Устройство для определения структурно-механических характеристик пищевых продуктов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИС;ТИК ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, имеющее кор ,пус, шток с укрепленным на нем ийденторрм пусковой рычаг и элемент Ц a-ij .. регистрации, отличающее с я тем, что, с целью сокращения времени измерений, оно оснащено опорой и расположенными в корпусе нижней и верхней площадками, механизмом линейного перемещения верхней площадки с электромеханическим приводом , датчиком фиксированного усиЛИЯ внедрения , представляющим собой контактный винт с подпружиненной шпилькой и измерительной схемой, при этом шток с шздентором связан с верхней площадкой, а опора расположена в нижней части корпуса и выполнена в виде рифленого диска с отверстием для прохода индентора , причем механизм линейного W перемещения верхней площадки связан с датчиком фиксированного усилия внедрения, подключенным к измерительной схеме.

СОЮЗ СОТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (l 0

4(5(! С О! Н 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3620208/28-!3 (22) 12.07.83 (46) 23,05.85. Бюп.9 19 (72) В.Д. Косой, А.В. Горбатов, А.P. Дажин и А.Ф. Зимин (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт мясной и молочной промыщ ленности (53) 637.512.7 (088,8) (56) 1, Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. М., Пищевая пРомышленность, 1979, с.383.

2. Авторское свидетельство СССР

В 807179, кл. G 01 N 33/12, l979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

:СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИС:ТИК IMllEBblX ПРОДУКТОВ, имеющее кор,пус, шток с укрепленным иа нем ин дентором, пусковой рычаг и элемент регистрации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью сокращения времени измерений, оно оснащено опорой и расположенными в корпусе нижней и верхней площадками, механизмом линейного перемещения верхней площадки с электромеханическим приводом, датчиком фиксированного уси-. лия внедрения ° представляющим собой контактный винт с подпружиненной шпилькой и измерительной схемой, при этом шток с индентором связан с верхней площадкой, а опора расположена в нижней части корпуса и выполнена в виде рифленого диска с отверстием для прохода индентора, причем механизм линейного перемещения верхней площадки связан с датчиком фиксированного усилия внедрения, подключенным к измерительной схеме.!! 57451

Изобретение относится к технике контроля производственных процессов и может быть использовано для определения структурно-меха ыческих характеристик упругоэластичных и вяэкопластичных продуктов, в частности для оценки качества цельномышечной ткани независимо от вида разделки без предварительного взятия проб и прошедших терми- !О ческую обработку, формированных иэделий в мясной ирыбоперерабатывающей промышленности, контроля консистенции фаршеобразных пищевых продуктов, изучения влияния различных I$ физических факторов на качество сырья, контроля оптимальных режимов обработки пищевых продуктов.

Цель изобретения - повышение точности, а также сокращение времени 20 измерений.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - датчик фиксированного усилия внедрения; на 2$ фиг. 3 — опора с регулировочным винтом; на фиг. 4 — блок-схема измерительной системы с блоком регистрации показаний.

Устройство содержит полый корпус 1 с укрепленными на нем индикатором 2 и микровыключателем 3, рукоятку 4 с пусковым рычагом 5 н раэьемом 6, рифленый диск 7 и от- верстием 8 и регулировочным винтом 9.

Внутри полого корпуса 1 располшжен механизм линейного перемещения верхней площадки 10 состоящий из реверсивного электродвигателя 11 4О с редуктором 12 подающего винта 13, кинематически связанного с верхней . площадкой 10, на которой установлена направляющая рейка 14.

Верхняя площадка 10 соединена с датчиком 15 фиксированного усилия внедрения, состоящего иэ полого цилиндра 16 с отверстием 17, регулировочной шайбой 18,нижней площадки 19

\ с отверстием для прохождения што- $в ка 20, выполненного из диэлектричес«. кого материала в виде поршня а индентадержателем закрепленной на верхней площадке 10 контактной шпильки 21, пружины 22, выступа 23 $$ дйя крепления пружины, контактного виыта 24, связанного с индентором 25, контактной пружиной 26, Влок-схема содержит источник 2/ питания, блок 28 регистрации показаний, состоящий нз контактной пары 29, образованной контактной шпилькой 21 и контактным винтом 24 датчика 15 фиксированного усилия внедрения, эммитерного повторителя 30, фомирователя 31 счетных импульсов, статического триггера 32 .и двух элементов И 33 и 34 логического умножения, измерительную снсте" му 35, выполненную в виде, например, времяаналогового преобразователя, состоящего из двух операционных уси» лителей 36 и 37, измерительного конденсатора 38 с балластным сопротивлением 39, индикатора 2 и ключа 40 с резистором 41 утечки.

Устройство работает следующим образом.

По достижении поверхностного кочтакта исследуемого продукта 42 с опорой, выполненной в виде рифлено-го диска 7, поверхность которого препятствует смещению устройства от. носительно продукта 42, посредством нажатия пускового рычага 5 подается напряжение питания на реверсивный электродвигатель 11, блок 28 регистрации показаний и измерительную систему 35.

