Устройство для исследования структурно-механических свойств вязкопластичных продуктов Советский патент 1989 года по МПК G01N33/12 

1

Изобретение относится к мясомолочной и пищевой промышленности и может найти применение для оценки качества вязкопластичных продуктов по консистенции, например рыбных и мясных фаршей, теста, шоколадных масс и т.д., сыпучих продуктов по степени сыпучести, например сухих молочных продуктов, муки и т.д., а также других продуктов по твердости, например, сублимированного мяса, сахара, хлебопекарных и кондитерских изделий.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем использования непосредственного цифрового отсчета погружения индентора в исследуемый продукт.

Поставленная цель достигается тем, что s устройстве применена измерительная системаs которая состоит из двух свободно вращающихся дисков, спаренных редуктором, при этом на одном из дисков по концентрической окружности на одинаковом расстоянии друг от друга выполнены отверстия, на одной линии с центрами отверстий с одной стороны данного диска установлены источники света, а с другой фоторезисторы, второй диск оснащен двумя шкивами, на которых одними концами закреплены тонкие гибкие тро сы, другим концом один из тросов связан с валом электродвигателя, а второй - со штоком индентора. Кроме того, устройство снабжено цифровым блоком, состоящим из триггеров, соединенных с фоторезисторами сумматора, подключенного к симметричным триггерам, и двух каналов индикации, каждый из которых состоит из последовательно включенных логического элемента 2И-НЕ, счетчика-дешифратора и цифрового индикатора, электронного ключа, электрически связанного со штоком таймера, причем электронный ключ подсоединен к логическому элементу и таймеру, два выхода последнего - к каналам индикации, а третий выход - к блоку управления электродвигателя .

В зависимости от заданной точности измерения устройство может иметь различную редукцию, а в измерительную систему может входить несколько комплектов источников света и фоторезисторов.

На фиг. 1 показано устройство, реализованное с редукцией 1:5 и двумя парами источников света и фоторезисторов, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - измерительная система, вид сверху.

Устройство содержит предметный столик 1, на котором установлена емкость 2 с исследуемым продуктом 3, сменный индентор 4 со штоком 5, диск 6 с отверстиями 7 и шестерней 8, связанной с шестерней 9 диска 10, который выполнен с двумя шкивами, источники 11 света (фиг. 2) и фоторезисторы 12. Отверстия 7 выполнены по концентрической окружности диска 6 и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. На одной линии с центрами отверстий 7 установле

0

0

5

5

0

5

0

5

0

5

ны с одной стороны источники 11 све та, а с другой стороны - фоторезисторы 12С На шкивах диска 10 одними | концами крепятся гибкие тросы 13 и 14. На втором конце гибкого троса

13крепится шток 5 со сменным инден- тором 4, а второй конец троса 14 крепится к валу электродвигателя 15. Фоторезисторы 12 подключены к триггерам 16 и 17, выходы которых подключены к сумматору 18. Выход сумматора 18 через логические элементы 19, 20 и 21 подключены к счетчикам- дешифраторам 22 и 23. Выходы счетчиков-дешифраторов 22 и 23 подключены к цифровым индикаторам 24 и 25. Шток

5электрически связан с электронным ключом 26, который подключен к логическому элементу 19 и таймеру 27. Таймер 27 подсоединен к логическим элементам 20 и 21 и блоку 28 управления, который через два электромагнитных реле 29 и 30 подключен к электродвигателю 15. На второй вход блока 28 управления подсоединена кнопка 31 Пуск.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии перед измерением, шток 5 со сменным индентором 4 находится в верхнем положении и удерживается тросом 14. После установки на предметном столике 1 емкости 2 с исследуемым материалом 3 нажимают на кнопку 31 Пуск, при этом вал электродвигателя 15 начинает вращаться по часовой стрелке и раскручивать трос 14. Как только трос

14начинает раскручиваться, шток 5 с индентором 4 под действием силы тяжести начинает опускаться, приводя при этом во вращение диск 10, который через шестерни 8 и 9 приводит во вращение диск 6. При вращении диска

6на фоторезисторы 12 через отверстия 7 поочередно попадают световые лучи от источников 11 света, что приводит к скачкообразному изменению сопротивления фоторезисторов 12. Сопротивления фоторезисторов 12 являются элементами триггеров 16 и 17, которые вырабатывают прямоугольные импульсы с частотой изменения сопротивления фоторезисторов 12. В сумматоре 18 импульсы суммируются и подаются

на логический элемент 19. Как только индентор 4 коснется исследуемого продукта 3, электронный ключ 26 поП., II

дает J на второй вход логического элемента 19 и одновременно включает таймер 27, последний подает 1 на вторые входы логических элементов 20 и 21 и счетчик 22 начинает считат импульсы, поступающие от сумматора 18.

