DE102009047300A1 - Measuring device i.e. multi-colored table radar, for mobile phone for transillumination of food to estimate physiological calorific value of food, has analyzing device analyzing food based on reflected radiation - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Konzept zur berührungslosen Analyse eines Nahrungsmittels, wie es beispielsweise zur Abschätzung eines physiologischen Brennwerts von Nahrungsmitteln eingesetzt werden kann.The present invention relates to a concept for the contactless analysis of a food, as it can be used, for example, to estimate a physiological calorific value of food.
In hochentwickelten Industrieländern besteht ein ausreichendes Angebot an Nahrungsmitteln. In der Bevölkerung nimmt dort das Ernährungsbewusstsein einen zunehmend hohen gesellschaftlichen Stellenwert ein. Daher ist es mittlerweile üblich, Lebensmittel auf deren Verpackungen mit Nährwertangaben zu kennzeichnen. Unter einer Nährwertkennzeichnung versteht man eine Angabe durchschnittlicher Nährwerte auf Lebensmittelverpackungen. Dabei werden oft die sogenannten „big four” angegeben. Darunter versteht man den physiologischen Brennwert, gefolgt von Eiweiß-, Kohlenhydrat- sowie Fettgehalt des Lebensmittels, bezogen auf beispielsweise 100 g oder 100 ml des Roh- oder Fertigprodukts. Ergänzend können Angaben zu Zucker, gesättigten Fettsäuren, Ballaststoffen sowie Natrium erfolgen („big eight”), sowie zu Vitamin- und Mineralstoffgehalt.There is a sufficient supply of food in highly developed industrialized countries. In the population there, the nutritional awareness takes an increasingly high social importance. Therefore, it is now common to label food on their packaging with nutritional information. Nutrition labeling is an indication of average nutritional value on food packaging. The so-called "big four" are often given. This is understood to mean the physiological calorific value, followed by the protein, carbohydrate and fat content of the food, based, for example, on 100 g or 100 ml of the raw or finished product. In addition, information on sugars, saturated fatty acids, fiber and sodium ("big eight"), as well as on vitamin and mineral content.
Der Nährwert ist der physiologische Wert eines Lebensmittels, abhängig von Menge und Verhältnis seiner Inhaltsstoffe und deren Verfügbarkeit für den menschlichen Organismus. Hauptbestandteile des Nährwerts eines Lebensmittels sind der Gehalt an Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen und die bei ihrer Verdauung verwertbare Energie in kJ (Kilojoule) oder kcal (Kilokalorien). Daneben spielen Vitamin- und Mineralstoffgehalt sowie weitere Substanzen wie sekundäre Pflanzenstoffe eine Rolle. Die Bewertung allein der verwertbaren Energie, wie sie im physiologischen Brennwert ausgedrückt wird, nennt man quantitativen Nährwert. Der qualitative Nährwert berücksichtigt neben dem reinen Energiegehalt besondere Eigenschaften, Menge und Wechselwirkungen der in einem Lebensmittel enthaltenen Substanzen.The nutritional value is the physiological value of a food, depending on the amount and ratio of its ingredients and their availability to the human organism. The main components of the nutritional value of a food are its carbohydrate, fat and protein content and the energy that can be used in its digestion in kJ (kilojoules) or kcal (kilocalories). In addition, vitamin and mineral content and other substances such as phytochemicals play a role. The evaluation of the usable energy alone, as expressed in the physiological calorific value, is called quantitative nutritional value. In addition to the pure energy content, the qualitative nutritional value takes into account special properties, quantity and interactions of the substances contained in a food.
Zahlreiche im Einzelhandel angebotene Lebensmittel verfügen bereits über eine Nährwertkennzeichnung. Die Ermittlung des chemischen Nährwerts von Lebensmitteln erfolgt klassisch etwa mittels eines Bombenkalorimeters. Dabei wird eine abgewogene Menge vollständig verbrannt, und die dabei entstandene Wärme gemessen. Aus diesem Wert wird sodann der physiologische Brennwert abgeleitet. Many retail foods already have nutritional labeling. The determination of the chemical nutritional value of food is done classically, for example, by means of a bomb calorimeter. In this case, a weighed amount is completely burned, and measured the resulting heat. From this value, the physiological calorific value is then derived.
