用于測量被測對象上、尤其食品上的表面層的測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于測量被測對象(例如食品)上的表面層、尤其用于測量確定用于食用的肉上的細菌的代謝產物的測量儀。
【背景技術】
[0002]這類測量儀以名稱“新鮮掃描(Fresh Scan) ”從研究項目中公開。這種已知的測量儀基于以下認識:肉在存放期間有越來越多的細菌繁殖，細菌的代謝產物(例如卟啉)發熒光，從而測量細菌的代謝產物所發出的熒光輻射能夠推斷肉的新鮮狀態和細菌總數。
[0003]為了激勵熒光輻射，已知的測量儀具有激光，該激光的射線對準待檢驗的肉，從而在肉上的細菌的代謝產物發射熒光輻射，所述熒光輻射然后被光學傳感器檢測，其中，所述光學傳感器在焚光福射中探測確定的波長，所述確定的波長對于細菌的代謝產物的焚光福射是特征性的。
[0004]因此，一方面，已知的測量儀不考慮熒光輻射的整個光譜，而僅僅考慮熒光輻射的確定的特征波長。
[0005]另一方面要提到的是，已知的測量儀僅僅在唯一的測量點上測量熒光輻射。
[0006]因此，在以上所說明的已知的測量儀的運行中，偶爾發生測量錯誤。
[0007]此外，關于現有技術，參考DE 10 2011 100 507 Al，DE 27 28 717 Al，US 6 597932 B2,W0 97/08538 Al，WO 99/57529 Al，WO 2007/079943 Al，EP O 128 889 B2，DE 60208 823 T2，US 5 760 406 A, US 5 914 247 A, AT 414 275 B，DE 103 15 541 Al，DE 102005 051 643 Al，TO 2003/070080 Al，US 5 658 798 Al，US 5 474 910 A，EP I 329 514A2，US 4 866 283 A,DE 44 20 401 Al 和 US 6 649 412 BI。然而，這些文獻僅僅公開了并非最理想的測量儀或者測量原理。

【發明內容】

[0008]因此，本發明的任務在于，改進一開始所說明的已知的測量儀。
[0009]該任務通過根據獨立權利要求的根據本發明的測量儀來解決。
[0010]根據本發明的測量儀與現有技術一致地具有至少一個激勵源，以便在待監測的食品的表面層中激勵發光，從而表面層發出發光輻射。
[0011]在本發明的一個優選的實施例中，激勵源(如在已知的測量儀中的這樣)為光源，從而被該光源激勵的發光福射為光致發光福射、尤其焚光福射或者磷光福射。然而，本發明在發光輻射的激勵方面不限于光學激勵。更確切地說，在本發明的框架下原則上也可以考慮，充分利用其它的發光類型，例如電致發光、陰極發光、化學發光、生物發光、摩擦發光、熱釋發光、聲致發光、福射發光、離子發光或者壓電發光。在這里，也可以分析評估焚光的衰變時間。
[0012]在本發明的該優選的具有用于光致發光激勵的光源的實施例中，優選光源發射具有350nm-550nm波長范圍的光譜。在一種優選的實施例中，光源發射405nm的波長。
[0013]所述光源例如可以是一種激光二極管或者發光二級管，然而，原則上也存在使用其它例如白熾燈這樣的光源的可能性。
[0014]此外，根據本發明的測量儀與一開始所說明的已知的測量儀一致地具有至少一個光學傳感器，以測量由食品上的表面層發出的發光輻射。
[0015]在該優選的實施例中，光學傳感器測量全部測量點的發光福射，其中，例如可以在時間上連續地在單個測量點上進行測量。
[0016]然而，替代地，也存在以下可能性:給各個測量點分別配置一個特有的光學傳感器，該特有的光學傳感器測量在相應的測量點上的發光輻射。
[0017]在使用用于在全部的測量點上測量的唯一的光學傳感器時，該光學傳感器優選具有這樣大的測量角度，使得全部的測量點位于該測量角度之內，從而該光學傳感器可以測量全部的測量點的發光輻射。
[0018]例如表面層所發出的發光福射通過具有合適的數值孔徑(numerischerAperatur(NA))的光導體傳導至光學傳感器。
[0019]此外，要提到的是，該光學傳感器優選為分光光度計，該分光光度計測量表面層的發光輻射的波長光譜。因此，根據本發明的測量儀不同于一開始所說明的已知的測量儀，在一開始所說明的已知的測量儀中，僅僅測量在確定的特征波長上的發光輻射的強度，而該分光光度計檢測發光輻射的完整的波長光譜。這是有利的，因為由此可以檢測發光輻射的特征波長光譜，由此可以在很大程度上避免測量錯誤。也就是說，在本發明的框架下也存在通過所謂的“光譜成像(Spectral Imaging) ”分析評估信號的可能性，這從現有技術已知。
