好壞的定性判斷。解決了傳統(tǒng)肉質(zhì)檢測設(shè)備體積巨大、操作復(fù)雜、配備成本高的問題。便于獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果、成本低廉、體積小巧,便于消費者使用。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請,并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中:

圖1為便攜式肉質(zhì)檢測器的實施例框圖;

圖2為便攜式肉質(zhì)檢測器帶有第一無線接口的實施例框圖;

圖3為便攜式肉質(zhì)檢測器外殼和印制電路板裝配示意圖;

圖4為便攜式肉質(zhì)檢測系統(tǒng)示意圖;

圖5為肉質(zhì)檢測方法流程圖;

圖6為本發(fā)明肉質(zhì)檢測方法的另一實施例流程圖。

具體實施方式

為使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本申請具體實施例及相應(yīng)的附圖對本申請技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例僅是本申請一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒旧暾堉械膶嵤├?,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本申請保護的范圍。

目前檢驗檢疫部門主要按照《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)分析方法》對肉制品進行檢驗。該方法以揮發(fā)性鹽基總氮(TVB-N)為肉品新鮮度檢測指標(biāo),其含量與肉品腐敗程度成正比。然而TVB-N的測定操作復(fù)雜,耗時較長,不能滿足快速無損檢測要求。肉品腐敗變質(zhì)過程中產(chǎn)生的氨氣與揮發(fā)性鹽基氮含量之間極為相關(guān),相關(guān)系數(shù)達到0.917,二者之間的回歸分析呈直線相關(guān)關(guān)系。因此,可以采用傳感器測定氨氣的濃度來判定肉類新鮮程度。

以下結(jié)合附圖,詳細說明本申請各實施例提供的技術(shù)方案。

圖1為便攜式肉質(zhì)檢測器的實施例框圖。本申請實施例提供一種便攜式肉質(zhì)檢測器,包括氨氣傳感器1、溫濕度傳感器2、微控制單元3;所述氨氣傳感器,用于感知氨氣濃度,輸出氨氣傳感信號;所述溫濕度傳感器,用于感知環(huán)境溫濕度,輸出溫濕度傳感信號;所述微控制單元,用于啟動所述氨氣傳感器,接收所述氨氣傳感信號,生成氨氣濃度數(shù)據(jù);還用于啟動所述溫濕度傳感器,接收所述溫濕度傳感信號、生成溫濕度數(shù)據(jù);

優(yōu)選地,所述氨氣傳感器為貼片式氨氣傳感器,例如,MiCS 5914貼片式氨氣傳感器,該傳感器尺寸為5×7×1.55mm。

優(yōu)選地,溫濕度傳感器作用在于為氨氣傳感器提供溫濕度補償所必需的溫濕度參數(shù),為封裝微小的HTU21D型溫濕度傳感器。

進一步地,所述肉質(zhì)檢測器包括電源模塊5。作為最佳實施例,采用小型聚合物鋰電池供電,USB充電方式。

本發(fā)明基于氨氣傳感器的便攜式肉質(zhì)檢測器的檢測過程包括數(shù)據(jù)采集、基于肉質(zhì)的特征值提取及分析。進一步優(yōu)選地,所述肉質(zhì)檢測器包含提示或顯示裝置9(例如液晶顯示屏,指示燈,音頻發(fā)生器),所述微處理器,用于根據(jù)所述溫濕度數(shù)據(jù)對所述氨氣濃度數(shù)據(jù)進行修正,產(chǎn)生氨氣濃度修正數(shù)據(jù);還用于比對所述氨氣濃度修正數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù),產(chǎn)生肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信號;所述提示或顯示裝置按照所述肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信號,發(fā)出人感官可識別的信息。不同肉類的蛋白質(zhì)、脂肪含量不盡相同,腐敗特性也不同,其釋放出的氨氣的濃度也不同。因此,針對不同的肉類,肉質(zhì)是否腐敗的判斷標(biāo)準(zhǔn)也不相同。本發(fā)明實現(xiàn)對不同肉類的檢測,并判斷出肉質(zhì)新鮮程度。所述經(jīng)驗數(shù)據(jù),包含豬肉、牛肉、羊肉、雞肉和魚肉等各種肉品與肉質(zhì)新鮮度對應(yīng)的氨氣特征濃度數(shù)據(jù)。

需要說明的是,所述氨氣濃度數(shù)據(jù),包含環(huán)境氨氣濃度數(shù)據(jù)、近場氨氣濃度數(shù)據(jù)、揮發(fā)氨氣濃度數(shù)據(jù),或者在其他任何情況下測試的氨氣濃度數(shù)據(jù)。所述環(huán)境氨氣濃度數(shù)據(jù),是對環(huán)境空氣進行測試得到的氨氣濃度數(shù)據(jù);所述近場氨氣濃度數(shù)據(jù),是所述氨氣傳感器貼近肉品測試得到的氨氣濃度數(shù)據(jù);

