Способ определения качества яиц Советский патент 1992 года по МПК G01N33/08 

Изобретение относится к технике контроля качества яиц и может быть использовано в птицеводстве и птицеперерабатывающей промышленности в процессе автоматизированной сортировки яиц.

Известен способ определения качества яиц с помощью овоскопа, основанный на пропускании светового луча через исследуемое яйцо и визуальном анализе качества яйца.

Данный способ довольно трудоемок, не точен, т.к. зависит от субъективных качеств обслуживающего персонала и не позволяет определять разнообразные пороки и браки иц, ,

Наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на пропускании чепез исследуемое яйцо пучка белого света с последующей регистрацией сигналов на длинах волн 575, 590 и 620 нм с помощью соответствующих оптических фильтров, расположенных перед фотоприемниками. Причем сигнал на длине волны 575 нм соответствует поглощению на красных кровяных включениях, сигнал на 620 нм используют для идеи- тификации тухлых яиц, а сигнал на 590 нм используют как опорный

Таким образом, известный способ содержит следующие операции:

просвечивают исследуемое яйцо пучком белого света, диаметр которого равен диаметру яйца;

прошедший свет с помощью полупрозрачных пластин разделяют на три луча, каждый из которых пропускают через оптические фильтры с максимумами пропускания при 575, 590 и 620 HMJ

по соотношению электрических сигналов, получаемых с каждого из трех фотоприемников, установленных после оптических фильтров, определяют сте

GO СП

о о

пень свежести яиц и наличие кровяных включений о

Недостатком способа является его ограниченность, связанная с невозможностью определения оплодотворенности яйца, невозможностью автоматизации способа, т.к. способ не предусматривает возможности контроля качества яиц на движущемся конвейере, а также демонстрирует сложности, связанные с использованием узких спектральных интервалов, соответствующих интерференционным фильтрам, и сложной электроники Действительно, при движении яйца по конвейеру, во-первых, изменяется диаметр яйца и все количественные соотношения, приведенные в известном способе, нарушаются .Во-вгорых,при подходе или уходе яйца из области светового луча фотоприемники регистрации засвечиваются интенсивным световым сигналом, Таким образом, способ предусматривает измерения только в статике. Способ не предусматривает измерения поглощения в фиолетовой области спектра , где имеется пик поглощения СОЯ и где можно идентифицировать оплодотво- ренность яиц,,

Целью изобретения является повышение точности, расширение возможностей и обеспечение универсальности способа, выражающихся в определении свежих и тухлых (тумаков) яиц, яиц с кровяными включениями, оплодотворенных и неоплодотворенных яиц с одновременной регистрацией яиц по этим признакам в процессе их движения по конвейеру,,

Поставленная цель достигается путем перемещения исследуемого яйца через пять световых лучей, перпендикулярных продольной оси яйца, причем первый и пятый - лучи белого света, а остальные - монохроматические (фиолетовый, сине-зеленый и красный). При пересечении яйцом первого луча белого света происходит отпирание оптического затвора перед фотоприемниками для последующих трех лучей света. При последовательном пересечении второго (фиолетового) , третьего (сине-зеленого) и четвертого (красного) лучей света формируются электрические сигналы, Пропорциональные интенсивности прошедшего через центр яйца света, по соот10

5

20

ния, которое имеет место в момент равенства производной выходного сигнала по длине яйца нулю„ Пятый луч белого света участвует я запирании оп тического затвора.

На фиг„ 1 изображено устройство, осуществляющее способ. На фиг. 2 и 3 графически изображен процесс пропуска ния светового луча через яйцо.Оно име ет: исслецуемоеяйцо 1,источники света 2-k, оптические широкополосные фильтры , фотоприемники 10-1, затвор 15, блок отпирания затвора 16, формирователи сигналов , блок запирания затвора 20, блок сравнения 21, исполнительный механизм 22.

