[发明专利]用于表征食品的色度特性的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于表征食品的色度特性的装置、方法和设备，并且具体但不唯一地涉及用于确定烤箱中的面包类(例如面包)的颜色的变化的装置和方法。

背景技术

常规烤箱具有用于设置烘烤一片或更多片面包的时间的定时器。然而，最佳烘烤时间取决于一系列因素。例如，烘烤时间取决于面包的颜色(白色、灰色或褐色)、面包的种类(杂粮或黑麦)、含糖量、水分含量和面包的状态(冷冻、不新鲜等)。此外，烘烤时间取决于面包的状况例如新鲜或冷冻。因此，难以选择用于烘烤面包并且使面包变成褐色的最佳时间。

存在改进的需要。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于表征食品的色度特性的装置，该装置包括：

光源，其被布置成发射具有至少两个波长或波长范围的光，该光源进一步被布置成将光引导至至少食品的表面；以及

检测器，其被定位成检测反射光的至少一部分并且被布置成生成表示所检测到的反射光的强度的输出，

其中，该装置被布置成使得针对至少两个波长或波长范围而生成相应输出，并且其中，针对至少两个波长或波长范围中的一个的输出与针对至少两个波长或波长范围中的另一个或其它一个的输出之间的关系表示食品的表面的色度特性。

为了便于理解，贯穿专利说明书，术语“光”被用作可以包括可见光并且还可以包括不可见光的电磁辐射的同义词。

该装置可以进一步包括控制器，该控制器被布置成通过控制被布置成引起色度特性的变化的源来控制食品的色度特性的变化。所述源可以包括例如加热元件。控制器可以被布置成控制食品表面的色度特性的变化的速率。控制器还可以被布置成终止或中断食品的色度特性的变化。例如，控制器可以被布置成使被布置成引起色度特性的变化的源被停用。

在一个实施方式中，光源包括被布置成发射具有相应波长或波长范围的光的至少两部分光源。例如，光源可以包括发射具有相应波长或波长范围的光的至少两个发光二极管(“LED”)。光源可以被布置成使得食品依次被由第一部分光源产生的光和由第二部分光源产生的光照射。替代地，所述至少两部分光源可以被布置成同时照射食品。检测器可以包括用于每个部分光源的至少一个相应检测器元件。

在替代的实施方式中，光源为宽带光源，例如被布置成发射具有至少两个波长或波长范围的光的单宽带光源。

装置通常被布置成使得食品的暴露于光和/或检测区域的表面区域的直径为至少0.5cm、1cm、2.5cm、5cm或10cm(半最大强度处的全宽度)。

装置可以包括被布置成对光进行过滤使得检测器依次检测具有相应波长范围或相应波长的光的至少一个滤光器。在一个具体示例中，装置包括被布置成对光进行过滤以提供具有相应波长或波长范围的光的至少两个滤光器。

装置可以进一步包括用于将从宽带光源发射的光分成至少两个光束的分光器。在这种情况下，装置通常被布置成使得所述至少两个光束具有相应波长或相应波长范围。

检测器可以包括例如被布置成同时或依次确定与所述至少两个波长范围或两个波长相关联的光强度的光谱分析仪或光检测器。检测器可以为例如包括硅、InGaAs或任何其它合适的半导体的半导体检测器。检测器还可以为任何其它光敏部件例如光敏电阻器。

可以以使得从食品反射并且具有第一波长或波长范围的光的强度取决于色度特性的方式来选择第一波长或波长范围。例如，第一波长范围可以包括以下范围：450nm至500nm、500nm至550nm、550nm至600nm、650nm至700nm、750nm至800nm或更高，并且第一波长可以为在这些范围的任何一个范围内的波长。在具体示例中，可以基于由光源发射的光强度的半最大值处的全宽度来选择波长范围。

通常选择第二波长或波长范围使得与具有第一波长或波长范围的反射光相比，具有第二波长或波长范围的光的反射部分的强度较少地取决于色度特性。在一个具体示例中，具有第二波长或波长范围的光的反射强度在很大程度上独立于色度特性的变化。

第二波长范围可以在包括例如可见、近红外或红外范围的任何合适的波长范围内。例如，第二波长范围可以包括以下范围：800nm至1800nm、800nm至1400nm、850nm至1150nm或850nm至950nm，并且第二波长可以为在这些范围中的任何一个范围内的波长。例如，第二波长范围可以在约750nm至1400nm之内。