一种食物温度检测系统的制作方法

本实用新型属于食品检测技术装备领域，特别涉及一种食物温度检测系统。

背景技术：

营养配餐是根据人体对营养的需要，按照食品中各种营养物质的含量，设计一个月、一周或一天的食谱，使人体能摄入比例合理的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质等营养素，即达到所谓的均衡膳食。目前我国很多中小学、幼儿园已开始推进营养配餐，由于很多单位缺少自营食堂，目前这些中小学、幼儿园大多通过招投标，由专业化的配餐公司备餐，先加工成成品，再运输到学校进行分发，这就涉及到热链配送。热链配送过程中，要求菜品在送达客户消费之前始终维持其中心温度在65℃以上。我国热链配送技术相对落后，基本为保温式配送方式。通常使用保温箱或保温车进行配送，配送的距离较近，常见问题是配送过程中温度得不到保障，特别是在北方寒冷的冬季，室外温度大多在零度以下。配餐车对多个学校依次送餐、分批卸货，往往到最后时，菜品温度已下降到65℃以下，导致食品品质下降，且难以保证食品的安全性。对于幼儿园的早餐，部分孩子到校较晚，饭菜可能都快凉了。目前大多依靠感官进行粗略的判断，缺乏专用的测温设备。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种食物温度检测系统，以辅助配餐公司、学校和幼儿园等科学检测营养餐的温度，实时获取菜品的温度分布图像，从而为调整保温措施、营养餐现场验货及食用决策提供支撑。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种食物温度检测系统，该食物温度检测系统包括热红外图像采集装置、手持式外壳以及处理终端；所述热红外图像采集装置用于采集食物的红外辐射，获得热红外图像信号，并将热红外图像信号传递给所述处理终端；所述手持式外壳为腔体，所述热红外图像采集装置设于所述手持式外壳内；所述处理终端基于来自所述热红外图像采集装置的热红外图像信号提取配餐食物不同区域的温度特征，并获得温度分布数据，所述温度特征包括温度最大值、最小值和平均值。

优选地，所述热红外图像采集装置可以包含有：消热差镜头、焦平面探测器、探测器控制电路和图像采集卡。所述消热差镜头用于接收配餐食物的红外辐射；所述焦平面探测器将所述消热差镜头接收的红外辐射生成热红外图像模拟信号；所述探测器控制电路用于控制所述焦平面探测器；所述图像采集卡采集所述热红外图像模拟信号，并将热红外图像模拟信号转换为热红外图像数字信号，并通过数据传输接口向所述处理终端传输所述热红外图像数字信号。

优选地，所述消热差镜头、所述焦平面探测器、所述探测器控制电路和所述图像采集卡被封装为机芯。

优选地，所述机芯的壳体上可以设置采集控制面板，所述采集控制面板包括指示灯、电源输入接口、数据传输接口以及至少一个按键。

优选地，所述处理终端可以为与所述热红外图像采集装置有线或无线连接的平板电脑或智能手机。

优选地，该食物温度检测系统还包括电源，用于为所述热红外图像采集装置以及所述处理终端供电；所述机芯和所述电源封装在所述手持式外壳内，所述手持式外壳表面露出所述采集控制面板。

优选地，所述图像采集卡可以为USB图像采集卡，设有3路Video视频接口、1路S端子接入视频接口，所述USB图像采集卡采用USB接口与所述处理终端连接。

优选地，该食物温度检测系统还可以包括报警装置，若特征温度低于预定设定值，所述报警装置发出警报。

优选地，所述手持式外壳可以带有方便手持操作的把手或其它方便手持的结构。

优选地，所述焦平面探测器可以为非制冷焦平面探测器。

与现有技术相比较，本实用新型的优点至少在于：

1)与现有的人工感官进行配餐食物评定相比，该系统通过仪器进行温度值得检测，具有较好的一致性和重复性，避免了人工主观因素的影响。

2)与现有的水银温度计、温度传感器探头、红外测温仪等单点测量仪器相比，该系统可同时对一定区域内的饭菜进行成像，从而测定该区域内不同像素点的温度，对于温度分布不均匀的饭菜来讲，本发明的系统能提供更科学、更全面的结果，避免了单点测温设备代表性差的缺点。

3)与现有的红外热像仪相比，该系统采用高精度焦平面探测器和平板电脑，具有较高的图像分辨率和温度灵敏度，同时成本较低，可方便地提取出温度分布参数值，直接辅助查验员的检测核对工作。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1为根据本实用新型中食物温度检测系统的框图；

图2为根据本实用新型中的一个优选实施方式的食物温度检测系统的示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件。

如图1、图2所示，该食物温度检测系统包括热红外图像采集装置100、手持式外壳以及处理终端200；热红外图像采集装置100用于采集食物的红外辐射，获得热红外图像信号，并将热红外图像信号传递给处理终端；手持式外壳为腔体，热红外图像采集装置100设于手持式外壳内；处理终端200基于来自热红外图像采集装置100的热红外图像信号提取配餐食物不同区域的温度特征，并获得温度分布数据，所述温度特征包括温度最大值、最小值和平均值。

如图2所示，热红外图像采集装置可以包含有：消热差镜头110、焦平面探测器120、探测器控制电路130、图像采集卡140等。

消热差镜头110用于接收配餐食物的红外辐射。

焦平面探测器120基于消热差镜头110接收的红外辐射生成模拟信号形式的热红外图像信号。为提高检测精度，在本实用新型中一个较佳的实施例中，焦平面探测器可以为非制冷焦平面探测器120，在其他实施例中，也可以是其他焦平面探测器。

