用于确定蛋存活性的非接触蛋鉴定系统及关联的方法

用于确定蛋存活性的非接触蛋鉴定系统及关联的方法
【专利摘要】提供了用于确定鸟蛋(1)的存活性的蛋鉴定系统(100)。这样的系统(100)包括设置成用于朝向蛋(1)发射电磁辐射的发射体组件(200)。检测器组件(300)与发射体组件(200)轴向对准，以检测通过蛋(1)传输的电磁辐射。在其操作期间检测器组件(300)与蛋(1)空间分隔，以便检测器组件(300)不接触蛋(1)。经检测的电磁辐射用于产生输出信号。处理该输出信号，以确定在相应于心脏作用(例如心跳)或胚胎运动的通过蛋(1)传输的电磁辐射的强度中是否存在周期性变化或非周期性微扰，其中存在周期性变化或非周期性微扰指示蛋(1)可存活。还提供了关联的方法。
【专利说明】
用于确定蛋存活性的非接触蛋鉴定系统及关联的方法
技术领域
[0001]本公开一般性涉及蛋鉴定系统。更具体地，本公开涉及通过使用发射体-检测器系统能确定在鸟蛋内是否存在可存活的胚胎的非接触蛋鉴定系统，以及关联的方法。
[0002]发明背景
[0003]基于一些可观察到的品质辨别家禽蛋在家禽行业中为公知的和长期使用的实践。“对着光检查”为一种这样的技术的常用名，该术语的根源在于使用来自蜡烛的光检查蛋的初始实践。如与蛋熟悉的那些已知的，虽然在大多数照明条件下蛋壳看起来不透明，但是它们实际上多少为半透明的，并且当放置在直接光前面时，可观察到蛋的内含物。
[0004]在胚胎发育期间通常将待孵化为活家禽的蛋对着光检查，以鉴定澄明的、腐烂的和死的蛋(本文中统称为“非活的蛋”)。从孵育中除去非活的蛋(也称为非可存活蛋)，以提高可用的孵卵器空间并且还降低生物污染的风险。在许多情况下期望在孵化前在活的蛋(也称为可存活蛋)中经由卵内注射而引入物质。在鸟蛋中注射各种物质用于工业家禽行业，以降低孵化后死亡率或提高孵化的鸟的生长速率。已用于或被提议用于卵内注射的物质的实例包括疫苗、抗生素和维生素。
[0005]通常如下发生卵内注射物质:通过刺穿蛋壳以在其中产生洞(例如，使用穿孔器或钻)，通过洞并且在蛋的内部(在一些情况下，在其中含有的鸟胚胎中)延伸注射针，并且通过针注射一种或多种处理物质。这样的装置可以彼此固定的关系布置蛋和注射针，并且可设计用于高速自动化注射多个蛋。注射处理的部位和时间二者的选择还可影响注射的物质的有效性以及注射的蛋或经处理的胚胎的死亡率。
[0006]在工业家禽生产中，仅约60%_90%的工业烤肉蛋孵化。不孵化的蛋包括未受精的蛋以及已死亡的受精的蛋。在一组中，不育的蛋可占所有蛋的约5%至最多约25%。由于在工业家禽生产中遇到的非活的蛋的数量，使用自动化方法用于卵内注射，和处理物质的成本，期望用于鉴定活的蛋和选择性注射(或选择性接触)仅活的蛋的自动化方法。
[0007]蛋可为“活的”蛋，意味着其具有可存活胚胎。图1说明在约第I天孵育的活的家禽蛋I。图2说明在约第11天孵育的活的蛋I。蛋I在10表示的附近具有稍微窄端以及在20显示的附近相对布置的变宽的或钝端部分。在图1中，胚胎2表示在蛋黄3的顶部。蛋I含有与变宽端20相邻气室4。如在图2中说明的，雏鸡已发育翅膀5、腿6和喙状嘴7。
[0008]蛋可为“澄明的”或“不育的”蛋，意味着其不具有胚胎。更具体地，“澄明的”蛋为未腐烂的不育的蛋。蛋可为“早死”蛋，意味着其具有在约1-5天大时死亡的胚胎。蛋可为“中间死亡”蛋，意味着其具有在约5-15天大时死亡的胚胎。蛋可为“晚死亡”蛋，意味着其具有在约15-18天大时死亡的胚胎。
[0009]蛋可为“腐烂的”蛋，意味着蛋包括腐烂的不育的蛋黄(例如，作为蛋壳裂纹的结果)，或者，腐烂的死胚胎。虽然“早死”、“中间死亡”或“晚死亡蛋”可为腐烂的蛋，本文使用的那些术语指还未腐烂的这样的蛋。澄明的、早死亡、中间死亡、晚死亡和腐烂的蛋还可分类为“非活的”蛋，因为它们不包括活的胚胎。
[0010]存在重要的是能够区别活的(可存活)和非活的(非可存活)蛋的其它应用。这些应用中的一种为经由活的蛋培养和收获疫苗(称为“疫苗生产蛋”)。例如，通过在约第11天胚胎发育的鸡蛋(第11天蛋)中注射种子病毒完成人流感疫苗生产，允许病毒生长约2天，通过冷却蛋，使安乐死胚胎，随后从蛋收获不可知的流体。通常，在注射种子病毒之前将蛋对着光检查，以除去非活的蛋。在其中注射种子病毒之前可将疫苗生产蛋对着光检查一天或多天。在疫苗生产中鉴定活的蛋是重要的，因为期望防止种子疫苗在非活的蛋中被消耗并且用于降低与运输和处理非活的蛋关联的成本。
