CN108872320A - 一种肉类食物生熟度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肉类食物生熟度检测装置，其包括一组或多组夹持检测机构、以及与夹持检测机构连接的控制主机，所述夹持检测机构包括用于夹紧待检测肉类食物的第一检测极板和第二检测极板，第一检测极板与第二检测极板之间设置有用于检测所述待检测肉类食物的针式温度传感器，以及用于检测所述待检测肉类食物所处环境的环境温度传感器，所述第一检测极板和第二检测极板的外侧分别设置有一超声波传感器和一移动装置。利用本发明，可对一种或多种肉类食物试样进行持续检测，并可对其生熟度情况的判别实现数据化判别来代替传统的经验化判别，同时在相应生熟度的前提下，保持肉类食物优异的食用口感，具有方便快速、效率高、判断准确率高等优点。

Description

一种肉类食物生熟度检测装置

技术领域

本发明涉及食品检测领域，具体涉及一种肉类食物生熟度检测装置及其检测方法。

背景技术

肉类食品是指来源于猪、牛、羊、马属动物、犬、兔、禽及水产类动物可供人体食用的肉类制品及其副产品。近年来，随着我国经济的发展，肉类产量逐年增加，各种肉制品层出不穷，极大地提高了人们的生活水平。中国是世界上最大的肉类食品生产大国和消费大国。人们将越来越多的鲜肉制成肉制品来延长肉的保质期的同时满足消费者不同的口味需求。现有的肉制品主要有：腌制品类，蒸煮类，加热制品，非加热制品和焙烤制品等。随着肉类加工行业的发展、消费需求的增加和工业化程度的提高，肉制品的加工量将显著增加，该领域存在巨大的发展潜力。但许多肉制品在加工过程中由于生熟度难以准确衡量监控，从而使肉制品出现不同程度的微生物污染的状况，使肉制品腐败变质不可使用或感染微生物所产生的次级代谢产物严重危害人体健康。

检测肉制品的生熟度可以间接反映出肉制品中是否含有由于肉制品未熟而产生的细菌和微生物。保证肉制品生熟度、营养与安全的工作上已不容忽视。不仅能保护消费者的身体健康，而且对我国肉制品的出口也有着非常重要的意义。

目前国内外判断肉类食物生熟度方法有：1、品尝法；2、记时法；3、辨色法；4、触摸法。但是，由于肉类食物种类繁多，风味和性质各异，在各地适合的口味也各不相同，靠厨师手艺和经验传承，肉制品工人难以准确把握并持续保持一致。为此需对肉类食物的生熟度检测专门研制标准化的装置。

发明内容

为克服现有技术的不足及存在的问题，本发明提供一种肉类食物生熟度检测装置，利用该检测装置，可对一种或多种肉类食物试样进行持续检测，并可对其生熟度情况的判别实现数据化判别来代替传统的经验化判别。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种肉类食物生熟度检测装置，所述检测装置包括一组或多组夹持检测机构、以及与夹持检测机构连接的控制主机，

所述夹持检测机构包括用于夹紧待检测肉类食物的第一检测极板和第二检测极板，第一检测极板和第二检测极板相对且平行设置，第一检测极板与第二检测极板之间设置有用于检测所述待检测肉类食物的针式温度传感器，以及用于检测所述待检测肉类食物所处环境的环境温度传感器，所述第一检测极板和第二检测极板的外侧分别设置有一超声波传感器和一移动装置，超声波传感器设置于移动装置上且在移动装置的驱动控制下平行移动；

所述控制主机包括有主控模块，均与所述主控模块连接的温度检测模块、电导率参数检测模块、超声波检测模块、人机交互模块、通信模块、计时模块以及数据存储模块，

其中，所述温度检测模块与所述针式温度传感器及环境温度传感器均连接，所述电导率参数检测模块与所述第一检测极板和第二检测极板均连接，所述超声波检测模块与所述超声波传感器连接。

