專利名稱：用于檢測/移去帶有未剝?nèi)さ募讱ゎ悇游锏姆椒ê脱b置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及在有殼類動物上檢測和排除未剝的殘留殼的方法和實施該方法的設備，特別涉及適用于檢測有殼類動物如蝦和蟹在剝殼后其肉體上是否有殘留殼的一種檢測和排除方法和實施該方法的一種設備。應該指出，本申請中的“蝦”一詞的表達包括所有蝦和與蝦類似的有殼類動物如龍蝦和對蝦。
隨著食品服務業(yè)的日益流行，當今在食品加工廠中日益以標準方式大量加工各種食物原料。這種趨勢在有殼類動物如蝦或蟹中同樣存在。即，大量經(jīng)剝殼的有殼類動物被送往食品加工廠用作各種經(jīng)加工食品或蒸煮袋裝食品的原料(食品原料)。
通常，在漁場附近進行有殼類動物的剝殼工作，經(jīng)剝殼的有殼類動物立即冷凍，并且只把有殼類動物的肉體送往食品加工廠。有殼類動物的剝殼工作一般手工進行，這是因為分離殼與肉的工作相對比較容易。但是殼很難完全地剝凈，因此不能排除一可能性，即送往食品加工廠的有殼類動物的肉體上會有殘留殼或一部分剝下的殼或腿會無意地與肉體混雜在一起。因此，剝殼后打包送往食品加工廠的有殼類動物的肉一般要開包用目測檢查是否有殼與肉體混雜在一起或肉體上是否殘留有殼。如果發(fā)現(xiàn)有殼類動物的肉體上有殘留殼，就手工移去。
大多數(shù)有殼類動物的殼在作熱處理時會變色，因此較易與肉區(qū)分。由于殼的變色，比較容易將其與肉體部分區(qū)分開。但是，在熱處理前，大多數(shù)有殼類的殼和肉體部分都呈白色。此外，留在有殼類動物上的殘留殼一般尺寸較小。因此，在有殼類動物熱處理前即使在肉體部分上有一片殘留殼也很難目測將其與肉體部分區(qū)分開來，從而有時會疏忽或未發(fā)現(xiàn)殘留的殼。如果在經(jīng)處理食品或蒸煮食品中混雜有殘留殼，消費者的口感就會受到損害，并使其的商業(yè)價值下降。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此種情況作出了本發(fā)明，因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種檢測和排除有殼類動物上未剝?nèi)サ臍埩魵さ姆椒?，用該方法可方便、可靠地確定在剝殼后的有殼類動物上是否留有殘留殼，如有的話，從該有殼類動物上排除該殘留殼。本發(fā)明的另一個目的是提供一種實施該方法的設備。
為了解決上述問題，本發(fā)明人經(jīng)大量研究和實驗最終發(fā)現(xiàn)，當把特定波段的光照射到蝦或蟹上時，其殼會發(fā)出特定波段的熒光，而肉體部分不會。即，本發(fā)明是對這一事實作大量研究得出的結(jié)果，其特征在于，用特定波段的光照射到剝殼后的有殼類動物上，然后根據(jù)從該有殼類動物發(fā)出的熒光強度的信息，以確定剝殼后的有殼類動物上是否有殘留殼，并隨后排除任何殘留殼。
本發(fā)明另一檢測和排除有殼類動物上未剝?nèi)サ臍埩魵さ姆椒ǖ奶卣髟谟?，用特定波段的光照射剝殼作業(yè)后的有殼類動物，用CCD照相機攝取剝殼后有殼類動物的圖象，根據(jù)從有殼類動物圖象發(fā)出的熒光強度的信息，以確定剝殼后的有殼類動物上是否有殘留殼，并隨后排除任何殘留殼。
“特定波段的光”指能造成從有殼類動物的殼發(fā)出的熒光比從其肉體部分發(fā)出的熒光多的光。例如，當有殼類動物為“蝦”時，該光的波段最好不大于400nm，更優(yōu)選在250nm左右。當有殼類動物為蟹時，光的波段最好不大于400nm。
