CN110072416A - 监测装置和使用该监测装置的食物处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种监测装置，该监测装置被配置为监测在食物处理机中的处理下的食品的处理状态，该监测装置包括：传感器，可操作以确定与食物处理机中的食品相关的特征信息；控制器，被配置为在所确定的特征信息或所确定的特征信息的变化率满足预定标准时，将控制信号提供至食物处理机，以控制食物处理机的操作。

Description

监测装置和使用该监测装置的食物处理设备
技术领域
本发明一般地涉及一种用于监测在食物处理机中的处理下的所述食物的处理状态的监测装置以及利用这种监测装置的食物处理机。
背景技术
EP3042591A1公开了，为了改进由与浓缩咖啡分配机相关联的咖啡研磨机所产生的颗粒大小调节，描述了一种方法，该方法包括以下步骤：经由传感器获取指示液体咖啡从机器的出口渗出时的路线的形状的数据或电信号，驱动研磨机的操作者根据检测到的信号或数据来调节其颗粒大小。
US2006086843A1公开了，搅拌机包括容器，该容器被可移动地安装在外壳上，以用于容纳食品并且设置有切割刀片单元，当容器被安装在外壳上时，该切割刀片单元可旋转地由电机单元驱动。控制单元可根据来自切换单元的初始控制信号操作，以便激活电机单元在判断模式下操作。控制单元根据传感器单元所生成的用于指示电机单元在判断模式下操作时的旋转速度的电机旋转信号来确定食物处理状况。控制单元在确定食物处理状况时将电机单元的操作从判断模式切换至食物处理模式，以便驱动切割刀片单元的旋转，以使在容器中所容纳的食品混合。
US2011005402A1公开了，食物处理机的加热控制结构，该结构包括杯体、被设置在杯体中的刀具、加热盘、加热管、温度传感器、温度开关和固定座。温度传感器和温度开关被附接至固定座的上表面。固定座的下表面与电源连接脚和温度传输脚连接。电源连接脚的上端被连接至温度开关。温度传输脚的上端被连接至温度传感器。温度传感器、温度开关、电源连接脚和温度传输脚被固定到固定座上。为了组装本发明，它们首先被安装在固定座上并且它们的连接导线也彼此连接。之后，固定座被安装在杯体中，从而完成模块化组装。这有利于简化生产，提高效率和降低不良率。
近年来，人们越来越强地意识到健康饮食，并且消费者通常对其他们的饮食习惯和营养素摄入更为谨慎。增加营养素摄入及它们的生物利用度/生物可接受性的一种方式是通过混合食物(诸如，水果和蔬菜)，以在食用之前减小其他的颗粒大小。应当注意，将食物减小成更小的颗粒大小不仅使营养素摄入最大化，而且提供了一些消化健康益处。发明者已经证实，植物组织颗粒大小与微量营养素释放和其他的生物可接受性相关联。另外，包括干物质、总可溶性固形物含量、pH、电导率、浊度和颗粒大小在内的经混合的食物(诸如，果汁)的固有特征可以影响消费者的感官知觉(诸如，经混合的食物的口味和口感)。这些参数之间的关系在图1中被概述。
食物处理机或者有时被称为食物搅拌机被用于在具有旋转刀片的容器中的剁碎或切片诸如水果、蔬菜和肉等的固形物食物，以将食物研磨成细碎的颗粒。归因于存在主要由细胞壁组合物(诸如果胶、纤维素、半纤维素等)制成的膳食纤维，经混合的食物通常会造成的涩口感。不充分的混合无法破坏水果和蔬菜的细胞壁以达到理想的精细且均匀水平，这将无法满足消费者在口味或组织以及营养素摄取方面的预期。然而，归因于食物处理机的旋转刀片所生成的热，过度混合也可能减少食物中的微量营养素。
发明内容
鉴于以上情况，在本领域中需要一种解决方案，该解决方案能够监测在食物处理机中的处理下的食物的处理状态，以便实现最佳的混合水平，使得食物被混合成所需的精细且均匀水平，同时保持更多营养素被留在食物中。
在本发明的一个方面中，提供了一种被配置为监测在食物处理机中的处理下的食品的处理状态的监测装置，该监测装置包括：
传感器，该传感器可操作以确定与食物处理机中的食品相关的特征信息，该特征信息与食品的营养动态(nutrient trend)相关联；
控制器，该控制器被配置为在所确定的特征信息或特征信息的变化率满足预定标准时，将控制信号提供至食物处理机以控制食物处理机的操作。
本发明提供了一种可以被用于控制食物处理机的操作，使得可以获得处理下的食物的营养价值的所需水平并且满足消费者在口味和营养素摄取方面的期望的监测装置。
优选地，控制器还被配置为在预定标准被满足时提供控制信号以终止食物处理机的操作。一旦获得营养价值的所需水平，这会有效地关断食物处理机。因此，这允许食物被充分地混合以满足消费者在口味方面的期望，并且保持更多的营养素被留在食物中。
控制器可以被配置为基于所确定的特征信息来确定营养价值。