[0011]—些先前的对着光检查仪器已采用不透明度鉴定系统，其中多个光源和相应的光检测器在阵列中安装，并且其中蛋在光源和光检测器之间的平台上通过。遗憾的是，这样的常规对着光检查技术可具有稍微有限的精密度，由于不同种类的蛋具有类似的光学密度(例如，活的和腐烂的)，导致类似水平的传输光。光不透明度鉴定系统可在相当于约300，000个蛋/小时的速度下操作并且从蛋的物流成功地鉴定澄明的蛋。然而，鉴定为活的一些蛋可实际上为非活的(例如，腐烂的蛋、中间死亡和晚死的蛋)。
[0012]其它先前的对着光检查仪器已采用能检测活的和非活的蛋的胚胎心跳检测。然而，这些系统需要检测工具来接触蛋，以便创造机械光密封用于检测目的，这可呈现若干问题。首先，生产量参数降低，因为必须停止蛋，同时将检测工具头降低和提高，以对于每一种检测工具接触相应的蛋。接着，与非活的蛋，特别是与腐烂的蛋(当接触时其可爆炸)机械接触可能在检测系统中不期望地引入污染，在进一步处理期间这可潜在地转移至随后的活的蛋。最后，在先前的心跳检测系统中的发射体-检测器构造难以机械布置以允许期望的生产量，其中不完全密封可导致干涉期望的传输信号的光泄漏。
[0013]因此，期望提供一种实现心跳检测系统的对着光检查设备，其在操作期间能精确区别活的和非活的蛋而没有与之接触并且不使用机械光密封。此外，期望提供一种以高生产量和准确的方式促进活的蛋的心跳检测的关联的方法。
[0014]发明概述
[0015]通过本公开的各方面满足以上和其它需求，根据一方面，提供用于确定鸟蛋的存活性的蛋鉴定系统。所述系统包括运送器系统，其设置成用于运送容纳多个蛋的蛋平台。发射体组件设置成用于朝向在蛋平台中运送的蛋中的一个发射准直的电磁辐射。非接触检测器组件与所述发射体组件轴向对准。非接触检测器组件设置成用于检测通过蛋传输的电磁辐射。非接触检测器组件在非接触位置布置，以便在其操作期间用于使鉴定安置的蛋与所述非接触检测器组件空间分隔。处理器设置成用于处理所述非接触检测器组件的输出信号，以确定在通过相应于心脏作用或胚胎运动的相应的蛋传输的电磁辐射的强度中是否存在周期性或非周期性变化，存在周期性或非周期性变化指示该蛋可存活。
[0016]另一方面提供一种确定蛋的存活性的方法。所述方法包括使用运送器系统运送容纳在蛋平台中的蛋。所述方法还包括朝向蛋发射来自发射体组件的准直的电磁辐射。所述方法还包括用与所述发射体组件轴向对准的非接触检测器组件检测通过蛋传输的电磁辐射，所述非接触检测器组件与蛋空间分隔。所述方法还包括由通过所述非接触检测器组件检测的电磁辐射产生输出信号。所述方法还包括处理所述输出信号，以确定在通过相应于心脏作用或胚胎运动的相应的蛋传输的电磁辐射的强度中是否存在周期性或非周期性变化，存在周期性或非周期性变化指示蛋可存活。
[0017]因此，本公开的各方面提供优点，如在本文另外详述的。
[0018]附图简述
[0019]已采用通用术语描述了本公开的各种实施方案，现在参考附图，附图不必然按比例绘制，其中:
[0020]图1说明在约第I天孵育的活的鸡蛋；
[0021]图2说明在约第11天孵育的活的鸡蛋；
[0022]图3为根据本公开的一方面，蛋鉴定系统的示意图；
[0023]图4为能在固定的位置容纳蛋的蛋平台的透视图；
[0024]图5说明运送通过一系列蛋检测系统的发射体-检测器对的蛋平台中的蛋，并且进一步说明不期望地引起检测的信号的干涉离轴发射的路径；
[0025]图6说明根据本公开的一方面，能用于蛋检测系统的通过发射体-检测器对研究存活性的蛋；
[0026]图7说明根据本公开的一方面，能用于蛋检测系统的形成发射体组件的一部分的发光源和关联的准直器装置；
[0027]图8说明根据本公开的一方面，能用于蛋检测系统的发射体组件的各个部件；
[0028]图9说明根据本公开的一方面，与蛋相关的检测器组件和关联的蛋检测平面；
[0029]图10说明根据本公开的另一方面，与蛋相关的检测器组件和关联的蛋检测平面；和
[0030]图11说明根据本公开的一方面，通过具有不透明度检测部件和心跳检测部件的蛋检测系统运送的多个蛋。
[0031]发明详述
[0032]现在参考附图下文将更充分地描述本公开的各方面，其中显示本公开的一些(但不是所有的)方面。实际上，本公开可以许多不同的形式体现并且不应解释为局限于本文描述的各方面;而是，提供这些方面以便本公开满足可适用的法定要求。从始至终使用的相同的数字指相同的要素。
[0033]本公开涉及以高生产量方式用于精确确定多个蛋的存活性的系统和方法，当蛋经过鉴定装置时不会接触蛋。以非接触(non-contact)或非接触(contactless)方式使蛋经过系统提供许多优点，包括保持检测系统部件的固定位置以改进生产量和限制与非活的蛋(例如可爆炸的腐烂的蛋)接触。
[0034]本文使用的术语“非接触(non-contact)”和“非接触(contactless)”指当确定存活性时在发射体-检测器对的操作期间在蛋和本文公开的蛋鉴定系统的某些部件之间保持空间分隔关系。在一些情况下，这可特别指检测器组件与蛋的空间分隔关系。关于这方面，本公开的检测器组件可与蛋分隔布置，以便没有部件接触蛋，从而消除能限制干扰信号被检测的任何机械光密封。而是，本公开关于以不需要与蛋接触的方式通过其它装置拒绝这些干扰信号。当然，蛋可与载体装置接触，例如设置成用于通过蛋鉴定系统输送蛋的蛋平台。关于这方面，术语“非接触”指避免蛋和蛋鉴定系统的操作部件之间接触。
[0035]此外，本公开涉及使用传输(所谓的“通过光束”)模式用于确定蛋的存活性的系统和方法。通过采用传输模式操作，蛋鉴定系统的发射体和检测器可沿着共同的纵轴轴向对准，以便系统可以可使用的方式设置。也就是，系统构型不是必须负责以反射比模式操作并且具有排列的发射体和检测器的发射体-检测器对，例如，以直角用于接收反射比信号。而是，所述发射体组件和所述检测器组件可在蛋的相对侧布置，以便蛋可容易在之间经过用于评价和鉴定。
[0036]然而，因为本公开的各方面可以非接触和传输方式操作，期望的传输的光水平可能低，同时不期望的干涉信号的可能性可能高。关于这方面，提供本公开的其它方面，以便可限制不期望的干涉信号并且期望的低传输信号(小于约InW/cm2)可最大化用于处理，以提供可存活蛋的精确和可靠的鉴定。
[0037]根据本公开的各方面的方法和系统可用于在胚胎发育期间(也称为孵育阶段)在任何时间精确鉴定活的和非活的蛋。本公开的各方面不局限于鉴定在胚胎发育阶段期间仅在具体的某一天(例如，第11天)或时间段。此外，根据本公开的各方面的方法和设备可与任何类型的鸟蛋一起使用，包括，但不限于，鸡、火鸡、鸭、鹅、鹌鹑、野鸡蛋、外来鸟蛋等。
[0038]图3说明能实现本公开的各方面的蛋鉴定系统100。蛋鉴定系统100可包括框架120和运送器系统140，该运送器系统140设置成用于将容纳在蛋平台50(图4)中的多个蛋运送至蛋检测系统160。在一些情况下，蛋鉴定系统可包括能显示与蛋鉴定系统和/或经过蛋检测系统160用于其鉴定的蛋相关的信息的显示器180。蛋鉴定系统100可包括控制器用于控制其各方面，包括蛋检测系统160的某些部件能和不能的能力。蛋鉴定系统100可为便携的，并且在一些情况下，可以模具方式设置，以便其可与其它关联的装置连接，例如像蛋注射设备、蛋分类设备、蛋转移设备、蛋移送设备或性别鉴定设备。在一些情况下，蛋检测系统160可直接施用于蛋注射设备、蛋分类设备、蛋转移设备、蛋移送设备或性别鉴定设备。
[0039]参考图4，蛋平台50可由通过多个末端54限制的多个交叉的板条52形成。板条52可限定多个开口的袋56，其中每一个袋56能接收相应的蛋I端部。在一些情况下，蛋I的窄端10(图1和2)可在袋56内接收，以便钝端20突出超过蛋平台50。
[0040]现在参考图5和6，说明根据本公开的一些方面用于分类蛋的发射体-检测器对500。说明的发射体-检测器对500可包括发射体组件200和检测器组件300。在操作中，多个发射体-检测器对500可在阵列中排列并且用于分类通过蛋平台50支撑的蛋的相应的阵列(图4)。说明的发射体组件200可包括圆柱形发射体外壳202。本公开的各方面不局限于发射体外壳202的说明的构型。发射体外壳202可具有各种形状、尺寸和构型而没有限制。发射体组件200的阵列可经由框架或蛋检测系统160的其它支撑构件而支撑。因为蛋检测系统160以非接触方式操作，发射体组件200可能不需要在升高的位置和降低的位置之间移动，但是，在一些情况下，每一个可设置成用于此。