實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的用于檢測和排除有殼類動物上未剝?nèi)埩魵さ脑O備適用于實施上述方法，其包括一把特定波段的光照射到剝殼后的有殼類動物上的裝置；一檢測從所述有殼類動物發(fā)出的熒光的檢測裝置；根據(jù)從所述檢測裝置得出的信息確定剝殼后有殼類動物上是否有殘留殼的裝置以及根據(jù)從所述確定裝置得出的信息，如果有殘留殼則排除殘留殼的裝置。
該光照射裝置為一照射上述波段的激發(fā)光的裝置。檢測裝置上設置有一能吸收從上述光照射裝置發(fā)出的特定波段的光的、但至少容許從有殼類動物發(fā)出的熒光通過的濾光器。上述確定裝置最好設計成當從所述光檢測裝置得出的熒光強度超過預定閾值時，它確定存在殘留殼。該殘留殼排除裝置設計成，基于確定有殘留殼時其啟動，該殘留殼排除裝置可使用例如鼓風移去殘留殼或其上有殘留殼的有殼類動物。
用于檢測和排除有殼類動物上未剝?nèi)埩魵さ牧硪辉O備適用于實施上述方法，它包括在完成其剝殼工作之后用于將特定波段的光照射到已剝殼的有殼類動物上的裝置；用于檢測從所述有殼類動物發(fā)出的熒光的檢測裝置；基于從所述檢測裝置獲得的信息用于確定在剝殼后的有殼類動物上是否留有殘留殼的裝置；以及基于來自所述確定裝置的信息用于排除任何殘留殼的裝置。
這另一設備中的光照射裝置可與上述第一設備的光照射裝置相同。該CCD照相機選自公知的CCD照相機，可為黑白CCD照相機，也可為彩色CCD照相機。當該CCD照相機為黑白CCD照相機時，上述確定裝置最好設計成來自該黑白CCD照相機的每一圖象信號最好二進制化；當從有殼類動物發(fā)出的、確切說從有殼類動物的殼發(fā)出的熒光中得出的象素數(shù)量超過預定閾值時，它確定存在殘留殼。另一方面，當該CCD照相機為彩色CCD照相機時，上述確定裝置最好設計成用一圖象處理器指明從殘留殼發(fā)出的熒光的顏色，當該指明區(qū)中的象素數(shù)量超過預定閾值時，它確定存在殘留殼。殘留殼排除裝置可與上述第一設備的殘留殼排除裝置相同。


圖1為本發(fā)明的用于檢測和排除在有殼類動物上未剝?nèi)埩魵さ脑O備的一實施例的示意圖；圖2為本發(fā)明的用于檢測和排除在有殼類動物上未剝?nèi)埩魵さ脑O備的另一實施例的示意圖；圖3為在不同波長光照射到一蝦上后，用一黑白CCD照相機攝取的圖象經(jīng)一圖象處理器二進制化后顯示在一顯示器上的相片；圖4a曲線圖，其示出用黑白CCD照相機攝取的圖象經(jīng)二進制化得出的照明度與所檢測象素數(shù)量之間的關(guān)系；以及圖4b曲線圖，其示出用彩色CCD照相機攝取的圖象通過指明從殘留殼發(fā)出的熒光的顏色經(jīng)處理后得出的照明度與所檢測象素數(shù)量之間的關(guān)系。
具體實施例方式
下面結(jié)合一真實實驗的結(jié)果說明一實施例，在該實施例中，檢查剝殼后的蝦上是否有殘留殼，如有殘留殼加以移去。在實驗中，用作一樣本的帶殼凍蝦(脂背蝦)解凍后用手剝?nèi)ゴ蟛糠謿?，只在緊靠尾部前方的關(guān)節(jié)處留下一部分殼。該帶殼凍蝦的大小為每磅100-200只蝦，殘留殼的大小平均約為8mm×6mm。
首先，使用光量為1000μw/cm2的光照射裝置將來自具有三個峰值440nm、550nm和670nm的普通光源(接近白光)的光照射到各樣本上。然后，進行目測檢查，看是否可區(qū)分開殼與肉體部分。但是，無法區(qū)分開殼與肉體部分。然后借助于黑白CCD照相機和彩色CCD照相機攝取每一樣本的圖象。但是基于圖象無法區(qū)分殼與肉體部分。圖3(a)為用黑白CCD照相機攝取的圖象在借助于圖象處理器二進制化后顯示在顯示器上的相片。在顯示器上很難區(qū)分開殼與肉體部分。
