基于透光法的鸡蛋熟度检测装置的制作方法

本实用新型属于烹饪监测装置技术领域，涉及鸡蛋加热过程中熟度的检测，具体涉及一种基于透光法的鸡蛋熟度检测装置。

背景技术：

煮鸡蛋是一种非常普遍的鸡蛋烹饪方式。不同熟度鸡蛋的口感、成色和营养价值不同，且部分菜类也需要不同熟度的鸡蛋作为配菜。根据需求，目前常见的用于检测鸡蛋熟度的方法，主要有旋转法、手摇法、盐水漂浮法等，这些方法都只能是根据经验进行定性判断鸡蛋熟与不熟，无法做到准确定量的检测鸡蛋熟度。

金志强等人在2008年提出利用核磁共振测量鸡蛋自由水和结合水比例的方法来检测鸡蛋熟度(金志强,张锦胜.利用核磁共振及成像原理研究鸡蛋的煮熟过程[J].食品工业科技,29(8):112-114,2008)，达到了较高的精度，但是此方法成本昂贵，缺乏日常实用性。

光照分析法在食品、化学等材料分析检测中应用广泛。B.J.Kemps等人研究了鸡蛋新鲜度与其对光的反射和透射特性之间关系(B J Kemps,F RBamelis.Visible transmission spectroscopy for the assessment of egg freshness[J].Journal of the Science of Food&Agriculture,86(9):1399–1406,2006)，该研究得到了鸡蛋透光率与其新鲜度指标(哈夫单位)的关系，但也只能将鸡蛋划分为合格和不合格两个等级，精度较低且存在约15％的误筛漏筛概率，这是由于鸡蛋内部结构复杂，在光源照射下透光性质的研究大都停留在定性分析层面。

综上所述，目前检测鸡蛋熟度的方法，无法实现对鸡蛋熟度的定量分析，难以满足食品工业要求。

技术实现要素：

针对目前缺少实现鸡蛋熟度定量检测装置的技术现状，本实用性提供了一种基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，能够实现对鸡蛋熟度的准确检测。

本实用新型提供的基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，包括基座以及与基座配套形成封闭腔体的壳体；所述基座顶部开口，其内部空腔设置有用于承载鸡蛋的托架，托架下方设置有与LED灯适配的通孔；所述LED灯固定在基座空腔底部；所述基座外侧面设置有电源；所述壳体内侧安装有用于放置微处理器和CCD图像传感器的支架，CCD图像传感器的摄像位置对准托架水平面投影的中心部分；所述壳体的外侧面设置有显示屏。

上述基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，所述支架由支撑面板和U型板组成，支撑面板边缘与壳体内侧面固连，U型板倒置固定在支撑面板，两者组合后形成容纳CCD图像传感器的空腔，且支撑面板上设置有与CCD图像传感器摄像位置相对的通孔；所述微处理器固定在U型板端面上。

上述基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，为了使基座与壳体接触部位密封良好，避免过多的光线进入基座与壳体形成的腔体内，从而影响对鸡蛋透光图像的采集，所述基座与壳体的接触部位通过卡接方式连接为一体，例如基座与壳体相对的边缘设置有相匹配的凹槽与凸起，将凸起装配到凹槽内，从而使基座与壳体接触部位起到良好的密封效果。

上述基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，所述微处理器分别与显示屏和CCD图像传感器连接。所述微处理器用于接收来自CCD图像传感器的图像，并对采集的图像进行处理，提取蛋黄直径、鸡蛋中心灰度等信息；所述微处理器可以采用FPGA开发板。所述CCD图像传感器将采集的鸡蛋透光图像传输给微处理器进行图像处理，CCD图像传感器可以采用OV2640摄像头。所述显示屏用于显示鸡蛋熟度或用于表示鸡蛋熟度的数值，显示屏可以采用JLX12864G-086-PC液晶显示屏。

上述基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，所述电源用于供电，分别与微处理器、显示屏、LED灯和CCD图像传感器连接。

上述基于透光法的鸡蛋熟度检测装置的工作原理：将煮到一定程度的鸡蛋放置于托架上，再将壳体罩在基座上，确保壳体与基座接触部位密封良好，接通电源，打开LED灯，利用微处理器控制CCD图像传感器获取鸡蛋的透光图像，CCD图像传感器将获取的鸡蛋透光图像传输给微处理器，由微处理器对鸡蛋透光图像进行处理，获得图像中蛋黄直径、鸡蛋中心灰度等信息，并依据这些信息得到蛋黄的中心温度，最终依据蛋黄中心温度与鸡蛋熟度的对应关系得到鸡蛋熟度，并在显示屏上进行显示。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，只要通过采集鸡蛋的透光图像，便可实现对鸡蛋熟度的准确判断，使鸡蛋熟度检测方便、迅速、高效；

2、本实用新型基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，利用CCD图像传感器采集鸡蛋的透光图像，利用微处理器对鸡蛋透光图像进行处理得到鸡蛋熟度，可以实现对鸡蛋熟度的定量分析，从而提高了对鸡蛋熟度判断的准确率；