Diese Vorgehensweise ist jedoch für den Privatgebrauch zur quantitativen Nährwert- bzw. Brennwertabschätzung kaum zu gebrauchen.However, this approach is hardly useful for private use for quantitative nutritional value or calorific value assessment.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein für den Endverbraucher handhabbares Konzept zur schnellen Nahrungsmittelanalyse bereitzustellen.Therefore, the object of the present invention is to provide an end user-friendly concept for rapid food analysis.
Diese Aufgabe wird durch ein Messgerät zur berührungslosen Nahrungsmittelanalyse gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 14 gelöst.This object is achieved by a measuring device for non-contact food analysis according to
Die vorliegende Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass eine Absorption hochfrequenter Strahlung durch Wasser, Fett, Kohlenhydraten und Pflanzenfasern in bekannter Weise von der Frequenz der Strahlung abhängt. Basierend auf der Absorption oder Transmission hochfrequenter Strahlung durch ein Nahrungsmittel kann also eine Information über die Zusammensetzung des Nahrungsmittels abgeleitet werden. Zusammen mit einer Abschätzung der Menge bzw. des Gewichts des Nahrungsmittels kann eine grobe quantitative Angabe zu Nähr- bzw. Brennwert des Nahrungsmittels gewonnen werden.The present invention makes use of the finding that absorption of high-frequency radiation by water, fat, carbohydrates and plant fibers in a known manner depends on the frequency of the radiation. Based on the absorption or transmission of high-frequency radiation through a food, information about the composition of the food can therefore be derived. Together with an estimate of the amount or weight of the food, a rough quantitative indication of the nutritional or calorific value of the food can be obtained.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen dazu ein Messgerät zur berührungslosen Analyse eines Nahrungsmittels bereit. Das Messgerät umfasst eine Einrichtung zum Erzeugen von elektromagnetischer Hochfrequenzstrahlung, um damit das Nahrungsmittel zu bestrahlen. Ferner ist eine Einrichtung zum Empfangen von vom dem Nahrungsmittel transmittierter oder reflektierter elektromagnetischer Hochfrequenzstrahlung vorgesehen. Eine Einrichtung zum Analysieren des Nahrungsmittels analysiert dieses basierend auf der transmittierten bzw. reflektierten elektromagnetischen Hochfrequenzstrahlung.Exemplary embodiments of the present invention provide a measuring device for the contactless analysis of a foodstuff. The meter includes means for generating electromagnetic radio frequency radiation to thereby irradiate the food. Furthermore, a device for receiving electromagnetic radiation transmitted or reflected by the food is provided. A means for analyzing the food analyzes it based on the transmitted or reflected electromagnetic radio frequency radiation.
Ein erfindungsgemäßes Messgerät kann auf Knopfdruck definierte Pulse hochfrequenter Energie im Mikro- bis Milliwattbereich (μW–mW) erzeugen, wobei die erzeugten Frequenzen im GHz- bis THz-Bereich liegen. Heutige Mikroelektronik ist in der Lage, derartige Frequenzen sehr preiswert, selbst bis in den THz-Bereich, mit hohem Wirkungsgrad zu erzeugen. Die derart erzeugte Hochfrequenzstrahlung wird auf ein zu untersuchendes Nahrungsmittel bzw. eine zu untersuchende Speise gerichtet. Die Hochfrequenzstrahlung wird an der Speise, am Teller und am darunterliegenden Tisch reflektiert bzw. teilweise in der Speise absorbiert, da die Hochfrequenz in den Substanzen des Nahrungsmittels Molekülschwingungen bzw. Rotationen anregt. Beispielsweise wird ein Frequenzbereich um 2,45 GHz von Wasser stark absorbiert. Fette weisen wiederum andere Absorptionsbanden auf. Als Absorptionsbande wird ein Wellenlängenintervall bezeichnet, in dem elektromagnetische Strahlung selektiv absorbiert wird.A measuring device according to the invention can generate defined pulses of high-frequency energy in the micro- to milliwatt range (μW-mW) at the push of a button, the frequencies generated being in the GHz to THz range. Today's microelectronics are able to produce such frequencies very inexpensively, even up to the THz range, with high efficiency. The high-frequency radiation generated in this way is directed to a food to be examined or a food to be examined. The high-frequency radiation is reflected at the food, the plate and the underlying table or partially absorbed in the food, since the high frequency in the substances of the food stimulates molecular vibrations or rotations. For example, a frequency range around 2.45 GHz is strongly absorbed by water. Fats in turn have different absorption bands. The absorption band is a wavelength interval in which electromagnetic radiation is selectively absorbed.
