DE3904675A1

DE3904675A1 - Verwendung einer optoelektronischen anordnung

Info

Publication number: DE3904675A1
Application number: DE19893904675
Authority: DE
Inventors: Stefanos Dipl Ing Dermitzakis; Uwe Herchel; Thomas Mistele
Original assignee: Telefunken Electronic GmbH
Current assignee: Telefunken Electronic GmbH
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1990-08-23

Description

Optoelektronische Anordnungen, die eine strahlungsemit tierende Sendeeinheit und eine strahlungsdetektierende Empfangseinheit besitzen, werden beispielsweise bei Lichtschranken zur Detektion von Gegenständen einge setzt.

Eine derartige optoelektronische Anordnung wird gemäß der Erfindung zum Feststellen des Zustands von Eiern verwendet.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die opti sche Dichte von Eiern in signifikanter Weise vom Zustand der Eier abhängig ist. Beispielsweise nimmt die optische Dichte mit der Kochdauer zu, hartgekochte Eier sind optisch wesentlich dichter als rohe bzw. frisch gekochte Eier; auch beim Brüten von Eiern verändert sich die optische Dichte in Abhängigkeit vom Brutzustand. Des gleichen ist die optische Dichte frischer Eier verschie den von der optischen Dichte schlechter bzw. fauliger Eier.

Durch eine Messung der optischen Dichte kann somit, auf der Grundlage vorher ermittelter Vergleichs- bzw. Eich werte, der Zustand der Eier bestimmt und beispielsweise angezeigt werden.

Die optische Dichte der Eier kann dabei entweder in Transmission oder in Reflexion gemessen werden.

Die Erfindung soll nun nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der optoelektronischen Anordnung, wobei die optische Dichte in Trans mission gemessen wird;

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der optoelektronischen Anordnung, wobei die optische Dichte in Re flexion gemessen wird.

Gemäß der Fig. 1 besteht die optoelektronische Anord nung aus einer Sendeeinheit 2, einer Empfangseinheit 3 und einer Auswerte- und Anzeigeeinheit 4. Die optische Dichte des zu untersuchenden Eies 1 wird dabei in Trans mission gemessen; das zu untersuchende Ei 1 befindet sich in der optischen Strecke zwischen dem Sendeelement 5 der Sendeeinheit 2 und dem Empfangselement 8 der Empfangseinheit 3 und wird von der emittierten Strahlung 13 des Sendeelements 5 durchdrungen.

Das Sendeelement 5 der Sendeeinheit 2 wird mit einem vom Generator 7, beispielsweise einem Oszillator, erzeugten und von der Verstärkerstufe 6 verstärkten Signal betrie ben. Das vom Empfangselement 8 detektierte Meßsignal wird, von der Verstärkerstufe 9 verstärkt, auf ein (Band-)Filter 10 gegeben, das auf die Frequenz des Gene rators 7 der Sendeeinheit abgestimmt ist. Zwischen dem Generator 7 der Sendeeinheit 2 und dem Mischer 11 der Empfangseinheit 3 besteht eine Signalver bindung 12, mit der der Mischer 11 auf die Frequenz des Generators 7 synchronisiert werden kann. Somit kann nach dem bekannten Lock-in-Prinzip störendes Fremdlicht un terdrückt sowie die Empfindlichkeit der Meßapparatur erhöht werden.

Der Empfangseinheit 3 ist eine Auswerte- und Anzeige einheit 4 nachgeschaltet.

In Abhängigkeit seines Zustands absorbiert das Ei 1 einen unterschiedlichen Anteil der vom Sendeelement 5 emittierten Gesamtstrahlung 13; der nicht-absorbierte Anteil, also die transmittierte Strahlung 14, wird vom Empfangselement 8 detektiert, anschließend verstärkt, gefiltert, ausgewertet und angezeigt.

Die Auswerteeinheit 4 besteht im einfachsten Fall aus einem Integrationsglied; der am Eingang der Auswerte einheit 4 anliegende Meßwert, der ein Maß für den Zu stand des Eies darstellt, kann wahlweise optisch, bei spielsweise mittels einer LED-Balkenanzeige, digital oder analog, beispielsweise mittels eines Meßgeräts, an gezeigt werden. Eine weitere Möglichkeit der Auswertung besteht darin, den jeweiligen Zustand des Eies direkt anzuzeigen; dazu muß der für den Zustand des Eies charak teristische momentane Meßwert mit vorher ermittelten Standardwerten, beispielsweise mittels Komparatoren, verglichen werden, wobei diese Standardwerte fest vorge geben werden können.

In der Fig. 2 ist eine andere Anordnung der Meßappa ratur gezeigt; die Schaltungskomponenten der optoelek tronischen Anordnung entsprechen dabei denjenigen der Fig. 1.

Gemäß der Fig. 2 wird die optische Dichte des zu unter suchenden Eies 1 in Reflexion gemessen; Sendeelement 5 und Empfangselement 8 befinden sich auf der gleichen Seite des zu untersuchenden Eies 1. Bei dieser Anordnung wird der vom Ei 1 nicht-absorbierte und reflektierte An teil 15 der vom Sendeelement 5 emittierten Gesamtstrah lung 13 vom Empfangselement 8 detektiert, und mittels Verstärkerstufe 9, Bandfilter 10, Mischer 11 und Aus werte- und Anzeigeeinheit 4 weiterverarbeitet.

Welches der beiden Meßprinzipien letztendlich Verwendung findet, hängt vom Anwendungsfall bzw. vom für die Mes sung zur Verfügung stehenden Platz ab.

