使用透射光谱学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)。经检测的电磁辐射使用透射光谱学分析处理，例如红外光谱学或荧光光谱学，以确定蛋(1)是否可存活，例如非死的、腐烂的或澄清的。还提供了关联的方法。
【专利说明】
使用透射光谱学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透射光谱学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。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，尤其是在对着光检查生产量的高速度下。脉冲的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确定活的和非活的蛋的光谱学检测模式。遗憾的是，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或周围区域/蛋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，在先前的光谱学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。关于这一点，发射体-检测器构型已排列用于以反射比模式操作。
[0013]因此，期望提供一种实现光谱学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光谱学检测的关联的方法。
[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。处理器设置成用于以透射光谱学模式处理所述非接触检测器组件的输出信号，用于确定蛋是否可存活。
[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接收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。所述方法还包括以透射光谱学模式处理所述非接触检测器组件的输出信号，用于确定蛋是否可存活。
[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，经过蛋检测系统的一系列发射体-检测器对运送的在蛋平台中的多个蛋，具有有限的引起检测的信号的干涉发射；
[0026]图7说明根据本公开的一方面，能用于蛋检测系统的发射体-检测器对；
[0027]图8说明根据本公开的另一方面，能用于蛋检测系统的发射体-检测器对；
[0028]图9说明根据本公开的又一方面，能用于蛋检测系统的发射体-检测器对；
[0029]图10说明根据本公开的一方面，通过具有不透明度检测部件和光谱学检测部件的蛋检测系统运送的多个蛋。
[0030]图11说明根据本公开的一方面，通过具有在各种光谱学模式下操作的多个检测系统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。关于这一点，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，本公开采用不需要与蛋接触的方式通过其它装置解决这些干涉信号。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。关于这一点，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，本公开涉及使用透射(所谓的“通过光束”)模式用于确定蛋的存活性的系统和方法。通过采用透射模式操作，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透射方式操作，期望的透射的光水平可能低，同时不期望的干涉信号的可能性可能高。关于这一点，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透射信号(小于约lnW/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。虽然蛋可在蛋平台50中携带，但是可使用随着时间将多个蛋呈现给蛋检测系统160的任何装置，用于鉴定蛋的现存状况。
[0040]现在参考图6，示意性说明根据本公开的各方面，用于非侵入性鉴定蛋的存活性的蛋检测系统160。蛋I可用来自发射体组件200的发光源210的光照射，该发射体组件200在其钝端20与蛋I相邻布置。在一些情况下，可将由发光源210发射的光准直。每一个蛋可用在约400-2600纳米之间的任何地方的波长，特别是在可见光谱、红外光谱、近红外光谱或紫外光谱内的光照射。检测器组件300可与蛋I的窄端10相邻布置，与发射体组件200相对，并且可接收通过蛋传输的光。检测器组件300还可包括光谱仪302，用于确定对于所选波长的光接收的光的照射。光谱仪302可被设置成用于测量作为波长的应变量通过材料吸收、反射或发射的辐射的强度。
[0041]可在所选波长下测定接收的光关注的具体方面。可产生代表在所选波长下的光强度的光谱。光谱可经历基于校准光谱的各种处理算法。产生的光谱可随后与至少一个光谱相比较，其中每一个光谱与相应的已知的蛋状况关联，以鉴定蛋的存活性。例如，可将讨论的蛋的光谱与和以下类型的蛋关联的光谱相比较:能生育的蛋、活的蛋、早死的蛋、中间死亡蛋、晚死的蛋、澄清的蛋、裂纹的蛋、腐烂的蛋或错过的蛋。该比较可涉及经由由已知的光谱构建的分析模式(由一种或多种算法组成)处理光谱。可设计分析模式的输出相应于具体类型的蛋。
[0042]基于由参比蛋得到的校准光谱而衍生的因素，光谱处理可涉及调节光谱(通过选择性按比例变化和/或偏移)。这可允许通过不同的检测器组件300和在不同的时间产生的光谱，以客观比较。在与参比光谱比较之前，光谱的另外的处理可涉及噪声降低。
