Ультразвуковой способ определения момента готовности молочно-белкового сгустка к разрезке в процессе производства сыра и творога Советский патент 1993 года по МПК G01N33/04 

Изобрететше относится к молочной ромьпллениости и может быть исполЬ- овано для определения момента готовости мопочно--бел1с6вого сгустка к азрезке в процессеГ производства сыа и творога.

Цель изобретения - повышение точности измерения и обеспечение бесонтактного технологического контроля готовности молочно-белкового густка к разрезке.

На чертеже изображена структурная схема устройства, реализующего данный способ.

Устройство содержит блок 1 электрических напряжений, имеющий два ыхода (переменного и пЬстоянного тока) ; блок 2 формирования в {теменных интервалов; блок 3 автоциркуляции импульсов, подключенный к ультра звуковому датчику 4, пргосрзпленно- му к технологической емкости 5; управляемый ключ 6, входящий в состав блока 3{ управляемые ключи 7 и 8, соединенные с выходами блока 2; счетчики 9 и 10, подключенные к ключам 7 и 8; каскад 11 сопоставления результатов считьшания между собой, соединенный со с:четч1жами 9 и и 10; каскад 12 сравнения с заданным ограничительным уровнем; .кГас- кад 13 сброса информации; реверсивный счетчик 14, подключенный к блоку 2; управляемый ключ 15; узел 16 световой и звуковой сигнализации.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства на выхо- дак блока 1 появляются напряжения постоянного и переменного тока.

Напряжение постоянного тока поступает на все блоки устройства., в том числе и на электрическую часть блока 3 двтоциркуляции импульсов, которая совместно с ультразвуковым датг чиком 4 образует автоциркуляциЬнное синхрокольцо.

Период автоциркуляции импульсов синхрокольца определяется значениями скорости распространения звука в онтролируемой среде и двойного расстояния от излучателя до свободной

21

поверхности среды, т.е. t р,

W

где 1 толщина контролируемой среды; С - скорость распространения .ультразвука в среде.

В каждом автоциркуляционном цикле ультразвукопой импу.пъс, излучаемый в контролируемую среду датчиком 4, проходит путь от датчика до свободной поверхности среды дважды ту.- да и обратно, после чего воспринимается тем же датчиком, преобразуется им в электрический радиоим- пульс, детектир уется и формируется в видеоимпульс, который воздействует на датч.иК8 обеспечивая излу11ение в контролируемую среду очередного ультразвукового импульса.

Видеоимпульсы синхрокольца считывают поочередно в двух смежных временных интервалах. Длительность которых на 3-4 порядка превьппает длительность периодов автоциркулирующих

импульсов. .

Для этого В1щеоимпульсы синхрокольца подаются через управляемый ключ 6 на первые входы дзух управляемых ключей 7 и 8, на вторые входы которых с выходов I и II блока 2 подаются электрические импульсы, соответствующие по длительности указанным временным интервалам.

На входы II ключей 7 и 8.-электрические импульсы с .блока 2 поступают поочередно, в порядке их появления (сначала на ключ 7, а затем на ключ 8). Поэтому в такой же очередности видеоимпульсы синхрокольца будут поступать на счетчики 9 и 10, работающие циклично с запоминанием результатов считьшания послед- них циклов.

Сопоставление результатов считывания в каскаде 11 происходит для сравнительно небольших количеств им-- пульсов, запомненных в счетчиках 9 и 10. Разность импульсов н виде напряжения постоянного тока сравнивается в каскаде 12 с заданным ограничительным уровнем. Сопоставление, .результатов считывания в каскаде 11 происходит по команде, поступающей на его вход III в виде электркческог

го импульса выхода III блока 2, после

чего вся информация сбрасьшается по комазаде, поступающей с выхода IV блока 2 на вход каскада 13, при срабаты вании которого счетчики 9 и 10 устанавливаются в исходное состояние.

В дальнейшем, описанные процессы будут происходить аналогг-1чным обра-. ЗОИ и пОвторятьск периодически ло

тех пор, пока на вьтходе каскада 12 не появится сигнал, обусловленный превышением входного сигнала заданного ограничительного уровня, что произойдет за время образования молоч- но-белкового сгустка дважды: первый раз при появлении гель-точки, а второй раз в начале синерезиса.

В момент появления гель-точки выходной сигнал с каскада 12 поступит на вторые входы следующих блоков: управляемого ключа 6 {что приводит к прекращению зондирования контролируемой среды и, следовательно, счета видеоимпульсов синхрокольца), реверсивного счетчшса 14 (что изменит режим работы данного счетчика на реверсивный счет -импульсов блока 2) и управляемого ключа 15. Последний в этом случае не сработает, так как на его первом входе в этот момент не будет сигнала, поступающего с ре версивного счетчика 14. Поэтому в момент появления гелы-точки узел 16 сигнализации не включится.

Это состояние устройства Гкогда контролируемая среда не подвергается зондированию ультразвуком) будет продолжаться до окончания процесса. реверсивного считьшания электричес- ких импульсов в счетчике 14, на пер- вьй вход которого они поступают с, пятого выхода блока 2.

В момент окончания реверсивного счета на выходе счетчика 14 появится сигнал., который поступит на вход III ключа 6, что приведет к его открыванию и подаче через него видеоимпульсов синкроколыда на счетчики 9 и 10 в порядке открьшания ключей 7 и 8, Одновременно сигнал с выхода реверсивного счетчика 14 поступит на первый вход.ключа 15, что.будет разрешением на включение его сигналом, появляющимся (в момент начала синерезиса) Hai выходе каскада 2. До этого момента, т.е. от момента окончания программы (момента окончании версивного счета электрргческих tiM- пульсов блока 2) до момента начала синерезиса (момента готовности сгустка к разрезке) работа прибора бу- ет происходить так, как указано для участка от начала программы (начала счета электрических импульсов блока 2) до появления гель-точки (момент

реверсирования счетчика 14).

Применение низких ультразвукЬ- вых частот (200 кГц) позволяет вучивать всь толщину контролируемой среды независимо от появления на пути распространения ультразвуковых волн газовых включений, кроме того, длина волн на этих частотах сущест- венно превышает толщину стенки.

Предлагаемьй способ позволяет осуществлять бесконтактный технологический контроль определения готовности сгустка к разрезке

Форму, лаиз обретения

Ультразвуковой способ определен {я момента готовности молочко-белкового сгустка к разрезке в процессе производства сыра и творога, предусматривающгм импульсное, автоциркулиг рующее ультразвуковое зондирование контролируемой среды и опреденйе момента готовности молочно-бёлково- го сгустка к разрезке, отличаюЩ и и с я тем, что, с целью повьше- ния точности измерения и обеспече- НИН бесконтактного технологического контроля, зондирование контролируе- мой среды осуществляют многократно

на одной ультразвуковой частоте, поочередно измеряют количество импульсов в двух одинаковых временных интервалах, длительность которых на 3-4 порядка превышает период авто-.

циркулирующих импульсов, а готовность сгустка к разрезке определяют по разности полученных импульсов.