Устройство для определения содержания жира в молоке

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА В МОЛОКЕ, содержащее чсггочник излучения, кювету .с исследуемой пробой молока, с размещенными с обеих сторон последней датчиками рассеянных лучей, подключенными к входу дифференциального усилителя, блок питания, связанный с генератором , и блок формирования сигналов, оснащенный регистратором, о т л ичающееся тем, что, целью повышения точности, оно оснащено последовательно расположенными конденсатором и диафрагмой, терморегулятором , связанным с подогревателем, двумя металлическими пластинами, выполненными с возможностью образования между их внутренними сторонами зазора для размещения в последнем кюветы с исследуемой пробой продукта , причем в одну из металлических пластин встроены источник излучения , конденсатор и диафрагма, контактирующая с кюветой, на внутренней стороне металлических пластин смонтированы датчики рассеянных лучей , на внешней стороне - терморегулятор и подогреватель, при этом ге- § нератор посредством модулятора свя (Л зав с источником излучения и через дополнительный дифференциальный усис: литель с блоком формирования сигналов , а блок питания подключен к терморегулятору. 05 4 СД

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1(5О а .О1 И 33 О4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (21) 3414856/28-13 (22) 29.03.82 (46) 30.12,83. Вюл. М 48 (72) A.Ê. Волин, П.Д. Ирха и В.A. Каваносян (71) Кубанский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт и Конструкторское проектно-технологическое бюро Всероссийского научно-исследовательского института племенного дела (53) 8) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

:ОДЕРЖАНИЯ ЖИРА В МОЛОКЕ, содержащее источник излучения, кювету .с исследуемой пробой молока, с размещенными с обеих сторон последней датчиками рассеянных лучей, подключенными к входу дифференциального усилителя, блок питания, связанный с генератором, и блок формирования сигналов, оснащенный регистратором, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно оснащено последовательно расположенными конденсатором и диафрагмой, терморегулятором, связанным с подогревателем, двумя металлическими пластинами, выполненными с возможностью образования между их внутренними сторонами зазора для размещения в последнем кюветы с исследуемой пробой продукта, причем в одну из металлических пластин встроены источник излучения, конденсатор и диафрагма, контактирующая с кюветой, на внутренней стороне металлических пластин смонтированы датчики рассеянных лучей, на внешней стороне — терморегулятор и подогреватель, при этом ге- Я нератор посредством модулятора связан с источником излучения и через дополнительный дифференциальный усилитель с блоком формироваиия сигналов, а блок питания подключен к терморегулятору.

1064195

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к устройствам для определения содержания жира в молоке, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве, на предприятиях молочной промышленности и в НИИ.

Известно устройство для определения содержания жира в молоке, содержащее источник света, кювету с пробой, фотоприемник, линзу с зер- 10 кальной поверхностью и отверстием, подвижную диафрагму с поглощающим экраном и отверстием для прерывания световых потоков.

Применение одного фотоприемника 15 для прямопрошедших и рассеянных лучей усложняет конструкцию, так как требует применение дополнительных элементов для фокусировки и прерывания прямопрошедшего или рассеянного потока и синхронно запоминая принятых сигналов, что снижает надежность конструкции в целом. Кроме того не имеет преимуществ перед известными устройствами с двумя фотоприемниками.

При применении раздельных Фотоприемников для прямопрошедших и рассеянных лучей они находятся в одной камере на незначительном расстоянии друг от друга, поэтому разница между их температурами маловероятна.

Существенное значение имеет общее изменение температуры в камере, что имеет место на практике. В этом случае применение двух Фотоприемников имеет преимущество перед устройством с одним фотоприемником.

Интенсивность рассеянных лучей с увеличением концентрации жира воз- 40 растает, а прямопрошедших убывает.

Поэтому, например, при уменьшении температуры фотоприемников, интенсивность рассеянных лучей будет соответствовать меньшему значению со- 45 держания жира, а прямопрошедших большему, поскольку концентрация жира определится по разности сигналов фотоприемников, это в опредет енной степени компенсирует погреш- 50 ость.

Так, при изменении температуры в случае применения одного Фотопри емника это приводит к дополнительной погрешности 0,5Ъ жира, в случае же применения двух фотоприемников эта погрешность не превышает 0,05%.

Однако и эта погрешность является недопустимой, что требует комплексной температурной стабилизации эле- 60 ментов устройства.

Значительно снизить влияние температуры на раба„-у элементов устройства позволяет прямая модуляция источника излучения. В этом 65 случае источник излучения, фотопри-. емники и усилительные устройства работают на переменном Токе, что значительно снижает влияние температурного дрейфа на выходное напряжение.

Известно также устройство для .определения содержания жира в молоке, содержащее источник излучения, кюве- ту с исследуемой пробой молока, с размеценными с обеих сторон последней датчиками рассеянных лучей, подключенными к входу дифференциального усилителя, блок питания, связанный с генератором и блок формирования сигналов, оснащенный регистратором.