进一步地，所述夹持检测机构还包括设置于第一检测极板和第二检测极板外的大气压力传感器，所述控制主机还包括与所述主控模块连接的大气压力检测模块。

优选地，所述第一检测极板和第二检测极板的制成材料为不锈钢、钛合金以及铂金中的任意一种或任意多种金属材料制成。

优选地，两超声波传感器采用不同的工作频率工作，两超声波传感器在所述移动装置的驱动控制下同步正对运动，且其运动轨迹与所述检测肉类食物的中心线平行。

本发明提供的检测装置，可对一种或多种肉类食物试样进行持续检测，并可对其生熟度情况的判别实现数据化判别来代替传统的经验化判别，同时在相应生熟度的前提下，保持肉类食物优异的食用口感，具有方便快速、效率高、判断准确率高等优点。

附图说明

图1是本发明实施例所述夹持检测机构的结构示意简图。

图2是本发明实施例所述控制主机的电路结构示意框图。

图3是本发明其中一实施例利用超声波传感器对肉类食物进行扫描检测的生熟度达标图。

图4是本发明其中一实施例利用超声波传感器对肉类食物进行扫描检测的生熟度不达标图。

图5本发明其中一实施例利用温度传感器对某一肉类食物检测所得的温度数据曲线图。

图6为本发明其中一实施例利用所述电导率参数检测模块对某一肉类食物检测所得的数据曲线图。

图7为本发明其中一实施例所述数据模型的建立步骤示意图。

图8为本发明其中一实施例利用所述检测装置对肉类食物生熟度进行检测的步骤示意图。

其中，附图标号为：10-第一检测极板，11-第二检测极板，12-针式温度传感器，13-环境温度传感器，14-超声波传感器，15-移动装置，16-大气压力传感器，20-待检测肉类食物。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

如附图1所示，一种肉类食物生熟度检测装置，其包括一组或多组夹持检测机构、以及与夹持检测机构连接的控制主机，所述夹持检测机构包括用于夹紧待检测肉类食物20的第一检测极板10和第二检测极板11，第一检测极板和第二检测极板相对且平行设置，第一检测极板与第二检测极板之间设置有用于检测所述待检测肉类食物的针式温度传感器12，以及用于检测所述待检测肉类食物所处环境的环境温度传感器13，所述第一检测极板和第二检测极板的外侧分别设置有一超声波传感器14和一移动装置15，超声波传感器设置于移动装置上且在移动装置的驱动控制下平行移动。

如附图2所示，所述控制主机包括有主控模块，均与所述主控模块连接的温度检测模块、电导率参数检测模块、超声波检测模块、人机交互模块、通信模块、计时模块以及数据存储模块，其中，所述温度检测模块与所述针式温度传感器及环境温度传感器均连接，所述电导率参数检测模块与所述第一检测极板和第二检测极板均连接，所述超声波检测模块与所述超声波传感器连接。作为优选，所述夹持检测机构还包括设置于第一检测极板和第二检测极板外的大气压力传感器16，所述控制主机还包括与所述主控模块连接的大气压力检测模块。

本实施例中，大气压力传感器用于检测烹饪环境的大气压力，作为食物生熟度及烹饪工艺数据的参考数值。所述针式温度传感器用于扎进待测肉类食物中检测待测肉类食物内部的温度数据，而环境温度传感器用于检测待测肉类食物外部温度数据；将内外两个温度数据构成温度梯度对比数据，再利用所述大气压力传感器测得的烹饪环境的大气压力，对温度梯度值进行修正，从而可更准确判断食物生熟度状态。

作为优选的实施例，所述第一检测极板和第二检测极板的制成材料为不锈钢、钛合金以及铂金中的任意一种或任意多种金属材料制成，这些材料都是可以用于与食物接触的金属导电材料，以确保检测的环境参数不受清洗池的化学变化干扰，保证数据的准确性。当然，第一检测极板和第二检测极板的制成材料也可以采用其他可以用于食物接触的金属导电材料。本实施例中，所述的第一检测极板和第二检测极板用于对待检测肉类食物进行电导率检测，肉类食物在烹饪前一般进过酱汁腌制，酱汁或肉类食物内部水分具有一定导电性的物质，酱汁或肉类内部水分的含量变化将引起电导率的变化。肉类食物烹饪过程，酱汁或内部水分持续减少，在肉类食物生熟度到达要求的生熟度时，希望控制一定的含酱汁量或含水量，保持嫩滑的口感。随着肉类食物的生熟度不断提高，肉类蛋白质固化程度提高，酱汁不断减少，电导率也相应降低，电导率低于一定阈值时表示食物熟透，电导率进一步降低到过熟阈值时，表示肉类食物内部水分流失过多，肉质纤维硬化，影响食用口感。

