Устройство для определения жиропроницаемости материалов

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИНА

ИЗОБВЕТЕН ИЯ (968708

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Ю (22)Заявлено 06.04.81(2!) 3270258/18-25 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

G 01 и 15/08

9вударстакай квнвтет

CCCP

30 NNN вЗвбрвтввк((н вткрыткй (23) Приоритет

Опубликовано 23,10.82. Бюллетень (тт 39

Дата опубликования описания 23.10.82 (5З) ЙК539.217:.1(088.8) (72) Авторы изобретения

А.Н.Ыеглов, Т.В.Иванова, В.Е.Гуль и Н.А.Та«расова

Московский технологический институт мясной-;ю,,молочной промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЖИРОПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в пищевой промышленности для оценки качества полимерных ., упаковочных материалов, в химической

5 промышленности для оценки качества спецодежды и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для определения просачивания воды, содержащее датчик в виде стержневых электродов и отсчетное приспосоЬление, при этом отсчетное приспособление выполнено с импульсной схемой, в цепь управления которой включены электроды, причем один перфорированный, а между электродами установлена гигроскопическая прокладка Г1 1.

Недостатком данного ус«ройства является невозможность исследования го материалов неэлектропроводными жидкостями .

Известно устройство для определения проницаемости материалов органическими растворителями, содержащее приспособление для крепления образца в диэлектрическое основание с установленными на его верхней части двумя электродами, включенными в измерительную цепь электродного реле времени, при этом оба электрода расположены под испытуемым оЬразцом и изолированы друг от друга растворимой полимерной планкой, причем верхний электрод выполнен в виде металлической сетки, а нижний - в виде набора металлических подпружиненных стержней, собранных в пакет 1 2), Однако это устройство не может быть использовано для определения момента проникновения жиров и масел через полимерные мАтериалы, поскольку названные среды имеют высокие диэлектрические показатели и при их

:проникновении также не производят замыкания электрической цепи между электродами.

3 968708 Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для определения проницаемости тканей неэлектропроводными жидкостями, содержащее камеру подачи исследуемой среды, измерительную камеру и два электрода емкостного датчика, в котором камера подачи исследуемой среды выполнена в виде воронки, через которую на образец наносится исследу- to емая жидкость в виде капель. По прохождении и.идкости через ткань капля попадает в измерительную камеру между электродами датчика и изменяет емкость датчика. Регистрируя момент д изменения емкости опредей ют время проницаемости (3).

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения, так как сигнал датчика за- zp паздывает на время, необходимое для отрыва капли от образца.

Целью иэоЬретения является повышение точности определения.

Поставленная цель достигается тем, 25 что в устройстве для определения жиропроницаемости полимерных материалов, содержащем камеру подачи исследуемой среды, измерительную камеру и два электрода емкостного дат- зв чика, первый электрод размещен внутри измерительной камеры, примкнут

Ьоковой поверхностью кее стенкам и поджат пружиной, а второй электрод" размещен в стенке измерительной камеры.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из металлической камеры 1, в которой находится исследуемая среда 2. Испытуемый образец 3 закреплен между металлической камерой 1 и измерительной камерой 4 при помощи крепежных винтов. 5. Исследуемую среду 2 подводят к испытуемо- 4 му образцу 3 через отверстие в метал-, лической камере 1, закрываемой заглушкой 6. Между металлической камерой

1:и испытуемым образцом 3 установлена резиновая прокладка 7. Внутри измерительнои камеры 4 на металлической пружине 8 укреплен первый измерительный электрод 9, примыкающий одним торцом к испытуемому образцу 3, а противоположным торцом - к стенке измерительной камеры 4. В верхней поло- сти измерительной камеры 4 параллельно испытуемому образцу 3 установлен на направляющих 1() стержень 11 из

4 диэлектрического материала с расположенной на нем второй пружиной 12, которая фиксирует его положение атносительно измерительной камеры 4 за счет имеющегося на стержне 11 фиксаторе 13. Второй измерительный электрод 14, имеющий длину, равную длине первого измерительного электрода

9, установлен в стенке камеры 4 параллельно испытуемому оЬразцу 3 и первому измерительному электроду 9, при этом второй измерительный электрод 14 смещен относительно первого измерительного электрода 9, при несдеформированной первой металлической пружине 8, на половину длины в сторону верхней полости измерительной камеры 4. Ко второму измерительному электроду 14 и к концу первой металлической пружины 8 подключена схема измерения. В качестве схемы измерения может быть использован измеритель емкости (например, Е8-3, Е8-4, и т.д,) в комплексе с цифропечатающим устройством.

Устройство работает следующим оЬразом.

При отсутствии исследуемой среды

2 в камере 1 нагружают стержень 11

При этом последний опускается вглубь измерительной камеры 4 и перемещает первый измерительный электрод 9 вниз.

Приложенную к стержню 11 нагрузку . плавно уменьшают, стержень 11 поднимается в исходное положение. Электрод 9 также поднимается до тех пор, пока действующие на него силы взаимно не скомпенсируются. На него дей-. ствует направленная вертикально вверх сила упругости пружины 8-F ®, сила тяжести, направленная вертикаль= но вниз где m - масса электрода 9, g - ускорение свободного падения, Сила трения, направленная также вертикально вниз

Р =K F +Ê F F (К +К ), т л н+аи и 2. где F - сила нормального давления, действующая на торцы электрода 9, на торец, примыкающий к испытуемому оЬразцу и на торец, примыкающий к стенке измерительной камеры 4;

К - коэффициент. трения торца

1 электрода 9 о материал испытуемого оЬразца 3;

968708

К - коэффициент трения торца электрода 9 о материал стенки измерительной камеры 4.