预定标准可以包括：所确定的营养价值等于或高于预定营养价值。
营养价值可以通过将所确定的特征信息与预定的一组营养价值进行比较来确定。
特征信息可以包括但不限于以下中的一个或多个：颗粒大小值、电导率值、pH值、干物质值和可溶性固形物含量值。
在一个实施例中，传感器可以包括颗粒图像分析***，该颗粒图像分析***被配置为检测在食物处理机中的处理下的食品的图像、并且生成对应的图像数据。颗粒图像分析***还被配置为处理图像数据以确定食品的颗粒大小值。
颗粒图像分析***可以包括图像检测单元。
图像检测单元可以包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器或者互补金属氧化物半导体图像传感器。然而，本领域的技术人员明白，可以采用用于捕获食物处理机中的食品的图像、并且生成对应的图像数据的任何合适的图像检测单元。例如，图像检测单元可以包括光学显微镜，光学显微镜与CCD图像传感器协同操作，以允许捕获显微图像。光学显微镜和CCD图像传感器可以被布置为集成单元(即，显微镜CCD图像传感器)或者被设置为彼此有连接的分离的单元。
颗粒图像分析***还可以包括图像处理单元，该图像处理单元可操作以处理图像数据，以确定食品的颗粒大小值。图像处理单元还可操作以输出所确定的颗粒大小值作为与在食物处理机中的处理下的食品相关的特征信息。
颗粒图像分析***可以被集成在食物处理机内，或者可以被设置为可与食物处理机连接的分离的单元。在使用中，颗粒图像分析***的图像检测单元可以被布置在用于容纳食物处理机的食品的容器中或该容器附近，使得食物处理机在被使用时可以检测容器中的食品的图像。
图像检测单元可以被配置为以周期性时间间隔检测食品的图像、并且以周期性时间间隔生成对应的图像数据。有效地，这允许周期地确定食品的颗粒大小值。本领域的技术人员明白，监测装置的准确度随着食品的图像的检测之间的时间间隔的减小而提高。因此，图像处理单元可以被配置为在食物处理机的操作期间实时连续地检测食品的图像。
在另一实施例中，传感器包括电导式传感器，该电导式传感器在使用时与在食物处理机中的处理下的食品接触，并且导体传感器可操作以确定食品的电导率(EC)值。
电导式传感器可以包括两个或更多个电极，这些电极在使用时与食物处理机中的食品接触。优选地，电导式传感器包括电极对。在一种配置中，电导式传感器可以包括电极对，该电极对在使用时被布置在用于容纳食物处理机的食品的容器中，使得电极对与处理下的食品接触以确定食品的EC值。
电导式传感器还可以包括输出端口，食品的所确定的EC值可以从该输出端口被输出至另外的设备。
另外的设备可以是控制器单元。因此，传感器还可以包括控制器单元，该控制器单元被配置为基于经过一段时间所确定的EC值来确定食品的EC值的变化。
食品的EC值的变化可以通过确定食物处理机的操作开始时的所确定的EC值与操作开始之后的时间段之间的差来确定。该时间段可以是预定时间段。
控制器单元还可以操作以输出所确定的EC值的变化。
在另一实施例中，传感器包括折射率测量***，该折射率测量***被布置为与食物处理机一起用来确定处理下的食品的折射率。在备选配置中，折射率测量***与食物处理机集成。
传感器还包括控制器单元，该控制器单元可操作以基于食品的所确定的折射率来确定可溶性固形物含量值。
控制器单元可以被配置为输出所确定的可溶性固形物含量值作为与食物处理机中的食品相关的特征信息。
传感器可操作以在食物处理机的操作期间实时连续地确定可溶性固形物含量值。
本发明的上述方面可以被并入食物处理机中。因此，在本发明的另一方面中，提供了一种食物处理机，该食物处理机包括：
容器，该容器用于容纳待被处理的食品；
处理单元，该处理单元可操作以处理容器中的食品；
监测单元，该监测单元被配置为监测在食物处理机中的处理下的食品的处理状态，该监测单元包括：
传感器，该传感器可操作以确定与食物处理机中的食品相关的特征信息；以及
控制器，该控制器被配置为在所确定的特征信息或所确定的特征信息的变化率满足预定标准时将控制信号提供至处理单元；
其中处理单元被布置为接收来自监测单元的控制信号并且根据控制信号来操作。
传感器可以被布置在容器中或附近，使得可以确定与食品相关的特征信息。
传感器可以包括但不限于以下中的任何一个：颗粒图像分析***，该颗粒图像分析***用于确定食品的颗粒大小值；电导式传感器，该电导式传感器用于确定食品的EC值；以及折射率测量***，该折射率测量***用于测量食品的折射率，该折射率测量***也被用于确定食品的可溶性固形物含量值。本领域的技术人员会明白，可以采用用于确定食品的特征信息的任何合适的装置。此外，本领域的技术人员会明白，可以同时采用两个或更多个用于确定食品的特征信息的装置。这提供了提高获得营养价值的所需水平的准确度的优点。