[0043]光谱仪302可设置(例如，经由微处理器)成用于将蛋I的光强度值转化为光谱。此夕卜，光谱仪302可设置成用于将对于蛋产生的光谱和与已知的蛋状况关联的至少一个光谱相比较，以鉴定蛋I的现存状况(即，存活性或非存活性)。例如，可将产生的光谱与已知为活的蛋的光谱相比较，以确定讨论的蛋是否为活的蛋。类似地，和与已知状况关联的光谱相比较可用于确定讨论的蛋是否为早死的、中间死亡、晚死的、澄清的、裂纹的、腐烂的和/或错过的。
[0044]蛋鉴定系统100可包括与光谱仪302在操作上连接的控制器。控制器可控制发光源210并且可接收和处理来自光谱仪302的信号。控制器还可将对于蛋产生的光谱和与已知的蛋状况关联的多个光谱相比较，并且使用该比较数据，可根据类型来分类蛋(即，活的、澄清的、死的、腐烂的)。可优选提供操作者界面(例如，显示器)180，以允许操作者与控制器相互作用。
[0045]控制器可设置成用于:I)产生控制信号以开动和退动一个或多个发光源210;2)接收和处理来自光谱仪302的信号;和3)处理和储存与每一个蛋关联的数据。控制器可包括处理器500或其它合适的可编程的或非可编程的电路，包括合适的软件。控制器还可包括适当控制一个或多个发光源210和光谱仪302的其它装置，处理或另外评定和评价来自光谱仪302的信号。
[0046]操作者界面180可为任何合适的使用者界面装置，并且优选包括触屏或键盘。操作者界面180可允许使用者恢复来自控制器的各种信息，以设定各种参数和/或编程/再编程控制器。操作者界面180可包括其它周边装置，例如，印刷机和与计算机网络连接。在平台50中多个蛋的每一个的鉴定的状况可经由操作者界面180以及对于一组或一群蛋的累积统计用图显示。这样的累积统计可使用分类数据通过控制器集合、计算和/或估计。对于每一组、群或平台，累积统计可包括早死的百分数、中间死亡的百分数和腐烂的蛋的百分数。这些统计可用于监测和评价孵卵所和孵育器操作，以及品种或群的状况和性能。
[0047]根据本公开的各方面，发射体-检测器对可设置成用于采用吸收光谱学模式或荧光光谱学模式操作。在一些情况下，发射体-检测器对可设置成用于以红外吸收光谱学模式操作。本文描述的操作模式指透射光谱学，与反射比光谱学相对，并且特别指其中发射体组件200和检测器组件300轴向对准并且彼此相对布置的构型，以便蛋I在发射体-检测器对之间经过。
[0048]由于与样品(例如，蛋)的相互作用，吸收光谱学指作为频率或波长的应变量，测量辐射的吸收的光谱技术。关于这一点，蛋从照射场吸收能量(即，光子)。吸收的强度作为频率的应变量而变，并且该变化为吸收光谱。吸收光谱学可横过电磁光谱实施。产生的辐射光束可引向蛋并且检测经过蛋的辐射的强度。透射的能量可用于计算吸收。当在红外光谱的波长内发生来自发光源210的辐射时，该技术称为红外吸收光谱学。
[0049]荧光光谱学指由样品分析荧光的一种类型的电磁光谱学。荧光光谱学涉及使用光束来激发某些化合物的分子中的电子，并且引起它们发光，在一些情况下，可为可见光，但是也可为在红外、近红外或紫外光谱的光。用于荧光光谱学的光谱仪可称为荧光技术或荧光计。在一些情况下，测量通过样品发射的荧光的不同的波长，其中在一些情况下，激发光保持在恒定的波长，其为发射光谱。激发光谱相反，为此发射光保持在恒定的波长，而激发光通过许多不同的波长扫描。在一些情况下，通过记录由一定范围的激发波长得到的发射光谱并且将它们组合在一起，测量发射图。这代表可描述为等高线图的三维表面数据组。在一些情况下，可实现多光谱分析来确定具有某些条件的蛋的特征。根据一些方面，检测器组件300可调节为仅响应预定的荧光波长，而通过检测器组件300的电子学，忽略具有不同于预定荧光波长的波长的漫射光。
[0050]根据本公开的一些方面，关于透射荧光光谱学，使用发射过滤器，在约830纳米下，在一个波长下强度分类和使用两种激发波长(例如像约650纳米和约720纳米)的比率分类的组合可提供高水平的精确度。
[0051]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。
[0052]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，当基于光谱学评价蛋I的存活性时，检测通过蛋I传输的低透射光水平9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干涉反射信号的产生最小化，例如通过蛋平台50反射的光12、由相邻蛋反射的光14和由框架120和其它关联部件反射的光16。
[0053]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，以便发射固有地引向蛋1，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，其中漫射光为不照射蛋的规定的区域的离开发射体组件200的任何光能。
[0054]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、红外光和紫外光。在一些情况下，发光源210可特别设置成用于发射约400nm-2600nm波长范围的光。根据一些方面，发光源可由例如发光二极管(LED)280(图9)、纤维光学光源285(图8)或石英钨卤素光源290(图7)形成，其设置成用于发射来自电磁光谱的各部分的光。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。特别是可利用任何固态激发源。
[0055]根据一些方面，如在图7-9中显示的，发射体组件200可包括滤光器260。在一些情况下，可提供调节轮262和关联的驱动组件以调节由发光源210发射的光。可提供准直透镜264，以准直由发光源210发射的电磁辐射。可将透明的保护性发射体窗口结合到发射体外壳202中，以保护发射体组件200的内部部件，同时允许发射的光离开发射体组件200。
[0056]本公开的各方面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可采用轴向对准与发射体组件200相对布置，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。
[0057]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。
[0058]根据一些方面，如在图7-9中显示的，检测器组件300可包括透明的保护性检测器窗口，其可结合到检测器外壳302中以保护检测器组件300的内部部件，同时允许传输的光进入检测器组件300。可提供准直透镜364来在检测器组件300的视野内收集通过蛋传输的电磁辐射。在一些情况下，检测器组件300可包括滤光器360。在一些情况下，可提供光管362以降低系统中的光学噪声。在一些情况下，可提供光学偶联透镜307。适当的电路可与传感器303(例如，光检测器)通信连接，该传感器303设置成用于产生传输至处理器500的输出信号。
[0059]在操作中，一旦在发射体-检测器对之间布置蛋1，发光源210可发射引向蛋I的光。传感器302可接收离开蛋5的光并且可产生相应于离开蛋I的光强度的输出信号。
[0060]控制器可包括处理器500，处理器500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303的输出信号，以确定蛋I的存活性。可在期望的波长或特征波长下测定经过蛋的光强度，并且可产生代表在所选波长下的光强度的光谱。产生的光谱可随后和与相应的已知的蛋状况关联的一个或多个光谱相比较，以鉴定蛋的当前状况。例如，可将产生的光谱和与以下的一种或多种关联的相应的光谱相比较:活的蛋、早死的蛋、中间死亡蛋、晚死的蛋、澄清的蛋、腐烂的蛋和/或错过的蛋。
[0061]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，同时连续移动通过蛋鉴定系统100。关于这一点，在蛋平台50中的蛋I在其存活性评价期间能连续移动通过蛋鉴定系统100，从而允许如期望地优化的生产量。为此，蛋平台50在鉴定处理期间不需要停止，以允许检测器工具接触蛋I或另外有角度地布置用于检测。然而，在一些情况下，蛋平台50可在发射体-检测器对之间停止或暂停，以用于鉴定。在任何事件中，运送器系统140可同步，以可变的速度运送蛋平台50。
[0062]虽然显示和描述蛋I的钝端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，以便电磁辐射被向上引导至蛋I的窄端10，并且在钝端20处检测透射光。
[0063]根据一些方面，如在图10和图11中显示的，蛋检测系统160可包括不透明度鉴定系统600和光谱学检测系统700。光谱学检测系统700通过关于图5-9前面描述的方面来表示。在一些情况下，可在来自光谱学检测系统700的处理方向800的上游提供不透明度鉴定系统600。不透明度鉴定系统600实现光电鉴定并且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)，随后运送至光谱学检测系统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。光可在约720纳米-约935纳米的光学带宽下发射。
[0064]关于这一点，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，随后将它们通过光谱学检测系统700。为了限制光谱学检测系统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、去活化或另外禁止。也就是，为澄明的、早死的或错过的蛋I可能不期望地允许显著量的透射光到达检测器组件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光谱学检测器系统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，应禁止某些发射体-检测器对。
[0065]根据一些方面，当经过光谱学检测系统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。
[0066]根据一些方面，发射体-检测器对可细分为在不同波长或不同光学带宽下操作的各种亚组，以改进蛋鉴定系统160的性能。这可能与发射体-检测器对以吸收光谱学模式还是荧光光谱学模式操作无关。例如，如在图10中显示的，形成光谱学检测系统700的发射体-检测器对可细分为亚组710、720、730，其中每一个亚组在不同的光学带宽下操作，以便经过光谱学检测系统700的每一个蛋可分析多于一次，并且以不同的光学带宽来确定其分类。应理解的是，显示的发射体-检测器对或亚组的数量仅用于说明的目的，并且可提供任何数量的发射体-检测器对或亚组。
[0067]根据本公开的一些方面，如在图11中显示的，光谱学检测系统700可包括分别以吸收光谱学模式和荧光光谱学模式操作的吸收光谱学系统800和荧光光谱学系统900。关于这一点，除了不透明度鉴定系统600以外，蛋检测系统160可包括吸收光谱学系统800和荧光光谱学系统900，用于改进鉴定精确度。
[0068]在一些情况下，吸收光谱学系统800和荧光光谱学系统900的发射体-检测器对可细分为在不同波长或不同光学带宽下操作的各种亚组，以改进光谱学检测系统700的性能。例如，如在图11中显示的，形成吸收光谱学检测系统800的发射体-检测器对可细分为亚组810、820、830，其中每一个亚组在不同的光学带宽下操作，以便经过吸收光谱学检测系统800的每一个蛋可分析多于一次，并且以不同的光学带宽来确定其分类。此外，形成荧光光谱学检测系统900的发射体-检测器对可细分为亚组910、920，其中每一个亚组在不同的光学带宽下操作，以便经过荧光光谱学检测系统900的每一个蛋可分析多于一次，并且以不同的光学带宽来确定其分类。应理解的是，显示的发射体-检测器对或亚组的数量仅用于说明的目的，并且可提供任何数量的发射体-检测器对或亚组。在一些情况下，即使在亚组内，发射体-检测器对可设置成用于在不同波长或光学带宽下操作。虽然说明吸收光谱学系统800在荧光光谱学系统900的上游，但是在一些情况下，顺序可反转。