[0041 ]在发射体外壳202内布置发光源210。发光源210可设置成用于发射电磁光谱的各种波长的电磁辐射，包括，例如，可见光、红外光和近红外光。在一些情况下，发光源210可特别设置成用于发射约820-860纳米(nm)波长范围，更特别是在约850nm的红外光。根据一些方面，发光源可由发光二极管(LED)形成，其设置成用于发射来自电磁光谱的红外部分的光。然而，本公开的各方面不局限于使用LED或红外辐射。可利用各种类型的发光源而没有限制。作为一个实例，发光源可为表面安装包装，例如型号SFH 4259LED，在得自OSRAM的SMTPower TopLED包装中。发光源的另一个实例可为激光二极管源或固态激发源。
[0042]图5说明当离开发射体组件200时通过发光源210发射的电磁辐射可穿行的各种潜在的发射路径。如前面提及的，当基于胚胎心跳评价蛋I的存活性时，检测通过蛋I传输的低传输光水平10而不使用机械光密封提供挑战。鉴于不存在机械光密封，本公开的各方面可设置成用于使来自相同源的干扰反射信号12以及来自相邻发射体组件的那些相邻发射体信号13的产生最小化，以便干扰反射信号12和相邻发射体信号13的拒绝最大化，以便环境照明信号11的拒绝最大化，和信号14对检测器组件300的检测器视野(F0V)15的侵犯最小化。关于这方面，本公开的各方面可设置成用于使期望的信号收集最大化同时使不期望的信号的拒绝最大化，以达到期望的信号:干涉(S/Ι)比。
[0043]发射体组件200可设置成用于沿着蛋I的纵轴电磁辐射的发射最大化，以便发射引向蛋I，同时还使离轴发射的拒绝最大化。也就是，发射体组件200可设置成用于在引导的光束中准直光，而不是聚焦光束，以在蛋I的规定的区域上投射发光源210的发射，同时限制漫射光的发射，其中漫射光为不照亮蛋的规定的区域(或由蛋的规定的区域反射的光)的离开发射体组件200的任何光能。
[0044]在一些情况下，发光源210可为窄频带光源，以区分来自环境光11的传输光9。根据一些方面，发光源210可发射区别来自环境光11的源的波长的辐射。此外，由发光源210发射的光可以离散的(在一些情况下，独特的)频率调节，以便在电结构域中期望的传输信号10与相邻发射体信号13和环境光信号11分离。此外，由发光源210发射的光可用光功率正弦功率变化来调节，以在窄的频带内定位电信号功率，这能够使用模拟数字过滤技术使信号恢复。
[0045]如在图6-8中显示的，与聚焦相对，发射体组件200可设置成用于准直来自发光源210的发射，以以便干扰反射信号12和相邻发射体信号13最小化。根据一些方面，发射体视野22可选择约等于检测器视野15，在一些情况下，其可为八(8)毫米直径的圆形区域。小的发射体视野22可许可系统不容许局部的非均匀性，例如在蛋I表面上的灰尘和碎肩，而太大的区域可扩散光通量，降低信号生产量。为了使信号生产量最大化和降低来自蛋表面的光的散射，可准直来自发光源210的发射。未从发光源210准直的光可减弱，以使漫射光对局部环境的污染最小化。
[0046]可提供准直器装置以准直由发光源210发射的电磁辐射。在一些情况下，准直器装置可为例如透镜、总体内部反射比(TIR)抛物线反射器、聚光器透镜或激光二极管。根据一些方面，准直器装置220可为非球状的。在一些构型中可使用多个准直器装置220。根据一方面，发射体透镜220可包括透镜外壳225用于在发光源210附近安装发射体透镜220。如在图7中显示的，发光源210可安装于印刷线路板(PCB)230。
[0047]发射体组件200的漫射光控制指降低通过在蛋I上不照射发射体视野22的发光源210发射的光。这样的不期望的照射可潜在地散射，并且在检测器组件300阵列的情况下，成功至检测器组件300或相邻检测器组件300。在发射体组件200处漫射光的发射最小化可认为是在检测器组件300处降低漫射光的第一步。关于这方面，发光源210可被发射体外壳202封闭，以使漫射光最小化。发射体外壳202可被黑色阳极化处理，以在每一个散射事件中帮助衰减光。发射体组件200可在发射体出口孔240包括透明的窗口，以允许光通过。
[0048]发射体外壳202和一个或多个孔或叶轮可用于形成发射体挡板排列，以控制通过发光源210发射的或通过透镜外壳225散射的残余的光。根据一方面，如在图8(为了清楚，除去发射体外壳202和发射体透镜220)中显示的，发射体外壳202或其关联的结构204可限定发射体出口孔240和一个或多个发射体内孔或叶轮245 ο发射体出口孔240和发射体内部叶轮245可约束信号至期望的准直的光束，同时拒绝在光束直径以外的任何信号。提高发射体组件200的长度以及加入更多的发射体内部叶轮245可改进漫射光拒绝。发射体组件200的发射体外壳202和其它部件可具有降低发射光的反射的整饰。例如，发射体外壳202可具有黑色阳极化表面整饰。在一些情况下，具有8毫米发射体视野22，在钝端20处蛋I的平面95和发射体出口孔240之间的轴距范围可为约10-60毫米。在一些情况下，可提供成形、纹饰或涂布发射体组件200的前表面，以降低在环境中发射不期望的光。