Die Hochfrequenzleistung eines erfindungsgemäßen Messgeräts liegt beispielsweise bei wenigen mW. Dies ist ausreichend, um zumindest bei niedrigen Frequenzen das Nahrungsmittel weitgehend, wenn auch unter Abschwächung, zu durchdringen. Bedingt durch eine kleine Antennenappertur kann gemäß Ausführungsbeispielen die Hochfrequenzstrahlung kegelförmig austreten. Der Kegel hat gemäß Ausführungsbeispielen einen typischen Öffnungswinkel von ca. 45°, wodurch in einem Abstand von wenigen 10 cm zwischen Speise- bzw. Nahrungsmittel und Messgerät das Nahrungsmittel von der ausgesandten HF-Strahlung voll erfasst wird.The high-frequency power of a measuring device according to the invention is, for example, a few mW. This is sufficient, at least at low frequencies to penetrate the food largely, albeit under weakening. Due to a small Antennenappertur according to embodiments, the high-frequency radiation leak cone-shaped. The cone has according to embodiments, a typical opening angle of about 45 °, whereby the food from the emitted RF radiation is fully detected at a distance of a few 10 cm between food or food and measuring device.
Ein erfindungsgemäßes Messgerät empfängt die transmittierte oder reflektierte HF-Strahlung und ermittelt die Stärke des transmittierten bzw. rückreflektierten Signals. Eine Messung bei typischerweise drei verschiedenen Frequenzen gibt Aufschluss über den Abstand, weil die Ausbreitungsbedingungen wellenlängenabhängig sind. Antennenöffnungswinkel sind bei gegebener Antenne bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich, also frequenzabhängig, so dass auch eine beispielsweise auf eine Teller- oder Tischoberfläche auftreffende Leistungsdichte vom Abstand der Sendeantenne abhängt. Kürzere Wellenlängen sind bei gegebener Antennenapertur enger bündelbar als längere. Damit ist auch eine reflektierte, also in eine Empfangsantenne eingestrahlte Energie, für verschiedene Frequenzen abstandsabhängig. Insbesondere bei Abstandsvariationen (Bewegen des Messgerätes während verschiedener Messungen) kann somit auf den Abstand rückgeschlossen werden. Außerdem sind bei geeigneter Frequenzwahl die bei den unterschiedlichen Frequenzen zurückgestreuten Amplituden von der Zusammensetzung des Nahrungsmittels abhängig. Ein erfindungsgemäßes Messgerät misst somit integral eine HF-Antwort des Nahrungsmittels.An inventive measuring device receives the transmitted or reflected RF radiation and determines the strength of the transmitted or reflected back signal. A measurement at typically three different frequencies provides information about the distance, because the propagation conditions are wavelength-dependent. Antenna opening angles are different for a given antenna at different frequencies, that is frequency-dependent, so that a power density impinging example on a plate or table surface depends on the distance of the transmitting antenna. Shorter wavelengths are more tightly bundled at a given antenna aperture than longer wavelengths. This is also a reflected, so radiated into a receiving antenna energy, distance-dependent for different frequencies. Especially with distance variations (moving the meter during different measurements) can thus be deduced the distance. In addition, with appropriate frequency selection, the backscattered amplitudes at the different frequencies are dependent on the composition of the food. An inventive measuring device thus integrally measures an RF response of the food.
