PL208518B1 - Sposób pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności i sonda pomiarowa do pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności i sonda pomiarowa do pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności, przeznaczone do stosowania w obrocie tuszami i półtuszami mięsnymi, w szczególności w punktach ich skupu i w punktach ich sprzedaży, na fermach hodowlanych, przetwórniach, laboratoriach badawczych itp..

Znanych jest wiele sposobów pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności. Sposoby te dzielą się ogólnie na inwazyjne i nie inwazyjne.

Jednym ze znanych sposobów inwazyjnych jest rozwiązanie wykorzystujące do pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze obraz przekroju warstwy tkanki mięsnej zwierzęcia zdejmowany przez element opto-elektroniczny przyrządu z końcówką wbijaną w określony punkt ciała zwierzęcia.

Do realizacji tego sposobu stosuje się urządzenia wyposażone w sondy pomiarowe do pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, stanowiące sondy opto-igłowe lub opto-nożowe.

Sondy te jak wskazuje powyższe, zakończone są cienkimi igłami prętowymi albo nożami ostrzowymi.

Przykładem takiego przyrządu z sondą pomiarową zakończoną trójkątnym ostrzem jest przyrząd znany pod symbolem CGM produkcji francuskiej firmy Sydel do badania między innymi mięsności, stanowiące urządzenie optyczno-igłowe.

Sonda tego urządzenia przechodząc przez słoninę grzbietową i schab dokonuje ponad 5000 pomiarów jasności tkanek z rozdzielczością około 1 mm.

Sonda zawiera układ opto-elektroniczny zawierający diodę emisyjną oświetlającą badaną tkankę, diodę odbiorczą światła odbitego i odbiorczą diodę regulacyjną. Układ ten jest ustalony wewnątrz obudowy igłowej sondy w pobliżu jej końcówki zakończonej demontowalnym elementem ostrzowym. Sonda ma około 8 mm średnicy, a odległość operacyjna sondy mieści się między 0 a 95 mm.

Sposób pozyskiwania danych w tym urządzeniu polega na tym, że są one rejestrowane poprzez przekaz z sondy pomiarowej do elementów rejestrujących urządzenia w czasie wycofywania sondy pomiarowej z mięsa po uprzednim wbiciu jej na ściśle określoną głębokość i pod ściśle określonym kątem w równie precyzyjnie określane normą miejsce stanowiące punkt pomiarowy.

Na podstawie analizy tych danych urządzenie ocenia grubości słoniny i mięśnia, które przelicza następnie na procentową zawartość mięsa chudego w tuszy i klasę SEUROP.

Urządzenie dokonuje pomiarów kolejno w kolejnych pojedynczych punktach przekroju ocenianej tkanki przy wyjmowaniu sondy pomiarowej, a nie przy wprowadzaniu sondy, a specjalny sterowany komputerowo suwak przytrzymuje tuszę ze stałą, ściśle określoną siłą.

Ma to zapobiegać deformacji mierzonej tuszy z uwagi na ograniczanie zmienności nacisku na badaną tkankę.

Urządzenie elektroniczne do obiektywnej klasyfikacji tusz wieprzowych przedstawione jest w opisie polskiego zgł oszenia wzoru uż ytkowego nr W - 103 500.

Z opisu polskiego zgł oszenia wynalazku nr P - 321 648, A61 K 29/000 znany jest sposób i stanowisko do aparaturowego oznaczania składu tkankowego tusz bydła rzeźnego.

Sposób ten polega na określeniu składu tkankowego na podstawie pomiarów masy tuszy i łoju około nerkowego oraz pomiarów grubości szpondra i warstw tłuszczu aparatem optyczno-igłowym i pomiarów wizyjnych liniowych i powierzchni pół tuszy.

Te rozwiązania również rejestrują obraz odczytywany przy przesuwie liniowym podczas wycofywania sondy pomiarowej z badanej tkanki punkt po punkcie, odcinek po odcinku, a więc każdorazowo w innych warunkach.

Próby ograniczenia wpływu ruchu liniowego sondy pomiarowej w czasie pomiaru na zmienne oddziaływanie na odkształcenia przekroju ocenianej tkanki, zwłaszcza biorąc pod uwagę wielkość wymiarów tego przekroju i podatność tkanki, nie prowadzą jednakże do rzeczywistego wyeliminowania wpływu tych czynników na dokładność pomiarów i powtarzalność warunków ich wykonywania.