[0069]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。
[0070]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，其设置成用于以透射光谱学模式处理所述非接触检测器组件的输出信号，用于确定蛋是否可存活。2.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述非接触检测器组件包括与所述处理器通信连接的光谱仪，所述处理器设置成用于基于代表在所选波长下的光强度的输出信号而产生光谱，所述处理器进一步设置成用于将产生的光谱和与已知的蛋状况关联的至少一个光谱相比较，以鉴定蛋的存活性条件。3.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述透射光谱学模式为红外吸收光谱学和荧光光谱学中的一种。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和所述非接触检测器组件形成发射体-检测器对，并且进一步其中存在多个分成亚组的发射体-检测器对，并且进一步其中第一亚组的发射体-检测器对设置成用于以红外吸收光谱学模式操作，而第二亚组的发射体-检测器对设置成用于以荧光光谱学模式操作，以便在所述蛋平台内容纳的每一个蛋经历红外吸收光谱学分析和荧光光谱学分析二者，用于确定通过所述运送器系统在所述蛋平台中输送的蛋的存活性。6.权利要求5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第一和第二亚组的发射体-检测器对的上游，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对当向其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，禁止单个发射体-检测器的操作。7.权利要求1的蛋鉴定系统，其中所述发射体组件设置成用于在不同于通过所述非接触检测器组件检测的波长下发射电磁辐射。8.权利要求1的蛋鉴定系统，所述系统还包含多个分成亚组的的发射体组件，其中第一亚组的发射体组件设置成用于在第一波长下发射电磁辐射，而第二亚组的发射体组件设置成用于在不同于所述第一波长的第二波长下发射电磁辐射。9.权利要求1的蛋鉴定系统，所述系统还包含多个分成亚组的非接触检测器组件，其中第一亚组的非接触检测器组件设置成用于在第一光学带宽下检测电磁辐射，而第二亚组的非接触检测器组件设置成用于在第二光学带宽下检测电磁辐射。10.—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接收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；和 以透射光谱学模式处理所述非接触检测器组件的输出信号，用于确定蛋是否可存活。11.权利要求10的方法，其中以透射光谱学模式处理所述非接触检测器组件的输出信号包括基于代表在所选波长下的光强度的输出信号产生光谱，将产生的光谱和与已知的蛋状况关联的至少一个光谱相比较，以鉴定蛋的存活性条件。12.权利要求10的方法，其中以透射光谱学模式处理所述非接触检测器组件的输出信号包括以红外吸收光谱学模式和发射荧光光谱学模式中的一种处理所述非接触检测器组件的输出信号。13.权利要求10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。14.权利要求10的方法，所述方法还包括:提供多个所述发射体组件和所述非接触检测器组件，每一个发射体组件与相应的非接触检测器组件关联以形成发射体-检测器对，所述发射体-检测器对分成亚组，并且其中运送蛋包括运送蛋经过实现透射吸收光谱学模式的第一亚组的发射体-检测器对和实现透射荧光光谱学模式的第二亚组的发射体-检测器对，以便蛋经历透射吸收光谱学和透射荧光光谱学二者，用于确定存活性。15.权利要求14的方法，所述方法还包括运送蛋通过不透明度鉴定组件，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第一和第二亚组的发射体-检测器对的上游，并且还包括当向其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，禁止单个发射体-检测器对的操作的步骤。16.权利要求10的方法，其中发射来自发射体组件的电磁辐射还包括在不同于通过所述非接触检测器组件检测的波长下发射电磁辐射。17.权利要求10的方法，所述方法还包括提供多个分成亚组的发射体组件，在第一波长下由第一亚组的发射体组件发射电磁辐射和在不同于所述第一波长的第二波长下由第二亚组的发射体组件发射电磁辐射。18.权利要求10的方法，所述方法还包括提供多个分成亚组的非接触检测器组件，在第一光学带宽下检测来自第一亚组的非接触检测器组件的电磁辐射和在第二光学带宽下检测来自第二亚组的非接触检测器组件的电磁辐射。
【文档编号】G01N33/08GK105874334SQ201480061781
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年11月18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