[0049]本公开还可包括检测器组件300，用于接收电磁辐射/在对着光检查操作期间通过蛋传输的光。检测器组件300可为以轴向对准布置的相对的发射体组件200，以形成发射体-检测器对。因此，多个发射体组件200和相应的多个检测器组件200可形成能评价在蛋平台中输送的多个蛋的发射体-检测器对的阵列。
[0050]如前面讨论的，在一些情况下，在对着光检查操作期间，检测器组件300可与蛋空间分隔，以便没有检测器的部分与蛋接触，从而限定非接触位置。这样的非接触构型可允许提高的生产量并且可限制随后的蛋的污染，如前面描述的。因此，为了提供非接触特性，可期望从在指定的有角的检测器视野内通过蛋I发射的光的收集最大化，这代表输出信号，同时从在检测器视野的外部收集的光最小化。在一些情况下，检测器组件300可与蛋I分隔约10-100毫米，更特别是约19毫米。
[0051]检测器组件300可包括光检测装置，用于检测和进行通过蛋传输的光的光电转化。例如，传感器302具有光检测器(例如，PIN 二极管)，用于产生相应于离开蛋的光强度的输出信号。传感器302可为能检测在调制频率(包括DC)下通过发光源210发射的光的波长的任何类型的传感器。根据一些方面，检测器组件300可能不使用任何光学元件来收集来自蛋I的光能，因此为所谓的“被动”传感器。总的来说，传感器302的目的可为检测由蛋I的受限的区域(视野)发射的照射。进入传感器302(其具有大于有角的检测器视野的角度)并且照射传感器302的光可引起劣化系统响应的不希望的响应。
[0052]在一些情况下，检测器视野15可特别指定为在蛋I的窄端10处8毫米直径区域，其中检测器视野可在与蛋I的窄端10正切的平面90上测量。检测器组件300可具有正方形活性区域和集成的长通路或带通波长滤光器，例如像能拒绝波长或不期望的光的集成的近红外通路过滤器。
[0053]检测器组件可包括检测器外壳310和允许光通过的透明的窗口 304。透明的窗口304可由各种类型的材料形成，而没有限制。示例性材料包括，但不局限于，玻璃、蓝宝石和塑料(例如，非反射、透明的塑料等)。传感器302可在检测器外壳310内布置并且接收通过窗口 304离开蛋的光。窗口 304可采用各种方式与检测器外壳310紧固，以确保检测器外壳310保持基本上防水。
[0054]检测器组件300在检测器外壳310内可包括检测器挡板排列330，并且具有一个或多个叶轮和孔，用于拒绝沿着不期望的路径进入检测器组件300的杂散的或离轴光，同时允许期望的传输光在蛋I的窄端10上由检测器视野收集。根据一方面，如在图9中显示的，检测器组件300可包括两个孔320和340，其用作视场光阑325和孔光阑345用于传感器302。视场光阑325限制检测器视野，同时孔光阑345限制光仅可直接到达传感器302和拒绝/停止另外下降与传感器302紧邻的光。在一些情况下，孔边缘可具有例如0.25毫米半径。发现较小半径的孔320的边缘可改进漫射光性能，这是由于在视场光阑325上的孔边缘半径特性可大大引起漫射光信号。在一些情况下，为了降低漫射光，可使孔320和340的边缘尖锐，特别关于视场光阑325的孔320。
[0055]在一些方面，孔340可定义为圆形孔，以确保圆形检测器视野来控制漫射光。孔340(孔光阑345)的直径可稍小于传感器302的满宽，以确保经过孔光阑345的所有信号可随后在传感器302的表面上入射。具有该几何形状，孔光阑345的尺寸和位置限定传感器302的有效检测区域。当检测器视野和传感器尺寸建立后，通过控制视场光阑325和孔光阑345之间的分离，可优化生产量。这样的分离可为约12-26毫米，或更特别是约15-20毫米，或更特别是约17毫米。可调节两个孔直径以在分离范围之上保持恒定的检测器视野和检测器尺寸。在一些情况下，视场光阑325可具有约1.0-1.5毫米的视场光阑孔半径，或更特别是约1.3毫米。在一些情况下，孔光阑345可具有约0.5-1.0的孔光阑半径，或更特别是约0.8毫米。
