Способ определения концентрации кристаллов сахара в утфеле и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N27/02 G01N33/02 

Изобретение относится к сахарной промьшленности и может найти применение при непрерывном контроле содержания кристаллов сахара в процессе уваривания сахарных утфелей„

Целью изобретения является повьше- ние точности определения концентрации кристаллов сахара в утфеле,

На фиг,1 изображено устройство для определения концентрации кристаллов сахара в утфеле;.на фиг.2 - место установки колпака.

При осуществлении способа заранее задают величину электросопротивления Кристаллов сахара, в импульсном режиме при длительности импульса измерения 0,1-0,2 с от времени паузы измеряют величины электросопротивлений утфеля и межкристального раствора, устанавливают значение разности измеренных величин электросопротивлений утфеля и межкристального раствора и значение разности заданной и из меренной величин электросопротивлений кристаллов сахара и межкристального раствора, а определение концентрации кристаллов сахара осуществляют по отношению установленных значений разности,

Устройство для определения содержания кристаллов сахара в утфеле содержит установленный внутри вакуум- аппарата цилиндрический корпус с элетродами, закрепленными на его боково и торцовой поверхностях, шток, рас- положенньв внутри корпуса с возможностью вращения, на котором закрепле торцовой электрод, микропереключа- тель с контактами, кулачок, жестко закрепленный на выступающей из цилиндрического корпуса части штока, служащий для взаимодействия с микропереключателем, измерительные прибо- ры микроэвм и индикатор, при этом кольцевые электроды через контакты микропереключателя соединены с входом одного измерительного прибора, вход другого измерительного прибора также через контакты микропереключателя соединен с одним из кольцевых и торцовым электродами, а выходы измерительных приборов соединены с входами микроэвм, выход которой подключен к индикатору.

Измерение электропроводности в импульсном режиме необходимо для т-о- ро, чтобы избежать влияния поляриза

ции электродов на точность измерения, так как в течение короткого импульса, равного 0,1-0,2 с от времени паузы, во время которого производится измерение, на измерительных электродах не успевает накопиться значительный электрический заряд, а во время длительной паузы происходит полная релаксация зарядов. Уменьшение длительности импульса (менее О,1 с) приводит к увеличению погрешности определения концентрации кристаллов за счет инерционности измерительных приборов, а увеличение (более 0,2 с) - к повышению погрешности за счет поляризации измерительных электродов.

Определение содержания кристаллов К по отношению разности электросопротивлений утфеля и межкристального раствора к разности электросопротивлений кристаллов и межкристального раствора основано на нахождении электрического сопротивления утфеля как суммы последовательно соединенных элементов: кристаллов R ко и межкристального раствора Кд,

R( K R.p - (1-К) -R, откуда

(1)

К .l if-i-Si - .

RKP

(2)

Введение в состав устройства для определения содержания кристаллов сахара в утфеле кулачка, неподвижно закрепленного на выступающей из цилиндрического корпуса части штока, и микропереключателя необходимо для реализации импульсного режима измерения.

Наличие в,составе устройства дополнительного измерительного прибора обеспечивает раздельное измерение электрических сопротивлений утфеля и межкристального раствора.

Микроэвм осуществляет расчет содержания кристаллов сахара в утфеле в соответствии с предлагаемым способом путем вычисления сначала разности между измеренными значениями Кутп, и R, затем разности между введенным с клавиатуры значением R р и измеренным значением R и расчета их отношения.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного из изоляционного материала, двух кольцевьгх электродов 2 и 3 и одного торцового электрода 4, закрытого колпаком 5 из

изоляционного материала, кулачка 6, неподвижно укрепленного на вращающем- ,ся штоке 7 и воздействующего на микропереключатель 8 с контактами 9 и 10 автоматических электронных измерительных приборов II и 12, микроэвм 13 и подключенного к ней индикатора 14.

При работе устройства кулачок 6 в строго определенном положении вращающегося торцового электрода 4 относительно неподвижного кольцевого электрода 3 воздействует на микропе- реключатель 8, который замыкает кон- такты 9 и 10 и подключает электроды 2, 3 и 4 к автоматическим электронным измерительным приборам 11 и 12. Прибор 1 1 измеряет злектросопро- ив- ление тонкого слоя пленки раствора без кристаллов в зазоре S между электродами 3 и 4, а прибор 12 - электросопротивление утфеля. Электрические сигналы с реостатов обратной связи приборов 1 и 12 поступают на вход микроэвм, которая вычисляет содержание кристаллов сахара в утфеле, как частное от деления разности электросопротивлений утфеля и межкристального раствора на разность элек- тросопротивлений кристаллов сахара и межкристального раствора.

Использование жестко фиксированного на штоке кулачка для измерения сопротивлений всегда при одинаковом шению (48-5)/(100-5), что составляет

имном расположении электродов, а также микропереключателя для кратковременного подключения электродов к измерительным приборам и микроэвм обе0,452 или 45,2%.

Затем в течение 54 с напряжение на измерительные электроды .не подают и за это время происходит полная реческих измерительных прибора, микро- ЭВМ со встроенным индикатором для вывода полученных результатов.

