Устройство для определения структурно-механических характеристик пищевых продуктов Советский патент 1985 года по МПК G01N33/12 

:л

Ji

:д

IH5745

Изобретение относится к техние контроля производственных проессов и может быть использовано Щй определедагя структурно-мехашгческих характеристик упругоэлас- s тичных и вязкопластичных продуктов, ® частности для оценки качества ельномышечной ткани независимо от вида разделки без предварительного взятия проб и прошедших терми- 0 вескую обработку, формированных изделий в мясной ирыбоперерабатывакгщей промышленности, контроля консистенции фаршеобразных пищевьге продуктов, изучения влияния различных IS физических факторов на качество сырья, контроля оптимальных режимов обработки пищевых продуктов.

Цель изобретения - повьшение точности, а также сокращение времени 20 измерений.

На фиг. изображено устройство, бщий вид; на фиг. 2 - датчик фиксиованного усилия внедрения; на 25 иг. 3 - опора с регулировочным винтом; на фиг. 4 - блок-схема.измерительной системы с блоком регистрации показаний.

Устройство содержит полый кор- д пус 1 с укрепленными на нем индикатором 2 и микровыключателем 3, рукоятку 4 с пусковым рычагом 5 и

разъемом 6, рифленый диск 7 и отверстием 8 и регулировочным вин- 35 foH 9.

Внутри полого корпуса 1 расположен механизм линейного перемёще1ВДЯ верхней площадки 10, состоящий из реверсивного злектродвигателя 11 40 с редуктором 12, подающего винта 3, кинематически связанного с верхней площадкой 10, на которой установлена направляющая рейка 14,

Верхняя площадка 10 соединена 4S с датчиком 15 фиксированного усилия внедрения, состоящего из полого цилиндра 16 с отверстием 17, регулировочной шайбой 18,нижней площадки 19 с отверстием для прохождения што- sO ка 20, выполненного из диэлектричес кого материала в виде поршня с индентодержателем, закрепленной на верхней площадке 10 контактной япшгъкя 21, пружины 22, выступа 23 ss для крепления пружины, контактного винта 24, связанного с индентором 25. контактной пружиной 26.

S -2

Влок-схема содержит источник 27 питания, блок 28 регистрации поасазаний, состоящий из контактной пары 29, образованной контактной шпилькой 21 и контактным винтом 24 датчика 15 фиксированного усилия внедрения, зммитерного повторителя 30, фомирователя 31 счетных импульсов, статического триггера 32 и двух злементов И 33 и 34 логическго умножения, измерительную систему 35, выполненную в виде, например времяаналогового преобразователя, состоящего из двух операционных усилителей 36 и 37, измерительного конденсатора 38 с балластным сопротивлением 39, индикатора 2 и ключа 40 с резистором 41 утечки.

Устройство работает следующим образом.

По достижении поверхкостного контакта исследуемого продукта 42 с опорой, выполненной в виде рифленого диска 7, поверхность которого препятствует смещению устройства относительно продукта 42, посредством нажатия пускового рычага 5 подается напряжение питания на реверсивный электродвигатель 11, блок 28 регистрации показаний и измерительн систему 35.

Электродвигатель 11 через редуктор 12 и подающий винт 13 приводит в Поступательное движение с постоянной скоростью верхнюю площадку 10 соединенную с датчиком 5 фиксированного усилия внедрения, на штоке которого установлен индентор 25.

