Прибор для определения свойств молочно-белкового сгустка Советский патент 1984 года по МПК G01N33/04 

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к устройст вам для определения свойств молочно белкового сгустка и предназначено для определения момента готовности сгустка при производстве сыра, кефи ра и творога на молочных предприяти ях. Известно устройство для определе ния момента готовности молочно-белкового сгустка к разрезке, состояще из блока выявления дисперсии скорос ти ультразвука, использующего принцип разночастотности ультразвуковых импульсов при идентичных условиях их распространения, программио-временного блока, блока совпадения импульсов и элементов звуковой и свет вой сигнализации Си. Недостаток устройства состоит в сложности его эксплуатации, заключанхцейся в отключении датчика на оп ределенное время из-за влияния коагулирующих пузырьков на результат и мерения. Известен также прибор для опреде ления свойств молочно-белкового сгус.тка по разности светопоглсяцаняци способностей, содержащий первичный преобразователь, выполненный в виде герметичного корпуса с вмонтированным в нижнюю часть последнего двумя выступами и оснащенный фотоприемником, размещенным в одном из выступов, и осветителем, электронный бло включающий усилитель переменного тока, дифференциальный усилитель, детектор, контрольно-измерительныйприбор, источник питания, подключен ный к осветителю через модулятор, и систему сигнализации 2. I Недостатком известного устройства является низкая точность опреде.ления момента готовности молочнобелкового сгустка к разрезке, вызва ная низкой чувствительностью прибор небольшой величиной полезного сигна ла (порядка 2-3 мВ) и, следовательно, большим влиянием помех на него, а также низкой точностью отсчета временных интервалов, свойственной конденсаторному принципу отсчета времени. Низкая чувствительность обусловлена нерациональностью и сложностью оптической схемы, в результате чего не вся поверхность фотоприемника облучается, а потери интенсивности облучения фотоприемни ка слагаются из потерь на зеркало, на рассеивание лучей при ьспускании и палении световых лучей на цилиндрические поверхности корпуса освети теля и фотоприемника, выполненных из прозрачного материала. С другой стороны сложность оптической схемы предопределяет сложность первоначальной ее настройки. Кроме того, нетехнологичность конструкции датчика затрудняет ее промышленное производство, а отсутствие жесткости его конструкции вызывает необходимость наличия защитных штырей, которые только частично защищают от повреждения цилиндрические выступы, выполненные из пластмассы. Принцип работы прибора, основанный на отсчете временных интервалов с помощью Rc-цепи, делает его непригоднь1м для определения момента готовности сгустка кефира и творога, при определении готовности которых требуется отсчет больших временных интервалов, характеризуемых большой погрешностью отсчета. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в приборе для определения свойств молочно-белкового сгустка по разности светопоглощающих способностей, содержащем первичный npedupaзователь, выполненный в виде герметичного корпуса с вмонтированными в нижнюю часть последнего двумя выступами и оснащенный фотоприемником, размещенным в одном из выступов, и осветителем, электронный блок, включающий усилитель переменного тока, дифференциальный усилитель, детектор, контрольно-и змерительный прибор, источник питания, подключенный к осветителю чезрез модулятор, и систему сигнализации, электронный .блок снабжен источником опорного напряжения, связанным с дефференциальным усилителем посредством регулятора уставки нуля, система сигнализации содержит индикаторы момента начала активной коагуляции и готовности молочно-белкового сгустка, я последовательно соединенные регулятор задания уровня напряжения точки активной коагуляции, компаратор, пересчетное устройство с кнопкой пуска и блок ввода параметров прогнозирования, причем фотоприемник связан с последовательно включенными усилителем переменного тока, детектором и дифференциальным усилителем, выход которого подсоединен к контрольноизмерительному прибору и компаратору, а выход последнего связан с индикатором момента начала активной аокгуляции, при этом выход источника опорного напряжения подключен к регулятору задания уровня напряжения точки активной коагуляции, выход пересчетного устройства - к индикатору готовности молочно-белкового сгустка. Кроме того, первичный преобразователь оснащен защитным стеклом и лиизой, осветитель размещен во втором выступе с возможностью перемещения

вдоль оптической оси, а на последней соответственно перед фотоприемником и осйетителем в поверхности выступов вмонтированы защитное стекло и линза, при этом корпус первичного преобразователя вьшолнен из нещэозрачного материала, а выступы имеют прямоугольное сечение.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - ойций вид датчика, разрез; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2.

Устройство состоит из первичного преобразователя 1, содержащего осветитель 2, линзу 3, защитное стекло 4, фотоприемник 5, последовательно расположенные в выступах герметичного, непрозрачного, например, металлического корпуса 6, усилитель 7 переменного тока, и электронного блока 8, содержащего детектор 9, дифференциальный усилитель 10, контрольно-измерительный прибор 11, источ1ник 12 питания с модулятором 13 для осветителя, источник 14 опорных нафяжений, регулятор 15 уставки нуля и систему 16 сигнализации, состояцую из второго регулятора 17 задания уровня напряжения точки активной коагуляции, компаратора 18, индикатора 19 момента начала активной коагуляции, пересчетного устройства 20, блока 21 ввода параметров прогнозирования, индикатора 22 готовности молочно-белкового сгустка, кнопки 23 пуска, запускающей пересчетное устройство.

