Устройство для измерения вязкости пищевых масс Советский патент 1991 года по МПК A23G1/04 G01N11/16 

Изобретение относится к измерению реологических характеристик непрозрачных многокомпонентных низковязких пищевых масс в потоке и, в частности, может быть использовано для измерения вязкости шоколадных масс на стадиях разводки, гомогенизации, конширования и темперирования.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений.

Цель достигается тем, что стройство содержит снабженную термостатирующей рубашкой проточную ячейку для исследования пищевых масс в потоке, заслонку, установленную на входе в проточную ячейку пищевых масс, связанную со штоком исполнительного механизма, чувствительный элемент, установленный на рычаге, перемещаемый под действием постоянной нагрузки, блок питания, измерительную схему.

Измерительная схема включает генератор импульсов, селектор импульсов, датчики, блок задержки. Генератор импульсов подключен к блоку задержки, выходы которого через свои контакты соединены с исполнительными механизмами, вход селектора импульсов соединен с выходом блока сброса импульсов, вход которого подключен к датчику нижнего положения, друа

чз

vj

а

00

а

гой вход селектора импульсов соединен с датчиком верхнего положения, причем выход селектора импульсов последовательно соединен со счетчиком импульсов, дешифратором и блоком индикации.

С целью расширения диапазона измерения исследуемых пищевых масс, чувствительный элемент дополнительно снабжен элементами в форме дисков,

Выполнение измерительной схемы на стандартных интегральных микросхемах позволяет проводить измерение вязкости шоколадных масс в потоке с большей надежностью и точностью.

Включение в измерительную схему селектора импульсов позволяет пропускать сигналы, поступающие от генератора импульсов, в промежутке времени, соответствующем измерению. Генератор импульсов создает последовательность импульсов с частотой следования 50 Гц.

Блок питания формирует напряжение питания на интегральные микросхемы и газоразрядные индикаторы.

Блок задержки следит за режимом измерения, осуществляет временное ожидание, необходимое для успокоения исследуемой пищевой массы, снижая тем самым погрешность измерения вязкости, и после этого подает сигнал на повторение цикла измерения.

Блок задержки оказывает воздействие на управление исполнительным механизмом возврата чувствительного элемента в исходное положение. Малая частота переключений блока задержки позволяет повысить надежность работы. Благодаря использованию резисторов с переменным сопротивлением в цепи коллектора блока задержки имеется возможность регулировать частоту колебаний, что важно для проведения измерения с различными исследуемыми пищевыми массами.

Блок сброса импульсов при получении сигнала1 от датчика нижнего положения производит его обработку и адресацию к селектору импульсов.

Датчик нижнего положения формирует сигнал сброса показаний, необходимость которого обусловлена измерением вязкости следующего цикла. Информация от него через блок сброса импульсов, селектор импульсов, счетчик импульсов и дешифратор поступает на блок индикации, производя на табло цифровое обнуление.

Датчик верхнего положения осуществляет непосредственное измерение времени прохождения чувствительным элементом заданного пути с помощью предлагаемой измерительной схемы.

Счетчик импульсов формирует информацию о времени движения чувствительного элемента в исследуемой пищевой массе. Дешифратор производит преобразование временного интервала в код, соответствующий вязкости исследуемой пищевой массы.

Блок индикации предназначен для регистрации результата измерения, выраженного в цифровом виде.

Кроме того, для использования предлагаемого устройства в широком диапазоне измерений чувствительный элемент дополнительно снабжен элементами в форме дисков, позволяющими изменять сопротивление движения, которое определяется сопротивлением давления (лобовое сопротивление) и сопротивлением трения (вязкостное сопротивление), зависящим от

характера движения, формы тела и числа Рейнольдса.

На фиг.1 изображена общая схема устройства; на фиг.2 - принцип работы датчика верхнего положения.

Устройство для измерения вязкости пищевых масс содержит блок 1 питания, блок 2 задержки, размыкающий контакт 3 реле блока 2 задержки, исполнительный механизм 4, заслонку 5, проточную ячейку 6 с

термостатирующей рубашкой, обеспечивающей проведение измерений при необходимых температурных режимах.

Измерительная схема 7 включает генератор 8 импульсов.

Замыкающий контакт 9 реле блока 2 задержки обеспечивает связь с исполнительным механизмом 10, шток которого расположен под рычагом 11, закрепленным на шарнирной опоре 12. На рычаге 11 установлены постоянный груз 13, обеспечивающий возвратное движение, постоянный магнит 14 и чувствительный элемент 15, содержащий сменные наконечники, выполненные в форме дисков, помещенный в проточную

ячейку, 6 с термостатирующей рубашкой.

Кроме того, в измерительную схему 7 включены датчик 16 нижнего уровня, блсн 17 сброса импульсов, обеспечивающий стирание предыдущей информации, се

лектор 18 импульсов, счетчик 19 импульсоь который производит подсчет импульсов, дешифратор 20, блок 21 индикации, индицир, ющий на табло цифровое знамени измеряемой вязкости, датчик 22 верхи ;.

уровня, производящий непосредствен измерение вязкости по косвенному пи метру времени.

Устройство работает следующим of

зом.

При включении устройства в сеть напряжение поступает в блок 1 питания, блок 2 задержки, размыкающий контакт 3, исполнительный механизм 4, который закрывает заслонку 5 на входе пищевой массы в проточную ячейку 6. Одновременно в измерительной схеме 7 сигнал от блока 1 питания и генератора 8 импульсов поступает на блок 2 задержки, в котором срабатывает реле (не показано), замыкающий контакт 9 этого реле срабатывает и на исполнительный механизм 10 поступает напряжение. Шток исполнительного механизма 10 выдвигается из корпуса и поднимает плечо рычага 11 относительно исходного положения.