Корпус устройства погружают в ут- фель со следующими параметрами: доброкачественностью 82%, содержание сухих веществ 90%, температура 70° С.

Кулачок при вращении вместе со штоком воздействует на микропереключатель в течение 6 с, при этом измерительные электроды через контакты микропереключателя подключаются к входам измерительных приборов, на реостаты обратной связи которых поступает стабилизированное напряжение величиной 10 В, С ползунков реостатов электрическое напряжение, пропорциональное измеренному электросопротивлению, поступает на вход микроЭВМ, С клавиатуры в память микроЭВМ вводят величину электрического сопротивления кристаллов сахара, МикроЭВМ рассчитывает процентное содержание кристаллов сахара в утфеле, вьшоди- мое затем на индикатор.

Измеренное электрическое сопротивление утфеля составляет 48 кОм, электрическое сопротивление межкристального раствора - 5 кОм; По таблицам заранее определяют значение электрического сопротивления кристаллов сахара, равное 100 кОм, Содержание кристаллов сахара определяют по отно0,452 или 45,2%.

Затем в течение 54 с напряжение на измерительные электроды .не подают и за это время происходит полная ре

Изобретение относится к сахарной промышленности и может найти применение при непрерывном контроле содержания сахара в процессе уваривания сахарных утфелей. Целью изобретения является повьшение точности определения концентрации кристаллов сахара в утфеле. Величину электросопротивления кристаллов сахара задают заранее и вводят с клавиатуры в память Микроэвм 13. В импульсном режиме при длительности импульса измерения 0,1- 0,2 с от времени паузы измеряют величины электросопротивлений утфеля и межкристального раствора с помощью двух кольцевых электродов 2 и 3 и торцового электрода 4. Измеренные величины электросопротивлений поступают на вход измерительных приборов 1I, 12. С ползунков реостатов электрическое напряжение, пропорциональное измеренному электрическому сопротивлению, поступает на вход микроЭВМ, устанавливающей значение разности измеренных величин электросопротивления утфеля и межкристального раствора и значение разности заданной и измеренной величин электросопротивлений кристаллов сахара и межкристального раствора. Отношение установленных значений разности, коррелирующее с концентрацией кристаллов сахара в утфеле, выводится на индикатор 14; 1 с.п.ф-лы, 2 ил. S

спечивает существенное уменьшение лаксация зарядов на измерительных

грешности измерения, обусловленной поляризацией электродов, отсутствие идеальной коаксиальности торцового и кольцевых электродов и биениями при вращении подвижного электрода,

П р и м е р. Устройство для определения содержания кристаллов сахара в утфеле имеет цилиндрический корпус диаметром 25 мм, два кольцевых электрода шириной 10 мм, расположенных на боковой поверхности цилиндрического корпуса на расстоянии 15 мм друг от друга, торцовый электрод в виде усеченного диска диаметром 20 мм и шириной 10 мм, вращающийся

.4

45

50

с частотой 1 мин

55

кулачок, взаимоэлектродах.

При работе устройства отсутству поляризация измерительных электрод и не наблюдаются низкочастотные ко бания при измерении электрического сопротивления между электродами, в зываемые биениями при вращении под вижного электрода. Кроме того, пов шение точности определения концент ции сахара в утфеле выражается в уменьшении относительной погрешнос измерений по данным испытаний в 2 р за за счет сравнения электросопрот лений утфеля с межкристальным раст вором и чистых кристаллов с межкри тальным раствором. Это обеспечивае требуемый выход кристаллического с хара в процессе уваривания сахарны

действующий с микропереключателем в течение 6 с, два электронных автомати5

0

5

электродах.

При работе устройства отсутствует поляризация измерительных электродов и не наблюдаются низкочастотные колебания при измерении электрического сопротивления между электродами, вызываемые биениями при вращении подвижного электрода. Кроме того, повышение точности определения концентрации сахара в утфеле выражается в уменьшении относительной погрешности измерений по данным испытаний в 2 раза за счет сравнения электросопротивлений утфеля с межкристальным раствором и чистых кристаллов с межкристальным раствором. Это обеспечивает требуемый выход кристаллического сахара в процессе уваривания сахарных

утфелей, сокращает время уваривания И уменьшает расход пара.

Формула изобретения

2. Устройство для определе11ия концентрации кристаллов сахара в утфеле, содержащее цилиндрический корпус с продольным сквозным отверстием и раз- мещенкьш в нем с возможностью вращения .гаток, на одной из выступающих частей которого закреплен торцовый электрод, два кольцевых электрода, размещенных на боковой поверхности цилиндрического корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено микропереключателем с контактами, кулачком, жестко закрепленным на другой из выступающих частей щтока и вьшолненным с возможностью взаимодействия с контактами микропереключателя, двумя измерительными приборами, микроэвм и индикатором, при этом кольцевые электроды через контакты микропереключателя соединены с входами одного измерительного прибора и одним из входов другого измерительного прибора, к второму входу последнего подключен торцовый электрод, причем выходы измерительных приборов.подсоединены к входам микроэвм, а ее выход - к индикатору.

/