Im Prinzip handelt es sich bei einem erfindungsgemäßen Messgerät um ein „Mehrfarben-Tisch-Radar” zur Durchleuchtung von Speisen. Der Abstand des Messgeräts vom Teller bzw. vom Nahrungsmittel kann dabei sowohl aus der rückgestreuten Gesamtintensität als auch durch einen separaten Entfernungsmesser ermittelt werden. Beispielsweise kann ein Laserpointer koaxial zum ausgesandten Hochfrequenzkegel auf das Nahrungsmittel gerichtet werden, der einerseits einem Benutzer die Position des HF-Messkegels als auch gemäß bekannten Laufzeit-Messungen einen Abstand Messgerät – Teller bzw. Messgerät – Nahrungsmitteloberfläche ableitet.In principle, a measuring device according to the invention is a "multi-color table radar" for screening food. The distance of the measuring device from the plate or the food can be determined both from the backscattered total intensity as well as by a separate rangefinder. For example, a laser pointer can be directed coaxially to the emitted high frequency cone on the food, on the one hand to a user the position of the RF measuring cone as well as according to known transit time measurements a distance measuring device - plate or meter - food surface derived.
Für eine HF-Antenne können beispielsweise Dipole oder, bei höheren Frequenzen, vorteilhaft auch Patch-Antennen verwendet werden, die einen Öffnungswinkel für den Sende- als auch den Empfangsvorgang definieren. Eine Patchantenne besteht häufig aus einer rechteckigen Metallfläche, deren Längsseite einer Länge von λ/2 entspricht. Damit wirkt die Metallfläche als Resonator.For example, dipoles or, at higher frequencies, advantageously also patch antennas can be used for an RF antenna, which define an aperture angle for the transmission as well as the reception process. A patch antenna often consists of a rectangular metal surface whose longitudinal side corresponds to a length of λ / 2. Thus, the metal surface acts as a resonator.
Eine Auswahl der verwendeten Messfrequenzen richtet sich zum einen nach physikalisch-physiologischen Gesichtspunkten, also nach bekannten und experimentell ermittelbaren Rotations- bzw. Schwingungsbanden von interessierenden Substanzen. Für Wasser liegen diese Absorptionsbanden beispielsweise bei 2,45 GHz. Proteine absorbieren elektromagnetische Strahlen u. a. bei Frequenzen um 4 GHz. Fette absorbieren elektromagnetische Strahlung bei Frequenzen um ca. 7 GHz. Elektrische Leitwerte, also ein im Wesentlichen durch den Salzgehalt definierter pauschaler Leitanteil von Wasser, tritt bei erfindungsgemäß gewählten Frequenzen in den Hintergrund.A selection of the measurement frequencies used depends, on the one hand, on physico-physiological aspects, ie on known and experimentally ascertainable rotation or vibration bands of substances of interest. For water, these absorption bands are for example 2.45 GHz. Proteins absorb electromagnetic radiation u. a. at frequencies around 4 GHz. Fats absorb electromagnetic radiation at frequencies around 7 GHz. Electrical conductivities, that is to say a flat rate fraction of water essentially defined by the salt content, take a back seat at frequencies selected according to the invention.
Wie bei dichten Stoffen, also auch Flüssigkeiten und Feststoffen üblich, sind die einzelnen Absorptionsbanden sehr breit und überlagernd. Somit können gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung lizenzfrei betreibbare, hinsichtlich von EMV-Störung (Elektromagnetische Verträglichkeit) erlaubte ISM-Frequenzen (ISM = Industrial, Scientific and Medical Band) verwendet werden.As with dense substances, including liquids and solids usual, the individual absorption bands are very wide and overlapping. Thus, in accordance with embodiments of the present invention, royalty-free operable ISM frequencies (ISM = Industrial, Scientific and Medical Band) permitted in terms of EMC interference (Electromagnetic Compatibility) may be used.
Nach einem (sequenziellen) Empfang der von dem Nahrungsmittel reflektierten HF-Leistung liegt in dem Messgerät eine HF-Signatur des analysierten Nahrungsmittels vor. Diese kann abgespeichert werden und nach Methoden der Signal-Verarbeitung, insbesondere der multivarianten Signal-Extraktion, analysiert werden. Letztendlich kann ein Analyse-Ergebnis mittels üblicher Verfahren, beispielsweise mittels einer Lookup-Tabelle auf seine Plausibilität hin untersucht und dann mittels eines Anzeigegerätes angezeigt werden.After a (sequential) reception of the RF power reflected from the food, an RF signature of the analyzed food is present in the meter. This can be stored and analyzed by methods of signal processing, in particular multivariable signal extraction. Finally, an analysis result can be examined for plausibility by means of conventional methods, for example by means of a look-up table, and then displayed by means of a display device.