Одновременно с поднятием правого плеча рычага 11 левое плечо опускается, причем на нем установлен постоянный магнит 14 и чувствительный элемент 15.

Датчик 16 нижнего уровня представляет собой геркон, который, попадая под действие магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом 14 при его совместном перемещении с рычагом 11, срабатывает, и сигнал поступает последовательно на блок 17 сброса импульсов, селектор 18 импульсов, счетчик 19 импульсов, дешифратор 20 и блок 21 индикации, производя сбрасывание (обнуление) показаний предыдущего измерения на информационное табло.

Через некоторый промежуток времени, длительность которого определяется настройкой блока.2 задержки, срабатывает его реле, контакт 9 которого размыкается, и рычаг под действием груза 13 возвращается в исходное положение, а чувствительный элемент 15 перемещается в исследуемой пищевой массе. Время прохождения чувствительным элементом 15 участка пути до исходного положения непосредственно зависит от вязкости измеряемой пищевой массы. Чем больше вязкость, тем длительнее перемещение.

При прохождении чувствительного элемента 15 мимо датчика 22 верхнего уровня последний срабатывает, соединяя селектор с генератором импульсов. С этого момента начинается измерение времени до тех пор, пока чувствительный элемент 15 не пройдет заданный отрезок пути. Сигнал от генератора 8 импульсов через датчик 22 верхнего уровня поступает на селектор 18 импульсов.

Селектор 18 импульсов обеспечивает прохождение или запрет сигналов, поступающих от генератора 8 импульсов к счетчику 19 импульсов, который производит сбор и обработку информации о времени перемещения чувствительного элемента 15.

Сигнал от счетчика 19 импульсов поступает в дешифратор 20, в котором временной интервал преобразуется в код. После преобразовательно-вычислительных операций результат измерения в цифровом виде выводится на блок 21 индикации. Через некоторое время срабатывает реле блока 2 задержки и размыкается контакт 3. Шток исполнительного механизма 4 с закрепленной на нем заслонкой 5 перемещается в верхнее положение, и новая порция исследуемой пищевой массы поступает для изме0 рения. Затем снова срабатывает реле блока 2 задержки и цикл измерения повторяется, Продолжительность цикла измерения и возврат чувствительного элемента 15 в исходное положение составляет 10-15 с и за5 дается элементами блока 2 задержки.

Низковязкие пищевые массы по своим физико-механическим характеристикам имеют широкий диапазон измерения. Предлагаемое устройство позволяет проводить

0 измерение вязкости любых исследуемых пищевых масс до 30 ПА.с путем замены только дисков чувствительного элемента из прилагаемого набора. Замену диска чувствительного элемента в зависимости от вяз5 кости испытуемых пищевых масс осуществляют снятием его с рычага 11 с последующей установкой нового. В качестве испытуемых пищевых масс применялись жировая и шоколадная глазурь и шоколад0 ные массы с соответствующими диаметрами дисков чувствительных элементов 20, 50 и 90 мм.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет

5 повысить надежность и точность измерения испытуемых пищевых масс за счет применения электронной измерительной схемы и ис- пользования набора чувствительных элементов, выполненных в форме дисков.

0 Из организационно-технических мероприятий применение предлагаемого устройства позволяет улучшить условия труда, проводить монтаж практически в любом месте технологического процесса, осуществ5 лять подключения к любой системе управления с мини- или микроЭВМ. Форму.ла изобретения 1. Устройство для измерения вязкости пищевых масс, содержащее снабженную

0 термостатической рубашкой проточную ячейку, заслонку, исполнительный механизм, чувствительный элемент, блок питания, измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности,

5 измерительная схема включает.генератор импульсов, селектор импульсов, счетчик импульсов, дешифратор, блок индикации, блок сброса, датчики верхнего и нижнего уровней, блок задержки, причем пергый лод селектора импульсов соединен с ал1 TI

верхнего уровня, а второй - с блоком сброса, вход которого соединен с датчиком нижнего уровня, первый выход генератора импульсов соединен с датчиком верхнего

тельно подключены дешифратор и блок индикации.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью расширения диапазона

уровня, а второй - с блоком задержки, вы- 5 измерений, чувствительный элемент содертельно подключены дешифратор и блок индикации.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью расширения диапазона

Изобретение относится к измерению v реологических характеристик непрозрачных многокомпонентных низковязких пищевых масс в потоке. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений. Устройство содержит блок питания, измерительную схему, чувствительный элемент, исполнительный механизм, заслонку, проточную ячейку с термостатирующей рубашкой, обеспечивающей проведение измерений при необходимых температурных режимах. Измерительная схема состоит из генератора импульсов, блока задержки. Кроме того, в измерительную схему включены датчик нижнего положения, блок сброса импульсов, обеспечивающий стирание предыдущей информации, селектор импульсов, счетчик импульсов, дешифратор, блок индикации, датчик верхнего положения, который производит непосредственное измерение путем фиксации моментов времени прохождения постоянного магнита, связанного с чувствительным элементом, перемещающимся в исследуемой среде 1 з.п. ф-лы, 2 ил. С/1 с

ход селектора импульсов соединен с входом счетчика импульсов, к которому последоваНаправление

постоянного магнита

1 N i S U Щ

ГА/ I SI

жит сменные наконечники, выполненные в форме дисков.

фиг.1

I N I S 1