优选地，控制器还被配置为在预定标准被满足时提供控制信号以终止食物处理机的操作。一旦获得营养价值的所需水平，这便会有效地关断食物处理机。因此，这允许食物被充分地混合以满足消费者在口味方面的期望，而不破坏食物中的任何营养素。
在另一配置中，控制器还可以被配置为提供控制信号以改变处理单元的操作速度或操作时间。这是有利的，因为其他允许更好地控制食物处理机，以便获得经处理的食品的营养价值的所需水平。
控制器还可以被配置为基于所确定的特征信息来确定营养价值。
预定标准可以包括：所确定的营养价值等于或高于预定营养价值。预定营养价值可以是由食物处理机的用户预先确定经处理的食品的营养价值的所需水平。
营养价值可以通过将所确定的特征信息与预定的一组营养价值数据进行比较来确定。
特征信息可以包括但不限于以下中的一个或多个：颗粒大小值、EC值、pH值、干物质值和可溶性固形物含量值。
在一个实施例中，传感器可以包括颗粒图像分析***，该颗粒图像分析***被配置为检测在食物处理机中的处理下的食品的图像、并且生成对应的图像数据。颗粒图像分析***还被配置为处理图像数据以确定食品的颗粒大小值。
颗粒图像分析***可以包括图像检测单元。
图像检测单元可以包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器或者互补金属氧化物半导体图像传感器。然而，本领域的技术人员会明白，可以采用用于捕获食物处理机中的食品的图像、并且生成对应的图像数据的任何合适的图像检测单元。例如，图像检测单元可以包括光学显微镜，光学显微镜与CCD图像传感器协同操作以允许捕获显微图像。光学显微镜和CCD图像传感器可以被布置为集成单元(即，显微镜CCD图像传感器)或者被设置为彼此有连接的分离的单元。
颗粒图像分析***还可以包括图像处理单元，该图像处理单元可操作以处理图像数据，以确定食品的颗粒大小值。图像处理单元还可操作以输出所确定的颗粒大小值作为与食物处理机中的食品相关的特征信息。
颗粒图像分析***可以被集成在食物处理机内，或者可以被设置为可与食物处理机连接的分离的单元。在使用中，颗粒图像分析***的图像检测单元可以被布置在用于容纳食物处理机的食品的容器中或附近，使得在食物处理机被使用时可以检测容器中的食品的图像。
图像检测单元可以被配置为以周期性时间间隔检测食品的图像并且以周期性时间间隔生成对应的图像数据。有效地，这允许周期地确定食品的颗粒大小值。本领域的技术人员会明白，监测装置的准确度随着食品的图像的检测之间的时间间隔的减小而提高。因此，图像处理单元可以被配置为在食物处理机的操作期间实时连续地检测食品的图像。
在另一实施例中，传感器包括电导式传感器，该电导式传感器在使用时与食物处理机中的食品接触，并且导体传感器可操作以确定食品的电导率(EC)值。
电导式传感器可以包括两个或更多个电极，这些电极在使用时与食物处理机中的食品接触。优选地，电导式传感器包括电极对。在一种配置中，电导式传感器可以包括电极对，该电极对在使用时被布置在用于容纳食物处理机的食品的容器中，使得电极对与处理下的食品接触以确定食品的EC值。
电导式传感器还可以包括输出端口，食品的所确定的EC值可以从该输出端口被输出至另外的设备。
另外的设备可以是控制器单元。因此，传感器还可以包括控制器单元，该控制器单元被配置为基于经过一段时间所确定的EC值来确定食品的EC值的变化。
食品的EC值的变化可以通过确定食物处理机的操作开始时的所确定的EC值与操作开始之后的时间段之间的差来确定。该时间段可以是预定时间段。
控制器单元还可以操作以输出所确定的EC值变化。
在另一实施例中，传感器包括折射率测量***，该折射率测量***被布置为与食物处理机一起用于确定处理下的食品的折射率。在另一配置中，折射率测量***与食物处理机集成。
传感器还包括控制器单元，该控制器单元可操作以基于食品的所确定的折射率来确定可溶性固形物含量值。
控制器单元还可以被配置为输出所确定的可溶性固形物含量值作为与食物处理机中的食品相关的特征信息。
传感器可操作以在食物处理机的操作期间实时连续地确定可溶性固形物含量值。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于监测在食物处理机中的处理下的食品的处理状态的方法，该方法包括：
确定与食物处理机中的食品相关的特征信息，特征信息与食品的营养动态相关联；
当所确定的特征信息或特征信息的变化率满足预定标准时，将控制信号发送至食物处理机以控制食物处理机的操作。
优选地，在预定标准被满足时，提供控制信号以终止食物处理机的操作。
方法还可以基于所确定的特征信息来确定营养价值。
预定标准可以包括：所确定的营养价值等于或高于预定营养价值。
营养价值可以通过将所确定的特征信息与预定的一组营养价值进行比较来确定。
特征信息可以包括但不限于以下中的一个或多个：颗粒大小值、电导率值、pH值、干物质值和可溶性固形物含量值。
在一个实施例中，方法可以包括：检测在食物处理机中的处理下的食品的图像、并且生成对应的图像数据。处理图像数据以确定食品的颗粒大小值。
所确定的颗粒大小值可以被设置为与在食物处理机中的处理下的食品相关的特征信息。
该方法还可以包括：以周期性时间间隔检测食品的图像、并且以周期性时间间隔生成对应的图像数据。有效地，这允许周期地确定食品的颗粒大小值。本领域的技术人员会明白，监测处理状态的准确度随着食品的图像的检测之间的时间间隔的减小而提高。因此，可以在食物处理机的操作期间实时连续地检测食品的图像。
在另一实施例中，该方法可以包括：确定食品的电导率(EC)值。
食品的所确定的EC值可以被提供至食物处理机中的控制单元以基于经过一段时间所确定的EC值来确定食品的EC值的变化。
食品的EC值的变化可以通过确定食物处理机的操作开始时的所确定的EC值与操作开始之后的时间段之间的差来确定。该时间段可以是预定时间段。
在另一实施例中，该方法还可以包括：确定处理下的食品的折射率。因此，可溶性固形物含量值可以基于食品的所确定的折射率来确定。
所确定的可溶性固形物含量值可以被设置为与食物处理机中的食品相关的特征信息。
可溶性固形物含量值可以在食物处理机的操作期间被实时连续地确定。
附图说明
现在将参照附图详细地描述本发明的示例，其中：
图1是图示了与食品相关的各个参数之间的关系的示图；
图2图示了根据本发明的监测装置的一个实施例的框图；
图3是示出了根据本发明的一个实施例的过程的流程图；
图4图示了根据本发明实施例的设置有监测装置的食物处理机；
图5图示了根据本发明的一个实施例的设置有监测装置的食物处理机；
图6图示了导致经处理的食物的不同的颗粒大小的不同类型的混合的比较；
图7图示了根据本发明的另一实施例的设置有监测装置的食物处理机；
图8图示了β胡萝卜素含量与电导率值之间的关系；
图9A图示了图7中的监测装置的实施例的传感器单元的框图；
图9B图示了图7中的监测装置的实施例的控制单元的框图；
图10是设置有折射率测量设备的食物处理机的容器的俯视图；
图11图示了根据本发明的另一实施例的设置有监测装置的食物处理机；
图12图示了图11的监测装置的框图；
图13图示了图11的监测装置的一个备选布置；以及
图14图示了图11的监测装置的另一备选布置。
具体实施方式
现在将参考下面的段落中的多个示例实施例来讨论本发明。应当明白，这仅仅是示例性的，并且不应被视为对所寻求的保护范围提出任何限制。
图2图示了根据本发明的监测装置的一个实施例的框图。监测装置10包括传感器单元12和控制单元14，该控制单元14包括输入/输出(I/O)接口16、工作存储器18、信号处理器20、大容量存储单元22和数据输入/输出(I/O)端口24。读者会明白，图是示意性的，并没有就这些组件的物理布置做出任何指示。
传感器单元12被配置为确定食品的特征信息(诸如，固有特征值)。如在每个实施例中详细地描述的，在一个布置中，监测装置10的传感器单元12被设置在其中处理食物的食物处理机的容器中。在另一布置中，传感器被设置在食物处理机的容器附近。
传感器单元12被连接至控制单元14。如图2所示，传感器单元12经由I/O接口16被连接至信号处理器20。通过该连接，传感器单元12的模拟输出信号可以被输入至信号处理器20。I/O接口16还包括模-数转换器(ADC)(未示出)，该模-数转换器将来自传感器单元12的模拟输出信号转换为数字输入信号。传感器单元12还被布置为接收来自信号处理器20的输入控制信号。输入控制信号可以包括用于控制传感器单元12的操作(诸如，开始/停止操作)的信号，或者输入控制信号可以包括指示获得特征信息的时间间隔的信号。本领域的技术人员会明白，传感器单元12与控制单元14之间的连接包括有线或者无线连接。
在使用时，监测装置10可以与食物处理机集成，或者监测装置10可以被设置为可与食物处理机连接的分离单元。
信号处理器20可操作以执行在工作存储器18中所存储和/或可从大容量存储单元22检索的机器代码指令。信号处理器20根据随后的段落中所描述的方法来处理输入信号。为了清晰可见，流程图也被包括在图3中。
过程开始于步骤S2-1中的初始化过程，该步骤S2-1包括经由数据I/O端口24和I/O接口16从食物处理机接收指示食物处理机的开始操作的数据信号。
步骤S2-2：确定食物处理机的容器中的食品的至少一个固有特征值。本领域的技术人员会明白，这个步骤可以被实时连续执行，或者这个步骤可以以周期性时间间隔执行。周期性时间间隔可以在开始操作之前由食物处理机的用户预先确定，并且与预定时间间隔相关的数据可以在步骤S2-1中的初始化过程期间被提供至传感器。
步骤S2-3：基于在步骤S2-2中所获得的食品的固有特征值来确定营养价值。确定营养价值的一个示例是通过将所确定的固有特征值与查找表进行比较和选择具有最接近所确定的固有特征值的对应的预定固有特征值的预定营养价值来进行的，该查找表包括在大容量存储单元20中所存储的一组预定营养价值和对应的一组预定固有特征值。
步骤S2-4：检查所确定的营养价值是否满足预定标准。例如，信号处理器18可以被配置为执行用于检查所确定的营养价值是否超过预定阈值营养价值的过程。如果所确定的营养价值满足预定标准，则该过程将被终止。否则，将重复步骤S2-2至步骤S2-4。
备选地，信号处理器20根据下面的段落中所描述的方法来处理输入信号。图3中的流程图再次被用以图示备选方法。
同样，过程开始于步骤S2-1中的初始化过程，该步骤S2-1包括经由数据I/O端口24和I/O接口16从食物处理机接收指示食物处理机的开始操作的数据信号。
步骤S2-2：确定食物处理机的容器中的食品的至少一个固有特征值。本领域的技术人员会明白，这个步骤可以被实时连续执行，或者这个步骤可以以周期性时间间隔执行。周期性时间间隔可以在开始操作之前由食物处理机的用户预先确定，并且与预定时间间隔相关的数据可以在步骤S2-1中的初始化过程期间被提供至传感器。
步骤S2-3：如随后的段落进一步描述的，在本发明的一些实施例中，也可以确定固有特征值的变化率。
步骤S2-4：确定所确定的固有特征值或者固有特征值的所确定的变化率是否满足预定标准。如果所确定的固有特征值或者固有特征值的所确定的变化率满足预定标准，则过程将被终止。否则，将重复步骤S2-2至步骤S2-4。
图4图示了根据本发明的设置有监测装置的食物处理机40。
食物处理机40包括用于容纳和/或处理食品的容器42。如图4所示，可拆装盖子44被可选地设置在容器42的顶部。可旋转刀片46被布置在容器42的底部，并且可旋转刀片46可操作以旋转，以便在食物处理机40操作时切割食品以减小食品的颗粒大小或者将食品切割成液体形式。食物处理机40还包括底座单元48。容器42可拆卸地被安装在底座单元48的顶部。底座单元48容纳具有驱动轴50的电机(未示出)，该驱动轴50从底座48延伸，以便在容器42被安装在底座48的顶部时，驱动轴50可操作地被连接至可旋转刀片46。与市场上的许多食物处理机相似，底座单元包括为用户控制或预先编程的食物处理机40的操作的用户界面(未示出)，诸如例如，按钮和旋钮或触摸屏界面。本领域的技术人员会明白，该段落中所描述的食物处理机已经以举例的方式被呈现，并且任何合适的食物处理机都可以设置有本发明的监测装置。
如图4所示，传感器单元12设置在容器42中。在备选配置中，传感器单元42被设置在容器42附近。例如，根据所实施的传感器单元的类型，传感器单元12可以被设置在容器42的外表面上。在该示例中，传感器单元12被设置在容器42的内侧壁上。然而，应当注意，传感器单元12也可以被设置在容器42中的任何地方(例如，在容器42的底部)。
在该示例中，监测装置的控制单元14被布置在食物处理机40的底座单元48内。本领域的技术人员会明白，在备选布置中，监测装置的控制单元14被布置为与底座单元48分离的单元。
图5图示了根据本发明的一个实施例的设置有监测装置的食物处理机40。如图5所示，传感器单元12被布置在食物处理机40的容器42的外表面上。
在该实施例中，传感器单元12包括可操作以捕获食品的图像、并且生成图像数据的显微镜电荷耦合器件(CCD)图像传感器。显微镜CCD图像传感器被设置在容器42的外壁上并且被布置为捕获容器42中的食品的图像。本领域的技术人员会明白，在该实施例中，可以采用用于捕获食物处理机40的容器中的食品的图像、并且生成对应的图像数据的任何合适的传感器单元12。
在操作中，在接收到来自信号处理器20的指示食物处理机40的开始操作的输入控制开始信号时，一旦获得所需水平的营养价值或颗粒大小，显微镜CCD图像传感器便连续地或以预定的周期性时间间隔来捕获食品的图像，直到从信号处理器接收控制停止信号为止。
显微镜CCD图像传感器将与所捕获的图像相对应的图像数据输出至信号处理器20。信号处理器20处理图像数据以确定处理下的食品的颗粒大小值。在一种配置中，信号处理器20被配置为：一旦所确定的颗粒大小满足预定标准(诸如，所确定的颗粒大小小于或等于预定颗粒大小)便发送输出控制信号以终止食物处理机40的操作。在另一配置中，信号处理器20通过将所确定的颗粒大小值与查找表进行比较和选择具有最接近所确定的颗粒大小值的对应的预定颗粒大小值的预定营养价值来确定营养价值，该查找表包括在大容量存储单元20中所存储的一组预定营养价值和对应的一组预定颗粒大小值。
信号处理器20被配置为：一旦所确定的营养价值等于或超过预定阈值营养价值，便经由I/O接口16和数据端口24将停止控制信号发送至食物处理机40以终止食物处理机40的操作。信号处理器20还被配置为将控制停止信号发送至显微镜CCD图像传感器以终止显微镜CCD图像传感器的操作。
预定阈值营养价值可以由用户在食物处理机40的操作开始之前预先确定。这可以通过被设置在食物处理机的底座单元处的用户界面(诸如，控制面板(未示出))来执行。备选地，用户凭借用户界面还可以通过从菜单中选择来预先定义食品的颗粒大小，菜单提供以下的颗粒大小选择：大号、中号和细号。这些选择也可以通过按钮来提供。用户界面与监测装置10的控制单元14以及底座单元48内部的用于控制食物处理机14的功能的任何电路***通信。在一种配置中，监测装置10的控制单元14与食物处理机40的控制电路***集成。应当明白，可以采用用户界面的任何合适的装置，并且因此将不会描述用户界面的细节。
如在之前的段落中所描述的，细号食物颗粒大小允许从食物中释放较高的营养素并且增加营养素的生物利用度。图6中的图表图示了导致经处理的食物的不同的颗粒大小的不同类型的混合的比较。在这种情况下，经混合的生胡萝卜被用于证明：胡萝卜的β胡萝卜素含量随着颗粒大小的减小而增加。
参照图7，在另一实施例中，传感器单元12包括具有电极对的电导式传感器13，该电极对被布置在食物处理机40的容器42中，使得电极对与处理下的食品接触。电极对被布置为确定食品的电导率(EC)，使得可以确定处理下的食品的EC经过一时间段的变化。通常，电极由铂金属制成并且是圆柱形的。然而，应当注意，电极可以由其他材料制成或是其他形状。例如，电导式传感器13可以包括一对不锈钢电板。还应当注意，电极的最突出的材料是铜、石墨、钛、黄铜、银等。
监测装置10的控制单元14被布置在食物处理机40的底座单元48内。如将会明白的，控制单元14也可以被布置有食物处理机40的控制电路***(未示出)。监测装置10的控制单元14与传感器单元12之间的通信数据链路可以是有线链路或无线链路。在操作中，通信数据链路允许控制单元14传输开始/停止控制信号以控制传感器单元12的操作，并且接收表示处理下的食品的经测量的EC值的数据信号。
图8中的图表图示了胡萝卜的β胡萝卜素随着EC值的增加而增加，这证明EC值是用于指示微量营养素释放的状态的良好证明。
如图7所示，传感器单元12经由无线链路与监测装置10的控制单元14连接。因此，如图9A中的示意图所示的，在该实施例中，传感器单元12包括具有电极对的电导式传感器60(未示出)。传感器单元12还包括：驱动源62，该驱动源62可操作以在接收到来自控制单元14的开始控制信号时通过电极中的一个电极提供电荷；以及数字化电导式电路64，该数字化电导式电路64被布置为测量电导率并且将其转换为表示经测量的EC值的数字信号。经数字化的EC数据信号被提供至通信单元66，经数字化的EC数据信号也经由天线68被传输至控制单元14。
如图9B所示，在该实施例中，控制单元14包括被配置为接收EC数据信号的通信单元80。接收到的信号在被提供至信号处理器82进行处理之前被转换为数字信号。信号处理器82确定自食物处理机的操作开始以来接收到的EC数据信号是否是第一EC数据信号，并且如果接收到的EC数据信号是第一EC数据信号，则信号处理器将第一EC数据信号存储在工作存储器84中。信号处理器82被配置为将后续EC数据信号与第一EC数据信号进行比较，以确定食品的EC值的变化。
在一种配置中，信号处理器82被配置为：一旦所确定的EC值变化在EC值变化的预定范围内，就发送输出控制信号以终止食物处理机40的操作。例如，信号处理单元被配置为：一旦所确定的EC值变化在10％至40％的范围内，便发送输出控制信号。应当注意，所提供的EC值的变化的示例范围是基于对生胡萝卜的实验室测试，并且仅用于描述母的，而不是限制本发明的保护范围。更重要的是，技术人员会明白，必须针对不同的食物类型来预先确定合适的范围。信号处理器82还被配置为将停止控制信号发送至传感器单元12，以同时终止传感器单元12的操作。
在另一配置中，信号处理器18通过将所确定的EC值变化与查找表进行比较和选择具有最接近所确定的EC值变化的对应的预定EC值变化的预定营养价值来确定营养价值，该查找表包括在大容量存储单元20中所存储的一组预定营养价值和对应的一组预定EC值变化。信号处理器18被配置为：当所确定的营养价值等于或超过预定阈值营养价值时，经由I/O接口86和数据端口88将停止控制信号发送至食物处理机40以终止食物处理机40的操作。信号处理器82还被配置为将控制停止信号发送至传感器单元12以终止传感器单元12的操作。
虽然在上面的示例中描述了，监测装置的传感器单元12和控制单元14经由无线通信链路连接，但是本领域的技术人员会明白，它们也可以经由有线连接来连接。因此，在该实施例的备选布置中，控制单元14和传感器单元12被设置为食物处理机40的容器42中的单个单元。在这种布置中，监测装置10的控制单元经由无线链路与食物处理机40的底座单元中的电路***通信。备选地，监测装置10的控制单元14被设置在食物处理机40的底座单元48内，并且有线连接可以通过电机到容器42中的驱动轴50提供以与传感器单元建立物理有线连接。
在另一实施例中，传感器单元包括折射率测量设备，该折射率测量设备被布置为在食品被处理时与食物处理机40一起用来确定食品的可溶性固形物含量值。本发明中的折射率测量设备是基于本领域中公知的折射仪的工作原理。本领域技术人员应当理解，折射仪利用光的折射来测量食品的可溶性固形物含量。
图10是设置有本发明的折射率测量设备的食物处理机的容器的俯视图。本文中使用图10来图示本发明的折射率测量设备的工作原理。如图10所示，折射率测量设备包括：光学单元100，该光学单元100包括光源102和光学检测器104(诸如，电荷耦合检测器CCD)；以及光学元件106(诸如例如，棱镜)，该光学元件106被布置在食物处理机40的容器42中。在操作中，光源102被布置成聚焦于棱镜106并且光源102朝向棱镜106传输光信号并且传输进入在处理下的食品中。如果入射角超过临界值，则光在棱镜(即，食品边界108)处被反射。经反射的光由CCD 104检测。应当注意，样本的折射率可以使用CCD 104的发光区域和不发光区域的比率来计算。如将要明白的，折射率是取决于光的波长，并且通常，干涉滤光器(未示出)可以被布置在光源102与棱镜106之间以获得所需波长。例如，折射仪的常用光波长是589nm。然而，本领域技术人员会明白，还可以使用光的其他波长。
图11图示了本发明的该实施例的一个示例布置。如图11所示，棱镜106被设置在食物处理机40的容器42的底部。包括光源102和光学检测器104的光学单元100被设置在食物处理机40的底座单元48的顶部。棱镜106、光源102和光学检测器104被布置成：当容器42被安装在底座单元48上时，光源102在棱镜106处被引导，并且来自光源102的、由棱镜反射的任何光都由光学检测器104检测。可选地，网110被布置在棱镜周围以过滤大的食物颗粒。
如图12中的示意图所示，光源102和光学检测器104经由I/O接口16被连接至监测装置10的控制单元14的信号处理器20。一旦信号处理器20接收到指示食物处理机的开始操作的控制信号(例如，来自食物处理机的控制电路***)，信号处理器20也将开始控制信号发送至光源102以开始朝向棱镜106的传输预定波长的光。从棱镜106反射的经传输的光在光学检测器104的检测表面(未示出)上被检测到并且被提供至信号处理器20，以用于进一步的处理。信号处理器20基于之前的段落中所描述的折射仪的工作原理，处理与底层软件所实施的过程相对应的可执行指令，并且确定与处理下的食品相关联的折射率值。如本领域中公知的，食品的可溶性固形物含量对折射率有比例效应，并且因此，可溶性固形物含量值可以基于所确定的折射率(例如，通过查找表)来确定。
在一种配置中，信号处理器20被配置为：一旦所确定的可溶性固形物含量值在预定范围的可溶性固形物含量值内，便发送输出控制信号以终止食物处理机40的操作。可溶性固形物含量值通常以单位白利度(Brix)(％)来表示，白利度(％)是被用来测量在物质内所溶解的可溶性固形物的总量的刻度。例如，信号处理器20被配置为：一旦所确定的可溶性固形物含量值在新鲜蔬菜的0.2％至7％、新鲜水果的7％至20％等的范围内，则发送输出控制信号。信号处理器20还被配置为将停止控制信号发送至光源以同时终止光源的操作。
在另一配置中，信号处理器20通过将所确定的可溶性固形物含量值与查找表进行比较和选择具有最接近确定的可溶性固形物含量值的对应的可溶性固形物含量值的预定营养价值来确定营养价值，该查找表包括在大容量存储单元20中所存储的一组预定营养价值和对应的一组预定可溶性固形物含量值。信号处理器20被配置为：一旦所确定的营养价值超过预定阈值营养价值，便经由I/O接口16和数据端口24将停止控制信号发送至食物处理机40以终止食物处理机40的操作。信号处理器20还被配置为将控制停止信号发送至光源102以终止光源102的操作。
在另一布置中，并且如图13所示，棱镜106被布置在容器42的内侧表面上并且光学单元100被布置在食物处理机40的底座单元48内。在该布置中，光学单元106经由光纤电缆120与棱镜106连接，该光纤电缆120允许经传输的光和反射的光在光学单元与棱镜之间行进。工作原理保持与之前的段落中所描述的布置相同。
在图14所示的又一布置中，棱镜106被布置在容器42的内侧表面上并且包括光源和光学检测器的光学单元100被布置在外表面上，使得光源在棱镜106处被引导，并且来自光源的、由棱镜反射的任何光都由光学检测器检测。在该布置中，监测装置10的光学单元100和控制单元14，每一个还包括允许在光学单元100与控制单元14之间传输控制信号和数据信号的无线通信模块(未示出)。
虽然为了本领域技术人员的利益已经提供了本发明的实施例的上述特定描述，但是应当理解，上述特定描述不应被视为强制对本发明的范围进行了任何限制。本发明应被视为由所附的权利要求为特征，如参考支持性描述而非受其约束地解释。

Claims (15)

1.一种监测装置，被配置为监测在食物处理机中的处理下的食品的处理状态，其特征在于，所述监测装置包括：
传感器，可操作以确定与所述食物处理机中的所述食品相关的特征信息，所述特征信息与所述食品的营养动态相关联；
控制器，被配置为在所确定的所述特征信息或所述特征信息的变化率满足预定标准时，将控制信号提供至所述食物处理机，以控制所述食物处理机的操作。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其中所述控制器还被配置为在所述预定标准被满足时，提供所述控制信号，以终止所述食物处理机的所述操作。
3.根据权利要求1或2所述的监测装置，其中所述控制器还被配置为基于所确定的所述特征信息来确定营养价值。
4.根据权利要求3所述的监测装置，其中所述预定标准包括：所确定的所述营养价值等于或高于预定营养价值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的监测装置，其中所述特征信息包括但不限于以下中的一个或多个：颗粒大小值、电导率值、pH值、干物质值和可溶性固形物含量值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的监测装置，其中所述传感器包括颗粒图像分析***，所述颗粒图像分析***被配置为检测在所述食物处理机中的处理下的所述食品的图像、以及生成对应的图像数据。
7.根据权利要求6所述的监测装置，其中所述颗粒图像分析***还被配置为处理所述图像数据，以确定所述食品的颗粒大小值。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的监测装置，其中所述传感器包括电导式传感器，所述电导式传感器在使用时与在所述食物处理机中的处理下的所述食品接触，并且所述导体传感器可操作以确定所述食品的电导率(EC)值。
9.根据权利要求8所述的监测装置，其中所述电导式传感器包括电极对，所述电极对在使用时被布置在容器中，以用于处理所述食物处理机的食品，使得所述电极对与处理下的所述食品接触，以便确定所述食品的所述EC值。
10.根据权利要求8或9所述的监测装置，其中所述传感器还包括控制器单元，所述控制器单元被配置为基于经过一段时间所确定的EC值来确定所述食品的所述EC值的变化。
11.根据权利要求10所述的监测装置，其中所述控制器单元还可操作以输出所确定的所述EC值的变化。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的监测装置，其中所述传感器包括折射率测量***，所述折射率测量***被布置为确定处理下的所述食品的折射率。
13.根据权利要求12所述的监测装置，其中所述传感器还包括控制器单元，所述控制器单元可操作以基于所述食品的所确定的所述折射率来确定可溶性固形物含量值。
14.一种食物处理机，包括：
容器，用于容纳待被处理的食品；
处理单元，可操作以处理所述容器中的所述食品；以及
根据前述权利要求中任一项所述的监测装置，
其中所述处理单元被布置为接收来自所述监测单元的控制信号，并且根据所述控制信号来操作。
15.一种用于监测在食物处理机中的处理下的食品的处理状态的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定与所述食物处理机中的所述食品相关的特征信息，所述特征信息与所述食品的营养动态相关联；以及
当所确定的所述特征信息或所述特征信息的变化率满足预定标准时，将控制信号发送至所述食物处理机，以控制所述食物处理机的操作。
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