W sposobie pozyskiwania danych do oceny i okreś lania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności według wynalazku, w którym stosuje się zakończoną

PL 208 518 B1 ostrzem sondę pomiarową wbijaną w ocenianą tkankę w określonym przez normy miejscu, na określoną głębokość i pod określonym kątem, i podglądanie przekroju tej tkanki poprzez zespół optycznoelektroniczny pozyskiwania danych o obrazie w pojedynczym punkcie przekroju tkanki badanej tuszy lub półtuszy podczas obecności sondy pomiarowej w ocenianej tkance, istota rozwiązania polega na tym, że po wprowadzeniu sondy pomiarowej zdejmuje się obraz przekroju ocenianej tkanki jednocześnie na całej długości tego przekroju, skanując ten cały przekrój w tym samym bardzo krótkim okresie czasu i jednocześnie przekazuje się dane do odpowiednich członów elektronicznych układu ich rejestracji i przetwarzania.

Korzystnie w sposobie według wynalazku, skanuje się jednocześnie kilka cech charakteryzujących przekrój ocenianej tkanki wykorzystując odpowiadające im widzące je czujniki opto wzdłuż całej powierzchni skanowanego przekroju ocenianej tkanki rozmieszczone odpowiednio.

Korzystnie jest również według wynalazku, gdy dane o obrazie powierzchni przekroju ocenianej tkanki pozyskuje się w postaci cyfrowej.

W konstrukcji sondy pomiarowej do pozyskiwania danych do oceny i okreś lania wielkoś ci charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności według wynalazku, zawierającej cylindryczny korpus o niewielkiej średnicy, zakończony od strony przedniej uchwytem z elementem ostrzowym dobrze wbijającym się w ocenianą tkankę, zaś od strony tylnej elementem łączącym z obudową urządzenia zawierającą dalsze układy elektroniczno - wyświetlające do przetwarzania danych i wyświetlania wyników, zawierającą w cylindrycznym korpusie zespół optyczno-elektroniczny pozyskiwania danych o obrazie w pojedynczym punkcie przekroju tkanki badanej tuszy lub półtuszy podczas obecności sondy pomiarowej w ocenianej tkance, istota rozwiązania polega na tym, że ma na większości długości pobocznicy swego cylindrycznego korpusu wąskie podłużne okno widzenia całego przekroju ocenianej tkanki i zawiera wiele czujników opto rozmieszczonych na całej długości względem okna widzenia sondy pomiarowej tak, że jednocześnie obejmują swym widzeniem optycznym pełen wzdłużny obraz powierzchni skanowanego przekroju ocenianej tkanki, przy czym układ tych czujników wraz ze źródłami światła oświetlającymi ocenianą tkankę ustalony jest wewnątrz wymienionego cylindrycznego korpusu korzystnie również z pozostałymi elementami zespołu optycznoelektronicznego, przy czym wszystkie te elementy wewnątrz cylindrycznego korpusu zatopione są w ośrodku przeźroczystym stabilnym mechanicznie i optycznie, korzystnie w żywicy epoksydowej.

Korzystnie według wynalazku czujniki opto obejmujące swym widzeniem optycznym pełen obraz powierzchni skanowanego przekroju ocenianej tkanki i źródła światła oświetlające ocenianą tkankę wewnątrz korpusu sondy pomiarowej są rozdzielone między sobą ekranem świetlnym przesłaniającym.

Rozwiązania według wynalazku zapewniają pozyskiwanie obiektywnych dokładnych danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności, dzięki jednoczesności skanowania obrazu wzdłuż całego przekroju ocenianej tkanki w bardzo krótkim czasie przy statecznej pozycji sondy pomiarowej pozostającej bez ruchu, czyli przy braku jakiegokolwiek oddziaływania zewnętrznego i/lub wewnętrznego na badaną tuszę prowadzącego do jakichkolwiek deformacji, a więc i niedokładności.

Oprócz jednoczesności chwili pomiaru na całej długości przekroju zapewnione są te same warunki optyczne, to znaczy kąt patrzenia na przekrój badanej tkanki, oświetlenie badanej tkanki i równy stan po jednorazowym przejściu ostrza noża w każdym punkcie powierzchni przekroju ocenianej tkanki.