Электродвигатель 11 через редук" тор 12 и подающий винт 13 приводит в поступательное движение с постоянной скоростью верхнюю площадку 10, соединенную с датчиком 15 фиксированного усилия внедрения, на штоке которого установлен индентор 25.

Величина зазора между индентором 25 и плоскостью рифленой поверхности диска 7 (фиг.3), исходя иэ упругоэластнчных свойств исследуемых продуктов, выбирается для наиболее текучих, например таких, как котлетный и.сосисочный фарши с учетом проникновения продукта 42 в отверстие 8 на глубину, которая составляет 0,1 корня квадратного иэ площади последнего, при этом для исключения влияния краевых эффектов, связанных с прессовкой продуктов, виэывающей появление касательных напряжений на периферийной зоне отверстия 8, отношение площадей миделевого сечения индентора 25 и отверстия 8 при подобии их геометрических параметров и коаксиальной установке составляет 6:I °

1 15 /451

3аэор между исследуемам продуктом С2 и индентором 25 можно изменять с помощью ретулировочного винта 9.

При исследовании менее текучих продуктов зазор между ниии и индентором 25 увеличивается за счет меньшего проникновения продукта в отверстие 8, что приводит х появлению холостого хода индентора 25, кото- 1б рый учитывается регистрацией момента касания последнего с продуктом 42.

В момент касания индентора 25 с поверхностью исследуемого продукта 42 с эмиттерного повторителя 30, электрически связанного с нндентором 25 и корпусом устройства (подключение посредством проводов не показано), подается сигнал на второй вход формирователя 31 счетных импульсов, сформированный пер вый импульс которого поступает на счетный вход статического триггера

32, вызыва появление сигнала на выходе "0", подключающего источ- д ник 27 питания через первый элемент И 33 логического умножения к балластному сопротивлению 39 и измерительному конденсатору 38. Параметры измерительного конденсатора 38 н балластного сопротивления 39 выбраны таким образом, что в течение времени измерения изменение напряжения на измерительном конденсаторе 38 является линейной функцией

35 от времени зарядки.

При внедрении индентора 25 в исследуемый продукт 42 появляются деформационные силы, препятствующие процессу внедрения, которые компенсируются силами упругости пружины 22 и определяются степенью ее сжатия.

В начальный момент внедрения наблюдается явление, близкое по своему физическому смыслу к прямому

45 центральному удару с коэффициентом восстановления менее 0,5, вследствие чего возникает. импульс, .энергия которого может достигать величины потенциальной энергии деформации пружины 22, приводящей к ложному срабатыванию блока 28 регистрации показаний. При измерениях нежелатель. ны явления колебательного характера, возннкащие в результате действи И импульса на пружину 22 и инерционности системы пружина - шток с индентором. указанные выше эффекты устраняются выполнением датчика 15 фиксиро ванного усилия в виде демпфирующего элемента, в котором полый цилиндр 16 с отверстием 17 служит корпусом, а шток 20 — поршнем.

По достижении фиксированного значения усилия внедрения шток 20 демпфирует пружину 22 до заданной предельной величины линейкой деформации, соприкасающиеся контактный винт 24 и шпилька 21 замыкают электрическую цепь, подключающую источник питания к первому выходу формирователя 3! счетных импульсов, который вырабатывает последующий счетный импульс, возвращающий статический триггер 32.в исходное состояние. В результате иа выходе "I" появляется сигнал, с одновременном исчезновением сигнала на выходе "0", что приводит к отключенюо посредстsoM элемента И 33 логического умножения балластного сопротивления 39 и нэмеритепьного конденсатора 38 с подклочением последнего через элемент И 34 логического умножения.к операционному усилителю 36, являющемуся согласующим элементом с выходным сопротивлением порядка 10 Ом.

Сигнал, снимаемый с операционного усилителя с регулируемам коэффициентом усиления, подается на индикатор 2.

Так как постоянная времени разряда измерительного конденсатора 38 составляет порядка 10 с, а скорость внедрения индентора 25 в продукт 42 является константой, то фиксация показаний осуществляется на индикаторе 2, нроградунрованном в едини цах величины внедрения индентора 25, с учетом линейной деформации пружи» ны 22. Ход индентора 25 ограничивается посредством конечного выключателя 3.

После фиксации показаний вторичным нажатием пускового рычага 5 производится реверсирование электродвигателя II, подающий винт 13 приводится в возвратно-ноступательное движение, и все элементы устройства возвращаются в исходное сос. тояние в момент срабатывания конеч- . ного выключателя 3 ° отключающего питание электродвигателя 11„ блока 28 регистрации показаний и из.мерительной системы 35.

1357451

Фиг. 5

l 15745 I

Составитель И, Худякова

Редактор Н. Тупица Техред С.Легеза Корректор Ai Тяско

Заказ 336l /43 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

}l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

° Ю ° В Ва ° ВВ Ва ю В ° а аааюаю ° ююа юа юа а а °

Филиал ППП "Патент" и. Ужгород, ул. Проектная, 4