[0020]此外，要提到的是，優選設置多個測量點，其中，各個測量點優選布置為繞光學傳感器的光軸分布。這是有利的，因為然后光學傳感器可以更容易地檢測全部的測量點的發光福射。
[0021]在本發明的該優選的實施例中，測量儀不僅僅考慮由表面層發出的發光輻射的波長光譜，而且也考慮在待監測的食品上的表面層的表面溫度。為此，根據本發明的測量儀優選具有實現無接觸的溫度測量的高溫計。
[0022]此外，優選根據本發明的測量儀也包括用于在沒有熒光激勵的情況下測量表面層的顏色的色度計，其中，這類色度計本身已經被現有技術公開并且因此不必詳細說明。
[0023]在本發明的框架下，當也考慮表面層的發光輻射在時間上的衰變特性時，可以進一步提高測量準確性。因此，優選根據本發明的測量儀具有一測量器件，該測量器件測量發光輻射在時間上的衰變特性。
[0024]此外，根據本發明的測量儀也可以具有pH計，以便測量食品上的表面層的pH值。
[0025]此外，根據本發明的測量儀可以具有電阻測量裝置，以便測量表面層和/或食品的表面電阻，由此可以進一步提尚測量準確性。
[0026]此外，要提到的是，根據本發明的測量儀包括用于對表面層和/或食品定性和/定量和用于產生相應的輸出信號的分析評估單元。該分析評估單元的輸出信號例如可以描述待檢驗的食品的以下特性之一:
[0027]-在表面層中的細菌的代謝產物、尤其卟啉、尤其卟啉IX的細菌數。
[0028]-來自由肉、魚、蔬菜和/或水果組成的組的食品的類型。
[0029]-來自由豬肉、牛肉、禽肉、羊肉、鹿肉、馬肉和/或狗肉組成的組的肉的類型。
[0030]-食品的、根據食品的新鮮狀態的可食用性。
[0031]以上已經指出，肉在存放期間有越來越多的細菌繁殖，所述細菌的代謝產物發射特征性的發光輻射，從而發光輻射的測量實現對肉的新鮮狀態的推斷。在分析評估所測量的發光輻射時，應根據可能性僅僅有選擇地考慮特征波長光譜，所述波長光譜由相應的細菌的代謝產物(例如卟啉)發出。因此，分析評估單元在發光輻射的峰值時測量相應的峰值的波長和相應的峰值的強度。接著，分析評估單元然后優選求取峰值的強度比、即例如第一峰值的強度和第二峰值的強度的比。此外，優選分析評估單元求取在一方面發光輻射的所測量的峰值的波長和另一方面預先給定的特征波長之間的波長一致性，所述預先給定的特征波長對于細菌的代謝產物的熒光輻射來說是特征性的。例如特征波長可以是在卟啉、尤其卟啉IX的熒光輻射中的峰值的波長。然后，所測量的峰值的強度比和所測量的峰值與特征波長的波長一致性實現這樣的判斷:所測量的輻射實際上由細菌代謝產物導致還是基于干擾。
[0032]此外，分析評估單元可以分析評估峰值的信號形式，以判斷所探測的發光輻射由表面層產生還是由干擾產生。
[0033]分析評估單元可以根據以下量中至少一個對在食品(例如肉)上的表面層定性和/或定量，其中，然后產生相應的輸出信號:
[0034]-描述在所有測量點上的發光輻射的強度的總值，例如在各個測量點上所測量的強度的平均值，
[0035]-在各個測量點上的強度，
[0036]-食品的表面溫度，
[0037]-食品上的表面層的顏色，
[0038]-由食品上的表面層所發射的發光輻射在時間上的衰變特性，
[0039]-發光輻射的峰值的強度比，
[0040]-在發光輻射的峰值和預先給定的特征波長之間的波長一致性，
[0041]-pH 值，
[0042]-表面電阻。
[0043]在本發明的該優選的實施例中，通過模糊邏輯來進行以上所提到的輸入量的分析評估，這本身已經由現有技術公開并且因此不必詳細說明。
[0044]此外，要提到的是，優選根據本發明的測量儀是可攜帶的、例如呈手持儀器的形式。這實現例如在餐飲業中或者在進行肉加工的企業中使用。
[0045]根據本發明的測量儀的供電例如可以通過集成的電池來進行，其中，優選涉及一種可充電的電池。
[0046]此外，優選根據本發明的測量儀具有顯示器，以便能夠顯示分析評估單元的輸出信號和測量儀另外的運行參數。例如所述顯示器可以是IXD顯示器(IXD:Uquid CrystalMsplay，液晶顯示)。
[0047]此外，有重要意義的是，根據本發明的測量儀實現快速的測量，從而所述測量儀也可以使用在進行肉加工的企業中的生產線上，而不妨礙加工速度。因此，測量持續時間優選小于10秒、I秒或者50毫秒。
[0048]此外，優選根據本發明的測量儀具有數據接口，以配置測量儀和/或輸出測量數據。例如所述數據接口可以具有USB接口(USB Universal Serial gus，通用串行總線)、藍牙接口