Исследуемое яйцо перемещают так, что оно последовательно пересекает пять узких световых лучей, перпендикулярных большой оси яйца (фиг, 1). При пересечении первого луча белого света вырабатывается сигнал на выходе первого фотоприемника, который управ- 25 ляет блоком отпирания затвора Затем яйцо последовательно пересекает второй, третий и четвертый лучи своей центральной частью, соответствующей максимальному диаметру яйцас Монохро матичность лучей обеспечивается или с помощью оптических фильтров, или с помощью лазеров. Рассеяние света на внутренних компонентах яйца и попадание рассеянного света на фотоприемники исключается за счет расположения фильтров непосредственно перед фотоприемниками,. Таким образом, второй, третий и четвертый фотоприемники отпираются по команде с первого фотопри емника только при наличии напротив них яйца во избежание засветки приемников При прохождении яйца через монохроматические лучи света интенсивность сигналов на выходе фотоприемников за висит от толщины яйца и поглощения, определяемого качеством яйца (фиг,2)с Для выбора постоянных участков на этих зависимостях используют формирователи сигналов, которые вырабатывают выходной сигнал, пропорциональный интенсив ности прошедшего через яйцо света, только тогда, когдэ производная интен сивности света по длине яйца dl/DL равна нулю(эта ситуация соответствует горизонтальным участкам на фиг, 2)г

30

35

40

4S

50

l - JJF1l 4-/riI«JHJriL/l Iljr HJV r CJ nCl ЦУГ I | j Ј, J у.

решению которых происходит определение 55После этого сигналы с выхода формиро- качества яйца, его сортировка и выбра -вателей сигналов поступают на вход ковка. Интенсивность лучей определя-блока сравнения, где происходит обра- ют в области максимального поглоще-ботка этих сигналов по закону:

5

ния, которое имеет место в момент равенства производной выходного сигнала по длине яйца нулю„ Пятый луч белого света участвует я запирании оптического затвора.

На фиг„ 1 изображено устройство, осуществляющее способ. На фиг. 2 и 3 - графически изображен процесс пропускания светового луча через яйцо.Оно имеет: исслецуемоеяйцо 1,источники света 2-k, оптические широкополосные фильтры , фотоприемники 10-1, затвор 15, блок отпирания затвора 16, формирователи сигналов , блок запирания затвора 20, блок сравнения 21, исполнительный механизм 22.

Исследуемое яйцо перемещают так, что оно последовательно пересекает пять узких световых лучей, перпендикулярных большой оси яйца (фиг, 1). При пересечении первого луча белого света вырабатывается сигнал на выходе первого фотоприемника, который управ- 5 ляет блоком отпирания затвора Затем яйцо последовательно пересекает второй, третий и четвертый лучи своей центральной частью, соответствующей максимальному диаметру яйцас Монохроматичность лучей обеспечивается или с помощью оптических фильтров, или с помощью лазеров. Рассеяние света на внутренних компонентах яйца и попадание рассеянного света на фотоприемники исключается за счет расположения фильтров непосредственно перед фотоприемниками,. Таким образом, второй, третий и четвертый фотоприемники отпираются по команде с первого фотоприемника только при наличии напротив них яйца во избежание засветки приемников. При прохождении яйца через монохроматические лучи света интенсивность сигналов на выходе фотоприемников зависит от толщины яйца и поглощения, определяемого качеством яйца (фиг,2)с Для выбора постоянных участков на этих зависимостях используют формирователи сигналов, которые вырабатывают выходной сигнал, пропорциональный интенсивности прошедшего через яйцо света, только тогда, когдэ производная интенсивности света по длине яйца dl/DL равна нулю(эта ситуация соответствует горизонтальным участкам на фиг, 2)г

0

5

0

S

0

l - JJF1l 4-/riI«JHJriL/l Iljr HJV r CJ nCl ЦУГ I | j Ј, J у.

5После этого сигналы с выхода формиро- вателей сигналов поступают на вход блока сравнения, где происходит обра- ботка этих сигналов по закону:

I p- I с,.

JTc.

(О

Где I,

кр T-c. и ф сигналы, пропор циональные интенсивности прошедшего через исследуемое яйцо красного, сине- зеленого и фиолетового лучей соответственно.

