Инфракрасный измеритель влажности продуктов и материалов

 

Изобретение относится к измерительным приборам, в частности молочной промышленности. Инфракрасный измеритель влажности содержит источник инфракрасного излучения в виде лазера, содержащего систему термостабилизации. Последняя обеспечивает устойчивую полосу излучения от 1440 до 1445 нм. Также измеритель содержит кювету для анализируемого продукта, свето-приемник, усилитель, микропроцессорный блок обработки сигнала и цифровой индикатор. Микропроцессорный блок обработки сигнала оснащен интерфейсом. Лазер установлен таким образом, что угол падения потока инфракрасного излучения на анализируемый продукт равен 45o. Кроме того, лазер, усилитель, цифровой индикатор, микропроцессорный блок обработки сигнала и интерфейс объединены в единый моноблок. Измеритель влажности может также включать персональную электронно-вычислительную машину. Данный инфракрасный измеритель влажности сухих продуктов и материалов позволяет повысить точность контроля и уменьшить его габариты. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Прибор предназначен для контроля влажности различных продуктов, в том числе сухих, и материалов, в том числе сыпучих, например сухих молочных продуктов, казеина, муки, сухих синтетических и моющих сред, цемента и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому является инфракрасный (ИК) экспресс-анализатор влажности сухих продуктов, включая молочные, состоящие из источника ИК излучения, кюветы для анализируемого продукта, двух светофильтров, выделяющих излучение необходимых длин волн (измерительной и опорной), светоприемника усилителя, цифрового индикатора и микропроцессорного блока обработки сигнала [1].

Недостатком этого прибора является невысокая точность контроля, надежность и чувствительность к измеряемому параметру влажности продукта. Кроме того, прибор имеет большие габариты и высокую стоимость. Он выполнен из двух блоков: оптического преобразователя и цифрового преобразователя для обработки данных. Содержит механические узлы (вращающийся диск со светофильтрами), что снижает его надежность и точность измерения. Селективность светофильтров (в лучшем случае полуширина полосы излучения составляет 20 нм) не обеспечивает максимальной чувствительности к влаге.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности контроля надежности и чувствительности к измеряемому параметру влажности продукта или материала, а также снижению стоимости и габаритов предлагаемого прибора.

Технический результат достигается тем, что в инфракрасном измерителе влажности, включающем источник инфракрасного излучения, кювету для анализируемого продукта, светоприемник, усилитель, микропроцессорный блок обработки сигнала и цифровой индикатор, согласно изобретению в качестве источника инфракрасного излучения в него введен лазер, содержащий систему термостабилизации которая обеспечивает устойчивую полосу излучения от 1440 до 1445 нм, и установленный таким образом, что угол падения потока инфракрасного излучения на анализируемый продукт равен 45o, микропроцессорный блок обработки сигнала оснащен интерфейсом связи, а источник инфракрасного излучения, светоприемник, усилитель, микропроцессорный блок обработки сигнала с интерфейсом и цифровой индикатор объединены в единый моноблок. При этом прибор может включать персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ), которая связана с микропроцессорным блоком обработки сигнала через интерфейс.

Использование лазера в качестве источника излучения позволяет повысить в 1,5 раза точность измерения влажности исследуемого продукта, так как узкая спектральная полоса излучения лазера от 1440 до 1445 нм увеличивает максимальную чувствительность прибора минимум на порядок. Конструктивное выполнение его в виде моноблока позволило уменьшить габариты и массу в 9 раз. Отсутствие подвижных частей повышает надежность прибора. Угол падения потока инфракрасного излучения 45o является и оптимальным для полноты отражения излучения.

Схема предлагаемого прибора изображена на чертеже.

Прибор конструктивно выполнен в одном корпусе и состоит из инфракрасного лазера 1, кюветы 2 для анализируемого образца 3, снабженной прозрачным для инфракрасного излучения стеклом 4, светоприемника 5, усилителя 6, микропроцессорного блока 7 обработки сигнала, оснащенного интерфейсом 8, и цифрового индикатора 9. Прибор может также включать ПЭВМ 10, связь которой с микропроцессорным блоком обработки сигнала осуществляется через интерфейс.