探测器控制电路130用于控制非制冷焦平面探测器120，并将生成的模拟信号形式的热红外图像信号传输至图像采集卡140，优选地，热红外图像色彩编码方法采用PAL(Phase Alternating Line即正交平衡调幅制式)制式，传输方式采用BNC(Bayonet Nut Connector即卡扣配合型连接器)方式。

图像采集卡140采集模拟信号形式的热红外图像信号，通过A/D转换，将模拟信号形式的热红外图像信号转化为数字信号形式的热红外图像信号，并通过数据传输接口向处理终端传输数字信号形式的热红外图像信号。在本实用新型中一个较佳的实施例中，图像采集卡为USB图像采集卡140，所采用的数据传输接口为USB接口，也可以为其他类型的图像采集卡和数据传输方式。

消热差镜头110、焦平面探测器120、探测器控制电路130和图像采集卡140可被封装为机芯300。

机芯300的壳体上可设置采集控制面板，采集控制面板可包括指示灯、电源输入接口、数据传输接口以及至少一个按键。其中，数据传输接口包括USB接口和/或串口等其他类型的接口。控制面板上设置的按键可以是开关按键、采集按键等。优选地，机芯300的成像分辨率为384×288像素，镜头焦距为11mm，采集控制面板上设置有6个按键，这些按键可以在采集的过程中分别实时调节亮度、对比度、黑热/白热、自动偏移、手动增益或者其他等。

处理终端200可以为与热红外图像采集装置100有线或无线连接的平板电脑或智能手机。若采用USB接口连接，则处理终端为有线连接方式，若采用无线连接方式，则相应的热红外图像采集装置100和处理终端20应带有无线发送/接收模块。优选地，在本实用新型一个较佳的实施例中，处理终端200可为基于Windows操作系统的平板电脑。

图像采集卡为USB图像采集卡140，设有3路Video视频接口、1路S端子接入视频接口，USB图像采集卡采用USB接口与所述处理终端连接。在本实用新型一个较佳的实施例中，USB图像采集卡140采用USB2.0接口，3路Video视频接口和1路S端子接入视频接口共4路端子可选一路采集，具有一键抓拍功能。USB图像采集卡140可以采集模拟输出的图像格式，通过A/D转换，转换为数字信号后通过USB接口传输到平板电脑200，在Window界面下实时显示，并通过软件完成图像处理、存储及参数提取等功能。其中，图像格式可以是静态的图像格式，也可以是动态的视频格式。平板电脑200可以实时显示配餐的温度，也可以显示一段时间内动态的温度特征。

该食物温度检测系统还包括电源310，用于为热红外图像采集装置以及处理终端200供电；电源310的较佳输出电压为12V，为机芯300和平板电脑200供电。在其他方式中，处理终端可以为远程的处理器，采用无线模块与热红外图像采集装置连接，则电源310只为机芯300供电。

机芯300和电源310封装在手持式外壳内，手持式外壳表面露出所述采集控制面板，以方便操作。

优选地，处理终端200内带有图像采集分析软件系统，其主要功能是通过快照采集图像并存储，图片存储格式为.jpg或其他格式，也可设定连续拍摄多张图像，并可调节图像的输出格式及存储位置等。软件含有常见的图像去噪、校正、边缘提取、温度标定等算法，通过形态学算法自动提取不同饭菜的图像区域，然后计算各区域的温度统计特征，并获得温度分布数据，温度统计特征可包括温度最大值、最小值和/或平均值。

该食物温度检测系统还可以包括报警装置，该报警装置可以与热红外图像采集装置设置在一起，也可以设置在处理终端中。若特定特征温度低于预定设定值，则报警装置发出警报，从而提醒查验人员，该配餐的温度不达标。特定特征温度可以设置为最大值、最小值和平均值的之一或多个。

优选地，处理终端中还可包含针对不同配餐器具的背景处理校正软件系统，以消除餐具对检测结果的影响。

本实用新型中，手持式外壳可以带有方便手持操作的把手或其它方便手持的结构。优选地，手持式外壳根据平板电脑200的外围尺寸设计了系统面板，预留相应的镜头孔、充电孔、开关孔，对包括机芯310、电源在内的整个硬件系统进行封装，以适合手持式现场操作。

本实用新型的关键点在于：

1)通过非制冷焦平面探测器实时获取高分辨率的饭菜的温度图像；

2)通过USB图像采集卡快速采集模拟视频图像，并转换为数字信号进行存储；

3)通过平板电脑进行图像的采集、存储及现场处理分析，实时提取饭菜不同区域的温度分布参数，并与国家规定的温度要求进行对比，从而辅助预警和决策。

与现有技术相比较，本实用新型的优点至少在于：

1)与现有的人工感官进行配餐食物评定相比，该系统通过仪器进行温度值得检测，具有较好的一致性和重复性，避免了人工主观因素的影响。

2)与现有的水银温度计、温度传感器探头、红外测温仪等单点测量仪器相比，该系统可同时对一定区域内的饭菜进行成像，从而测定该区域内不同像素点的温度，对于温度分布不均匀的饭菜来讲，本发明的系统能提供更科学、更全面的结果，避免了单点测温设备代表性差的缺点。

3)与现有的红外热像仪相比，该系统采用高精度焦平面探测器和平板电脑，具有较高的图像分辨率和温度灵敏度，同时成本较低，拥有针对不同配餐器具的背景处理校正软件系统，从而可现场提取出温度分布参数值，直接辅助查验员的检测核对工作。

结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。