Величина зазора между индентором 25 и плоскостью рифленой поверхности диска 7 (фиг.З), исходя из упругоэластичных свойств исследуемых продуктов, выбирается для наиболее текучих, например таких, как котлетный и сосисочный фарши с учетом проникновения продукта 42 в отверстие 8 на глубину, которая составляет 0,1 корня квадратного из площади последнего, при этом для исключения влияния краевых эффектов, связанных с прессовкой продуктов, называющей появление касательных напряжений на периферийной зоне отверстия 8, отношение площадей миделевого сечения иидентора 25 и отверстия 8 при подобии их геометрических параметров и коак сиальной установке составляет 6:1, Зазор между исследуемлм продуктом tt2 н индентором 25 можно изменять с помощью регулировочного винта 9. При исследовании менее текучих продуктов зазор между ними и инден тором 25 увеличивается за счет мен шего проникновения продукта в отве тие 8, что приводит к папзлению холостого хода индентора 25, который учитывается регистрацией момен касания последнего с продуктом 42. В момент касания индентора 25 с поверхностью исследуемого продукта 42 с эмиттерного повторителя 30, электрически связанного с индентором 25 и корпусом устройств (подключение посредством проводов ке показано), подается сигнал на второй вход формирователя 31 счетных импульсов, сформированный пер вый импульс которого поступает на счетный вход статического триггера 32, вызывав появление сигнала на выходе О, подключающего источник 27 питания через первый элемент И 33 логического умножения к балластному сопротивлению 39 и измерительному конденсатору 38. Пара метры измерительного конденсатора 3 и балластного сопротивления 39 вь1браны таким образом, что в течение времени измерения изменение напряж ния на измерительном конденсаторе 38 является линейной функцией от времени зарядки. При внедрении индентора 25 в ис следуемый продукт 42 появляются деформационные силы, препятствующие пр цессу внедрения, которые компенсируются силами упругости пружины 22 и определяются степенью ее сжатия. В начальный момент внедрения наблюдается явление, близкое по сво му физическому смыслу к прямому Центральному удару с коэффициентом восстановления менее 0,5, вследствие чего возникает.импульс, .энергия которого может достигать величины потенциальной энергии деформации пружины 22, приводящей к ложному срабатыванию блока 28 регистрации показаний. При измерениях нежелател ны явления колебательного характера возникающие в результате действия импульса на пружину 22 и инерционности системы пружина - шток с инде тором. 514 Указанные выше эффекты устраняются выполнением датчика 15 фиксиро. ванного усилия в виде демпфирующего элемента, в котором полый цилиндр 16 с отверстием 17 служит корпусом, а шток 20 - поршнем. По достижении фиксированного значения усилия внедрения шток 20 демпфирует пружину 22 до заданной предельной величины линейной деформации, соприкасающиеся контактный винт 24 и шпилька 2 замыкают электрическую цепь, подключающую источник питания к первому выходу формирователя 31 счетных импульсов, который вырабатывает последующий счетный импульс, возвращающий статический триггер 32-в исходное состояние. В результате на выходе I появляется сигнал, с одновременИ)1м исчезновением сигнала на выходе О, что приводит к ртключенио посредством элемента И 33 логического умножения балластного сопротивления 39 и измерительного конденсатора 38 с подключением последнего через элемент И 34 логического умножения к операционному усилителю 36, являющемуся согласующим элементом с выходным сопротивлением порядка 10 Ом. Сигнал, снимаемый с операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, подается на ицдикатор 2. Так как постоянная времени разряда измерительного конденсатора 38 составляет порядка 0с, а скорость внедрения индентора 25 в продукт 42 является константой то фюссация показаний осуществляется нА ицднкаторе 2, проградуированном в единицах величины внедрения индентора 25 с учетом линейной деформации пружины 22, Ход индентора 23 ограничивается посредством конечного выключателя 3. После фиксации показаний вторичным нажатием пускового рычага 5 производится реверсирование электродвигателя И, подающий винт 13 приводится в возвратно-пЬступательное движение, и все элементы у стройства возвращаются в исходное соетояиие в момент срабатывания конеч- ного выключателя 3, отключающего питание электродвигателя 1, блока 28 регистрации показаний и измерительной системы 35.

25

Фиг.1

Фиг.г

Фиг.З

0VtM

36 57

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИС;ТИК ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, имеющее кор,пус, шток с укрепленным на нем ийденторрм пусковой рычаг и элемент Ц a-ij .. регистрации, отличающее с я тем, что, с целью сокращения времени измерений, оно оснащено 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, при этом шток с шздентором связан с верхней площадкой, а опора расположена в нижней части корпуса и выполнена в виде рифленого диска с отверстием для прохода индентора, причем механизм линейного W перемещения верхней площадки связан с датчиком фиксированного усилия внедрения, подключенным к измерительной схеме.