Прибор работает следующим образом. Излучение лазера 1 с длиной волны от 1440 до 1445 нм проходит через стекло 4 кюветы 2 и падает на поверхность образца анализируемого продукта или материала 3 под углом 45o. Часть ИК излучения поглощается влагой, содержащейся в образце, а часть отражается. При этом угол 45o является оптимальным с точки зрения полноты отражения излучения. Отраженное ИК-излучение попадает на светоприемник 5, который преобразует его в электрический сигнал, обратно пропорциональный величине влажности образца. Этот сигнал поступает в усилитель 6 и далее в микропроцессорный блок обработки сигнала 7, где преобразуется в цифровую информацию,отражаемую показывающим цифровым индикатором 9.

Прибор может включать и ПЭВМ 10, связь которой с микропроцессорным блоком обработки сигнала осуществляется через интерфейс.

Наличие микропроцессорного блока обработки сигнала наряду с преобразователем его в цифровую информацию позволяет обеспечивать автоматическую калибровку для различных продуктов или материалов и сохранение параметров калибровки в памяти.

Формула изобретения

1. Инфракрасный измеритель влажности продуктов и материалов, включающий источник инфракрасного излучения, кювету для анализируемого продукта, светоприемник, усилитель, микропроцессорный блок обработки сигнала, цифровой индикатор, отличающийся тем, что в качестве источника инфракрасного излучения в него введен лазер, содержащий систему термостабильности, которая обеспечивает устойчивую полосу излучения от 1440 до 1445 нм, при этом он установлен таким образом, что угол падения потока инфракрасного излучения на анализируемую среду равен 45o, микропроцессорный блок обработки сигнала оснащен интерфейсом, а источник инфракрасного излучения, усилитель, цифровой индикатор и микропроцессорный блок обработки сигнала с интерфейсом объединены в единый моноблок.

2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что он включает персональную электронно-вычислительную машину, связь которой с микропроцессорным блоком обработки сигнала осуществляется через интерфейс.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для контроля жидких сред, например молочных продуктов

Изобретение относится к молочной, мясной отраслям промышленности, ветеринарии, медицинской промышленности, а именно к количественной оценке белковых веществ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения содержания жира и белка в молоке и молочных продуктах, может быть использовано на предприятиях молочной, пищевой промышленности, хозяйствах агропромышленного комплекса

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к физико-химическим методам анализа витамина B2, и предназначено для контроля содержания витамина B2 в молоке и молочных продуктах детского питания

Изобретение относится к мясной и молочной отраслям промышленности, биотехнологии производства молокосвертывающих ферментов и может быть использовано на заводах по производству ферментных препаратов и других организациях, производящих ферменты и контролирующих их качество

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения влажности твердых, сыпучих, жидких и газообразных веществ, и может быть применено в промышленности строительных материалов, пищевой, горнодобывающей и деревообрабатывающей отраслях промышленности

Влагомер // 1718064
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для измерения влажности газов, например метанового топлива

Изобретение относится к способам приготовления индикатора влажности с последующим определением воды фотометрическим или люминесцентным методом и позволяет повысить быстродействие и увеличить ресурс работы индикатора, Способ включает обработку кремнезема, содержащего химически привитые молекулы 4-толуолсульфокислоты, раствором родаминового красителя (родамина В, 3В, G

Влагомер // 1627935

Изобретение относится к оптическому аналитическому приборостроению и может быть использовано в приборах для измерения влажности сыпучих материалов по параметрам отраженного излучения

Влагомер // 1589165
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения с помощью инфракрасного излучения влажности сырьевого материала и полуфабрикатов фарфорового и фаянсового производств, продуктов калийных производств, неметаллорудных материалов, текстильных материалов и др

Изобретение относится к области приборостроения для пищевой промышленности и предназначено для автоматического измерения влажности сыпучих продуктов (таких как шрот, жмых, мятка, пищевые концентраты, и т.д.) в потоке, а также может быть использовано при измерении влажности продуктов в лабораторных условиях

Изобретение относится к газоанализу, а именно к определению мест и интенсивности утечек природного газа и ШФЛУ из магистральных трубопроводов с помощью приборов, устанавливаемых на борт летательных аппаратов
Наверх