3、本实用新型基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，结构简单、造价成本低、操作方便，具有很强的实用性，适于在食品烹饪等领域进行推广。

附图说明

图1为本实用新型基于透光法的鸡蛋熟度检测装置的结构示意图。

图2为在较高对比度下的鸡蛋透光图片。

其中，1-微处理器，2-显示屏，3-支架，4-基座，5-LED灯，6-电源，7-托架，8-壳体，9-CCD图像传感器。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型公开的内容，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下还可以其他实施例的方式实施本实用新型，这些实施例的实施方式都属于本实用新型所保护的范围。

实施例

本实施例提供的基于透光法的鸡蛋熟度检测装置，如图1所示，整体呈椭球型，由基座4和壳体8两个部分组成，基座和壳体组装后，内部构成对鸡蛋透光图像采集的封闭腔体。

如图1所示，基座4顶部开口，其内部空腔设置有用于承载鸡蛋的托架7，托架7下方设置有与LED灯5适配的通孔；LED灯5固定在基座空腔底部；基座4外侧面设置有电源6。壳体8内侧安装有支架3；支架3用于放置微处理器1和CCD图像传感器9，支架3由支撑面板和U型板组成，支撑面板边缘与壳体8内侧面固连，U型板倒置固定在支撑面板，两者组合后形成容纳CCD图像传感器9的空腔，且支撑面板上设置有与CCD图像传感器摄像位置相对的通孔，使CCD图像传感器9的摄像位置对准托架7水平面投影的中心部分，微处理器1固定在U型板端面上；壳体2的外侧面设置有显示屏2。微处理器1分别与显示屏2和CCD图像传感器9连接。电源6分别与微处理器1、显示屏2、LED灯5和CCD图像传感器9连接，为其供电。

上述微处理器为FPGA开发板，上述CCD图像传感器为OV2640摄像头，上述显示屏为JLX12864G-086-PC液晶显示屏。OV2640摄像头和JLX12864G-086-PC液晶显示屏外接到FPGA开发板上，FPGA开发板可以用于控制OV2640摄像头启动、关闭，以及对OV2640摄像头采集图像的存储以及图像处理。

上述OV2640摄像头从通孔穿出对准托架7水平面投影的中心部分，同时确保托架上鸡蛋长短轴交点位于摄像头画面中心，并使其长轴与画面任一中轴重合。

基座4与壳体8的对接部位通过基座与壳体相对的边缘设置的凹槽与凸起卡接连为一体。

使用上述基于透光法的鸡蛋熟度检测装置检测鸡蛋熟度的过程包括以下步骤：

(1)将煮到一定程度的鸡蛋放置于托架上，确保托架上鸡蛋长短轴交点位于摄像头画面中心，并使其长轴与画面任一中轴重合。再将壳体罩在基座上，确保壳体与基座接触部位密封良好，接通电源6，打开LED灯5，通过FPGA开发板控制OV2640摄像头获取鸡蛋的透光图像，OV2640摄像头将获取的鸡蛋透光图像传输给FPGA开发板。

(2)FPGA开发板对鸡蛋透光图像进行处理得到鸡蛋熟度，具体分析过程如下：

(21)通过常规滤波算法对鸡蛋透光图像进行处理得到鸡蛋的灰度图像(如图2所示)；

(22)取画面中心50*50像素灰度的平均值作为鸡蛋中心灰度g；

(23)取灰度图像中与鸡蛋长轴平行的中轴线上的灰度值，得到一条沿长轴方向的灰度分布曲线，进而通过基于阈值的常规分割算法求得位于该轴上的长轴长度a和蛋黄直径d；同样，取灰度图像中与鸡蛋短轴平行的中轴线上的灰度值，得到一条沿短轴方向的灰度分布曲线，通过基于阈值的常规分割算法求得位于该轴上的短轴长度b。

(24)将步骤(22)和步骤(23)得到的数据代入以下公式得到待测鸡蛋的蛋黄中心温度TC：

式中，g为待测鸡蛋图片的中心灰度；d(mm)为蛋黄直径；R为将待测鸡蛋近似为球形时的半径，a和b分别为待测鸡蛋的长轴和短轴，单位是mm。

(25)根据设定的蛋黄中心温度TC与熟度的对应关系，便可确定鸡蛋熟度。设定的蛋黄中心温度TC与熟度的对应关系为：TC＜35℃为生，35℃≤TC≤45℃为一成熟，45℃＜TC≤55℃为三成熟，55℃＜TC≤65℃为五成熟，65℃＜TC≤75℃为七成熟，75℃＜TC≤85℃为九成熟，86℃以上为全熟。

(3)FPGA开发板将得到的鸡蛋熟度结果传输至显示屏上进行显示。

本实用新型提供的基于透光法的鸡蛋熟度检测装置具有检测精度高、操作便捷和普适性好等优点，也可以推广用于非侵入式测量物体固液态转化过程中的凝固程度。