Ein erfindungsgemäßes Messgerät ist nicht zur geeichten Ermittlung des physiologischen Brennwerts geeignet. Es kann aber Aufschluss über Zusammensetzung und Brennwert des analysierten Nahrungsmittels geben, der dem Alltagsgebrauch genügt.An inventive measuring device is not suitable for the calibrated determination of the physiological calorific value. But it can provide information about the composition and calorific value of the analyzed food, which is sufficient for everyday use.
Ein erfindungsgemäßes Messgerät kann gemäß Ausführungsbeispielen auch als integraler Bestandteil von anderen Geräten, beispielsweise von Mobiltelefonen, MP3-Playern und ähnlichem sein. Auch eine Fernübertragung ermittelter Daten kann sinnvoll sein.An inventive measuring device may also be an integral part of other devices, such as mobile phones, MP3 players and the like according to embodiments. Even a remote transmission of determined data may be useful.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren detailliert erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Das Messgerät
Gemäß einem Ausführugsbeispiel ist die Einrichtung
Dementsprechend ist die Einrichtung
Beispiele für ausgestrahlte und zurückreflektierte und empfangene Hochfrequenzstrahlung sind in den
Die ausgesendete Hochfrequenzstrahlung
Basierend auf einer Empfangssignalintensität IE der zurückreflektierten Hochfrequenzstrahlung an den unterschiedlichen Frequenzen fn (n = 1, 2, ... N) bzw. anhand von Signaleinbrüchen an (n = 1, 2, ... N) an den Frequenzen fn (n = 1, 2, ... N) kann nun gemäß einem Ausführungsbeispiel der physiologische Brennwert des untersuchten Nahrungsmittels
Dadurch, dass bei größerer Entfernung von der ausgestrahlten HF-Strahlung nicht nur das Nahrungsmittel
Demnach ist es notwendig, HF-Antworten unterschiedlicher Mengen von für die Nahrungsmittelanalyse interessanten Stoffen, wie beispielsweise Wasser, Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen, vorab, während eine Kalibrierungsphase, aus unterschiedlichen Entfernungen zu messen. Diese Resultate können dann in einer Nachschlagetabelle (Look-up-Table) zusammen mit den entsprechenden Entfernungen gespeichert werden. Für eine exaktere Signalauswertung können die in der Nachschlagetabelle gespeicherten Werte zusätzlich interpoliert werden, um Zwischenwerte zu erhalten. Somit können als Eingangswerte für die Nachschlagetabelle beispielsweise die ermittelte Entfernung zwischen Messgerät
Gemäß dem ermittelten Abstand und der zurückgestreuten (oder transmittierten) Signalamplituden
Ebenso ist es denkbar, geschätzte Brennwerte von Speisen per Funkübertragung an einen Kommunikationspartner zu übermitteln, beispielsweise per SMS (Short Message Service, „Kurznachrichtendienst”). Zusätzlich sehen Ausführungsbeispiele in dem Messgerät
Ein erfindungsgemäßes Messgerät ist natürlich nicht unbedingt zur extrem genauen Ermittlung des physiologischen Brennwerts eines Nahrungsmittels geeignet. Es kann aber zumindest Aufschluss über Zusammensetzung und Nährwert eines Nahrungsmittels geben, was für den Alltagsgebrauch ausreichend ist.Of course, a measuring device according to the invention is not necessarily suitable for the extremely accurate determination of the physiological calorific value of a foodstuff. But it can at least provide information about the composition and nutritional value of a food, which is sufficient for everyday use.