在其中一个优选的实施例中，两超声波传感器采用不同的工作频率工作，以避免干扰，同时也可更准确的检测出两组独立数据可以进行比对，从而提高检测结果的准确度。另外，本实施例中，两超声波传感器在所述移动装置的驱动控制下同步正对运动，且其运动轨迹与所述检测肉类食物的中心线平行，如此可以比较检测得出食物整体生熟度，避免食物边缘熟透，中间夹生问题。本实施例中，所述移动装置采用现有技术中可使超声波传感器同步正对运动，且其运动轨迹与所述检测肉类食物的中心线平行的移动装置即可，在此不对所述移动装置的具体结构进行详述。此外，在图2中，箭头方向为超声波传感器的运动方向。

利用本发明实施例提供的检测装置，在进行肉类食物生熟度检测时，可对一种或多种肉类食物试样同时进行持续检测时，数据实时显示，将传统判别经验转换成数据判别，被检测的肉类食物生熟度可量化，并可形成统一的判别标准，并具有方便快速、效率高、判断准确率高等优点。

以下对发明本实施例的各功能模块进行进一步的描述说明：

所述的主控模块是控制主机的核心及数据传输枢纽，本实施例中，主控模块的主控芯片可以为单片机、数字信号处理系统芯片DSP、嵌入式系统芯片等，具体主控芯片型号可根据实际需要选取，例如本实施例中可选择现有应用较为成熟的嵌入式-微控制器TMS320F28335PGFA LQFP176。

所述通信模块用于连接到互联网或通过物联网与其他设备连接，实现数据互联或进行数据传输。通信模块中的通信接口可包括固定网络接口、无线网络接口或物联网接口等。

所述数据存储模块中存储的数据内容包括有肉类食物生熟度数据模型（该数据模型可由现有技术中的数据建立,或者依据附图7所述的步骤建立）、被检测肉类食物品种、状态、数量、宰杀时间、产地、产地环境参数、储存温度、储存时间、腌制配料的参数、分割的截面积、分割的厚度、以及检测装置内部环境参数等信息，这些数据信息均可有本领域的技术人员根据实际需要去测试所得或根据现有技术中的资料获取所得。

在其中一个优选的实施例中，所述数据模型的建立步骤如附图7所示。其中：

肉类食物的前处理步骤中包括有肉类分割、解冻，清洗、酱汁腌制、记录腌制时间等步骤；

记录数据步骤中记录的数据包括有食物品种、宰杀时间、食物产地、产地环境参数、存储时间、存储温度、腌制配料的参数、肉类的分割厚度及截面积，检测装置的内部环境参数等数据；

烹饪参数的设定步骤中，其包括升温曲线设定、传感器校准、编辑参数名称等步骤；在加热烹饪步骤中，在烹饪设备对事物进行加热过程中，实时记录个传感器的数据；

在人工判断生熟度的步骤中，可以根据温度参数目测食物的生熟度、根据肉类弹性或韧性判断物的生熟度，以及通过切开肉类进行品尝判别等的一种或多种方式进行综合判断；

标记模型数据步骤中，其包括整理传感器数据、设定判断上下限范围，优化数据结果，制定10%-100%之间的若干个成熟度判断节点以及定义数据模式的唯一编号等。

所述计时器模块，其具有一路不掉电的基准时间，不间断的确保检测过程的计时任务，用于各精确计算环境温度变化时间、食物内部温度变化时间、电导率参数变化时间等。本实施例中的计时器模块，其为现有技术存在的功能模块或现有技术可实现的功能模块，在此对其工作原理或具体结构不再详述。

所述大气压力传感器，用于检测当地的烹饪环境的大气压力，大气压力不同影响温度高低及温度传递速度，此参数作为检测数据模型的重要修正参数，确保检测装置判断的准确性。所述针式温度传感器用于扎进待测肉类食物中检测待测肉类食物内部的温度数据，以探测食物熟化过程的温度变化，如，牛扒内部温度73℃持续1分钟，表示熟化；而环境温度传感器用于检测待测肉类食物外部温度数据；将内外两个温度数据构成温度梯度对比数据。

