УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ОСВЕТЛЕНИЯ ВИНОГРАДНОГО СУСЛА Российский патент 1996 года по МПК G01N33/14 

Устройство относится к приборам, используемым на заводах первичной переработки винограда для определения времени завершения осветления виноградного сока в отстойных емкостях.

Известен сигнализатор мутности /1/, который позволяет определять скорость осветления сусла. Устройство состоит из датчика сигнализатора и измерительной схемы. Датчик сигнализатор состоит из источника света и фоторезистора. На каждом мерном стекле располагается по три-четыре датчика. По мере осветления сусла происходит срабатывание датчиков, установленное расстояние между которыми определено. Измерительная схема находится в отдельном корпусе и работает с группой датчиков. Скорость, рассчитываемая на каждом участке, является исходным материалом для работы с моделью.

Недостатком этого устройства является то, что для определения процесса отстоя времени, необходимого для его завершения, необходимо от персонала дополнительные затраты времени на расчеты коэффициентов модели по методу Гаусса-Зайделя.

Цель изобретения увеличение осветленного сока за счет более эффективного использования производственных мощностей отстойных емкостей, улучшение организации и повышение производительности труда персонала за счет автоматизации.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, состоящее из датчика-сигнализатора и измерительной схемы, дополнительно введены дифференциатор, первый и второй вычислители, при этом выход измерительного устройства подключен к входу дифференциатора и на второй вход первого вычислителя. Выход дифференциатора подключен на первый вход первого вычислителя. Сигналы, соответствующие параметрам активирующей среды, поступают на третий вход первого вычислителя. Выход первого вычислителя подключен на вход второго вычислителя. Выход второго вычислителя подключен к входу устройства вывода.

Данное устройство позволяет с достаточной вероятностью с первых моментов отстоя определять время, необходимое для отстоя данного сусла, требующего всякий раз индивидуального набора доз и видов активирующих средств. Это позволит рационально использовать парк отстойных емкостей, автоматизировать труд персонала, повысить качество виноградного сока.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

В устройство входят определенное количество сигнализаторов скорости изменения степени мутности 1, включающих датчики 2 и измерительные схемы 3, дифференциатор 4, первый вычислитель 5, второй вычислитель 6, блок вывода 7. При этом выход датчика сигнализатора скорости измерения мутности 2 подключен на вход дифференциатора 4 и на второй вход первого вычислителя 5. На третий вход первого вычислителя подается сигнал оператором-задатчиком, этот сигнал соответствует параметрам активизирующих веществ, используемых в сусле. Выход первого вычислителя поступает на вход второго вычислителя 6, выход второго вычислителя подключен на вход блока вывода 7.

Датчики 2 мутности сусла в течение определенного интервала в определенные моменты срабатывают при достижении определенной степени осветления сусла. Сигнализатор скорости осветления в течение этого промежутка времени на своем выходе формирует сигнал, соответствующий скорости осаждения. Этот промежуток времени должен быть достаточным для того, чтобы сигнал скорости был принят первым вычислителем и обработан дифференциатором.

Дифференциатор 4 находит производную от входного сигнала, передавая найденное значение на свой выход.

Первый вычислитель параметров используемого сусла в момент времени Т₁ принимает сигналы, поступающие на его входы, и производит вычисление по формулам, приведенным в материалах /2/.

Скорость седиментации является нелинейной переменной, поскольку форма частиц не шарообразна, радиус частиц изменяется в процессе ее осаждения. Каждая партия сусла является неповторимой и требует всякий раз индивидуального подбора доз и видов активирующих процесс осаждения препарата.

v = αt^Bl^-ct+d,
где V скорость осаждения,
α, d коэффициенты, зависящие от наименования коагулирующего вещества,
c, b коэффициенты, которые определяются первым вычислителем,
t переменная, соответствующая моменту времени.

Производную от скорости по времени можно записать в виде
v′ = αBt^B-1l^-ct+αt^Bl^t
Если в момент времени поступления сигнала на вход первого вычислителя t = π равно единице, т.е. t₁=1, то получим
v = αl^-c+d
v′ = αBl^-c+αl.
Преобразуем уравнение скорости и найдем коэффициент "с"



Подстановкой значения "с" в уравнения для ускорения найдем коэффициент "в"

Через первый вход первого вычислителя поступает сигнал v', через второй вход поступает сигнал скорости осаждения v, через третий вход оператор заранее обеспечивает подачу сигнала α, d, соответствующего коэффициентам параметрам сусла.

Первый вычислитель производит последовательное вычисление по первой (1) и второй (2) формуле. Полученные результаты подаются на выход первого вычислителя.

Известно, что при достаточной степени осветления происходит стабилизация скорости осаждения мутности. При этом
v′ = αBt^B-1l^-ct+αt^Bl^t= 0
производя преобразования, получим:
l^tαt^B-1(Bl^-c+t) = 0
известно: l^t≠0; α ≠ 0; t^B-1≠0
Отсюда Bl^-c+t=0 или t=-Bl^-c (3)
Второй вычислитель, получив на своем входе значение параметров "с" и "в", вычисляет время, необходимое для осветления сусла, при котором стабилизируется скорость осветления. Вычисления производятся по формуле (3), а результат поступления на выход второго вычислителя, а оттуда на вход блока вывода 7, последний может представлять собой цифровой индикатор типа устройство, передающее на вход системы АСУТП.

В статическом состоянии сигнал с сигнализатора скорости равен нулю, схема работает в ждущем режиме. При срабатывании датчиков сигнал с измерительных схем поступает на вход дифференциатора. Сигнал с дифференциатора поступает в первый вычислитель и подготавливает его к работе. В момент времени, равный единице, первый вычислитель принимает сигналы с трех своих входов и по их значениям производит вычисления коэффициентов по формулам (1) и (2). Результаты вычисления коэффициентов "в" и "с" поступают на вход второго вычислителя. Второй вычислитель производит вычисления по формуле (3). Находится время, которое необходимо для стабилизации скорости осветления сусла. Полученный результат подается на выход прибора.

Таким образом, поставленная цель достигается. Предложенный прибор позволит за счет рационального использования имеющихся мощностей уменьшить парк отстойных емкостей, увеличить производительность сока с хорошей степенью осветления; автоматизировать труд персонала, тем самым увеличив его производительность.

Использование: на заводах первичной переработки винограда для определения времени завершения осветления виноградного сока в отстойных емкостях. Сущность изобретения заключается в том, что устройство состоит из датчика-сигнализатора, измерительной схемы, дифференциатора и двух вычислителей, при этом выход измерительной схемы подключен к входу дифференциатора и на второй вход первого вычислителя. Выход дифференциатора подключен на первый вход первого вычислителя. Сигналы, соответствующие параметрам активирующей среды, поступают на третий вход первого вычислителя. Выход первого вычислителя подключен на вход второго вычислителя, выход которого подключен к входу устройства вывода. 1 ил.

Устройство для определения времени осветления виноградного сусла, включающее сигнализатор скорости изменения степени мутности, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности производства виноградного сока требуемой степени осветления и повышения производительности за счет автоматизации труда персонала, оно снабжено задатчиком, сигнал которого соответствует параметрам активизирующих веществ, используемых в сусле, последовательно соединенными дифференциатором, двумя вычислителями и блоком вывода, при этом сигнализатор скорости изменения степени мутности подключен к входу дифференциатора и второму входу первого вычислителя, третий вход последнего соединен с задатчиком, сигнал которого соответствует параметрам активизируемых веществ, используемых в сусле.