圖2為便攜式肉質(zhì)檢測器帶有第一無線接口的實施例框圖。優(yōu)選地,所述便攜式肉質(zhì)檢測器包含第一無線通信接口4;所述第一無線通信接口,用于按照無線通信協(xié)議輸出所述氨氣修正數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)。例如,在所述肉質(zhì)檢測器包含按鍵10、雙色指示燈,按鍵用于啟動電路工作,紅色指示燈11亮;當(dāng)該檢測器通過所述第一無線通信接口與上位機(例如移動終端,包含手機、平板電腦)連接時,綠色指示燈12亮。優(yōu)選地,所述第一無線通信接口使用藍牙協(xié)議。

圖3為便攜式肉質(zhì)檢測器外殼和印制電路板裝配示意圖。優(yōu)選地,所述便攜式肉質(zhì)檢測器包含外殼71,72,所述外殼靠近所述氨氣傳感器的部位有通氣孔8。通氣孔為一個或多個。進一步地,所述便攜式肉質(zhì)檢測器,還包含印制電路板6,所述氨氣傳感器位于所述印制電路板的端部。圖3中表示出外殼的上殼片71和下殼片72,通氣孔位于上殼片的端部,裝配后,氨氣傳感器的位置靠近通氣孔,以便能靠近待檢測物。

需要說明的是,圖1~3所示便攜式肉質(zhì)檢測器實施例,用于檢測肉類揮發(fā)的氨氣氣體濃度,從而實現(xiàn)肉類新鮮度判斷;能實現(xiàn)豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、魚肉等肉類的肉質(zhì)檢測;與傳統(tǒng)大型檢測設(shè)備相區(qū)別,本發(fā)明肉質(zhì)檢測器不配備吸氣裝置,直接將檢測口與肉類盡可能貼近即可。

為了進一步實現(xiàn)便攜,肉質(zhì)檢測器監(jiān)測結(jié)果以無線傳輸方式輸出;例如,采用帶藍牙功能的最小控制單元MCU,將所采集的數(shù)據(jù)利用藍牙技術(shù)傳輸送到上位機(例如智能移動終端),該設(shè)計不必采用液晶顯示屏,進一步節(jié)約空間;最佳地,所述便攜式肉質(zhì)檢測器除了具備開機按鍵外,不在該儀器上配備任何操作按鍵,軟件功能都通過所述上位機實現(xiàn)。此外,該檢測器所需的其它元器件都盡量選用貼片式器件。

圖4為便攜式肉質(zhì)檢測系統(tǒng)示意圖。本發(fā)明實施例還提供一種便攜式肉質(zhì)檢測系統(tǒng),包含上位機13和本發(fā)明任意一項實施例所述便攜式肉質(zhì)檢測器20;圖中只表示出所述便攜式肉質(zhì)檢測器20中的第一通信接口4,其他部件如圖3所示;所述上位機包含第二無線通信接口14、處理器15、數(shù)據(jù)庫16、顯示單元17;所述第二無線通信接口,用于按照所述無線通信協(xié)議接收所述氨氣濃度數(shù)據(jù)和溫濕度數(shù)據(jù);所述處理器,用于根據(jù)所述溫濕度數(shù)據(jù)對所述氨氣濃度數(shù)據(jù)進行修正,得到氨氣濃度修正數(shù)據(jù);比對所述氨氣濃度修正數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù),產(chǎn)生肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信息;所述數(shù)據(jù)庫,包含一種或多種肉類的經(jīng)驗數(shù)據(jù),所述經(jīng)驗數(shù)據(jù)包含與肉質(zhì)新鮮度對應(yīng)的氨氣特征濃度數(shù)據(jù);所述顯示單元,例如液晶顯示屏,用于顯示所述肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信息。

為了在實現(xiàn)便攜式的同時保證檢測性能,本專利采用,去掉了常規(guī)氣體檢測儀器帶有的吸氣裝置,只需將氨氣傳感器盡可能接近肉類即可檢測。

所述肉質(zhì)檢測器作為數(shù)據(jù)采集終端,將所采集的氣體濃度數(shù)據(jù)上傳,肉質(zhì)分析在上位機(例如移動終端)實現(xiàn)。首先,通過肉質(zhì)檢測器按鍵開啟便攜式肉質(zhì)檢測器;通過移動終端搜索實現(xiàn)所述肉質(zhì)檢測器的無線連接;通過應(yīng)用軟件界面,選擇設(shè)置被檢測肉的種類。檢測開始后,將肉質(zhì)檢測器的通氣孔對準(zhǔn)被測肉類、并盡可能接近。采集的數(shù)據(jù)通過無線通信接口上傳至移動終端。最后,數(shù)據(jù)采集完成,得出肉質(zhì)是否新鮮的定性判斷。此時,所述肉質(zhì)檢測器不包含顯示裝置。作為本發(fā)明的一個實施例,所述肉質(zhì)檢測器長9公分,寬4.5公分,厚1.4公分,實現(xiàn)便攜式設(shè)計。

圖5為肉質(zhì)檢測方法流程圖。本發(fā)明實施例還提供一種肉質(zhì)檢測方法,包含以下步驟:

步驟101、用氨氣傳感器貼近待檢測的肉類,產(chǎn)生氨氣傳感信號,獲得氨氣濃度數(shù)據(jù);

步驟102、用溫濕度傳感器檢測環(huán)境溫濕度,產(chǎn)生溫濕度傳感信號,獲得溫濕度數(shù)據(jù);

步驟103、用所述溫濕度數(shù)據(jù)對所述氨氣濃度數(shù)據(jù)進行修正,產(chǎn)生氨氣濃度修正數(shù)據(jù);

步驟104、比對所述氨氣濃度修正數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù),產(chǎn)生肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信息;所述經(jīng)驗數(shù)據(jù),包含與肉質(zhì)新鮮度對應(yīng)的氨氣特征濃度數(shù)據(jù)。

圖6為本發(fā)明肉質(zhì)檢測方法的另一實施例流程圖。與圖5所示實施例差別是,先通過將氨氣傳感器暴露在檢測環(huán)境中,直接測得環(huán)境中氨氣含量,再將檢測器盡可能貼近被測肉品,測得肉品在檢測環(huán)境中揮發(fā)氨氣量,二者差值即肉品實際揮發(fā)氨氣量。利用該氨氣揮發(fā)量,即可判斷肉類是否變質(zhì)。具體步驟說明如下:

步驟200、用氨氣傳感器測試空氣中氨氣含量,產(chǎn)生氨氣傳感信號,獲得環(huán)境氨氣濃度數(shù)據(jù);

步驟201、用氨氣傳感器貼近待檢測的肉類,產(chǎn)生氨氣傳感信號,獲得近場氨氣濃度數(shù)據(jù);

步驟202、用所述近場氨氣濃度數(shù)據(jù)與環(huán)境氨氣濃度數(shù)據(jù)的差值計算揮發(fā)氨氣濃度數(shù)據(jù);所述揮發(fā)氨氣濃度數(shù)據(jù),反映肉品實際產(chǎn)生的氨氣多少;

步驟203、用溫濕度傳感器檢測環(huán)境溫濕度,產(chǎn)生溫濕度傳感信號,獲得溫濕度數(shù)據(jù);

步驟204、用所述溫濕度數(shù)據(jù)對所述揮發(fā)氨氣濃度數(shù)據(jù)進行修正,產(chǎn)生氨氣濃度修正數(shù)據(jù);

步驟205、比對所述氨氣濃度修正數(shù)據(jù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù),產(chǎn)生肉質(zhì)新鮮度標(biāo)識信息;所述經(jīng)驗數(shù)據(jù),包含與肉質(zhì)新鮮度對應(yīng)的氨氣特征濃度數(shù)據(jù)。

以豬肉為例。我們建立檢測環(huán)境時,采集了環(huán)境數(shù)據(jù),即環(huán)境中游離氨氣濃度值。檢測開始后,測得豬肉所揮發(fā)氨氣值。以此得到豬肉實際揮發(fā)氨氣濃度。環(huán)境的溫度和濕度不同,氨氣傳感器所采集的數(shù)值也不同。引入與溫濕度相關(guān)的修正因子,修正肉質(zhì)上的揮發(fā)氨氣濃度。將氨氣濃度修正數(shù)據(jù)與經(jīng)驗數(shù)據(jù)比對,若該氨氣濃度修正數(shù)據(jù)低于“新鮮”邊界濃度,則肉質(zhì)新鮮;若該濃度高于“變質(zhì)”邊界濃度,則肉類已經(jīng)變質(zhì);若該濃度介于二者之間,則判定肉質(zhì)不新鮮。依此,可將肉類新鮮度分為多檔,如1度新鮮、2度新鮮、1度變質(zhì)、2度變質(zhì)等。所述新鮮邊界濃度、變質(zhì)邊界濃度,為氨氣特征濃度數(shù)據(jù)。需要說明的是:根據(jù)肉類不同,所述新鮮邊界濃度、編制邊界濃度也不同。

本專利設(shè)計了基于氨氣傳感器的便攜式肉質(zhì)檢測器、系統(tǒng)和檢測方法,用于實現(xiàn)肉類新鮮程度的自動檢測。該肉質(zhì)檢測器主要有三方面益處。第一,該專利實現(xiàn)了肉質(zhì)檢測器的“便攜式”,對常規(guī)肉質(zhì)檢測儀器而言,是一個跨越性設(shè)計;第二,該檢測器能夠?qū)ωi肉、牛肉、羊肉、雞肉、魚肉等多種肉類做出新鮮度判定,基本滿足日常生活需要;第三,消費者可通過該檢測器比較出哪塊肉質(zhì)更為新鮮,幫助購買更新鮮的肉類。第四、與其他肉質(zhì)檢測系統(tǒng)相比,具有操作簡單、體積小巧、成本低廉、準(zhǔn)確易用等特點。該檢測器長9公分、寬4.5公分,厚度1.4公分,非常適合隨身攜帶。

還需要說明的是,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、商品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本申請的實施例而已,并不用于限制本申請。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本申請的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。

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