Суть этой операции заключается в следующем,. Как видно из графика на фиг. 3 спектры поглощения яиц существенно зависят от качества яиц. Так, свежие яйца характеризуются интенсивным пиком пропускания в красной области спектра; яйца с кровяными включениями и тумаки имеют соответствен1

но более низкое пропускание. Таким образом, свежесть яйца и наличие кровяных включений (связанных с гемоглобином) определяют величину пика пропускания в красной области спектра, В си- не-зеленой области (фиг, 3) интенсивность прошедшего через яйцо света практически не зависит от качества яйца - этот сигнал используется как опорный. В фиолетовой области спектра оплодотворенные и неоплодотворенные яйца дают сигналы, отличающиеся по интенсивности (что можно обяснить различным содержанием СО, поглощающей в этой области спектра)с В целом количественная оценка параметра R дает возможность судить о качестве исследуемых яиц, производя при этом сортировку яиц по заданным признакам„

Геометрия способа предусматривает расположение световых лучей таким образом, что расстояние между первым и пятым лучами примерно равно половине длины яйца L/2: красный луч отстоит от сине-зеленого.. а сине-зеленый от фиолетового и фиолетовый от первого на расстоянии примерно равном L/12, где L - длина яйца„

В процессе поступательного движения яйца условие dl/dL-O начинает выполняться сначала для красного луча, затем для сине-зеленого и фиолетового„ После прохождения яйцом пятого луча срабатывает блок запирания затвора, обеспечивающий запирание фотоприемников монохроматических лучей .

Таким образом, предлагаемый способ включает следующие операции: обеспечивает поступательное перемещение исследуемого яйца; обеспечивает последовательное пересечение яйцом пяти узких световых лучей, из которых пер

вый и пятый - лучи белого света, а остальные -монохроматические (фиолего- вый, сине-зеленый и красный). Использует момент пересечения передней кромкой яйца первого луча для отпирания затвора перед фотоприемниками монохроматических лучей света.

Регистрирует сигналы на выходе фо- JQ топриемников при прохождении центром яйца монохроматических лучей света при выполнении условия dl/dL 0, где I - интенсивность прошедшего через яйцо света, a L - длина яйца; 15 -сравнивает полученные сигналы}

определяет в результате сравнения параметр R

в зависимости от значений параметра R производят сортировку яиц по

заданным признакам, i

В качестве примера реализации способа можно привести контроль качества утиных яиц четырех типов: свежих, оплодотворенных, с кровяными включениями

и

тумаков,

Спектры поглощения этих яиц (фиг, 3) характеризуются отличиями в различных участках спектров: в красной области амплитуды сигналов максимальны для свежих и оплодотворенных яиц, минимальны для яиц с кровяными включениями и тумаков, В фиолетовой области свежие и оплодотворенные отличаются по уровню поглощения„ Количественные данные, полученные в результате сравнения поглощения яиц всех типов, представлены в таблицеэ

40

SS

Формула изобретения

1, Способ определения качества яиц, предусматривающий облучение яйца

перпендикулярно его большой оси оптическими лучами в видимой области спек ра в трех диапазонах длин волн, измерение интенсивности прошедших лучей в каждом диапазоне, определение разностей интенсивностей и определение качества яиц по значению отношения этих разностей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, облучение ведут в красном, синезеле

ном и фиолетовом диапазонах спектра, при этом яйцо последовательно перемещают через каждый световой луч, а интенсивность светового луча определяют в области максимума поглощения

2, Способ поп„1,отличэю- щ и и с я тем, что максимум поглоще- определяют в момент равенства нулю производной выходного сигнала по длине яйца„

Применение: изобретение относится к техйике контроля качества яиц, их сортировке и счету и может .быть использовано в птицеводстве и птицеперерабатывающей промышленности. Сущность изобретения: способ основан на перемещении исследуемого яйца через световые лучи фиолетового, сине-зеленого и красного цвета и определении качества яйца в зависимости от величины вычисленной в соответствии с выражением Р .. L J -Т - сз где 1кр, 1С интенсивности прошедших лучей соответственно красного, синезеленого и фиолетового цвета в области максимума noi- лошения0 1 з„п. ф-лы, 1 табл., 3 ил .

I

I

1

is

16

Ю

«Ч «ф #О

Л/////// ////// 7Л

I

rv

71

W

I

19

з

4

b

I

2

f

0

t/2

Длина яйца

Фиг. 1

en

$