Способ определения содержанияжиРА B МОлОКЕ и уСТРОйСТВО дляЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01N33/06 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА В МОЛОКЕ И УСТЮЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к контролю качества молока и молочных продуктов, в частност к способам определения содержания жира в молоке, и может найти применение как в на учных лабораториях, так и на предприятиях молочной промышленности. Известен способ определения содержания жи ра в молоке, предусматривающий отбор пробы, пропускание через нее ИК лучей и раздельное измерение интенсивностей прямопрошедшего и рассеянного световых потоков 1 Известно также устройство для опредёле-ния содержания жира в молоке, содержащее источник света, кювету для исследуемого про дукта, датчики прямопрошедших и рассеянных лучей, блок формирования сигналов, регистри рующий йрибор и блок питания 1. Однако известный способ и устройство не обеспечиваю необходимой товдости. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в известном способе, предусматривающем отбор пробы, пропускание через нее ИК лучей и раздельное измерение интенснвностей прямо- i прошедшего и рассеянного световых потоков, осуществляют модулирование пропускаемь1х ИК лучей с длинами волн О,95 мкм и 5,73 мкм на частотах 100 кГц и 50 кГц соответственно, попарно суммируют величины интенсивностей прямопрошедшего и рассеянного световых потоков при соответствующих длинах волн н частотах и определяют разность полученных величин, а содержание жира устанавливают по величине вычисленной разиости и модулированной величине интенсивности рассеянного светового потока с длиной волны 0,95 мкм на частоте 100 кГц. Устройство для определения содержания жира в молоке, содержащее источник света, кювету для исследуемого продукта, датчики прямопрощедших и рассеянных лучей, блок формирования сигналов, регистрирующий прибор и блок пита{в я, дополнительно снабжено истовдиком света, .кварцевым генератором, делителем частоты, фильтрами и сумматорами, при зтоМ оба источника света расположены перпендикулярно поверхности кюветы, датчик пря3мопрошедших лучей смонтирован на датчике рассешшых лучей, а в последнем предусмотре во центральное отверстие, соосное оптической оси источников света. Кроме того, в качестве источников света использованы светодиоды. На чертеже изображена блок-схема устройства. При осуществлении способа определения содержания жира в молокеотбирают пробу молока, ИК лучи с длинами волн 0,95 мкм. соответствуюцщми максимальному рассеянию и 5,73 мкм - дифференцированному поглощению,, модулируют частотами 100 кГц и 50 кГц соответственно и пропускают через пробу молока. При этом Фо Ф1 + Фг + Фз, где Фо - световой поток, пропускаемый через пробу молока; Фг - прямопрошедший световой поток; Фз - рассеянный световой поток; Фз - поглощенный световой поток. Световые потоки разделяются: Фо1 Фц + Фз1 + Фз1 Фо2 Ф12 22 + Фзг На выходе из щюбы молока рассеянньш и прямопрощедший световые потоки щюобразуются в электритеские сигналы, для разделения которых в зависимости только от одного параметра ( X ) их фильтруют по частотам модуляции 100 кГц и 50 кГц и получают со ветствеино сигналы Фц, Фзг. if Сигналы, соответств)пощие пря1 юпрошедщем и рассеянному (жетовым потокам . для каждой длины волны, попашо суммтуют 5-0 . Ф1Г+ Ф,:ФГ II + Фгз и находят разность от полу енных результатов л rt-ffo fo Фц + Фц - Ф12 Ф2. соответствующую диффереицирояашюму потло щению жировой частью молсжа при равенстве Фо1 и Фо2 - потоков излучения для различных ДЛНИ волн Фп Фз2 - Фз Фо2 - ei + Фц - Ф12 Фц - Ф22. На блок формирования подаются сигналы, соответствукяцие рассеянному световому потоку Ф i при длине волны 0,95 мкм, на наблюдается максимальное рассеяние Ж1фовыми шариками, и дифференцированному поглощению жзфовой частью Фп при длине волны 5,73 мк Таким , на входе блока форм1фоваю1я сигнала имеются электрические сигналы юменяющиеся & соответствии с интенсивностя ми рассеяния жиропыми щариками и диффере цировашото поглощения по следующим завиСШ ЮСТЯМ. Для рассеянт 3..-,.f.f(M где 1о1 - интенсивность излучаемого на по- верхность пробы светового потока Фо1 для лучей с длиной волны X; Ipi - интенсивиость рассеянного светового потока Ф}1 для лучей с длиной волны X под углом а; а-ф() 2,296875-10 где п и По - показатели преломления молока и жйровьвс щариков; Ь(г,а)« 7,291835; где d - диаметр жирового шарика; - концеитрация жира в молоке; --i - 33,5 о&ьем жирового шари ка;Я. - 0,95 мкм - длина волны излучения; Е - расстояние от пробы до датчика. Для поглощения 1п2 lea - «ва. где Uj - шпшсивиость излучаемого на поверхносп пробы светового потока Фо2 для длины .вопяы 5,73 мкм; 1п2 - интенсивность поглощ шото светового ютока Фзз для длины волны 5,73 мкм жировой частью молока; А - козффицимт поглоаюния для жира; С - концеитрация жира в молоке; h - толщииа слоя пробы молока. Рещение системы двух иезхвисимых уршнений, характеризующих содержание жира в молоке по факторам рассеяния и дифференцированного поглощения жировой частью моло- ка, позволяет существ.шно повысить точность измерения. Устройство для опреДелеши содержания жира в молоке, содержит источники 1 и 2 света, кювету 3 для исследуемого продукта, датчик 4 прямо1ф6шедай1х лучей, смонтированный на датчике 5 рассея1шых лучей, 1фи этом в последнем предускютреио центрашлюе отверстие 6, соосное оптической оси источников света, блок 7 ф(фмировашш сигналов, регистрирующий 1фн6ор 8, блок 9, шггаиия, кварцевый геиератор 10, делитель 11 частоты, фильтры 12-15 и сумматс ы 16-18. этом в качестве света использованы светодиоды. Квар1{евый генератор 10 имеет частоту колебаний 100 кГц а делитель 11 частоты на выходе имеет частоту колебаиий 50 кГц. Геиератор модулирует светодиод 1, выполненный из ;фсенида галия QaAs длиной волиы . 0,95 мкм, а делитель 11 частоты - светодиод 2, выполненный из теллурида свинца РЦТе с ДЛ1ШОЙ волны 5,73 мкм. По ходу лучей светодиодов, п тендикулярно к ним, установлена кювета 3 с пробой молока, за которой расположены плоские фотодиоды 4 и 5. Фотодиод S, датчик рассеянных световых лучей, соединен с фильтром 12, настроенным на частоту 100 кГц, и фильтром 13, настроенным на частоту 50 кГц. Фотодиод 4, датчик нрямойрошедших световых лучей, соединеи с фильтром 14, настроенным на частоту 100 кГц, и фильтром 15, нас юенным на частоту 50 кГц. Фильтры 12 и 14 соединены с сумматором 16, а фильтры 13 и 15 соедин ны с сумматором 17, в которых их сетналы суммируются. Сумматоры 16 и 17 соединены с сумматором 18, где происходит вы шташ1е их сигналов. Фильтр 12 и сумматор 18 соединены с блоком 17 формирования сигналов. к которому подключен регистрирующий 1Чрибо 8. Питание осуществляется от стабилизированного блока 9 питания. Устройство работает следуюо м образом. Пробу молока помещают в кювету 3:. СвеToJBbie потоки из светодиодов 1 и 2, промодулировашше кварцевым генерат ом tO и. делителем 11 частоты, преходя через кювету с пробой молока, рассеиваются и поглощаются. Вассеяиный световой поток воспринимается датчиком 5, злектрический сигнал разделяется фильтрами 12 и 13. Прямопрошедапй световой поток воспринимается датчиком 14, электрический оп-иал разделяется фильтрами 14 и 15. От суммы сигналов фильтров 12 и 13, полученной в сумматоре 16, вычитается в сум торе 18 сумма сигналов фильтров 13 и 14, полу юниая в сумматоре 17. На блок 7 форкшроваяия сигналов подаются сигналы с 12 и сумматора 18, зависимость измояення

