Устройство для определения активности воды в пищевых продуктах Советский патент 1985 года по МПК G01N33/02 

1 Изобретение относится к пищевой промьгашенности, а именно к технике контроля и регулирования процессов пищевых производств, в частности к устройствам для контроля качества пгадевых продуктов по активности вод Известно устройство, включающее емкости для проб, снабженные электр литическими датчиками влажности СП Однако данное устройство имеет ограниченный диапазон определения активности воды. Наиболее блнзкгФ к предлагаемому является устройство, содержащее емкости для пробы и дистиллированной воды 2, Недостатками этого устройства яв ляются уменьшение точности измерени с понижением активности воды, что связано с г еобходимостью измерения температуры для определения таблич-н значений давления насьпценньк паров воды и погреш1гостями,получа.емыми пр этом, а также бохгьшая длительность одного измерения о Цель изобретения - повышение точ ности определения. Указанная цель достигается тем, что устройство для определения активности воды в пищевых продуктах, содержащем емкости для, пробы и дистиллированной воды, оснащено сравни тельной емкостью с н левой влажностью, датчиками влажности, размещенными в емкостях, измерительной схемой и блоком сравнения, при этом из мерительная схема выполнена трехканальной, один из каналов содержит генератор, два других - последовательно соединенные генераторы, комп раторы и преобразователи разности частот, подключенные к блоку сравнения, при этом к входам Генераторо подключены датчики влажности, а выход генератора, связанного с датчиком влажности сравнительной емкости подсоединен к компараторам каналов измерительной схемы. На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. Устройство для определения акти ности воды в пищевых продуктах сос тоит из емкостей 1-3 для исследуемой пробы 4, сравнительной с нулев влажностью, и днст шлированной водь 5. Емкости герметично/ закрыты крьппками с встроенными сорбцио ио-частотными датчиками 9-11 влажн 0 ти, которые подсоединены соответственно к генераторам 12-14. Выходы генераторов 12 и 13 подключены к входам компаратора 15, а выходы генераторов 13 и 14 - к входамкомпаратора 16о Выходы компараторов 15 и 16 подсоединены к входам преобразователей 17 и 18 разностей частот соответственно, выходы которых подключены к блоку 19 сравнения. Устройство работает следующим образом. В емкость 1 помещают исследуемую пробу 4, а в емкость 3 - дистиллированную воду 5 в количестве 10-30 г, после чего емкости герметично закрывают крышками 6 и 8. Из емкости 2, герметично закрытой крышкой 7, вакуумированием, адсорбированием или другим путем полностью удаляют водяные пары, достигая при этом нулевую влажность Мо Через 8-12 мин в емкостях 1 и 3 устанавливаются равновесные значения относительной влажности соотвественно Y,, и YH . -Включаютизмерительную схему, при этом генераторами 12-14 измеряют частоты колебаний кварцевых сорбциOHiio-частотньск датчиков 9-11 влажности - , EH fо компараторе 15 f - происходит сравнение частот fo ДЕЙ в компараторе 16 f|,( Д fн При этом величина является функцией равновесной относительной влажности Mf над поверхностью пробы 4, а величина Afv функцией равновесной относительной влажности f над поверхностью дистиллированной воды 5 и температуры t. Эти значения поступают на преобразователи 17 и 18 разно.сти частот, в которых они преобразуются в электрический ток I и 1(.| соответственно, а значения тока соотносятся блоком 19 сравнения, выдающим выходной параметр непосредственно в единицах активности воды при любой постоянной температуре. Это соответствует понятию активность воды, выраженному отношением w-pTгде d, - активность воды; р Yf, давление паров воды и равновесная относительная влажность над пробой давление насьпценных паров воды и 100%-ная относительная влажность. 3 в случае измерения при любой дру гой постоянной температуре, отлично от вышеприведенной (t t, Ц const), применение предлагаемого устройства дает возможность исключить дополнительную калибровку по температуре. При этом частота колебаний всех трех кварцевых сорбционно-частотных датчиков влажности fh fн fo изменяется на величину д f , соответству}оп ую произведению разности температур дt /t - на температурный коэффициент частоты (ТКЧ), который у всех датчиков одинаковьй. В результате при сравнении частот f, f + Д f{. и н f Л ft с частотой fo fo + д происходит исключение температурной погрешности д f. Таким образом, пр любых-разных постоянных температурах отношение д ЕН, будет соответствовать активности воды продукт Использование устройства позволя ет повысить точность определения активности воды в пищевых продуктах примерно в 5-10 раз по сравнению с известным устройством вследствие иск лючения необходимости температуры и погрешностей, связанных с этим измерением, а также исключения искажения действительного значения активно ти воды пробы при испарении части влаги при вакуумировании пробы. Эта погрешность составляет от 0,2 до 0,8 404 в зависимости от гигроскопических свойств продукта (а и связи влаги). Ошибка измерения температуры пробы и среды при применении известного устройства составляет не менее 10, и зависит от времени установления равновесного состояния, точности термос татирования и класса измерительных приборов. Относительная погрешность в этом случае составляет при а 0,70 больше 0,23%, ayj 0,30 больше 1,3%, при а 0,10 больше 5.1%. Точность определения активности воды в предлагаемом устройстве будет зависеть только от класса точности применяемых приборов. Высокие метрологические характеристики кварцевых сорбционно-частотных датчиков позволяют также сократить время одного измерения примерно в 5-7 раз. Так, время начала реагирования, постоянное.время, время переходного процесса и полное время установления показаний для таких датчиков не превышают соответственно 10 с, 2 мин, 5 мин и 15 мин. Время одного измерения при применении известного устройства составляет от 75 до 100 мин, причем время установления равновесного состояния увеличивается с повьшением активности воды пробы, а также с увеличением в пробе доли капиллярно связанной влаги.

U$MfpufTff bHCf система

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ВОДЫ В ПИДЕВЫХ ПРОДУКТАХ, содержащее емкости для пробы и дистиллированной воды, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности определения, оно оснащено сравнительной емкостью с нулевой влажностью, датчиками влажности, размещенными в емкостях, измерительной схемой и блоком сравнения, при этом измерительная схема выполнена : трехканальной, один из каналоб содержит генератор, два других - последовательно- соединенные генераторы, компараторы и преобразователи частот, подключенные к блоку сравнения, при этом к входам генераторов подключены датчики влажности, а выход генератора, связанного с датчиком влажности сравнительной емкости, подсоединен W к компараторам каналов измерительной схемыо