Фотоприемник 5 подключен к последовательно соединенным усилителю 7 переменного тока, детектору 9, дифференциальному усилителю 10, контрольно-измерительному прибору 11, к второму входу дифференциального усилителя подключен выход регулятора 15, а его выход связан с первым входом компаратора 18, к второму входу которого подключен выход регулятора 17, а выход компаратора - к индикатору 19 и пересчетному устройству 20, выход последнего подсоединен к сигнализатору 22.

Электронный блок выполнен на микроэлектронной базе серии К284, К155, кпд,а пересчетное устройство - на базе кварцевого генератора.

Устройство работает следугацим образом.

Первичный преобразователь 1 погружают в исследуемое молоко на глубину от 0,3 до 1,0 Mw При включении прибора в сеть импульсы, стабилизированные по амплитуде и частоте, с

мэдулятора 13 питают осветитель 2, световой поток от которого через собирающую линзу 3, молочную среду и защитное стекло 4 падает на фотоприемник 5. Преобразованные световые импульсы усиливаются по мощности усилителем 7, затем выпрямляются и фильтруются детектором 9, подаются на первый вход дифференциального усилителя, на второй вход которого

подается опорное напряжение от регулятора 15, с помощью которого устанавливается на выходе дифференци-г ального усилителя нулевой уровень. Этим заканчивается подготовка сигнализатора к работе. После внесения сычужного фермента в молоко кнопкой 23 Пуск запускается пересчетное устройство сигнализатора, отсчи1ываквдее время до момента активной

коагуляции молока, при котором компаратор 18 вьшает сигнал конца счета времени, включается индикатор 19, прекращается отсчет времени и в соответствии с заранее введенными параметрами прогнозирования определяется .момент готовности молочно-белкового сгустка по формуле

.Т

где t.

1дс ЬПР - интервал времени от момента начала активной коагуляции до момента готовности продукта;

акт интервал времени с момента внесения фермента в молоко до момента активной коагуляции продукта;

К - прогнозирующий коэффициент, учитываквдий технологические свойства молока, определяеNttje экспериментально.

Изобретение обладает преимуществами по сравнению с известным устройством, заключающимися в том, что чувствительность устройства почти в 100 раз выие, в результате чего

схема измерения помехоустройства jJoHструкция датчика является технологичной, что выражается в удобстве изготовления, сборки и разборки при ремонте. Кроме того, выполнение датчика из металла предохраняет его от NExaHH4ecKHx повреждений.

Точность определения момента готовности молочно-белкового сгустка повышается на 20%, что ведет к увеличению выхода продукции на 0,2%.

Ожидаемый годовой экономический эффект от максимального объема ис-г пользования предлагаемого изобретёния составит 3723,8x200 744760,0 руб.

1. ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ МОЛОЧНО-БЕЛКОВОГО СГУСТКА ПО разности светопоглощакадих способностей, содержащий первичный преобразователь, - выполненный в виде гёркетичного корпуса с вмонтированными в нижнюю часть последнего двумя выступами и оснащенный фотоприемником, размещенным в одном из выступов, и осветителем, электронный блок, включанадиП усилитель переменного тока, дифференциальный усилитель, детектор, контрольно-измерительный прибор, источник питания, подключенный к осветителю через модулятор, и систему сигнализации, отличающийс я тем, что с целью повышения точности, электронный блок снабжен источником опорного напряжения, связанным с дифференциальным усилителем посредством регулятора уставки нуля, система сигнализации содержит индикаторы момента начала активной коагуляции и готовности молочно-белкового сгустка и последовательно соединенные регулятор задания уровня напряжения точки активной коагулявди, компаратор, пересчетное устройство с кнопкой пуска и блок ввода параметров прогнозирования, причем фотоприемник связан с последовательно вклютенными усилителем переменного тока, детектором и дифференциальным усилителем, выход которого подсоединен к контрольно-измерительному прибору и компаратору, а выход последнего связан с индикатором момента начала активной коагуляции, Л при этом выход источника опорного напряжения подключен к регулятору задания уровня напряжения точки активной коагуляции, выход пересчетного устройства - к индикатору готовности молочно-белкового сгустка, 2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что первичный преобразователь оснащен защитным стеклом и линзой, осветитель размещен во втс ром выступе с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а на пО следней соответственно перед фотоприемником и осветителем в поверхнос ти выступов вмонтированы защитное стекло и линза, при этом корпус первичного преобразователя выполнен из непрозрачного материала, а выступы имеют прямоугольное сечение.