[0056]根据一些方面，如在图10中显示的(为了清楚，除去检测器外壳310)，检测器组件300可利用光学元件或检测器透镜系统从在蛋I上的规定的区域(检测器视野)收集光并且将其递送至传感器302 ο关于这方面，可包括机械特性例如孔和透镜室，以改进检测器组件300的性能。根据一方面，在检测器组件300的构型中可包括三个孔。这些可称为入口孔410、视场光阑孔420和检测器孔430(分别具有相应的光阑412，422，432)。检测器组件300还可利用一个或多个在透镜室内安装的透镜元件，以形成检测器透镜系统。通过在传感器上引导更多收集的光，存在透镜室可影响检测器组件300的性能，以提高其灵敏度。遗憾的是，存在透镜室还可提高漫射光贡献。然而，提高期望的信号大于提高干扰信号，从而导致改进的信号:干涉比。在一些情况下，孔边缘可具有例如0.25毫米半径。可包括保护性窗口 440，以保护在检测器外壳310内布置的部件。
[0057]在一些情况下，检测器透镜系统可特别包括四个透镜450，452，454，456，以收集光用于递送至传感器302。然而，应注意到，在一些情况下，检测器透镜系统可除去透镜452和456，以便仅使用的透镜为透镜450和454，其中单一定制透镜可代替透镜对。
[0058]如在图1O中显示的，在该特定的方面，检测器透镜系统可包括多个透镜室350，352，354，其中透镜450可在透镜室350内布置，透镜452可在透镜室352内布置，并且透镜454和456可在透镜室354内布置。根据一个具体的方面，透镜450，452，454和456可分别具有约20毫米，25毫米，15毫米和8毫米的焦点长度。在一些情况下，透镜450可与入口孔光阑412相距约0.05-0.15毫米;透镜452可与入口孔光阑412相距约11.5-12.0毫米;透镜454可与场孔光阑422相距约6-7毫米;和透镜456可与场孔光阑422相距约11-12毫米。在一些情况下，场孔光阑422可与入口孔光阑412相距约30-35毫米，更特别是约32毫米，同时检测器孔光阑432可与入口孔光阑相距约45-50毫米，更特别是约49毫米;其中传感器302可距离入口孔光阑约45-55毫米，更特别是约50毫米。
[0059]根据一些方面，入口孔的孔半径可为约5.0-6.0毫米，或更特别是约5.7毫米。在一些情况下，视场光阑孔的孔半径可为约3.0-4.0毫米，或更特别是约3.6毫米。在一些情况下，检测器孔的孔半径可约1.0-2.0毫米，或更特别是约1.5毫米。
[0060]根据一些实施方案，检测器组件300可在传感器302前面实现长通路或带通滤光器，以便环境光的作用最小化。这样的过滤器可为离散的或在检测器组件300内设置。根据一些方面，检测器组件300可使用窄的带通电信号来拒绝不期望的信号。在一些情况下，通过这样的过滤器的带宽可确定检测器组件300的灵敏度。根据一些实施方案，检测器组件300可包括低噪声放大器，以提高可取样的信号水平。根据一些方面，封套检测器可用于从经调节的信号恢复信息，其中向下变换器/混合器可任选用于这样的恢复。根据一些方面，模拟-数字变换器可用于取样经检测的信号用于随后的数字处理。
[0061]在操作中，一旦在发射体-检测器对之间布置蛋1，发光源210可在蛋I内发射光(在图6中作为70指示)。传感器302可接收离开蛋5的光(在图6中作为75指示)并且可产生相应于离开蛋I的光强度的输出信号。
[0062]处理器500可与检测器组件300通信连接并且设置成用于处理来自传感器302的输出信号，以确定蛋I的存活性。具有胚胎脉搏的蛋可指定为活的蛋。存活性可通过处理输出信号来确定，以确定存在相应于胚胎脉搏或胚胎运动的光强度变化。
[0063]例如，在一些情况下，存活性可通过处理输出信号来确定，以确定存在相应于胚胎脉搏的循环的或周期性光强度变化。这种类型的信号可通常通过胚胎心脏的运动和在胚胎的血管区域内血液置换而产生。阶段性信号可帮助电过滤和允许与非周期性信号分离的信号处理技术，包括背景机械运动(例如电机振动、操作者处理等)。本文使用的周期性变化指可具有一些变化并且可能不是真实地阶段性的信号。也就是，胚胎心跳的频率可由于许多因素而变化，但是仍认为是可容易解释为心跳信号的循环信号。在频率结构域中可发生检测周期性信号。