Информация о количестве поступивших в счетчик импульсов отображается на индикаторе 24 , Электродвигатель 15 после поворота на определенный угол, которому соответствует максимальное погружение индентора 4 в исследуемый продукт 3, останавливается хотя шток 5 с индентором 4 по инерции продолжает погружаться в исследуемый продукт, После истечения заданного промежутка времени таймер 27 подает О на второй вход логического элемента 20 (чтобы не пропустить к счетчику импульсы, поступающие от сумматора 18 при подъеме штока 5 с индентором 4) и одновременно включает электродвигатель 15, который, вращаясь против часовой стрелки, наматывает трос 14 на вал. Трос 14 приводит во вращение диски 6 и 10, поднимая при этом шток 5 с индентором 4 в исходное положение. Сброс информации индикатора 24 и приведение системы к началу нового цикла осуществляется нажатием на кнопку 31 Пуск.

Для получения информации о глубине погружения индентора 4 в исследуемый продукт 3 в динамике при различном заданном промежутке времени поочередно используются счетчики-дешифраторы 22 и 23 с соответствующими табло 24 и 25 и логическими элементами 19, 20 и 21.

Устройство,реализованное диском с сорока отверстиями, редукцией 1:5 и двумя комплектами источников света и фоторезисторов, позволяет производить измерения с точностью до О,1 мм,

Конструкция измерительной системы позволяет рассчитать устройство на любую заданную точность измерения.

Кроме того, использование в предлагаемом устройстве таймера, двух счетчиков-дешифраторов и логических

10

15

0

5

0

5

0

5

0

элементов позволяет определить глубину погружения индентора в исследуемый продукт в динамике при различном заданном времени погружения для даль-, нейшей математической обработки и получения математической модели исследуемого продукта, а также построения градуировочной характеристики.

Формула изобретения

Устройство для исследования структурно-механических свойств вязко- пластичных продуктов, содержащее предметный столик, на котором установлена емкость с исследуемым продуктом, сменный индентор со штоком, электродвигатель с блоком управления и измерительную систему, о т л и ч а ю- щ е е с я -тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено цифровым блоком, содержащим электронный ключ, таймер, триггеры, сумматор, логический элемент 2И-НЕ, два канала индикации, каждый из которых состоит из последовательно включенных дополнительного логического элемента 2И-НЕ, счетчика-дешифратора и цифрового индикатора, причем индентор электрически связан с электронным ключом, соединенным с таймером и логическим элементом 2И-НЕ, таймер подключен к блоку управления электродвигателя и связан с входами каналов индикации, триггеры последовательно через сумматор и логический элемент 2И-НЕ подключены к входам каналом индикации, а измерительная система содержит два свободно вращающихся диска, соединенных через редуктор, источники света и фоторезисторы, при этом один из дисков выполнен с отверстиями, расположенными по концентрической окружности на одинаковом расстоянии друг от друга, по обеим сторонам его на линиях,проходящих через центры отверстий, установлены источники света и фоторезисторы, подключенные к триггерам, а другой диск оснащен двумя шкивами, на первом из которых закреплен трос, связанный с электродвигателем, а на втором - трос, связанный со штоком индентора.

Фие.1

3 2Л

Изобретение относится к мясомолочной и пищевой промышленности и предназначено для оценки структурно-механических свойств вязкопластичных продуктов по консистенции, сыпучих материалов по степени сыпучести и других продуктов по твердости. Целью изобретения является повышение точности измерения.Устройство содержит предметный столик с емкостью для исследуемого продукта и сменный индентор со штоком. Измерительная система устройства выполнена из двух свободно вращающихся дисков, спаренных редуктором. На одном из дисков по концентрической окружности выполнены отверстия. С одной стороны диска установлены источники света, а с другой - фоторезисторы. Второй диск оснащен двумя шкивами, на первом из которых закреплен трос, связанный с валом электродвигателя, а на втором - трос, связанный со штоком индентора. Цифровой блок устройства состоит из электронного ключа, таймера, триггеров сумматора, подключенного к триггерам, логического элемента 2И-НЕ и двух каналов индикации, каждый из которых состоит из последовательно включенных дополнительного элемента 2И-НЕ, счетчика - дешифратора, цифрового индикатора и трех логических элементов 2И-НЕ. Электронный ключ подключен к логическому элементу и таймеру, а последний-к каналам индикации. Устройство позволяет производить измерения погружения индентора с точностью до 0,1 мм. 3 ил.

т &f

,11