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鸡蛋品质检测仪在鸡蛋生产、加工及销售等环节起着关键作用,其检测结果的准确性影响着鸡蛋品质的判定。多种因素会对鸡蛋品质检测仪的检测结果产生影响,具体如下:
鸡蛋新鲜度:鸡蛋随着储存时间延长,内部会发生一系列物理和化学变化。如蛋白 pH 值升高、蛋黄膜弹性降低、气室增大等。以基于计算机视觉系统分析鸡蛋图像颜色特征与新鲜度关系的检测仪为例,新鲜度不同,鸡蛋透射光图像整蛋、蛋清及蛋黄三区域的颜色特征会改变,若检测仪基于此建立检测模型,新鲜度变化就会影响检测结果。研究表明,白壳蛋蛋黄区域、褐壳蛋整蛋和蛋清区域的颜色特征模型检测效果明显,模型相关系数均在 0.9 以上,但实际检验误差仍会因新鲜度差异而有所不同8。
鸡蛋品种差异:不同品种鸡所产鸡蛋,在蛋壳颜色、厚度、强度,以及蛋清、蛋黄的成分等方面存在差异。例如绿壳鸡蛋和普通鸡蛋,营养组分及矿质元素含量不同,以其为原料制作蛋糕,烘焙品质有差异,这反映出鸡蛋内在品质差异。对于检测蛋壳品质的仪器,如采用近红外光谱检测蛋壳品质时,不同品种鸡蛋因蛋壳表面结构和内部超微结构差异,对近红外光谱特征产生影响,从而影响检测结果。不同强度蛋壳的近红外光谱反射率不同,高强度组平均光谱反射率最大,中强度组次之,低强度组最小,这与蛋壳表面结构及内部超微结构有关10。
鸡蛋个体差异:即使同一品种、相同新鲜度的鸡蛋,个体间也存在差异。如蛋壳厚度、蛋形指数等。在使用质构仪检测蛋壳破裂强度时,不同鸡蛋的最佳检测探头直径和放置位置有差异。研究表明,分析蛋壳破裂强度时最适宜探头直径为 75mm,但白壳蛋应垂直于探头放置,褐壳蛋可任意放置,这说明个体差异会影响检测条件及结果5。
温度:温度对鸡蛋内部微生物生长及品质有显著影响,进而影响检测结果。如鸡蛋在不同温度下储存,蛋壳、蛋清和蛋黄的细菌总数变化不同,8℃储存 30d 时细菌总数远低于 25℃储存时。对于基于微生物指标或品质指标检测鸡蛋品质的仪器,温度变化会使检测结果不准确。此外,温度还可能影响检测仪器中一些传感器的性能,如光学传感器的灵敏度等,从而干扰检测结果3。
湿度:环境湿度影响鸡蛋水分蒸发,改变鸡蛋内部成分比例。高湿度环境下,鸡蛋易吸收水分,导致气室变小、蛋白变稀;低湿度环境则使鸡蛋水分散失快,气室增大、蛋白变稠。这对基于气室大小、蛋白稠度等指标检测的仪器产生影响,如利用图像分析技术检测鸡蛋气室面积比和高度比时,湿度引起的变化会导致检测结果偏差。
光照:光照条件对基于光学原理的鸡蛋品质检测仪影响大。如在利用光谱仪采集鸡蛋光谱反射曲线检测新鲜度时,不同光源、光照度会使采集的光谱曲线不同。构建计算机视觉系统采集鸡蛋图像时,光源、电压、光照度等因素影响图像质量,进而影响基于图像分析的检测结果。在分析鸡蛋图像颜色特征与新鲜度关系时,需确定最佳环境条件以保证检测准确性8。
传感器精度:鸡蛋品质检测仪常使用多种传感器,如检测鸡蛋品质的系统中用到光传感器和重量传感器,传感器精度决定检测结果准确性。高精度光传感器能更准确检测鸡蛋透光性变化,反映内部品质;高精度重量传感器可精确测量鸡蛋重量变化,为判断提供依据。若传感器精度低,检测数据误差大,影响对鸡蛋品质的判断。以基于复摆模型检测鸡蛋新鲜度的装置为例,若检测摆动幅度和时间的传感器精度不足,会导致测量的鸡蛋摆动幅度衰减时间不准确,无法准确反映新鲜度7。
仪器校准:仪器校准是保证检测结果准确的重要环节。新仪器使用前或使用一段时间后,需校准以确保测量值与真实值相符。如近红外光谱检测蛋壳品质时,不同光谱预处理方法和建模算法在不同波段范围检测结果不同,需通过校准选择最佳参数。若仪器未校准或校准不准确,检测结果会偏离真实值。如校准不准确的光谱仪采集的鸡蛋光谱数据错误,基于此建立的品质模型也不准确10。
仪器稳定性:仪器稳定性影响连续检测结果的一致性。长时间使用或环境条件变化时,仪器性能可能波动。如检测过程中仪器电子元件发热,影响传感器性能,使检测结果漂移。对于实时在线检测鸡蛋品质的仪器,稳定性更关键,若仪器不稳定,生产线上检测结果波动大,无法准确判断鸡蛋品质。
检测方法选择:不同检测方法适用于不同品质指标,选择不当影响结果准确性。如检测蛋壳裂纹,基于小波变换通过采集敲击鸡蛋后的脉冲时域信号建立奇异性指标检测精度达 96%,若选择其他不适合的方法可能无法准确检测。又如检测鸡蛋新鲜度,有基于光谱反射、图像分析、振动等多种方法,每种方法原理不同,适用场景有差异,需根据实际情况选择,否则检测结果不可靠8。
算法准确性:基于传感器数据处理的算法决定检测结果准确性。如利用模糊逻辑方法处理检测鸡蛋品质的传感器数据,能提高判断准确性。实验表明,使用模糊逻辑方法检测 20 个鸡蛋,结果正确率达 95%,仅 1 个错误;而仅使用光传感器和重量传感器不采用模糊逻辑方法,正确率为 75%,有 5 个错误。在基于图像分析检测鸡蛋品质时,图像处理算法对分离图像区域、提取特征参数起关键作用,准确算法能有效建立特征与品质关系模型,提高检测准确性2。