Способ определения содержания частиц оболочек в муке и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к физическим методам анализа пищевых продуктов,, а именно к определению содержания частиц оболочек в муке из зерна злаковых культур, и предназначено для информационного обеспечения автоматизированных систем управления технологическими процессами на мукомольных заводах.

Содержание частиц оболочек в муке в основном определяет ее качество.Оперативная информация о качестве муки, получаемой в ходе технологического процесса, позволяет его оптимизировать и увеличить коэффициент использования зерна.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и сокращение времени определения содержания частиц оболочек в муке.

На фиг. 1 схематически изображены поверхность образца муки с частицами оболочек и основные параметры ее сканирования; на фиг. 2 - блок-схема устройства.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Образец муки помещают в емкость, уплотняют и сглаживают ее поверхность, затем в отраженном свете сканируют увеличенное изображение уплотненно-сглаженной поверхности, формируют видеоимпульсы,, соответствующие пересечениям сканирующего элемента с изображениями частиц оболочек и подсчитывают их число. При этом сканирование проводят с шагом t, на 3-fJ% превьшающим наибольший размер

S4-

TTD

N,

а, площадь, на которой они расположены

S В

,-L,

10

где L - длина линии сканирования.

Далее определяют содержание оболочек в муке по формуле

15

С

4 (D-d)L

5

0

5

В качестве D используют средний размер частиц оболочек, всегда с достаточной степенью точности извест- 0 ный для каждого сорта муки.

Проведение сканирования с щагом, на 3-5% превьш1ающим наибольший размер частиц, является оптимальным, так как этот шаг сканирования обусловлен размерами ячеек сита через которое просеивают данный образец муки.

Нижний предел величины шага 3% определяется имеющимся допуском на размеры отверстий сит. При уменьшении шага сканирования менее,чем на 3% появляется вероятность повторнь- го счета одной и той же частицы.

Верхний предел 5% устанавливается из условий обеспечения минимальной площади образца, подлежащего просмотру. При увеличении шага ска- нирования более чем на 5% превышающего размер ячеек сит, через которые

Изобретение относится к физическим методам анализа пищевых про- дук.тов, а именно к определению содержания частиц оболочек в муке из зерна злаковых культур, и предназначено для информационного обеспечения автоматизированных систем управления технологическими процессами на мукомольных заводах. Целью изобретения является снижение трудоемкости и сокращение времени анализа. Образец муки помещают в емкость, уплотняют и сглаживают ее поверхность. В отраженном свете сканируют увеличенное изображение уплотненно-сглаживаемой поверхности,формируют видеоимпульсы, соответствующие пересечениям сканирующего элемента с изображениями частиц оболочек, и подсчитывают их число. Сканирование проводят с шагом, на 3-5% превьппающем наибольший размер частиц оболочек, обусловленный размерами ячеек сита, через которое просеян данный образец муки. Содержание оболочек в муке определяют по формуле С ТВ N/(D- d) 4Lj, где D - диаметр частицы; d - диаметр сканирующего злемента; N - число частиц; L - длина линии сканирования. Шаг сканирования задается делителем частоты, которым управляет вычислитель, изменяя его козффициент деления, а зафиксированное счетчиком число пересечений сканирующего злемента с частицами используется блоком вычислителя для определения показателя содержания частиц оболочек в муке. 2 с,п.ф-лы, 2 ил. с б (Л эо ГлЭ

частиц оболочек, обусловленный разг 1е-40 просеивают муку, растет общая плорами ячеек сита, через которое просеян данный- образец муки.

Представим частицы как круги диаметра D. Так как опознавание части цы происходит только при полном пе- рекрытии сканирующего элемента изображением частицы, то из фиг. 2 видно,, что эффективная ширина линии сканирования (ширина полосы, на которой опознаются частицы диаметром D) составляет

В. D-d,

где d - диаметр сканирующего элемента;

D - диаметр частицы. Если в процессе сканирования в счет попадает N частиц, то их суммарная площадь составляет

5

0

5

щадь образ ца, а также и время на его подготовку, что уменьшает преимущества предлагаемого способа.

Снижение трудоемкости измерений обеспечивается за счет того, что каждая частица при сканировании опознается только один раз и показатель содержания частиц оболочек в муке определяют по приведенной формуле а устройство конструктивно выполнено из блоков, компоновка которых не требует вмешательства обслуживающего персонала в промежуточные операции при проведении анализа.

Сокращение времени анализа достигается вследствие того, что сканирование проводят с шагом большим,чем в известном способе,а именно на 3- 5% превьш1ающим наибольший размер частиц оболочек, а устройство снабжено делителем частоты, соединенным своим выходом с входом логической схемы И, причем счетный вход делителя частоты соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а управляющий вход делителя соединен с выходом вычислителя, который обеспечивает автоматический расчет показателя содержания частиц оболочек в муке.

Предлагаемый способ осуществляют с помощью устройства, блок-схема которого содержит исследуемый образец

I,источники 2 света, оптическую проекционную систему 3, приспособление 4 для размещения и .перемещения образца в поле зрения оптической системы, датчик, выполненный в виде развертывающего фотоприемника 5, генератор 6 тактовых импульсов, делитель 7 частоты с переменным коэффициентом деления, дискриминатор .8, логическую схему И 9, счетчик 10, вычислитель

I1,блок 12 коррекции и регистрирующее 13 устройство.