然后，在與上述實驗相同的條件下將通過調(diào)節(jié)光照射裝置獲得的具有峰值波長為302nm的光(激發(fā)光)照射到每一樣本上，此時可目測識別肉體部分與殼體部分的光發(fā)射差別，雖然是微小的。當從每一樣本發(fā)出的光通過一能吸收具有峰值波長約為302nm的光(即激發(fā)光)的濾光器時，能區(qū)分開肉體部分與殼體部分。此外，當借助于黑白CCD照相機攝取的樣本圖象用圖象處理器二進制化后顯示在顯示器上時，可如圖3(b)所示在一定程度上只識別殼部。而且，當借助于彩色CCD照相機攝取的樣本圖象通過指明從殼發(fā)出的熒光的每一RGB分量的上下限而進行圖象處理時，可清楚區(qū)分開肉體部分與殼體部分。
在這些實驗中，使用象素為61200(255×240)的黑白CCD照相機其攝影范圍調(diào)節(jié)到10cm×9.4cm，并使用象素為240000(500×480)的彩色CCD照相機，其攝影范圍調(diào)節(jié)到10cm×9.6cm。圖4a為曲線圖，其示出當用黑白CCD攝取的圖象二進制化之后，所獲得光源的照明度與所檢測象素數(shù)量之間的關(guān)系；和圖4b為曲線圖，其示出當用彩色CCD照相機攝取的圖象通過指明從殼發(fā)出的熒光的顏色進行處理時，所獲得的照明度與所檢測象素數(shù)量之間的關(guān)系。據(jù)估計，由于黑白CCD照相機和彩色CCD照相機的分辨率差別約為1∶2，這些照相機之間可識別的象素數(shù)量差別實際約為1∶4。但是，通過比較這兩個曲線圖可知，這兩個照相機之間可識別的象素數(shù)量差別實際上約為10∶1100(在1000μw/cm2光量下作比較)，從而確認如下事實，即通過使用彩色圖象可顯著改進殼體部分與肉體部分的可區(qū)分性。
然后，進行另一實驗，該實驗的條件與上述實驗相同，只是用具有峰值波長為254nm的光取代上述實驗中使用的光，從而能檢測從殼部發(fā)出的更強的熒光。此外，如圖3(c)所示，與當使用具有峰值波長為302nm的光時所能識別的象素數(shù)量比較，借助于該黑白CCD照相機所能識別的象素數(shù)量大大增加。當使用用彩色CCD照相機攝取的圖象時，結(jié)果與以上相似。
此外，進行又一個實驗，該實驗的條件與上述實驗相同，只是用具有峰值波長為352nm的光取代上述實驗中使用的光，從而其熒光檢測強度與使用具有峰值波長為254nm的光時幾乎相同。但是，如圖3d所示，由于當對用黑白CCD照相機攝取的圖象進行二進制化處理時肉體部分與殼體部分之間的象素數(shù)量的差別減小，因此無法只識別殼體部。這也許可歸因于如下事實，即由于殼體部分只能根據(jù)其亮度識別，其色差無法識別。與之相反，如果用彩色CCD照相機攝取的圖象，可清楚區(qū)分肉體部分與殼體部分。
從這些實驗結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，對于蝦，肉體部分與殼體部分之間對于特定波段(例如254nm、302nm和352nm峰值波長)的激發(fā)光而響應的熒光發(fā)射方式不同；并且使用帶通濾光器或通過適當?shù)靥幚碛蒀CD照相機攝取的圖象上的信息便可選擇地區(qū)分開對于激發(fā)光而響應的從殼體部分發(fā)射的熒光與從肉部發(fā)射出的熒光(若有的話)。就該帶通濾光器而言，最好使用容許波長不大于約400nm的光從其通過或被其吸收的濾光器。