[0064]在其它情况下，存活性可通过处理输出信号来确定，以确定存在相应于胚胎运动的非周期性变化或光强扰动度。这种类型的信号可通过单一心跳而产生，但是当在蛋内胚胎偏移位置时可产生。这种类型的信号可能难以与通过背景机械运动产生的信号区分。在蛋内胚胎的运动可改变通过蛋传输的光的量。经检测的信号可随后显示振幅改变。在时间结构域中可发生检测非周期性信号。
[0065]来自非活的蛋的信号可通常鉴定为恒定的，并且可能不包括任何信号变化，而是潜在的干扰信号或噪声。也就是，对于非活的蛋，不存在任何相应的心跳或胚胎运动要检测。
[0066]根据一些方面，处理器500可使用信号处理技术，例如像快速傅里叶变换(FFT)或离散傅里叶变换(DFT)，以在经检测的信号内鉴定周期性(心跳)模式。根据一些方面，处理器500可使用过取样和开窗术来平均频率转化中的随机噪声，以更精确地鉴定周期性(心跳)信号。
[0067]根据本公开的一些方面，蛋检测系统160能根据存活性来鉴定蛋，同时通过蛋鉴定系统100移动。关于这方面，在蛋平台50中的蛋I在其存活性评价期间能通过蛋鉴定系统100移动，从而允许如期望的优化的生产量。为此，蛋平台50在鉴定处理期间可能需要停止或暂停，以允许足够的数据收集。在一些情况下，用于检测非周期性信号的检测时间可能小于用于检测周期性信号的检测时间。
[0068]虽然显示和描述蛋I钝端20被照射，可能发射体组件200和检测器组件300的位置可转换，以便电磁福射被向上引导至蛋I的窄端10，并且在钝端20处检测传输光。此外，在一些情况下，关于轴向对准的发射体-检测器对的共同的轴，蛋可为有角的取向。特别是，在一些情况下，蛋可相对于发射体-检测器对布置，以便蛋的纵轴与发射体-检测器对的共同的轴垂直。采用该方式，蛋可呈现与发射体-检测器对“横向”用于鉴定。
[0069]根据一些方面，如在图11中显示的，蛋检测系统160可包括不透明度鉴定系统600和心跳检测系统700。心跳检测系统700通过关于图5-10前面描述的方面表示。在一些情况下，可在距心跳检测系统700在处理方向800的上游提供不透明度鉴定系统600。不透明度鉴定系统600可包括坐落于运送的蛋平台50之上的发射体组件(单个发射体610)和坐落于低于运送的蛋平台50的接收器组件。不透明度鉴定系统600扫描蛋并且鉴定蛋为非可存活(澄明的)或可存活(非澄明的)，随后运送至心跳检测系统700。每一个发射体610可引导光向下通过每一个蛋I，接收器聚集经过蛋的光。可测量经过每一个蛋I的光，以确定蛋为非可存活或可存活的。
[0070]关于这方面，不透明度鉴定系统600可用作第一通路鉴定器，以鉴定澄明的蛋、早死的蛋或错过蛋平台50的蛋，随后将它们通过心跳检测系统700。为了限制心跳检测系统700的检测器组件300的饱和，当与通过不透明度鉴定系统600鉴定为例如，澄明的、早死的或错过的蛋I关联时，发射体-检测器对的相应的位置可关闭、去活化或另外操作停止。也就是，为澄明的、早死的或错过的蛋I可不期望地允许显著量的传输光到达检测器组件300。因此，不透明度鉴定系统600可与蛋鉴定系统100的控制器通信连接，以便控制器可选择性直接操作与心跳检测器系统700关联的发射体组件200和/或检测器组件300。采用该方式，通过与控制器通信连接，检测器饱和可最小化，对于给定的蛋平台50，某些发射体-检测器对应操作停止。
[0071]根据一些方面，当经过心跳检测系统700时，每一个蛋可通过多于一个发射体-检测器对经历评价和鉴定，以进一步确保鉴定系统改进的精密度。
[0072]本文描述的系统和方法也可称为非侵入性的，在于在整个蛋的评价中蛋壳结构保持完整。此外，本公开的各方面不需要在蛋壳或蛋的内部部件内引入物质来评价蛋的存活性，但是，在一些情况下，在评价前，可引入例如生物标记物的物质。然而，涉及引入一种或多种物质的这些方面认为是侵入性的。
[0073]受益于在前述描述和关联的附图中的教导，本公开涉及领域技术人员可以想到本文描述的本公开的许多修改和其它各方面。因此，应理解的是，本公开不局限于所公开的具体方面，并且该修改和其它方面旨在包括在所附权利要求的范围内。但是，在本文中采用具体的术语，它们仅以一般性和描述性含义使用，并且不是限制的目的。
【主权项】