Nóż sondy i sama sonda pomiarowa są bowiem nieruchome w czasie pozyskiwania danych o obrazie całego przekroju ocenianej tkanki tuszy widzianego w oknie widzenia sondy pomiarowej na całej długości jednakowo.

Rozdzielenie rzędu czujników opto od źródeł światła oświetlających ocenianą tkankę ekranem świetlnym przesłaniającym optymalizuje stabilność warunków optycznych pomiaru i ogranicza skutecznie wpływ jakichkolwiek wtórnych odbić na pozyskiwane dane charakteryzujące badaną tkankę.

Sonda pomiarowa może zawierać różne typy czujników podglądających różne cechy ocenianej tkanki, co nadaje sondzie pomiarowej i sposobowi według wynalazku charakter rozwiązań uniwersalnych i otwartych.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony na przykładach realizacji opisanych poniżej i objaśnionych rysunkiem, na którym na Fig. 1 pokazano schematyczny przekrój poprzeczny sondy pomiarowej z jej elementami rozmieszczonymi wewnątrz jej korpusu i zatopionymi w żywicy epoksydowej, na Fig. 2 uwidoczniono fragment płytki drukowanej z ustalonymi na niej elementami układu opto4

PL 208 518 B1

-elektronicznego sondy pomiarowej, zaś jej widok boczny pokazano na Fig. 3, przy czym wszystkie elementy rozwiązania konstrukcji sondy pomiarowej pokazano w znacznym powiększeniu z uwagi na ich niewielkie rozmiary rzeczywiste dla uzyskania czytelnego obrazu opisywanej konstrukcji.

Sposób pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności, według wynalazku zostanie opisany na przykładzie realizacji po opisaniu stosowanej w nim sondy pomiarowej według wynalazku.

Sonda pomiarowa do pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności według wynalazku, zawiera cylindryczny korpus 1 o niewielkiej średnicy, zakończony od strony przedniej uchwytem z elementem ostrzowym dobrze wbijającym się w ocenianą tkankę, zaś od strony tylnej elementem łączącym z obudową urządzenia zawierającą dalsze układy elektroniczno - wyświetlające do przetwarzania danych i wyświetlania wyników, zawierająca w cylindrycznym korpusie zespół optyczno-elektroniczny pozyskiwania danych o obrazie w danym punkcie przekroju tkanki badanej tuszy lub półtuszy podczas obecności sondy pomiarowej w ocenianej tkance, przy zarówno uchwyt z elementem ostrzowym jak i element łączący z obudową urządzenia i samo urządzenie nie są pokazane na rysunku.

Wymieniony korpus 1 sondy pomiarowej o cylindrycznej pobocznicy zewnętrznej ma kształtowe częściowo wydrążone wnętrze wyprofilowane odpowiednio do potrzeb montażu jej elementów wewnętrznych, przy czym pobocznica zewnętrzna korpusu 1 sondy pomiarowej jest otwarta na jego całej długości, a to otwarcie wzdłużne stanowi okno widzenia 2 całego przekroju ocenianej tkanki.

Przekrój schematyczny sondy pomiarowej uwidoczniony jest na rysunku na Fig. 1 w powiększonej skali. W rzeczywistości średnica zewnętrzna korpusu 1 wykonanego ze stali nierdzewnej wynosi około 7 mm, a długość około 140 mm.

Wszystkie elementy sondy pomiarowej zamontowane we wnętrzu jej korpusu 1 są zatopione w przeźroczystym ośrodku stabilnym mechanicznie i optycznie, w przykładzie jest to żywica epoksydowa 3 wypełniająca wolną pozostałość wnętrza korpusu 1 sondy pomiarowej i dopełniająca je do obrysu cylindrycznego wzdłuż okna widzenia 2.

W części środkowej, patrząc na przekrój korpusu 1, usytuowana jest bardzo wąska płytka drukowana 4 o szerokości około 3,5 mm, z zamontowanymi na niej elementami wnętrza sondy pomiarowej.

Do oświetlania przekroju ocenianej tkanki sonda pomiarowa wyposażona jest w źródła światła 5 oświetlające ten przekrój na co najmniej całej jego długości, a stanowią je diody LED o niewielkich rozmiarach.