Однако данное устройство также не позволяет с достаточной точностью определять содержание жира в молоке.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения содержания жира в молоке, содержащее источник излучения, кювету с исследуемой пробой молока, с размещенными с обеих сторон последней датчикамИ рассеянных лучей, подключенными к входу дифференциального усилителя, блок питания, связанный с генератором, и блок формирования сигналов, оснащенный регистратором, оснащено последовательно расположенными конденсатором и диафрагмой, терморегулятором, связанным с подогревателем, двумя металлическими пластинами, выполненными с возможностью образования между их внутренними сторонами зазора для размещения в последнем кюветы с исследуемой пробой продук-, та, причем в одну из металлических пластин встроены источник излучения, конденсатор и диафрагма, контактирующая с кюветой, на внутренней стороне металлических пластин смонтированы датчики рассеянных лучей, на внешней стороне — терморегулятор и подогреватель, при этом генератор посредством модулятора связан с источником излучения и через дополнительный дифференциальный усилитель с блоком формирования сигналов, а блок питания подключен к терморегулятору.

На чертеже схематично изображено устройство для определения содержания жира в молоке.

Устройство для определения содержания жира в молоке содержит кювету 1 с исследуемой пробой молока, верхнюю 2 и нижнюю 3 металлические пластины, совмеценные своей горизонтальной частью с внутренней полостью кюветы 1. На внешней поверхности верхней пластины 2 расположен терморегулятор 4, а на внешней поверхности нижней пластины 3 распо1064.195

Составитель Н ° Арцыбашева

Техред A.Áàáèíåö Корректор M. Шароши

Редактор М. Янович

Заказ 10514/45 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ложен подогреватель 5. В зазоре между пластинами 2 и 3 и поверхностью кюветы 1 расположены датчики

6 и 7 рассеянных лучей. За датчиком б над кюветой 1 в полости пластины

2 расположен источник 8 излучения с конденсатором 9 и диафрагмой 10.

Сигналы с датчиков б и 7 подаются на входы. дифференциального усилителя 11.

Выход дифференциального усилителя 11 подключен к одному из входов второ- 10 го дифференциального усилителя 12.

При этом на второй вход дифференциального усилителя 12 подается напряжение с модулятора 13, питающее источник 8 излУчения. 15

Модулятор 13 запитан от генератора 14 ° Измерение содержания жира в молоке, соответствующего выходному напряжению второго дифференциального усилителя 12, осуществляется изме-. 2(} рительным блоком 15.

Питание устройства осуществляется от блока 16 питания.

Устройство .работает следующим об-. разом. 25

Проба молока проходит в зазоре

0,2 мм между двумя металлическими пластинами 2 и 3, нагретыми до 40 С подогревателем 5 с терморегулятором

4. Осуществляется быстрый нагрев пробы молока в тонком слое до 40ОC.

Подогретая проба молока проходит через измерительную кювету 1. Переменное напряжение генератора 14 (10 кГц) усиливается модулятором 13 и подается на источник 8 излучения арсенидогаллиевый световод с длиной волны излучения 0,95 мкм. Инфракрасные лучи через конденсатор 9 и диафрагму 1.0 плоскопараллельным потоком направляются на кювету 1 с иссле-"О дуемой пробой молока, где рассеиваются в соответствии с концентрацией жира в молоке, рассеянные лучи при-., нимаются датчиками б и 7 и подаются на входы дифференциального усилителя 11. Разностный сигнал для компенсации возможных колебаний амплитуды модулирующего напряжения срав- . нивается с модулирующим напряжением во втором дифференциальном усилителе 12. Выходной сигнал измеряется блоком 15 и регистрируется цифровым индикатором, установленным в этом блоке.

Металлические пластины выполнены из алюминия. Подогреватель типа

ЭО-0,4 мощностью 25 Вт на напряжение 27 В. Терморегулятор типа PT-40 на температуру 40 С. В качестве дифо ференциальных усилителей применены операционные усилители К284УД1. В других блоках можно испольэовать микросхемы серий К153, К155, К544 и.др.

B качестве источника излучения применен арсенидогаллиевый светодиод АЛ107Б, длина волны излучения

0,95 мкм, мощность излучения 10 мВт °

Приемники излучения — кремниевые плос.сне фотодиоды ФКДП.

Применение комплексной термостабилизации пробы молока, источника и датчиков излучения позволят добиться высокой точности определения содержания жира в молоке без дополнительных коррекций в различных природно-климатических условиях.

Устранение зависимости погрешности измерения от параметров окружающей среды позволяет пользоваться приборами, разработанными на основе предлагаемого устройства во внелабараторных условиях, непосредственно на фермах колхозов и совхозов в различных природно-климатических зонах в любое время года.