DK172759B1

DK172759B1 - Method and apparatus for optically determining the meat/lard ratio in substances such as slaughtered animals or pieces thereof

Info

Publication number: DK172759B1
Application number: DK303290A
Authority: DK
Inventors: Allan Northeved; Ole Nilsson
Original assignee: Slagteriernes Forskningsinst
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1999-06-28
Also published as: DK303290D0; DK303290A

Description

i DK 172759 B1in DK 172759 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til ad optisk vej at bestemme kød/spæk-forholdet i emner, såsom slagtede dyr eller dele deraf, ved hvilken fremgangsmåde der i hovedsagen vinkelret på overfladen af emnet indføres en sonde med lysrefleksionsmåleorganer omfattende en lyssender til udsendelse af lys og en lysmodtager til modtagelse af lys, hvilke 5 udsender og modtager rødt lys af en ganske bestemt bølgelængde.The invention relates to a method for optically determining the meat-or-rat ratio in blanks, such as slaughtered animals or parts thereof, wherein a method is introduced substantially perpendicular to the surface of the blank, a probe with light reflection measuring means comprising a light emitter for emitting light and a light receiver for receiving light, which emits and receives red light of a certain wavelength.

Der kendes apparater med indstikssonder til måling af kød/spæk-forholdet i slagtekroppe.Apparatus with insertion probes are known for measuring the carcass / meat ratio in carcasses.

Den i den danske kødindustri anvendte KSA-måler omfatter en sonde med elektrodeområder, der afføler emnets ledningsevne, og samtidig registreres sondens indstiksdybde ved hjælp af en plade, der ligger an mod emnets overflade. Pladen er fastmonteret på to 10 stænger, der kan glide i apparatets hus og påvirker kontakten på et potentiometer. Ved overgangen mellem kød og spæk indtræder der en brat ændring af signalet fra sonden.The KSA meter used in the Danish meat industry comprises a probe with electrode areas that sense the conductivity of the workpiece, and at the same time the probe's depth of insertion is recorded by means of a plate abutting the workpiece surface. The plate is fixed to two 10 rods which can slide into the housing of the device and affect the contact of a potentiometer. At the transition between meat and bacon, a sudden change of signal from the probe occurs.

Denne flanke anvendes til at igangsætte en A/D-konvertering af potentiometersignalet, der repræsenterer indstiksdybden. Det opnåede digitale resultat lagres i en hukommelse som spæktykkelsen. Tilsvarende registreres emnets totale tykkelse ved overgangen mellem kød 15 og luft. Kødtykkelsen beregnes elektronisk som forskellen mellem totaltykkelsen og spæktykkelsen. De opnåede to tykkelsesmål kan vises på et display eller sammen med andre data om slagtekroppen anvendes til elektronisk beregning af kødprocenten.This flank is used to initiate an A / D conversion of the potentiometer signal representing the plug depth. The digital result obtained is stored in a memory such as the thickness. Similarly, the total thickness of the workpiece is recorded at the transition between meat 15 and air. The meat thickness is calculated electronically as the difference between the total thickness and the fat thickness. The two thickness measurements obtained can be displayed on a display or together with other carcass data used to electronically calculate the meat percentage.

I dansk fremlæggelsesskrift nr. 163.020 er beskrevet et apparat til måling af spæktykkelse.Danish Patent Specification No. 163,020 discloses an apparatus for measuring the thickness of the specter.

Apparatet har en sonde med et lysrefleksionsmåleorgan i form af en lyssender og en 20 lysmodtager. Til måling af indstiksdybden findes en plade, der er monteret på to i apparatets hus forskydelige stænger. Stængerne påvirker en rund skive med en skala, der viser indstiksdybden. Ved overgangen mellem kød og spæk sker der en væsentlig ændring af signalet fra sonden. Et relæ trækker en tunge, som fastholder skiven i den aktuelle position. Spæktykkelsen kan således efterfølgende aflæses på skiven.The apparatus has a probe with a light reflection measuring means in the form of a light emitter and a light receiver. To measure the insertion depth there is a plate mounted on two bars slidable in the housing of the apparatus. The bars affect a round disc with a scale showing the insertion depth. During the transition between meat and lard, the signal from the probe is significantly altered. A relay pulls a tongue which holds the disc in its current position. The crack thickness can thus be read on the disk afterwards.