Таким образом, электрод 9 будет подниматься вверх до тех пор, пока

Н ()

ЩУЖ

Измерительные электроды 9 и 14, которые параллельны и частично перекрывают друг друга, представляют со- 30 бой конденсатор с плоско параллельными пластинами, обладающий электрической емкостью С, которая будет оставаться постоянной до тех пор, пока не нарушится разностью (1 ), т.е. 1S первый измерительный электрод 9 не сместится относительно второго измерительного электрода 15, что вытекает из выражения с ЕоаS

0= (1)

20 где Ер - диэлектрическая проницаемость вакуума, - диэлектрическая проницаемость материала (в данном случае диэлектрического материала, из которого выполнена измерительная камера 4); .

О - расстояние между пластинами (между электродами 9 и 14); 30

- площадь пластины конденсатора, если они равны (площадь электрода 14, которая перекрывается электродом 9) Ä

После этого в металлическую каме- з ру 1 подводят исследуемую среду 2 (растительные и животные жиры и масла), измерительный электрод 9 будет находиться в покое до тех пор, пока среда 2 не проникает сквозь испытуемый образец 3 к его поверхности.

Как только между испытуемым образцом 3 и торцом электрода 9, примыкающим к нему, появится исследуемая среда 2 (растительные или животные жиры и масла), то сразу изменится коэффициент трения К„ (уменьшится до

К за счет появившейся между трущимиt ся поверхностями смазки), при этом равенство (1 ) нарушится, Это привоSO дит к тому, что Р станет больше

rlP74 яц+Ги(К +К21 ° так как K > К, и изме" рительнйй электрод 9 под действием силы упругости пружины 8 передвинется вверх, пока действующие на измерительный электрод 9 силы взаимно не

5S скомп енси р уют ся .

t при=>g+ „(К„+,).

При перемещении измерительного электрода 9 изменяется емкость электрического конденсатора, образованного электродами 9 и 14, так как изменится площадь электрода 14, перекрываемая электродом 9 и станет равной причем S > S, т.е. электрическая емкость между электродами 9 и 14 увеличится и станет равной С (С С ).

Таким образом, в момент проникновения исследуемой среды 2 сквозь испытуемый образец 3 (образец полимера) увеличится значение электрической емкости между измерительными электродами 9 и

14 со значения Сo до С . В качестве схемы измерения можно испогВзовать приборы, позволяющие зафиксировать момент отклонения значений электри« ческой емкости от номинального значения измерителя емкостей. Длина измерительных электродов 9 и 14 зависит от жесткости пружины 8 и силы давления Рн, определяемой натяжением

Винтов °

В случае испытания образцов 3 в виде тонких пленок в металлической камере 1, примыкая к испытываемому образцу 3, устанавливается (крепится в металлической камере 1) металлическая сетка или металлическая пластина с перфорациями для.того, чтобы под действием силы нормального давления F не происходило деформации испытуемого образца 3 (не показана)..

Дпя того, чтобы чувствительность данного устройства была максимальна, необходимо, чтобы коэффициент трения К был бы как можно меньше

Это достигается в данном устройстве тем, что торец измерительного электрода 9, примыкающий к стенке измерительной камеры 4, смазан жиром или другим смазочным веществом. Трущиеся торцы измерительного электрода 9 имеют высокую чвстоту обработки, как и стенки измерительной камеры 4, по, которой скользит измерительный электрод 9. Поскольку поверхность испытуемого образца 3 может иметь неров- .. ности, то ребра электрода 9, которые примыкают к испытуемому образцу 3, выполнены слегка закругленными (не . показаны).

Вариантом выполнения предлага— емого устройства может быть устройство, у которого второй измерительный электрод расположен в торцовой стенке измерительной камеры.

2. Авторское свидетельство СССР

И 68135, л. Ь 01 Н 15/08, 1978. ув 3. Авторское свидетельство СССР 577434, кл. 6 01 и 15/08, 1976 (прототип).

Формула изобретения

Устройство для определения жиропроницаемости материалов, содержащее изюерэеа

ВНИИПИ Заказ 8157/72 Тираж 887 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 7 968708 8

Предложенное устройство выгодно камеру подачи исследуемой среды, изотличается от существующих устройств мерительную камеру и два электрода ем-. ем, что позволяет повысить точность костного датчика, о т л и ч а egngcwpoeaqwa момента проникновения щ е е с я тем, что, с целью повышежиров или масел через полимерные ма- 5 ния точности определения, первый электериалы различной химической природы. трод размещен внутри измерительной

Устройство может быть рекомендова- камеры, примкнут боковой поверхноно не только для научных исследова- стью к ее стенкам и поджат пружиной, ний проницаемости жиров или масел а второй электрод размещен в стенке через полимерные материалы, но и для <В измерительной камеры. оценки качества готовой продукции (полимерных пленочных материалов) Источники информаци 1 У в производственных условиях (напри" принятые во внимание при экспертизе мер, выборочный контроль качества в условиях центральных заводских ла- И f Авторское свидетельство СССР бораторий ) .,N 405055, кл. G 01 И 15/02, 1972.