Sonda pomiarowa może zawierać wiele czujników opto 6 rozmieszczonych na całej długości względem okna widzenia 2 sondy pomiarowej tak, że jednocześnie obejmują swym widzeniem optycznym pełen obraz powierzchni skanowanego przekroju ocenianej tkanki, przy czym układ tych czujników opto 6 wraz ze źródłami światła 5 oświetlającymi ocenianą tkankę ustalony jest wewnątrz wymienionego cylindrycznego korpusu 1, korzystnie, jak w przykładzie, wraz z pozostałymi elementami zespołu optyczno-elektronicznego.

W opisywanym przykładzie wykonania sonda pomiarowa według wynalazku zawiera 16*96 (= 1536) czujników opto 6, których rolę spełniają scalone układy przetworników obrazu znane pod nazwą angielską CIS (Contact Image Sensor).

Czujniki opto 6 są rozmieszczone równomiernie na długości płytki drukowanej 4 w pobliżu równoległego rzędu zamontowanych źródeł światła 5 (LED), przy czym pomiędzy nimi usytuowany jest ekran świetlny 7 przesłaniający, który rozdziela czujniki opto 6 od tych źródeł światła 5 i jest mocowany prostopadle do tej płytki drukowanej 4.

Naprzeciw okna widzenia 2 ponad rzędem czujników opto 6, sonda pomiarowa zawiera ciąg ogniskujących układów optycznych 8, które ogniskują kąt patrzenia czujników opto 6 ograniczając odpowiednio rozwartość tego kąta stosownie do okna widzenia 2.

Te układy ogniskujące optyczne 8 są mocowane do ekranu świetlnego 7 po stronie czujników opto 6.

Z drugiej strony płytki drukowanej zamontowane są elementy oporników ograniczających R i kondensatorów blokujących C dla źródeł światła 5 (LED).

Fragment płytki drukowanej 4 z zamontowanymi na niej opisanymi elementami sondy pomiarowej pokazany jest w dużym powiększeniu i uproszczeniu na Fig. 2, a jego widok na bok szerokości płytki drukowanej 4 uwidoczniono na Fig. 3.

PL 208 518 B1

Na tej płytce drukowanej 4 widoczne są nie oznaczane przelotki łączeniowe, ekran świetlny 7 przesłaniający pomiędzy czujnikami opto 6 a źródłami światła 5 w postaci diod LED o wysokości około 0,4 mm.

Po wbiciu ostrzowej końcówki sondy pomiarowej w tkankę mięsną na określoną głębokość pod określonym kątem i w określonym miejscu włącza się zespól optoelektroniczny sondy pomiarowej. Jej źródła światła 5 rozmieszczone na długości okna widzenia 2 oświetlają przekrój ocenianej tkanki tuszy lub półtuszy.

Zestaw rozmieszczonych odpowiednio czujników opto 6 skanuje widoczny obraz oświetlanego przekroju ocenianej tkanki jednocześnie wzdłuż całego przekroju w krótkim okresie czasu rzędu około 10 do 50 ms.

W czasie skanowania sonda pomiarowa pozostaje nieruchoma w ocenianej tkance, zaś pozyskane w czasie pomiaru dane zostają automatycznie zapisane i następnie przetwarzane.

Na ich podstawie układy elektroniczne urządzenia pomiarowego mogą wyliczyć wszelkie wielkości określone normą lub określane zwyczajowo w obrocie tuszami i półtuszami a więc grubość warstw skóry, słoniny, tłuszczu, mięsa, tkanki kostnej itd. oraz procentowych udziałów w całym przekroju i relacji wzajemnych tych wielkości.

W zależności od typów czujników opto wprowadzonych do zespołu optyczno-elektronicznego sondy można pozyskiwać obrazy barwne tkanki, analizować jej strukturę, zatłuszczenie tkanki mięsnej, stany chorobowe rozpoznawalne po porównaniach z obrazami biblioteki obrazów takich stanów itp..

Sonda pomiarowa według wynalazku może bowiem zawierać rozmieszczone, jak opisano w istocie, różne typy czujników opto lub innych, którymi pozyskiwanie danych będzie zawsze odbywało się jednocześnie.