25 I CII-A-604.535 er beskrevet et andet apparat til måling af spæktykkelse ved hjælp af et lysrefleksionsmåleorgan. Apparat har en håndbetjent kontakt, ved hjælp af hvilken en operatør sørger for fastholdelse af et mål for sondens indstikningsdybde, der overføres til en hukommelse. Dette sker ved overgangen mellem kød og spæk.25 CII-A-604,535 discloses another apparatus for measuring pitch thickness by means of a light reflection measuring means. Apparatus has a hand-operated contact by means of which an operator provides a measurement of the probe's depth of insertion, which is transmitted to a memory. This happens at the transition between meat and lard.

DK 172759 B1 2DK 172759 B1 2

Ingen af disse kendte apparater gør brug af andre lysrefleksionsværdier end dem, der optræder på kød-spækovergangen.None of these known devices make use of light reflection values other than those appearing on the meat-and-bone transition.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde og et apparat, ved hvilken muliggøres en mere omfattende signalbehandling af de målte 5 lysrefleksionsværdier.It is the object of the present invention to provide a method and apparatus which enables a more extensive signal processing of the measured light reflection values.

Det nye og særegne ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er angivet i krav l' s kendetegnende del og består i, at lysrefleksionsværdierne indlæses i et lager som funktion af indtrængningsdybden, hvorved indføringen af sonden registreres i trin med en lagerplads for hvert trin, og at positionen for en kød-spækovergang i emnet bestemmes ud fra de i 10 lageret indlæste refleksionsværdier.The novel and distinctive method of the method of the invention is set forth in the characterizing part of claim 1 and consists of the light reflection values being loaded into a bearing as a function of the penetration depth, thereby recording the insertion of the probe in step with a storage space for each step and a meat-bacon transition in the workpiece is determined from the reflection values entered in the storage.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen indlæses lysrefleksionsværdierne af kødet/spækket i et lager som funktion af sondens aktuelle indtrængningsdybde, således at der dannes en "kurve" over kødemnets refleksion som funktion af dybden.In the method according to the invention, the light reflection values of the meat / bacon are loaded into a bearing as a function of the current depth of penetration of the probe, so as to form a "curve" of the reflection of the body piece as a function of depth.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er det altså ikke som hidtil det søgte dybdemål, der 15 umiddelbart lagres, men derimod lysrefleksionsværdierne, der findes under sondens bevægelse i kødet, således at der opnås en kurve af refleksionen i afhængighed af sondens dybde. Dette er helt ukritisk og kan let udføres automatisk ved hjælp af et til dybdemåleranordningen koblet "tællerværk”, der trin for trin sørger for lagring af refleksionsværdierne efterhånden som sonden føres ind i kødemenet. Når refleksions-20 værdierne er indlæst, kan derefter på grundlag af kurven findes positionen for den aktuelle kød-spækovergang mellem spæklaget og kødet, f. eks. ved hjælp af en på grundlag af kurven fastlagt tærskelværdi, og derefter kan det søgte spæktykkelsesmål bestemmes. Registreringen og tykkelscsbestemmelsen kan ske automatisk og under hensyntagen til kurvens forløb. Det bliver f. eks. muligt at anvende en variabel tærskelværdi, hvilket 25 resulterer i et mere præcist mål for spæktykkelsen end en fast tærskelværdi, som formentlig anvendt i apparatet ifølge CH-A-604.535, idet der kan korrigeres for fejlkilder inden tærskelværdien sættes og tykkelsesresultatet udskrives. En fejlkilde er f. eks. kødets skiftende farve fra individ til individ. En anden fejlkilde er lyssenderens/lysmodtagerens DK 172759 B1 3 høje temperaturfølsomhed. En tredie fejlmulighed er, at det til modtageren forbundne målekredsløb er ude af justering. Disse fejlkilder kan helt eller delvist imødegås ved efter lagringen at fortolke refleksionskurven og korrigere i henhold til tolkningen. Dette er ikke muligt ved de kendte optiske tykkelsesmåleapparater.Thus, in the method of the invention, it is not so far as the depth target sought, which is immediately stored, but the light reflection values found during the movement of the probe in the flesh, so that a curve of reflection is obtained depending on the depth of the probe. This is completely uncritical and can easily be accomplished automatically by means of a "counter" connected to the depth gauge which provides step-by-step storage of the reflection values as the probe is fed into the carcass. When the reflection values are entered, it can then the curve is the position of the actual meat-to-meat transition between the meat layer and the meat, for example by means of a threshold value determined on the basis of the curve, and then the target thickness thickness can be determined. The registration and the thickness determination can be done automatically and taking into account the course of the curve. For example, it becomes possible to use a variable threshold, which results in a more accurate measure of the thickness than a fixed threshold, which is probably used in the apparatus of CH-A-604,535, since errors can be corrected before the threshold is set and A source of error is, for example, the changing color of the meat Another source of error is the high temperature sensitivity of the light emitter / light receiver DK 172759 B1 3. A third possibility is that the measuring circuit connected to the receiver is out of alignment. These sources of error can be countered in whole or in part by interpreting the reflection curve and correcting according to the interpretation after storage. This is not possible with the known optical thickness measuring devices.

5 På grundlag af de indlæste lysrefleksionsværdier kan der automatisk beregnes en referenceværdi, der er korrigeret for fejlkilder. Referenceværdien anvendes f. eks. til fastlæggelse af refleksionsværdien, der udgør kød-spækovergangen.5 Based on the input light reflection values, a reference value corrected for error sources can be calculated automatically. The reference value is used, for example, to determine the reflection value that constitutes the meat-and-bone transition.

Indføringen af sonden registreres fortrinsvis i mindst 256 trin, svarende til at lageret skal have mindst 256 pladser. Derved opnås en passende opløsning.The insertion of the probe is preferably recorded in at least 256 steps, corresponding to the storage having at least 256 seats. Thereby an appropriate solution is obtained.

10 Lysorganerne udsender og modtager som nævnt rødt lys af en ganske bestemt bølgelængde.10 As mentioned, the light organs emit and receive red light of a certain wavelength.

F. eks. kan senderens bølgelængde være 0,93 μΐη ±0,02 μπι, fortrinsvis 0,93 μπι ±0,01 μπι, medens modtageren - der ligeledes er centreret omkring 0,93 μπι - er en smule mere bredbåndet. Derved forbedres signal/støj-forholdet.For example, the wavelength of the transmitter may be 0.93 μΐη ± 0.02 μπι, preferably 0.93 μπι ± 0.01 μπι, while the receiver - which is also centered around 0.93 μπι - is slightly more broadband. This improves the signal-to-noise ratio.

Det udsendte lys kan være impulsmoduleret. Derved opnås en yderligere forbedring af 15 signal/støj-forholdet. Impulsmodulationen kan f. eks. være en kodet pulsmodulation.The emitted light may be pulse modulated. Thereby, a further improvement of the signal-to-noise ratio is obtained. For example, the pulse modulation may be a coded pulse modulation.

De modtagne signaler er i hovedsagen proportionale med den refleksion kødet giver.The signals received are generally proportional to the reflection of the meat.

Derved udelukker man i høj grad fejlsignaler fra omgivelserne, og apparaturet billiggøres som følge af, at der ikke skal foretages justeringer.This greatly excludes error signals from the surroundings and the apparatus is cheapened as a result of no adjustments being made.

Opfindelsen angår også et apparat til ad optisk vej at bestemme kød/spæk-forholdet i emner, 20 såsom slagtede dyr eller dele deraf, hvilket apparat har en til indføring i emnet beregnet sonde med lysrefleksionsmålcorganer omfattende en lyssender til udsendelse af lys og en lysmodtager til modtagelse af reflekteret lys, hvilke udsender og modtager rødt lys af en ganske bestemt bølgelængde. Det nye og særegne ved apparatet ifølge opfindelsen er angivet i krav 6's kendetegnende del og består i, at apparatet er indrettet til at indlæse 25 lysrefleksionsværdierne i et lager som funktion af indtrængnings-dybden, hvorved DK 172759 B1 4 indføringen af sonden registreres i trin med en lagerplads for hvert trin, samt til at bestemme positionen for en kød-spækovergang i emnet ud fra de i lageret indlæste refleksionsværdier.The invention also relates to an apparatus for optically determining the meat-or-rat ratio in blanks, such as slaughtered animals or parts thereof, which apparatus has a probe intended for insertion into the blank with light reflection target means comprising a light emitter for transmitting light and a light receiver for receiving reflected light, which emits and receives red light of a certain wavelength. The new and peculiar feature of the apparatus according to the invention is set forth in the characterizing part of claim 6 and consists in that the apparatus is arranged to input the light reflection values in a storage as a function of the depth of penetration, whereby the introduction of the probe is recorded in steps of a storage location for each step, and to determine the position of a meat-bacon transition in the workpiece from the reflection values loaded into the storage.

Fordelagtige udførelsesformer af apparatet ifølge opfindelsen er angivet i krav 7-10.Advantageous embodiments of the apparatus according to the invention are given in claims 7-10.

5 Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et apparat ifølge opfindelsen med en indstikssonde, og fig. 2 refleksionen som funktion af sondens indføring i et stykke kød.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which 1 shows an apparatus according to the invention with a plug-in probe, and fig. 2 the reflection as a function of the probe insertion into a piece of meat.

Den i fig. 1 viste sonde 7 til indføring i et stykke kød tjener til ad optisk vej at bestemme kød/spæk-forholdet i emnet. Sonden, der indeholder mindst to lysledende organer 1,2, 10 indføres i hovedsagen vinkelret på overfladen af emnet. De lysledende organer - der udgøres af to lysledende fibre 1,2 - udmunder i siden eller i spidsen af sonden 7. Fibrene står i forbindelse med en omsætter 3 med en lysdiode og en fototransistor, der omsætter lyssignaler til elektriske signalværdier. Disse føres til en regneenhed 4, som indlæser signalet for refleksionsværdien i et lager 5. Positionen i lageret 5 fastlægges på basis af 15 indtrængningsdybden x til det pågældende tidspunkt. Indtrængningsdybden - der registreres i trin - kan f. eks. måles ved hjælp af et potentiometer 8, der er indbygget i selve måleinstrumentet 6. Lysfibrene 1,2 er indrettet til at udsende og modtage rødt lys af en ganske bestemt bølgelængde. Derved udelukker man i høj grad fejllyssignaler fra omgivelserne. Dertil kommer, at det forholdsvis smalle frekvensbånd forbedrer signal/støj-20 forholdet.The FIG. 1 for insertion into a piece of meat serves to determine by optical means the meat-to-fat ratio in the workpiece. The probe containing at least two light-guiding means 1,2, 10 is inserted substantially perpendicular to the surface of the blank. The light-conducting means - constituted by two light-conducting fibers 1,2 - open at the side or at the tip of the probe 7. The fibers are connected to a converter 3 with a light-emitting diode and a phototransistor which converts light signals to electrical signal values. These are fed to a calculating unit 4 which reads the signal for the reflection value in a store 5. The position in the store 5 is determined on the basis of the depth of penetration x at that time. The depth of penetration - recorded in steps - can be measured, for example, by means of a potentiometer 8 built into the measuring instrument 6 itself. The light fibers 1,2 are arranged to emit and receive red light of a certain wavelength. This greatly excludes error signal signals from the surroundings. In addition, the relatively narrow frequency band improves the signal-to-noise ratio.

De indlæste værdier som funktion af indtrængningsdybden x kan f. eks. have det i fig. 2 viste udseende. Det første man ser, er refleksionen uden for emnet. Det næste er spæklaget, medens det sidste område er selve kødlaget. Spidserne i kødrefleksionen (ved x, , x2 og x3) 25 svarer da til spækindeslutninger (fedtmarmorering). Princippet er herefter, at regneenheden 4 (som både modtager information om indtrængningsdybde og refleksion) på basis af et antal af de laveste måleværdier udregner et referenceniveau. De laveste måleværdier findes DK 172759 B1 5 som signaler, der er f. eks. 10 gange, eventuelt fem gange mindre, end de største signaler.For example, the values entered as a function of the depth of penetration x may have the values shown in FIG. 2. The first thing you see is the reflection outside the subject. The next is the blubber layer, while the last area is the meat layer itself. The tips of the meat reflection (at x,, x2, and x3) 25 then correspond to the saliva inclusions (fat marbling). The principle is then that the calculating unit 4 (which receives both depth and reflection information) calculates a reference level on the basis of a number of the lowest measured values. The lowest measured values are found DK 172759 B1 5 as signals that are, for example, 10 times, possibly five times smaller, than the largest signals.

Fordelen ved at man måler refleksionerne i forhold til denne referenceværdi er, at man derved sparer justeringer, således at apparatet billiggøres, og målesikkerheden forbedres.The advantage of measuring the reflections relative to this reference value is that it saves adjustments so that the apparatus is cheapened and the measurement accuracy is improved.

Derudover korrigeres der automatisk for kødets farve, omgivelsernes lys og eventuelle 5 komponent ældningsfænomener. De informationer, der efter signalbehandling kan udtages, er kød- og spæktykkelsen, samt - om ønsket - fedtvævenes placering og størrelse (marmoreringsgraden). Målemetoden kan i givet fald gøres mere følsom ved impulsmodulation, eventuelt CPM-modulation af det udsendte lyse.In addition, the color of the meat, the light of the surroundings and any 5 component aging phenomena are automatically corrected. The information that can be extracted after signal processing is the thickness of the meat and the bacon, as well as - if desired - the location and size of the adipose tissue (degree of marbling). If necessary, the measurement method can be made more sensitive by pulse modulation, possibly CPM modulation of the emitted light.

De anvendte lysdioder er af typen TEXAS INSTRUMENTS TIL 23 eller 24. Disse lys-10 dioder er centreret omkring bølgelængden 0,93 μπ\, idet båndbredderne er henholdsvis 0,04 μχη og 0,02 μηα. Som modtager anvendes der en Si-fototransistor, der er følsom ved samme frekvens.The LEDs used are TEXAS INSTRUMENTS type 23 or 24. These light-10 diodes center around the wavelength 0.93 μπ \, with the bandwidths being 0.04 μχη and 0.02 μηα, respectively. As a receiver, a Si phototransistor sensitive at the same frequency is used.

Claims

A method of optically determining the meat-to-meat ratio in blanks, such as slaughtered animals or portions thereof, wherein a method introduces, generally perpendicular to the surface of the blank, a probe (7) with light reflection measuring means (1,2,3) comprising a light emitter for transmitting light and a light receiver for receiving reflected light, which emit and receive red light of a particular wavelength, characterized in that the light reflection values are loaded into a storage (5) as a function of the penetration depth (x), the insertion of the probe is recorded in increments with a storage space for each increment and that the position of a meat-bacon transition in the blank is determined from the 10 reflection values loaded into the storage.

Method according to claim 1, characterized in that the insertion of the probe is recorded in at least 256 steps corresponding to the storage (5) having at least 256 seats.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the emitted light is pulse-modulated.

Method according to claim 3, characterized in that the pulse modulation is a coded pulse modulation (CPM).

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the light transmitter and receiver are positioned next to or behind a cutter at the tip of the probe.

Apparatus for optically determining the meat-to-fat ratio in subjects such as slaughtered animals 20 or parts thereof, said apparatus having a probe (7) for insertion into the blank with light reflection measuring means (1,2,3) comprising a light transmitter for transmitting light and a light receiver for receiving reflected light, which emit and receive red light of a certain wavelength, characterized in that the apparatus is arranged to input the light reflection values in a storage (5) as a function of the penetration depth (x), whereby the insertion of the probe is recorded in steps with a storage space for each step, and for determining the position of a meat-bacon transition in the workpiece from the reflection values entered in the storage.

Apparatus according to claim 6, characterized in that it has a device for incrementally recording the penetration depth in at least 256 steps, corresponding to the storage (5) having at least 256 seats.

Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the emitted light is pulse modulated.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the pulse modulation is a coded pulse modulation (CPM).

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the light transmitter and receiver are placed next to or behind an insert at the tip of the probe.