Als Sendeelement der optoelektronischen Anordnung kann jede strahlungsemittierende Quelle dienen, wobei auch mehrere Sendeelemente vorgesehen werden können. Bei spielsweise besteht das Sendeelement aus einer oder meh reren Leuchtdioden im sichtbaren (LED) oder im infra roten Spektralbereich (IR-LED). Die Wahl des Empfängers wird nach Maßgabe des Spektralbereichs des Senders ge troffen; beispielsweise können eine oder mehrere Photo zellen, Photodioden, Phototransistoren oder CCDs Verwen dung finden.

Vorzugsweise wird im infraroten Spektralbereich gemes sen, da hier preiswerte Bauelemente als Sender (IR-LED) und Empfänger (PIN-Photodioden) zur Verfügung stehen. Das Sendeelement kann dabei entweder gepulst oder konti nuierlich betrieben werden; typische Sendeströme liegen dabei zwischen 50 mA und 100 mA im Dauerbetrieb bzw. bis zu 1,5 A im Pulsbetrieb.

Die optoelektronische Anordnung zur Bestimmung des Zu standes von Eiern läßt sich beispielsweise in Eierko chern, Brutgeräten oder Eiersortier-Geräten einsetzen. In Eierkochern kann der gewünschte Kochzustand (weich, hart etc.) vorgegeben werden, die optoelektronische An ordnung übernimmt dann die Kontrolle des Kochzustands. Beim Erreichen des vorgegebenen Kochzustands wird das Gerät abgeschaltet, wobei zusätzlich optische und akusti sche Signale zur Anzeige dienen können.

In Brutgeräten kann der Brutzustand der Eier permanent überwacht und kontrolliert werden. Auch hier kann eine Anzeige den Brutzustand wahlweise kontinuierlich oder nur auf Anfrage angeben.

Bei Eiersortier-Geräten lassen sich faulige Eier aus sortieren; denkbar ist auch, daß sich die Eier entspre chend ihrer Größe sortieren lassen.

Claims

1. Verwendung einer optoelektronischen Anordnung mit Sendeeinheit (2) und Empfangseinheit (3) zum Feststellen des Zustands von Eiern.

2. Verwendung einer optoelektronischen Anordnung nach Anspruch 1 zum Feststellen des Kochzustands, Brutzu stands oder Frischegrads von Eiern.

3. Optoelektronische Anordnung zum Feststellen des Zu stands von Eiern, dadurch gekennzeichnet, daß die opto elektronische Anordnung aus einer Sendeeinheit (2) mit Sendeelement (5) und Ansteuerelektronik (6, 7), aus einer Empfangseinheit (3) mit Empfangselement (8) und Detektionselementen (9, 10, 11) sowie aus einer Aus werte- und Anzeigeeinheit (4) besteht, wobei zwischen Sendeeinheit (2) und Empfangseinheit (3) eine Signal verbindung (12) besteht und daß das zu untersuchende Ei (1) zwischen Sendeelement (5) und Empfangselement (8) angeordnet ist.

4. Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik der Sende einheit (2) aus einem Generator (7) und einem Verstär kerelement (6) besteht und die Detektionselemente der Empfangseinheit (3) als Verstärkerelement (9), Bandfil ter (10) und Mischer (11) ausgebildet sind.

5. Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich Sendeelement (5) und Empfangselement (8) auf verschiedenen Seiten des zu un tersuchenden Eies (1) befinden, wobei das Ei (1) von der vom Sendeelement emittierten Strahlung (13) durchdrungen wird (Fig. 1).

6. Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich Sendeelement (5) und Empfangselement (8) auf der gleichen Seite des zu unter suchenden Eies (1) befinden, wobei die vom Sendeelement (5) emittierte Strahlung (13) am Ei reflektiert wird (Fig. 2).

7. Optoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangselement (8) den Anteil (14, 15) der vom Sendeelement (5) emit tierten Gesamtstrahlung (13) detektiert, der nicht vom zu untersuchenden Ei (1) absorbiert wird.

8. Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit (3) so ausge bildet ist, daß die optische Dichte bzw. eine Verände rung der optischen Dichte des Eies (1) von der Empfangs einheit (3) erfaßt wird und der jeweilige Zustand des Eies (1) angezeigt wird.

9. Optoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 3-8, dadurch gekennzeichnet, daß Sendeeinheit (2) und Empfangseinheit (3) ein oder mehrere Sendeelement(e) (5) und Empfangselement(e) (8) enthalten, und daß der Spek tralbereich der Empfangselemente (8) auf den Spektral bereich der von den Sendeelementen (5) emittierten Strah lung abgestimmt ist.

10. Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Sendeelemente (5) Leuchtdioden im infraroten Spektralbereich (IR-LEDs), und als Emp fangselemente (8) Silizium-PIN-Photodioden vorgesehen sind.

11. Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Auswerte- und Anzeige einheit (4) ein für den Zustand des Eies (1) charakte ristischer Wert analog, digital oder optisch angezeigt wird.

12. Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 3-11, dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronische An ordnung Teil eines Eierkochers ist, bei dem der ge wünschte Kochzustand des Eies vorgegeben werden kann und von der optoelektronischen Anordnung gesteuert wird.

13. Optoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 3-11, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil eines Brut geräts ist, bei dem der Brutzustand von Eiern laufend überwacht und kontrolliert sowie angezeigt wird.

14. Optoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 3-11, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil eines Eier sortier-Geräts ist, das die Eier entsprechend ihrer Größe und Qualität sortiert.