對日本對蝦(kuruma prawn)、粉色蝦、日本透明蝦(Japanese glassprawn)、草蝦(botan shrimp)、巨虎對蝦(giant tiger prawn)和多肉對蝦進行上述實驗得出的結(jié)果與使用上述脂背蝦得出的結(jié)果相同。在所有這些實驗中，使用具有峰值波長為254nm的光證明最有利于識別殼。因此，就蝦而言，具有峰值波長為254nm的激發(fā)光最適合于檢測殼。此外，對凍雪蟹(snow crab)和游蟹(swimming crab)解凍后使用其進行上述類似與蝦的實驗。當使用白光進行照射的實驗時，很難區(qū)分開肉體部分與殼體部分。但當使用具有峰值波長為254nm、302nm和352nm的激發(fā)光時，發(fā)現(xiàn)在所有這些波長下都可清楚區(qū)分開肉體部分與殼體部分。但當光的峰值波長大于400nm時，發(fā)現(xiàn)很難區(qū)分開肉體部分與殼體部分。因此，就蟹而言，使用具有峰值波長等于或小于400nm的光最適合于檢測殘留殼。
下面說明根據(jù)上述實驗結(jié)果設計的、用于判斷經(jīng)剝殼工作之后的蝦(或蟹)是否有未剝的殘留殼并且若有的話加以移去的方法和設備。
參見圖1，用于檢測和排除未剝的殘留殼的裝置10包括一作為光照射裝置的光源1，光照射裝置用于把光束照射到蝦20上；只容許光源1發(fā)出的光中特定波段的光選擇地從其通過的第一濾光器2；只容許從蝦20發(fā)出的光中特定波段的光從其通過的第二濾光器3；一用于檢測通過第二濾光器3的光并確定該光強度的確定裝置4；一設計成可根據(jù)該確定裝置4發(fā)出的信號打開的常閉閥5；一具有噴口正對蝦20的空氣噴嘴6；一氣罐7和一用于將氣流噴嘴6通過常閉閥5連接到氣罐7的管道8。
在該實施例中，第一濾光器2容許峰值波長約為254nm的光從其通過，而第二濾光器3容許波長不大于400nm的光從其通過。確定裝置4設計成當通過第二濾光器的光的強度超過預定值時，它發(fā)出打開常閉閥5的信號，從而使得氣罐7中的壓縮空氣從空氣噴嘴6噴出，從而吹走蝦20。
按照該設備，不斷地向光源1發(fā)出光的照射區(qū)供應蝦20。然后通過第一濾光器2的波長約為254nm的光(激發(fā)光)照射到被引入該照射區(qū)的蝦20上。如蝦20上無殘留殼21，確定裝置4就不發(fā)出打開常閉閥5的信號，從而使蝦20沿通常傳送路徑傳送。當其上有殘留殼21的蝦20被引入照射區(qū)時，殼21發(fā)出的熒光通過第二濾光器3從而被確定裝置4檢測到。當確定裝置4確定如此檢測到的光的強度超過預定值時，發(fā)出一打開常閉閥5的信號。因此，氣罐7中的壓縮空氣從空氣噴嘴6噴向蝦20，從而把蝦20吹出傳送路徑。
盡管上述實施例中使用確定裝置4確定光的強度，但也可由操作員觀察以確定通過第二濾光器3的光，從而由操作員操縱常閉閥5。此外，也可由操作員用手移去其上帶有殘留殼的蝦20。當一可吸收具有波長與該激發(fā)光相同波長的光的濾光器作為第二濾光器3使用時，就可防止照射光的散射，從而防止生成可進入確定裝置4或操作員的漫射光。
可用黑白CCD照相機或彩色CCD照相機取代確定裝置4來確定光的強度。圖2例示出使用CCD照相機40的用于檢測和排除留在有殼類動物上未剝的殘留殼的設備的一示例。在圖2中，與圖1相同的部件用同一標記表示。在該例中，從蝦20發(fā)出的光被CCD照相機40攝取成一圖象信號，然后用一圖象處理器41合適地處理該圖象信號。經(jīng)處理的圖象然后顯示在一顯示屏42上，同時基于該圖象處理器41發(fā)出的信號而響應以打開常閉閥5。
如上所述，在使用黑白CCD照相機情況中，如此設定一閾值在肉體部分可顯示成黑色的值的一定區(qū)間內(nèi)殼體部分可顯示成盡可能大面積的白色。然后對圖象信號進行二進制化處理，當發(fā)現(xiàn)圖象區(qū)(象素數(shù)量)超過預定值時，圖象處理器41發(fā)出一打開常閉閥5的信號。在使用彩色CCD照相機的情況中，通過指明從殼發(fā)出的熒光的顏色進行圖象處理，當發(fā)現(xiàn)對應的圖象區(qū)(象素數(shù)量)超過預定值時，圖象處理器41類似地發(fā)出一打開常閉閥5的信號。在該例中也可由操作員在觀察顯示在顯示屏42上的圖象的同時手動操縱常閉閥5，也可由操作員手工移去其上有殘留殼的蝦。
