Устройство для определения содержания жира в молоке Советский патент 1983 года по МПК G01N33/04 

Изобретение относится к молочно промышленности, в частности к устройствам для определения содержани жира в молоке, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве, на предприятиях молочной промышлен ности и в НИИ. Известно устройство для определения содержания жира в молоке, со держащее источник света, кювету с пробой, фотоприемник, линзу с зеркальной поверхностью и отверстием, подвижную диафрагму с поглощающим экраном и отверстием для прерывания световых потоков. Применение одного фотоприемника для прямопрошедших и рассеянных лу чей усложняет конструкцию, так как требует применение дополнительных элементов для фокусировки и прерыва ния прямоцрошедшего или рассеянного потока и синхронно запоминая принятых- сигналов, что снижает надежность конструкции в целом. Кроме то го, не имеет преимуществ перед известными устройствами с двумя фотоприемниками . При применении раздельных фотоприемников для прямопрошедших и рас сеянных лучей они находятся в одной камере на незначительном расстоянии друг от друга, поэтому разница между их температурами маловероятна. Существенное значение имеет общее изменение температуры в камере, что имрет место на практике, В этом слу чае применение двух фотоприемников имеет преимущество перед устройство с одним фотоприемником. Интенсивность рассеянных лучей с увеличением концентрации жира воз растает, а прямопрошедших убывает. Поэтому, например, при уменьшении температуры фотоприемников, интенсивность рассеянных лучей будет соответствовать меньшему значению содержания жира, а прямопрошедших большему, поскольку концентрация жира определится по разности сигналов фотоприемников, это в определенной степени компенсирует погрешность, Так, при изменении температуры в случае применения одного фотоприемника это приводит к дополнительной погрешности 0,5% жира, в случае же применения двух фотоприемнйков эта погрешность не превышает 0,05%. Однако и эта погрешность является недопустимой, что требует комплексной температурной стабилизации элементов устройства. Значительно снизить влияние температуры на рабо. элементов устройства позволяет прямая модуляция ирточника излучения, В этом случае источник излучения, фотопри-емники и усилительные устройства работают на переменном toKe, что значительно снижает влияние температурного дрейфа на выходное напряжение . Известно также устройство для -определения содержания жира в молоке, содержащее источник излучения, кювету с исследуемой пробой молока, с размещенными с обеих сторон последней датчиками рассеянных лучей, подключенньлми к входу дифференциального усилителя, блок питания, связанный с генератором и блок формирования сигналов, оснащенный регистратором. Однако данное устройство также не позволяет с достаточной точностью определять содержание жира в молоке, Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения содержания жира в молоке, содержащее источник излучения, кювету с исследуемой пробой .молока, с размещенными с обеих I сторон последней датчиками рассеянных лучей, подключенными к входу дифференциального усилителя, блок питания, связанный с генератором, и блок формирования сигналов, оснащенный регистратором, оснащено последовательно расположенными конденсатором и диафрагмой, терморегулятором, связанным с подогревателем, двумя металлическими пластинами, выполненными с возможностью образования между их внутренними сторонами зазора,для размещения в последнем кюветы с исследуемой пробой продукта, причем в одну из металлических пластин встроены источник излучения, конденсатор и диафрагма, контактирующая с кюветой, на внутренней сто- роне металлических пластин смонтированы датчики рассеянных лучей, на внешней стороне - терморегулятор- и подогреватель, при этом генератор посредством модулятора связан с источником излучения и через дополнительный дифференциальный усилитель с блоком формирования сигналов, а блок питания подключен к терморегулятору. На -чертеже схематично изображено устройство для определения содержания жира в молоке. Устройство для определения содержания жира в молоке содержит кювету 1 с исследуемой пробой молока, верхнюю 2 и нижнюю 3 металлические пластины, совмещенные