Obwohl manche Aspekte der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung eines entsprechenden Verfahrens zur berührungslosen Analyse eines Nahrungsmittels darstellen, so dass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung bzw. Messgeräts auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.Although some aspects of the present invention have been described in the context of a device, it should be understood that these aspects also constitute a description of a corresponding method for non-contact analysis of a food, such that a block or device of a device or meter also functions as a corresponding one Process step or as a feature of a process step is to be understood. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disc, einer DVD, einer Blu-Ray-Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines Flash-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computerprogramm derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.Depending on particular implementation requirements, embodiments of the present invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be using a digital storage medium, such as a floppy disc, a DVD, a Blu-ray disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or a flash memory, a hard disk, or other magnetic or optical memory are stored on the electronically readable control signals that can cooperate with a programmable computer program or cooperate such that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable. Thus, some embodiments according to the present invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system such that one of the methods described herein is performed.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013206994A1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-23 | Weber Maschinenbau Gmbh Breidenbach | Method and device for slicing products |
WO2014173831A2 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Spinner Gmbh | Millimeter wave scanning imaging system |
DE102014106892B3 (en) * | 2014-05-15 | 2015-10-22 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Inverse Synthetic Aperture Radar (ISAR) and Method for Detecting Impurities in a Material |
EP3327429A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-30 | Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. | Method and system for determining materials of a material composition |
DE102019117609B3 (en) * | 2019-06-28 | 2020-09-10 | RUHR-UNIVERSITäT BOCHUM | Device and method for determining material properties of a sample by means of a one-port measuring device |
DE102020108103A1 (en) | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Fachhochschule Westküste | Liquid / gas medium signal measuring arrangement and associated liquid / gas medium signal measuring method and use |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08105845A (en) * | 1994-10-03 | 1996-04-23 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | Method for concurrently measuring moisture and salinity |
DE69611678T2 (en) * | 1995-08-10 | 2001-06-07 | Aventis Animal Nutrition Sa | MEASURING THE FEEDABILITY OF Ruminants |
GB2359630A (en) * | 2000-02-26 | 2001-08-29 | Frank Thompson | Measurement of moisture content using microwave radiation |
US20040254479A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-12-16 | John Fralick | Bio-photonic feedback control software and database |
US6844194B1 (en) * | 2000-08-22 | 2005-01-18 | Doebler's Hybrids, Inc. | Corn plant evaluation |
US20060091894A1 (en) * | 2001-08-24 | 2006-05-04 | Jean Buford R | Ultra-wide band pulse dispersion spectrometry method and apparatus providing multi-component composition analysis |
US20090197340A1 (en) * | 2006-06-07 | 2009-08-06 | Valorex | Method for Determining the Nutritional Quality of Milk Lipids |
-
2009
- 2009-11-30 DE DE200910047300 patent/DE102009047300A1/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08105845A (en) * | 1994-10-03 | 1996-04-23 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | Method for concurrently measuring moisture and salinity |
DE69611678T2 (en) * | 1995-08-10 | 2001-06-07 | Aventis Animal Nutrition Sa | MEASURING THE FEEDABILITY OF Ruminants |
GB2359630A (en) * | 2000-02-26 | 2001-08-29 | Frank Thompson | Measurement of moisture content using microwave radiation |
US6844194B1 (en) * | 2000-08-22 | 2005-01-18 | Doebler's Hybrids, Inc. | Corn plant evaluation |
US20060091894A1 (en) * | 2001-08-24 | 2006-05-04 | Jean Buford R | Ultra-wide band pulse dispersion spectrometry method and apparatus providing multi-component composition analysis |
US20040254479A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-12-16 | John Fralick | Bio-photonic feedback control software and database |
US20090197340A1 (en) * | 2006-06-07 | 2009-08-06 | Valorex | Method for Determining the Nutritional Quality of Milk Lipids |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013206994A1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-23 | Weber Maschinenbau Gmbh Breidenbach | Method and device for slicing products |
WO2014173831A2 (en) | 2013-04-23 | 2014-10-30 | Spinner Gmbh | Millimeter wave scanning imaging system |
DE102014106892B3 (en) * | 2014-05-15 | 2015-10-22 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Inverse Synthetic Aperture Radar (ISAR) and Method for Detecting Impurities in a Material |
EP3327429A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-30 | Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. | Method and system for determining materials of a material composition |
DE102019117609B3 (en) * | 2019-06-28 | 2020-09-10 | RUHR-UNIVERSITäT BOCHUM | Device and method for determining material properties of a sample by means of a one-port measuring device |
DE102020108103A1 (en) | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Fachhochschule Westküste | Liquid / gas medium signal measuring arrangement and associated liquid / gas medium signal measuring method and use |
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