所述电导率参数传感器，用于检测肉类食物的电导率在熟化过程的变化，检测食物酱汁及水分含量，确保食用的口感。所述超声波传感器，在食物中心线，来回正对着检测，检测肉类食物的中心与边缘的熟化程度差异，确保整块肉类食物熟化程度一致。

本发明实施例中，所述的超声波传感器、温度传感器（包括针式温度传感器和环境温度传感器）、大气压力传感器，温度检测模块、电导率参数检测模块、超声波检测模块、大气压力检测模块等功能模块采用现有技术存在的功能模块或现有技术实现的功能模块即可，在此不再对其具体结构和工作原理进行详述。

本发明实施例中，利用所述检测装置对肉类食物生熟度进行检测的步骤如附图8所示，在此不再对其详述。

本发明中，利用超声波传感器对肉类食物进行扫描检测的生熟度达标图如附图3所示，超声波传感器对肉类食物进行扫描检测，从A点到C点检测得到的检测曲线如图3所示，对应的数据与数据库典型数值进行比对，检测的结果都在生熟度100%允许误差范围内平稳分布，表示该试样生熟度达到100%，而且均匀。

本发明中，利用超声波传感器对某一肉类食物进行扫描检测的生熟度不达标图如附图4所示，超声波传感器对肉类食物进行扫描检测，从A点到C点检测得到的检测曲线如图4所示，对应的数据与数据库典型数值进行比对，检测的结果边缘部位生熟度100%范围内，中心部位的生熟度50%左右，分布不均衡。表示该试样生熟度不均匀，肉类食物中心部分难以烹饪到位的部位出现夹生，需要进一步烹饪至设定的生熟度。

如附图5所示，图5为利用温度传感器对某一肉类食物检测所得的温度数据曲线图。以牛扒为例，肉类食物的内部温度达到73℃，持续1分钟以上表示食物达到生熟度100%（不同肉类食物，生熟度对应的温度和持续时间都会有所不同）。当数据满足本特征曲线时，表明肉类食物整体都达到生熟度100%。

如附图6所示，图6为利用所述电导率参数检测模块对某一肉类食物检测所得的数据曲线图。肉类食物在烹饪前多数都进过酱汁腌制处理，酱汁或肉类食物内部水分具有一定导电性的物质，酱汁或肉类内部水分的含量变化将引起电导率的变化。肉类食物烹饪过程，酱汁或内部水分持续减少，在肉类食物生熟度到达要求的生熟度时，希望控制一定的含酱汁量或含水量，保持嫩滑的口感。通过此电导率参数检测，可以确保肉类食物生熟度的同时保持口感的要求。

上述实施例为本发明的较佳的实现方式，并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种肉类食物生熟度检测装置，其特征在于：所述检测装置包括一组或多组夹持检测机构、以及与夹持检测机构连接的控制主机，

所述夹持检测机构包括用于夹紧待检测肉类食物的第一检测极板和第二检测极板，第一检测极板和第二检测极板相对且平行设置，第一检测极板与第二检测极板之间设置有用于检测所述待检测肉类食物的针式温度传感器，以及用于检测所述待检测肉类食物所处环境的环境温度传感器，所述第一检测极板和第二检测极板的外侧分别设置有一超声波传感器和一移动装置，超声波传感器设置于移动装置上且在移动装置的驱动控制下平行移动；

所述控制主机包括有主控模块，均与所述主控模块连接的温度检测模块、电导率参数检测模块、超声波检测模块、人机交互模块、通信模块、计时模块以及数据存储模块，

其中，所述温度检测模块与所述针式温度传感器及环境温度传感器均连接，所述电导率参数检测模块与所述第一检测极板和第二检测极板均连接，所述超声波检测模块与所述超声波传感器连接。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述夹持检测机构还包括设置于第一检测极板和第二检测极板外的大气压力传感器，所述控制主机还包括与所述主控模块连接的大气压力检测模块。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述第一检测极板和第二检测极板的制成材料为不锈钢、钛合金以及铂金中的任意一种或任意多种金属材料制成。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的检测装置，其特征在于：两超声波传感器采用不同的工作频率工作。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于：两超声波传感器在所述移动装置的驱动控制下同步正对运动，且其运动轨迹与所述检测肉类食物的中心线平行。