которых описывается системой двух независимых уравиений, выражаюишх рассеянне и дифференцированное поглощение /жирсжой частью молока. Решение системы уравнений блоком 7, в котором целесообразно применять элементы цифровой вычислительной техники, позволяет определить содержание жира в молоке с высокой то шостью.

Одновременное использование факторов р&ссеяния и поглощения позволяет получить систему двух независимых уравнений от рассеяния жировыми шариками и дифферо циро- .

кулярио пб рхмости ккяеп 1, датчик 1фямо{цхпшдаоих лучей смонтярсюан на датчике рк еяюых яучей, а в после щем предурмотр&ю кешралыюе OTBefKTMe, соосное оптичес-. кой оси нсточюков света.

3. Ус юйство по п. 2; отличающее с я тем, что в качестве источников :(а1вта исполъзовшш светодаоды.

Источники информации, принятые воч1 11има1ше при зкспертюе 1. Авторское свидетельство СССР № 606132, кл. G &1 N 33/06, 1976. ванного поглощения жировой частью молока, что существенно повь1шает точность иэмереяня. Формула изобретения 1. Способ определёиия содержання жира в молоке, предусмац ивающий отбор пробы, пропускание через иее ИК лучей раздельное измерение инте1Ю1ганосгей прямопрощещнего и раесеянвого световых потсжов, отличающ и и с я тем, что. с целью повышения точности иэмерент, осуществляют модулирование пропускаемых ИК лучей с дпшами воли 0,95 мкм и 5,73 мкм на частотах 100 кГц и 50 кГц соответственно, попарно велй1Я18Ы иигенспвностей прямопрошедшего рксе Юйого световых потоков при соответствуюаяа длинах воли и. частотах и О1федеяяют раэтость получшиых величин, а содфжате Ж1фа устанавлюают 1Ю велитне юршслеиие разности и модулированной велм4ime шпеюжвиост рассеянного светового потока с длиной волны 0,95 мкм на частоте 100 кГц 2. Устройств для осуществлшия способа по а. i, )ее нсточиик света, кювету дня MCCReAyeiMHt} продукта,, датчики прямопрошедишх и {кюсеяюшх лучей, блок форм1фовашм смпкалов, pertucipi yiouudi прибор и бяож пмтайия, отличающееся тем, что, с целью повышеиня точности измерения, оно до1юяяительно снабжено источником (;вета, кварцевым т й1ератором, делителем частоты, фильтрами и сумматорами, при этом оба истоздика св«та расположены перпеиди