1.一种用于确定鸟蛋的存活性的蛋鉴定系统，所述系统包含: 运送器系统，其设置成用于运送容纳多个蛋的蛋平台； 发射体组件，其设置成用于朝向在蛋平台中运送的蛋中的一个发射准直的电磁辐射；与所述发射体组件轴向对准的非接触检测器组件，所述非接触检测器组件设置成用于检测通过蛋传输的电磁辐射，所述非接触检测器组件在非接触位置布置，以便在其操作期间用于使鉴定安置的蛋与所述非接触检测器组件空间分隔；和 处理器，其设置成用于处理所述非接触检测器组件的输出信号，以确定在通过相应于心脏作用或胚胎运动的相应的蛋传输的电磁辐射的强度中是否存在周期性和非周期性变化中的至少一个，存在周期性和非周期性变化中的一个指示该蛋可存活。2.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述发射体组件包含准直器装置，其设置成用于准直从其中发射的电磁辐射。3.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述发射体组件包含具有发射体挡板排列的发射体外壳，其设置成用于拒绝从所述发射体组件发射的离轴电磁辐射。4.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述发射体组件包含调节器，其设置成用于以经调节的信号形式调节从其中发射的电磁辐射。5.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述发射体组件包括发光二极管源，其设置成用于发射红外辐射。6.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述非接触检测器组件包含具有检测器挡板排列的检测器外壳，其设置成用于拒绝不期望的电磁辐射被非接触检测器组件接收，用于产生输出信号。7.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述非接触检测器组件包含检测器透镜系统，其设置成用于收集通过蛋传输的电磁辐射。8.权利要求1的蛋鉴定系统，所述系统还包含不透明度鉴定组件，其设置成用于基于与相应的蛋关联的不透明度来确定蛋的存活性，所述不透明度鉴定组件布置在所述发射体组件和所述非接触检测器组件的上游，所述不透明度鉴定组件与控制器通信连接，所述控制器设置成用于当通过不透明度鉴定组件鉴定为非可存活蛋布置在之间以供存活性测定时，禁止所述发射体组件和所述非接触检测器组件的操作。9.一种确定蛋的存活性的方法，所述方法包括: 使用运送器系统运送容纳在蛋平台中的蛋； 朝向蛋发射来自发射体组件的准直的电磁辐射； 用与所述发射体组件轴向对准的非接触检测器组件检测通过蛋传输的电磁辐射，所述非接触检测器组件与蛋空间分隔； 由通过所述非接触检测器组件检测的电磁辐射产生输出信号;和处理所述输出信号，以确定在通过相应于心脏作用或胚胎运动的相应的蛋传输的电磁辐射的强度中是否存在周期性和非周期性变化中的至少一个，存在周期性和非周期性变化中的一个指示蛋可存活。10.权利要求9的方法，其中朝向蛋发射来自发射体组件的电磁辐射包括用准直器装置准直所述电磁福射。11.权利要求9的方法，所述方法还包括通过使用在所述发射体组件的发射体外壳内布置的发射体挡板排列，拒绝从所述发射体组件发射的离轴电磁辐射。12.权利要求9的方法，其中发射来自发射体组件的电磁辐射包括以经调节的信号形式调节从所述发射体组件发射的电磁辐射。13.权利要求9的方法，其中发射来自发射体组件的电磁辐射包括用发光二极管源发射红外辐射。14.权利要求9的方法，其中用非接触检测器组件检测通过蛋传输的电磁辐射包括通过使用在所述非接触检测器组件的检测器外壳内布置的检测器挡板排列，拒绝不期望的电磁辐射被所述非接触检测器组件接收。15.权利要求9的方法，其中用非接触检测器组件检测通过蛋传输的电磁辐射包括用检测器透镜收集通过蛋传输的电磁辐射。16.权利要求9的方法，所述方法还包括通过不透明度鉴定组件运送蛋，其设置成用于基于与蛋关联的不透明度来确定蛋的存活性，所述不透明度鉴定组件布置在所述发射体组件和所述非接触检测器组件的上游，并且还包括当向该处运送通过不透明度鉴定组件鉴定为非可存活蛋以供存活性测定时，禁止所述发射体组件和所述非接触检测器组件的操作。
【文档编号】G01N21/3563GK105849552SQ201480061780
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年11月17日
【发明人】J.J.瓦卢卡斯, R.卡林普尔
【申请人】硕腾服务有限责任公司