如上所述，按照本發(fā)明的用于檢測和排除留在有殼類動物上未剝的殘留殼的方法和設備，把能使殼體部分而不是肉體部分發(fā)出熒光的特定波段的激發(fā)光照射到剝殼后有殼類動物上，以檢查是否能看到用于區(qū)分開有殼類動物的肉體部分與殼體部分的特定波段的熒光，如果目測一般認為這種區(qū)分很難進行。因此。當剝殼后的有殼類動物的肉體部中有未剝的殘留殼時，可方便、可靠地識別殘留殼后從線上移去，從而可使該過程自動化并提高速度。
權(quán)利要求
1.一種檢測和排除留在有殼類動物上的未剝?nèi)サ臍埩魵さ姆椒?，其特征在于，在完成其剝殼工作之后將特定波段的光照射到已剝殼的有殼類動物上，并且基于有關(guān)從該有殼類動物發(fā)出的熒光強度的信息，以確定在剝殼后的有殼類動物上是否有殘留殼，并隨后排除任何殘留殼。
2.一種檢測和排除留在有殼類動物上的未剝?nèi)サ臍埩魵さ姆椒ǎ涮卣髟谟?，在完成其剝殼工作之后將特定波段的光照射到已剝殼的有殼類動物上，使用CCD照相機攝取已剝殼的有殼類動物的圖象，并且基于有關(guān)從該有殼類動物攝取的圖象發(fā)出的熒光強度的信息，以確定在剝殼后的有殼類動物上是否有殘留殼，并隨后排除任何殘留殼。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有殼類動物為“蝦”，并且該光的所述波段不大于400nm，最好約為250nm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有殼類動物為“蟹”，并且該光的所述波段不大于400nm。
5.一種用于檢測和排除留在有殼類動物上的未剝?nèi)サ臍埩魵さ脑O備，所述設備包括在完成其剝殼工作之后用于將特定波段的光照射到已剝殼的有殼類動物上的裝置；用于檢測從所述有殼類動物發(fā)出的熒光的檢測裝置；基于從所述檢測裝置獲得的信息用于確定在剝殼后的有殼類動物上是否留有殘留殼的裝置；以及基于來自所述確定裝置的信息用于排除任何殘留殼的裝置。
6.一種用于檢測和排除留在有殼類動物上的未剝?nèi)サ臍埩魵さ脑O備，所述設備包括在完成其剝殼工作之后用于將特定波段的光照射到已剝殼的有殼類動物上的裝置；設置成面對已剝殼的所述有殼類動物的CCD照相機；基于有關(guān)可從所述CCD照相機攝取的圖象獲得的熒光強度的信息以確定在剝殼后的有殼類動物上是否留有殘留殼的裝置；以及基于來自所述確定裝置的信息用于排除任何殘留殼的裝置。
7.如權(quán)利要求5或6所述的設備，其特征在于，所述有殼類動物為“蝦”，并且該光的所述波段不大于400nm，最好約為250nm。
8.如權(quán)利要求5或6所述的設備，其特征在于，所述有殼類動物為“蟹”，并且該光的所述波段不大于400nm。
全文摘要
一種用于檢查是否有殼殘留在如蝦或蟹之類的甲殼類動物上的檢測/排除方法和及其裝置,甲殼類動物上的殼應該被剝?nèi)ァＴ撗b置包括:將特定波長范圍的光照射到其殼被剝?nèi)ズ蟮募讱ゎ悇游?20)上的照射裝置(1);一設置成正對甲殼類動物的CCD照相機(40);和一根據(jù)從所述CCD照相機攝取的圖象得出的熒光強度的信息,以確定是否有未剝?nèi)サ臍埩粼诩讱ゎ悇游锷系难b置(41),根據(jù)從所述裝置(41)得出的信息,在其上具有未剝?nèi)さ募讱ゎ悇游飳⒈慌懦b置(5、6、7)排除。
文檔編號A22C29/00GK1387406SQ00815378
公開日2002年12月25日 申請日期2000年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月8日
發(fā)明者金谷昌敏, 新井本昌宏 申請人:株式會社日冷