Устройство конструктивно выполнено из четырех разъемных блоков, объединяемых корпусом. Первый блок содержит оптическую систему 3 с источниками 2 света и фотоприемник 5. Второй блок содержит приспособление 4 для размещения образца 1. Третий блок содержит плату преобразования сигналов, где размещены генератор 6, делитель 7 частоты, дискриминатор 8, логическая схема И 9 и счетчик 10 электрических импульсов, которые выполнены на микросхемах серии К 155. Четвертый одноплатный блок содержит вычислитель 11, блок 12 коррекции и регистрирующее устройство 13,выполненные на основе выпускаемого промьшленностью стандартного устройства БЗ-23. Первый блок соединен че- тырехпроводной связью с платой преобразования сигналов . Два провода подают импульсы с генератора 6 на фотоприемник 5 и два провода передают сигналы фотоцриемника 5 на дискриминатор 8. Приспособление 4 для размещения и перемещения образца по двухпроводной связи подает электрический сигнал об окончании сканирования на делитель 7 частоты платы преобразования сигналов. Четвертый . блок связан с платой преобразования сигналов шестнадцатипроводным кабелем, по двенадцати проводам которого

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

передаются в вычислитель 11 показания счетчика 10, а четыре провода используются для связи с управляемым делителем 7 частоты.

Изображение поверхности исследуемого образца 1 проецируется оптической системой 3 по оптическому каналу на приемную поверхность развертывающего фотоприемника 5, управление разверткой по строкам которого осуществляется импульсами, подаваемыми по двухпроводной линии от генератора 6 тактовых импульсов. Перемещение поперек строк реализуется приспособлением 4 для размещения и перемещения образца в поле зрения оптической системы. Приспособление 4 для размещения и перемещения образца синхронизируется с тактовым генератором 6 по двухпроводной линии.

Величина яркости участков изображения поверхности образца преобразуется в фотоприемнике 5 в пропорциональный электрический сигнал, подаваемый по двухпроводной линии в дискриминатор 8.

После дискриминации по уровню импульсы счета, соответствующие наличию на сканируемом участке частиц оболочек, поступают по шине печатной платы на один из входов логической схемы И 9, куда по другой шине печатной платы поступают на второй вход импульсы с выхода делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления. С логической схемы И 9 импульсы счета частиц оболочек поступают по щине печатной платы на вход счетчика 10.По окончании цикла сканирования числа подсчитанных импульсов со счетчика по двенадцатипровод- ной лини поступают на устройство ввода цифровых данных вычислителя 11,представляющего собой одноплатную ЭВМ на микросхеме К 145 ИП 11, входящую в состав выпускаемого промьш- ленностью устройства БЗ-23. В состав этого устройства входит клавиатура, с которой осуществляется коррекция в блоке 12 коррекции путем ввода коэффициентов пересчета. Индикация Показателя содержания частиц оболочек осуществляется с регистрирующего устройства 13 - светодиодного восьмиразрядного индикатора, входящего в состав устройства БЗ-23, Необходимый шаг сканирования задается с вычислителя посредством управления де-.

лителем 7 частоты по четырехпровод- ной линии связи задатчика коэффициентов пересчета.

Устройство работает следующим образом.

Изображение уплотненно-сглаженной поверхности образца 1, освещенной источниками 2 света, проецируют оптической проекционной системой 3с приспособления 4 для размещения и перемещения образца на развертывающий фотоприемник 5. Развертывающий фотоприемник 5 генератором 6 тактовых импульсов осуществляет разверт- ку по строкам,перемещение поперек строк реализуется приспособлением 4 для размещения и перемещения образца, которое синхронизируют тактовым генератором 6, импульсы с которого подаются на делитель 7 частоты,Величину яркости участков изображения, преобразованную в пропорциональный ей видеосигнал,с фотоприемника 5 подают на дискриминатор 8,После дискри минации по уровню- импульсы, соответствующие наличию на сканируемом участке изображения поверхности муки частиц оболочек, поступают на логическую схему И 9,на второй вход кото- д оптическую систему, датчик и дискрирои поступают импульсы с выхода делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления. С логической схемы И 9 импульсы, соответствующие наличию на линии сканирования частиц оболочек, поступают на счетчик 1,Вычислитель 11 управляет делителем 7 частоты, изменяя его коэффициент деления, чем обеспечивают необходимый щаг сканирования. По окончании цикла сканирования число подсчитанных импульсов со счетчика 10 поступает на . вычислитель 11, в который с блока 12 коррекции введены значения коэффициентов, необходимых для расчета показателя содержания частиц оболочек зерна в муке и для управления делителем 7 частоты. Результат расчета отображается13.

на регистрирующем устройстве

Формула изобретения

С

uD N

4 (D - d)-L

где N - число пересечений сканирующего элемента с частицами;

D - средний размер частиц; d - размер сканирующего элемента;

L - длина линии сканирования, 2, Устройство для определения содержания частиц оболочек в муке,содержащее приспособление для размещения и перемещения образца муки, оптически сопряженные источник света.

5

0

5

0

5

минатор,а также генератор тактовых импульсов, логическую схему И, сч ет- чик, вычислитель,блок коррекции, регистрирующее устройство,при этом один из входов логической схемы И соединен с выходом дискриминатора а выход соединен со счетчиком, первый и второй выходы вычислителя соединены соответственно с входом блока коррекции и входом регистрирующего устройства, А вход соединен с выходом счетчика, отличающееся тем,что,с целью снижения трудоемкости и сокращения времени определения оно снабжено делителем частоты с переменным коэффициентом деления, соединенным выходом с входим логической схемы И, причем счетный вход делителя частоты соединен с входом генератора тактовых импульсов, а управляющий вход делителя частоты соединен с третьим вьпсодом вычислителя, при этом приспособление для размещения и перемещения образца муки размещено между генератором тактовых импульсов и делителем частоты.

ЗАектрическ&0

Фиг.1