УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1997 года по МПК G01N33/12 

Изобретение относится к технике контроля производственных процессов в перерабатывающих отраслях пищевой промышленности и может быть использовано для определения структурно-механических характеристик упругоэластичных и вязкопластичных продуктов, в частности, для оценки качества мясного сырья при сортировке его по жесткости, что способствует рациональному его использованию при изготовлении полуфабрикатов, вареных, полукопченых и сырокопченых колбас; при контроле степени набивки колбасного фарша в оболочку; при контроле процесса сушки сырокопченых колбас неразрушающим методом с целью недопущения закала и получения продукции заданной консистенции; при контроле качества готовых мясных и колбасных изделий; при изучении влияния различных физических факторов на качество сырья.

Известно устройство для определения напряжения сдвига вязко-пластичных продуктов, содержащее корпус, шток с индентором и нагружающее приспособление. В устройстве использован емкостный метод измерения величины погружения индентора в продукт [1] Недостатками этого устройства являются: стационарность, низкая точность измерения и наличие эффектов, связанных с прессовкой продукта.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения структурно-механических характеристик, оснащенное опорой и расположенными в корпусе нижней и верхней площадками, механизмом линейного перемещения верхней площадки с электромеханическим приводом, датчиком фиксированного усилия внедрения, представляющим собой контактный винт с подпружиненной шпилькой и измерительной схемой. Шток с индентором связан с верхней площадкой, а опора расположена в нижней части корпуса [2]
Недостатками этого устройства являются низкая точность определения величины внедрения индентора в продукт, обусловленная косвенным методом измерения, наличие влияния краевых эффектов, связанных с прессовкой продукта, вызывающей появление касательных напряжений на периферийной зоне отверстия выхода индентора. Область применения устройства ограничена одним значением усилия внедрения индентора.

Целью изобретения является повышение точности, сокращение времени измерений, расширение области применения устройства.

Это достигается с помощью того, что предложенное устройство имеет подвижную относительно индентора опору, которая при контакте с продуктом не вызывает его прессовку; использует прямой метод измерения перемещения опоры относительно индентора; имеет барабан с n-ным количеством гильз фиксированных усилий, причем каждая гильза настроена на свое значение фиксированного усилия. Количество гильз определяется областью применения устройства.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 гильза фиксированного усилия, на фиг. 3 принципиальная схема.

Устройство содержит корпус 1 с рукояткой; шток 2 со съемным индентором 3, обеспечивающим передачу усилия внедрения индентора в продукт на гильзу фиксированного усилия; подвижную штангу 4 с опорой 5, которая закреплена на штанге с помощью шарнирного механизма 6 и шаровых опор 7, что обеспечивает полное прилегание опоры 5 к поверхности продукта при отклонении оси устройства от нормали к этой поверхности в пределах 20^o.

Подвижная штанга 4 зубчатой рейкой 8 соединена с редуктором 9, на выходном валу которого закреплен перфорированный диск 10, входящий в состав электронно-оптического преобразователя 11. Подвижная штанга в исходное положение возвращается пружиной, входящей в состав редуктора. Давление, создаваемое опорой 5 на продукт в процессе измерения, не превышает 100 Па.

Барабан 12 имеет набор гильз фиксированных усилий 13. Выбранная гильза устанавливается в рабочее положение поворотом барабана через окно 14 в корпусе 1. Контроль включенной гильзы осуществляется через окно 15 по оцифровке, нанесенной на барабане. В рабочем положении гильзы барабан фиксируется шариковым стопором 16.

Механизм формирования сигнала, возникающего когда усилие на инденторе достигнет значения фиксированного усилия гильзы, состоит из кинематического звена 17 и электронно-оптического преобразователя 19, снабженного шторкой 18, расположенной между светоизлучающим и светоприемным элементами.

На корпусе с его тыльной стороны установлены: выключатель 20 цепи питания, светоцифровые индикаторы 21, совмещенные со счетчиком 22, указывающие величину погружения индентора в продукт, световой индикатор 23, сигнализирующий, что усилие на инденторе достигло фиксированного усилия гильзы.

Платы с узлами электроники, источник питания 24 (гальванический элемент типа "крона") установлены в рукоятке устройства. На рукоятке имеется гнездо 25 для подключения внешнего источника питания. Гильза фиксированного усилия (фиг. 2) включает корпус 26, стержень 27, пружину 28. На заданное значение фиксированного усилия гильза регулируется путем затяжки пружины гайкой 29.

Устройство работает следующим образом. Выключатель 20 переводится в положение ВКЛЮЧЕНО, при этом все разряды светоцифровых индикаторов показывают нули. При нажатии на рукоятку устройства индентор внедряется в исследуемый продукт. Опора 5, находясь на поверхности продукта, перемещается относительно индентора 3. Перемещение опоры 5 штангой 4 передается на редуктор 9, где трансформируется во вращение перфорированного диска 10 электронно-оптического преобразователя 11. Импульсы с преобразователя, каждый из которых соответствует 0,1 мм перемещения индентора, поступают в счетчик 22. Величина перемещения индентора фиксируется на трехразрядном цифровом индикаторе 21 - десятки, единицы, десятые доли мм. Усилие на инденторе штоком 2 передается на стержень 27 гильзы. Когда усилие на инденторе станет равным фиксированному усилию гильзы, стержень 27 начинает перемещаться. При перемещении на величину < 0,1 мм кинематическое звено 17 откроет шторку 18, и в электроннооптическом преобразователе формируется сигнал, по которому в счетчике 222, и, следовательно, и на цифровом индикаторе 21 фиксируется величина перемещения индентора в продукте, соответствующего заданному усилию, и включается световой индикатор 23.

Индентор устройства извлекается из продукта, со светоцифрового индикатора считываются результаты исследования.

Выключатель 20 переводится в положение ВЫКЛЮЧЕНО.

Использование: для контроля производственных процессов в перерабатывающих отраслях пищевой промышленности, в частности, при оценке качества мясного сырья, полуфабрикатов, готовых мясных и колбасных изделий. Сущность изобретения: устройство имеет две измерительные системы: систему измерения величины погружения индентора в исследуемый продукт и систему измерения усилия на инденторе, возникающего в процессе погружения. Система измерения перемещения содержит шарнирно закрепленное опорное кольцо, которое ложится на исследуемый продукт и механически связано с измерителем перемещения, содержащим на выходе счетчик импульсов с цифровым указателем перемещения. Измеритель усилия представляет собой цепь, включающую в себя индентор, барабан с набором силозадающих гильз и индикатор, который срабатывает тогда, когда усилие на инденторе сравняется с усилием, на которое настроена рабочая гильза. Возникающий при этом сигнал останавливает работу счетчика импульсов в системе измерения перемещения, и на цифровом указателе фиксируется значение перемещения, соответствующее заданному усилию. 3 ил.

Устройство для определения структурно-механических характеристик пищевых продуктов, имеющее корпус, шток с закрепленным на нем индентором, опору, измерительную схему с элементом регистрации, отличающееся тем, что опора закреплена с помощью шарнирного механизма на подвижной штанге, связанной со схемой измерения перемещения опоры относительно индентора, и оно снабжено барабаном с набором гильз фиксированных усилий, причем стержень рабочей гильзы через шток воспринимает усилие индентора и при превышении фиксированного усилия воздействует через механизм кинематического звена на шторку электронно-оптического преобразователя, связанного со схемой измерения.