Możliwy według wynalazku jest również wariant przełączania zestawu odpowiednich czujników, zawsze skanujących wzdłużnie cały przekrój ocenianej tkanki, dla pozyskiwania różnych zestawów danych. Wtedy skanowanie ma charakter skanowania sekwencyjnego, gdzie w danej sekwencji pracuje inny zestaw czujników opto i współdziałających z nimi pozostałych elementów sondy pomiarowej.

Zasadniczą zaletą sposobu i sondy pomiarowej według wynalazku jest więc dokładne zdejmowanie danych koniecznych dla pomiarów cech charakteryzujących tusze i półtusze, w powtarzalnych pod każdym względem warunkach w jednym bardzo krótkim okresie czasowym.

Przedstawione wykonania nie ograniczają jednak istoty wynalazku do tych przykładowych realizacji.

Claims (5)

1. Sposób pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności według wynalazku, w którym stosuje się zakończoną ostrzem sondę pomiarową wbijaną w ocenianą tkankę w określonym przez normy miejscu, na określoną głębokość i pod określonym kątem, i podglądanie przekroju tej tkanki poprzez zespół optycznoelektroniczny pozyskiwania danych o obrazie w pojedynczym punkcie przekroju tkanki badanej tuszy lub półtuszy podczas obecności sondy pomiarowej w ocenianej tkance, znamienny tym, że po wprowadzeniu sondy pomiarowej zdejmuje się obraz przekroju ocenianej tkanki jednocześnie na całej długości tego przekroju tak, że utrzymuje się sondę pomiarową bez ruchu skanując ten cały przekrój w tym samym bardzo krótkim okresie czasu i jednocześnie przekazuje się dane do odpowiednich członów elektronicznego układu ich rejestracji i przetwarzania.

2. Sposób pozyskiwania danych według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie skanuje się jednocześnie kilka cech charakteryzujących przekrój ocenianej tkanki wykorzystując odpowiadające im widzące je czujniki opto (6) wzdłuż całej powierzchni skanowanego przekroju ocenianej tkanki rozmieszczone odpowiednio.

3. Sposób pozyskiwania danych według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie dane o obrazie powierzchni przekroju ocenianej tkanki pozyskuje się w postaci cyfrowej.

4. Sonda pomiarowa do pozyskiwania danych do oceny i określania wielkości charakteryzujących tusze i półtusze mięsne, zwłaszcza ich mięsności według wynalazku, zawierająca cylindryczny korpus o niewielkiej średnicy, zakończony od strony przedniej uchwytem z elementem ostrzowym dobrze wbijającym się w ocenianą tkankę, zaś od strony tylnej elementem łączącym z obudową urządzenia zawierającą dalsze układy elektroniczno - wyświetlające do przetwarzania danych i wyświetla6

PL 208 518 B1 nia wyników, zawierająca w cylindrycznym korpusie zespół optyczno-elektroniczny pozyskiwania danych o obrazie w danym punkcie przekroju tkanki badanej tuszy lub półtuszy podczas obecności sondy w ocenianej tkance, znamienna tym, że ma na większości długości pobocznicy swego cylindrycznego korpusu (1) wąskie podłużne okno widzenia (2) całego przekroju ocenianej tkanki i zawiera wiele czujników opto (6) rozmieszczonych na całej długości względem okna widzenia (2) sondy pomiarowej tak, że jednocześnie obejmują swym widzeniem optycznym pełen obraz powierzchni skanowanego przekroju ocenianej tkanki, przy czym układ tych czujników opto (6) wraz ze źródłami światła (5) oświetlającymi ocenianą tkankę jest ustalony wewnątrz wymienionego cylindrycznego korpusu (1) korzystnie również z pozostałymi elementami zespołu optyczno-elektronicznego, przy czym wszystkie te elementy wewnątrz cylindrycznego korpusu zatopione są w ośrodku przeźroczystym stabilnym mechanicznie i optycznie, korzystnie w żywicy epoksydowej (3).

5. Sonda pomiarowa według zastrz. 4, znamienna tym, że czujniki opto (6) obejmujące swym widzeniem optycznym pełen obraz powierzchni skanowanego przekroju ocenianej tkanki i źródła światła (5) oświetlające ocenianą tkankę wewnątrz korpusu sondy pomiarowej są rozdzielone między sobą ekranem świetlnym (7) przesłaniającym.