Изобретение относится к техййке исследования пищевых продуктов, в частности к устройствам для определения содержания жира и белка в молоке, и может найти применение в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

Известно устройство для одновременного определения жира и белка в молоке, содержащее источник света, конденсор с диафрагмой для фокусировки светового потока, светофильтр, обеспечивающий нужную длину волны, кювету с анализируемой пробой, вогнутое зеркало, расположенное за кюветой и служащее .для разделенин световых потоков на прямопрошедший и . рассеянный под малыми углами вперед, которое вогнутой поверхностью обращено к кювете и выполнено с центральным отверстием, соосным источнику света, два фотоприемника, регистрирующих прямогрошедший и рассеянный вперед световые потоки (1). . Однако использование немонохроматических источников света и конденсоров снижает точность измерения.

Регистрация рассеянного светового потока ведется не под оптимальными углами. Конструкция приспособления, фокусирующего рассеянный световой поток, позволяет регистрировать только часть рассеянного. частицами жира и белка светового потока, что также ухудшает точность измерения. Использование при. регистрации двух фотоприемников понижает точность измерения вследствие того, что их характерис1й-" ки при эксплуатации могут меняться независимым образом. Точность этого устройства 0,03%.

Известно устройство для определе15 ния содержания жира и белка в молоке, состоящее из источника монохроматического света, проточной кюветы для анализируемого продукта и фотоприемника. При этом имеется еще один фотоприемник, и они расположены под оптимальными углами, установленными путем измерения индикатрис рассеяния для каждого из определяемых компонентов (2) .

Недостатком известного устройства является. невысокая точность определения содержания жира и белка в молоке.

Целью изобретения является повышение точности определения содержа30 ния жира и белка в молоке.

968757

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения содержания жира и белка в молоке, состоящее из источника монохроматцческого света, проточной кюветы для анализируемого продукта и фотоприемника, снабжено подвижной диафрагмой для попеременной регистрации прямопрошедшего и рассеянного световых потоков, расположенной между кюветой и фотоприемником, и приспособлением для фокусирования на фотоприемник рассеянного светового потока, выполненным в виде линзы с зеркальной поверхностью и центральным отверстием, соосным источнику монохроматического 15 света, при этом приспособление для фокусирования рассеянного светового потока размещено перед кюветой и прикреплено к ней.

Регистрация прямопрошедшего и рассеянного назад световых потоков с помощью одного фотоприемника исключает возможные расхождения результатов измерений вследствие независимого изменения характеристик фотоприемников во время эксплуатации, что улучшает точность измерения. В данном устройстве конструкция приспособления для фокусировки на фотоприемник рассеянного светового потока позволяет собрать большую часть рассеянНого частицами жира и белка света, чем в известном устройстве, что повышает точность измерения.

На фиг. 1 изображена схема устрой« 35 ства для одновременного определения содержания жира и белка в молоке; на фиг. 2 вЂ” рассеяние светового потока частицей анализируемого продукта, когда к стенке кюветы крепится линза 4() с зеркальной поверхностью с показателем преломления, равным или больу кюветы т,е ° ï g < л п4 (в этом случае удается собрать рассеянное излучение из заданной полусферы, 45 вплоть до e = 90 ), Устройство содержит источник 1 монохроматического света, например лазер, обеспечивающий монохроматичный и высоконаправленный световой поток, приспособление 2 для фокусировки на фатоприемник рассеянного назад светового потока, выполненное в виде линзы с центральным отверстием и зеркалькой поверхностью (линза прикреплена к стенке кюветы), проточную кювету 3 с анализируемой пробой, подвижную диафрагму 4, выполненную в виде диска с диаметром, превосходящим размеры фокусируемого на фотоприемник светового пучка,,с поглощающим 60

:экраном 5 и отверстием 6, служащую для попеременной регистрации с помощью одного фотоприемника 7 прямопрошедшего и рассеянного назад световых потоков, и электронный блок 8, преобразующий сигналы фотоприемника в процентное содержание жира и белка.

Устройство работает следующим образом.

Разбавленную водой пробу молока пропускают через проточную кювету 3, на которую направляют излучение источника 1 монохроматического света, работающего в непрерывном режиме. Ла- . зерное излучение, обладающее высокой монохроматичностью H пространственной направленностью, проходит через кювету с пробой, где происходит частичное рассеивание, пропорциональное концентрации жира и белка. Рассеянное назад излучение фокусируют с помощью приспособления 2 на фотоприемник 7, причем диафрагма 4 повернута в этот момент так, что поглощающий экран 5 прекрывает прямопрошедший луч и регистрирует только рассеянный назад световой поток. Затем диафрагму поворачивают на 90 и перекрывают фокусируемый на фотоприемник рассеянный световой поток, а прямопрошедший, пройдя через .отверстие 6 в диафрагме, попадает на фотоприемник. Электрон.ный блок 8 регистрирует сигналы, поступающие от фотоприемника, и преобразует их в процентное содержание жира и белка.