своей горизонтальной частью с внутренней полостью кюветы 1. На внешней поверхности верхней пластины 2 расположен ,,, терморегулятор 4, а на внешней поверхности нижней пластины 3 расположен подогреватель 5. в зазора между пластинами 2 и 3 и поверхностью кюветы 1 расположены датчики б и 7 рассеянных лучей. За датчиком 6 над кюветой 1 в полости пластины 2 расположен источник 8 излучения с конденсатором 9 и диафрагмой 10. Сигналы с датчиков б и 7 подаются н входы дифференциального усилителя 1 Выход дифференциального усилителя 1 подключен к одному из входов второго дифференциального усилителя 12. При этом на второй вход дифференциального усилителя 12 подается напря жение с модулятора 13, питающее источник 8 излучения. Модулятор 13 запитан от генератора 14. Измерение содержания жира в молоке, соответствующего выходному напряжению второго дифференциального усилителя 12, осуществляется изме-. рительным блоком 15. Питание устройства осуществляетс от блока 16 питания. Устройство-работает следующим об разом. Проба молока проходит в зазоре 0,2 мм между двумя металлическими пластинами 2 и 3, нагретыми до подогревателем 5 с терморегулятором 4. Осуществляется быстрый нагрев пробы молока в тонком слое до 40°С. Подогретая проба молока проходит через измерительную кювету 1. Переменное напряжение генератора 14 (10 кГц) усиливается модулятором 13 и подается на источник 8 излучения арсенидогаллиевый световод с длиной волны излучения 0,95 мкм. Инфракрас ные лучи через конденсатор 9 и диафрагму 1.0 плоскопараллельным потоком направляются на кювету 1 с иссл дуемой пробой молока, где рассеиваются в соответствии с концентрацией жира в молоке, рассеянные лучи приг-, нимаются датчиками 6 и 7 и подаются на входы дифференциального усилителя 11. Разностный-сигнал для компенсации возможных колебаний амплитуды модулирующего напряжения сравнивается с модулирующим напряжением во втором дифференциальном усилителе 12. Выходной сигнал измеряется блоком 15 и регистрируется цифровым индикатором, установленным в этом блоке.. Металлические пластины выполнены из алюминия. Подогреватель типа ЭО-0,4 мощностью 25 Вт на напряжение 27 В. Терморегулятор типа РТ-40 на температуру 40с. В качестве дифференциальных усилителей применены операционные усилители К284УД1. В других блоках можно использовать микросхемы серий К153, К155, К544 идр. В качестве источника излучения применен арсенидогаллиевый светодиод АЛ107Б, длина волны излучения 0,95 мкм, мощность излучения 10 мВт. Приемники излучения - кремниевые плос.кие фотодиоды ФКДП. Применение комплексной термостабилизации пробы молока, источника и датчиков излучения позволят добиться высокой точности определения содержания жира в молоке без дополнительных коррекций в .различных, природно-климатических условиях. Устранение зависимости погрешности измерения от пapa 1eтpoв окружающей среды позволяет пользоваться приборами, разработанными на основе предлагаемого устройства во внелабараторныгГусловиях, непосредственно на фермах колхозов и совхозов в различных природно-климатических зонах в любое время года.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА В МОЛОКЕ, содержащее чсггочник излучения, кювету .с исследуемой пробой молока, с размещенными с обеих сторон последней датчиками рассеянных лучей, подключенными к входу дифференциального усилителя, блок питания, связанный с генератором, и блок формирования сигналов, оснащенный регистратором, о т л ичающееся тем, что, целью повышения точности, оно оснащено последовательно расположенными конденсатором и диафрагмой, терморегулятором, связанным с подогревателем, двумя металлическими пластинами, выполненными с возможностью образования между их внутренними сторонами зазора для размещения в последнем кюветы с исследуемой пробой продукта, причем в одну из металлических пластин встроены источник излучения, конденсатор и диафрагма, контактирующая с кюветой, на внутренней стороне металлических пластин смонтированы датчики рассеянных лучей, на внешней стороне - терморегулятор и подогреватель, при этом ге- § нератор посредством модулятора свя(Л зав с источником излучения и через дополнительный дифференциальный усис: литель с блоком формирования сигналов, а блок питания подключен к терморегулятору. 05 4 СД