Для повышения точности определения содержания белка в данном устройстве приспособление для фокусирования светового потока, выполненное в виде вогнутого зеркала фокусирует на фотоприемник излучение, рассеянное жиром и белком назад. При этом большая точность регистрации. содержания белка достигается за счет того,что интенсивность светового потока, рассеянного жировыми шариками назад, меньше в 10 раз интенсивности светового потока, рассеянного ими вперед, тогда как белок рассеивает свет во все стороны одинаково. Таким образом, в регистрирующий блок поступает сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока прямопрошедшего и рассеянного назад, соответствующий количеству жира, и сигнал, пропорциональный интенсивности рассеянного назад светового потока, соответствующий количеству белка..

Регистрация одного и того же светового потока двумя фотоприемниками, у к о торых темпе ра туры ра зли чают с я на 1С С, приводит к ошибке в показаниях 0,5% от величины регистрируемой интенсивности.

При анализе пробы молока, содержащей концентрацию жира 6Ъ, указанная величина ошибки составит О,ОЗЪ, В табл. 1 приведены экспериментально полученные абсолютные погрешности измерений различных концентраций компонентов анализируемого продукта при расхождении температур у двух фотоприемников.

968757

Т а б л и ц а 1

Абсолютная погрешность, Ъ, концентрации.при различных . температурах фотоприемников, ОС

Концентрация жира и белка, Ъ

1,0 2,0

3,0

0 5

0,090

0,075

0,060

0,050

0,030

0,025

0,020

0,015

0,013

0,010

0,040

Т а б л и ц а 2

Устройство Величина регистрируемой интенсивности Ошибка, Ъ рассеянного светового потока

9,8

Известное

0,1

22,54

0,043

Предлагаемое

Формула изобретения

В данном устройстве повышение точности измерения достигается еще тем, что для фокусировки на фотоприемник рассеянного светового потока, регистрируемого под оптимальными углами, использовано приспособление, выпол.ненное в виде линзы с зеркальной поверхностью и отверстием, соосным ис- 20 точнику света. Приспособление расположено между источником света и кю- ветой и прикреплено к последней, например, с помощью клея для скрепления оптических изделий. Это позволя- 25 ет сфокусировать на фотоприемник большую, чем в известном устройстве часть рассеянного частицами жира и белка светового потока.

Точность измерения содержания жиIpa и белка в существенной мере определяется соотношением между величиной регистрируемого рассеянного светового потока и погрешностЬю измериПриведенные данные показывают, что 45 предлагаемое. устройство в 2-3 раза улучшает по сравнению с известным точность регистрации рассеянного светового потока.

Устройство для определения содержания жира и белка в молоке, состоящее иэ источника монохроматичеекого света, проточной кюветы для анализируемого продукта и фотоприемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено подвижной диафрагмой для попеременной регистрации прямопрошедшегб и рассеянного световых потоков, тельной аппаратуры. Если, например, погрешность измерительной аппаратуры, составляет +1 относительную единицу, а регистрируемая часть рассеянного светового потока составляет 5 относительных единиц, то погрешность измерения компонентов составит +20Ъ; при регистрации части рассеянного света в 10 относительных единиц погрешность составит уже 110Ъ. Поэтому, чем большую часть рассеянного частицами жира и белка светового потока удается собрать для регистрации, тем выше точность определения их концентрации.

В табл. 2 приведены в относительных единицах экспериментально полученные значения интенсивностей рассеянного назад светового потока и ошибок их регистрации измерительной аппаратурой, погрешность которой условно принята за 1, у известного и предлагаемого устройств.

I расположенной между кюветой и фотоприемником, и приспособлением для фокусирования на фотоприемник рассеянного светового потока, выполненным в виде линзы с зеркальной поверхностью и центральным отверстием, соосным источнику монохроматического света, при этом приспособление для фокусирования рассеянного светового потока размещено перед кюветой и прик реплено к ней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 606130, кл. G 01 N 33/06, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2942370/28-13, кл. G 01 N 33/06, 1980.

968757

Фиаf

Составитель Н. Арцыбашева

Редактор И. Николайчук Техред С.Мигунова Корректор Л. Бокшан

Заказ 8160/74 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для определения содержания жира и белка в молоке

Похожие патенты: