DE2949381A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen mindestens eines bestandteils einer probe aus getreide, samen oder einem anderen teilchenmaterial - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen mindestens eines bestandteils einer probe aus getreide, samen oder einem anderen teilchenmaterial

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DE2949381A1
DE2949381A1 DE19792949381 DE2949381A DE2949381A1 DE 2949381 A1 DE2949381 A1 DE 2949381A1 DE 19792949381 DE19792949381 DE 19792949381 DE 2949381 A DE2949381 A DE 2949381A DE 2949381 A1 DE2949381 A1 DE 2949381A1
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sample
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grain
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DE19792949381
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Sten Rupert Christoffersen
Johan Christian Gregersen
Mogens Bering Larsen
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N Foss Electric AS
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N Foss Electric AS
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    • G01N33/02Food
    • G01N33/10Starch-containing substances, e.g. dough
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Description

  • Beschreibung:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen mindestens eines Bestandteils einer Probe aus Getreide, Samen oder einem anderen körnigen Material, welches in einem Probenbehälter oder Probenaufnahmeraum angeordnet ist und einem Wechselstromfeld ausgesetzt ist, während der Wert der Dielektrizitätskonstante der Probe gemessen wird, um das Bestandteil auf der Grundlage dieses Wertes zu bestimmen.
  • In der Vergangenheit waren die dielektrischen Eigenschaften von Getreide, Samen und anderen organischen Materialien Gegenstand eingehender theoretischer und praktischer Analysen. Somit ist es durchaus bekannt, daß die Dielektrizitätskonstante einer wasserhaltigen Probe, die in einem Wechselstromfeld angeordnet ist, in Zusammenhang mit dem Wassergehalt der Probe steht. Dieser Zusammenhang liegt in erster Linie in der Tatsache, daß die Wassermoleküle ein statisches elektrisches Dipolmoment aufweisen. Demzufolge wird die Dielektrizitätskonstante einer wasserhaltigen Probe, die in einem Wechselstromfeld angeordnet ist, von der Anzahl von Wassermolekülen in der Probe abhängen. Nicht nur die Wassermoleküle, sondern auch mögliche Proteinmoleküle und Moleküle anderer Bestandteile der gemessenen Probe können zur Dielektrizitätskonstante der Probe dadurch beitragen, daß sie statische oder induzierte Dipolmomente aufweisen. Deshalb wurde vorgeschlagen, auch andere Bestandteile als Wasser auf der Grundlage der Messungen der Dielektrizitätskonstante der Probe zu bestimmen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft derartige Messungen, welche die Bestimmung der Dielektrizitätskonstante einer Probe umfassen, und zielt darauf ab, diese Messungen genauer und zuverlässiger zu machen, als dies bisher möglich war. @@@ Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Probe oder das Material im Behälterr oder Aufnahmeraum bis zu einem bestimmten Maß verdichtet-g' bevor man den genannten Wert der Dielektrizitätskom@@@@-te mißt.
  • Es wurde herausgefunden, daß die Dielektrizitätskon- t.
  • stante getreideartigen oder körnigen Materials nicht nur von den Bestandteilen des Materials abhängt, sondern auch von dem Maß, bis zu welchem die Partikel: bzw. Körner des Materials in der Probe verdichtet oder zusammengedrückt bzw. zusammengestapelt sind. Demzufolge ist es wesentlich, um zuverlässige Messungen zur erhalten, daß die Partikel der gleichen Proben von Messungen, die miteinander verglichen werden sollte, in dem Probenaufnahmebehälter in einem im wesentlichen gleichen Maß verdichtet sind. Wenn eine Probe eines Partikelmaterials vor der Messung verdichtet wird, dann wird das Ergebnis der Messung weniger auf gelegentliche Schwingungen oder Stöße während der Messungen ansprechen oder hiervon abhängen.
  • Erfindungsgemäß wird die Probe bevorzugt dadurch wer dichtet, daß man eine Schwingungsbewegung bzw. Rüttelbewegung dem Probeaufnahmebehälter oder Probeaufnahmeraum mitteilt. Die Schwing- bzw. Rüttelbewegung der Probe kann dann begonnen werden, wenn die gesamte Probe in den Probe aufnahmebehälter oder Probenaufnahmeraum eingelegt wurde. Es hat sich allerdings herausgestellt, daß es möglich ist, eine viel gleichmäßigere und reproduzierbarere Dichte der Partikelprobe zu erhalten, wenn der Behälter oder Aufnahmeraum gerüttelt wird, während die Materialprobe allmählich in den Behälter oder Aufnahmeraum eingebracht wird. Das Einbringen der Probe kann kontinuierlich oder intermittierend stattfinden.
  • Die Probe aus Teilchenmaterial kann auch dadurch verdichtet werden, daß man sie Ultraschall aussetzt, wenn die gesamte Probe in das Innere des Behälters oder Aufnahmeraums eingebracht wurde, aber bevorzugt dann, wenn die Probe gerade in den Behälter oder Aufnahmeraum eingebracht wird.
  • In der Praxis wird eine zu messende Probe normalerweise in den Probeaufnahmebehälter oder Probeaufnahmeraum derart eingefüllt, daß sie ein bestimmtes Volumen hiervon ausfüllt, beispielsweise das Gesamtvolumen. Es kann dann für die auszuführende Messung wesentlich sein, daß das Gesamtgewicht der Probe im Behälter oder Aufnahmeraum bestimmt wird, weil dieses Gewicht in Verbindung mit dem Volumen eine Angabe des Scheffelgewichts bzw. spezifischen Gewichts oder der Dichte der Probe liefert. Gemäß der Erfindung kann das Gewicht der Probe auf der Grundlage der natürlichen Schwingungsfrequenz des Behälters oder Probenraumes bestimmt werden, während die Probe hierin enthalten ist, weil die natürliche Frequenz abhängig ist von der gesamten Schwingungsmasse oder dem gesamten schwingenden Gewicht, d.h.
  • dem Gewicht von Behälter und Probe.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Verwendung bei der Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, wobei die Einrichtung dem Typ nach einen Probenbehälter oder Probenaufnahmeraum umfaßt, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Wechselstromfeldes hierin, sowie eine Einrichtung zum Messen des Wertes der Dielektrizitätskonstante des Inhalts des Behälters oder Aufnahmeraums, und die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter oder Aufnahmeraum rüttelfähig angebracht ist und daß eine RAtteleinrichtung vorgesehen ist, um den Behälter oder Aufnahmeraum in. Vibration zu versetzen.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung betrifft diese ein Verfahren und eine Einrichtung zum BestimMen mindestens eines Bestandteils einer Probe aus Teilche~ material wie etwa Getreide oder Samen, und zwar auf der Grundlage des Wertes der Dielektrizitätskonstante der Probe. Vor der Messung des Wertes der Dielektrizia tätskonstante wird die Probe bis zu einem bestimmten Maß verdichtet, insbesondere dadurch, daß man die Probe rüttelt bzw. in Vibration versetzt. Vorzugsweise wird die Probe gerüttelt, während sie gerade in den Probenbehälter oder Probenaufnahmeraum eingebracht wird, in welchem die Probe einem Wechselstromfeld zum Bestimmen des Wertes der Dielektrizitätskonstante ausgesetzt wird.
  • Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher beschrieben, in welchen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausf(Lhrungsbeispiell der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, und Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils einer abgeänderten Ausfthrungsform der Vorrichtung ist.
  • Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese Vorrichtung umfaßt einen Probenaufnahmebehälter oder Kondensator 10, in welchem eine Meßkammer zur Aufnahme einer Probe S, die zu messen ist, zwischen einem mittigen Leiter oder einer Elektrode 11 und einer äußeren Umfangswand 12 festgelegt ist, die den anderen Leiter oder die andere Elektrode der Kondensatoreinrichtung bildet.
  • Die Leiter 11 und 12 sind durch eine elektrisch isolierende Bodenwand 13 voneinander getrennt. Der Kondensator oder Behälter 10 ist mit einem Rüttler 14 verbunden, mittels dessen die Probe S, die im Kondensator enthalten ist, gerüttelt und verdichtet werden kann, so daß man einen reproduzierbaren Füllungsgrad erhAlt.
  • Der Kondensator 10 ist ebenfalls mit einer Gewicht- -meßeinrichtung 15 zum Messen des Gewichts der Probe S verbunden, die im Kondensator enthalten ist, und jeder der Leiter oder Elektroden 11 und 12 ist jeweils mit einer Einrichtung 16 zur Messung des Wechselstromwiderstandes (Impedance) verbunden, welche ihrerseits mit einem Generator 17 zum Erzeugen eines elektrischen Wechselstromfeldes zwischen den Leitern oder Elektroden 10 und 11 verbunden ist. Der Rüttler bzw. die Vibriereinrichtung 14, die Gewichtmeßeinrichtung 15, die Meßeinrichtung 16 für den Wechselstromwiderstand und der Generator 17 sind jeweils elektrisch mit einer Steuer- bzw. Uberwachungs- und Rechnereinrichtung 18 verbunden, etwa einem Mikrocomputer. Dieser Computer steuert bzw. überwacht die Tätigkeit der verschiedenartigen Einrichtungen der Vorrichtung und errechnet den Gehalt eines oder mehrerer Bestandteile in der Probe S auf der Grundlage des Wechselstromwiderstandes oder der Kapazität, die durch die Einrichtung 16 gemessen wird, wenn ein elektrisches Wechselstromfeld vom Generator 17 erzeugt wird, auf der Grundlage des Gewichts, das durch die Einrichtung 15 gemessen wird, und auf der Grundlage empirischer Informationen, die im Speicher des Computers 18 eingespeichert sindt Fig. 2 zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, wobei der Rüttler 14 und die Gewichtmeßeinrichtung durch eine Spule 19 ersetzt sind, welche einen Kern 20 aufweist.
  • Der Behälter 10 ist schwingfkhig angebracht, wie dies etwa an der Stelle 21 gezeigt ist. Der Kern 20 der Spule 19 ist an der isolierenden Bodenwand 13 deC Behälters oder Kondensators 10 angebracht, während die Spule 19 ortsfest angebracht ist. Ein Wechselstrom X der Spule 19 durch einen Generator 22 zugeführt werden.
  • und die Spule 19 sowie der Generator 22 sind an da.
  • Computer 18 angeschlossen, wie gezeigt ist.
  • Wenn die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung verwendet werden soll, dann wird der Generator 22 erregt, so daß er einen Wechselstrom an die Spule 19 abgibt, wobei der Kern Ib und dementsprechend auch der Behälter oder Kondensator 10 bei einer Frequenz in erzwungene Schwingung versetzt werden, die durch die Frequenz des Wechselstroms des Generators 22 bestimmt ist. Während der Behälter 10 in Schwingung gehalten wird, wird die Probe S in da.
  • Behält@ 10 eingefüllt, wobei die Teilchen der Probe gleichförmig verdichtet werden und der Behalter 10 völlig mit der verdichteten Probe gefüllt wird. @@@@ des Behälter 10 gefüllt wurde, dann wird der Generat- @2 außer Betrieb genommen, und der Behälter 10 und det Kern 20 werden dann für eine kurze Zeitspanne fortfahren, zu schwingen, jedoch nun mit der natürlichen Schwingungsfrequenz des Systems. Diese natürliche Schwingungsfrequant hängt von der Masse oder dem Gewicht des Behälters 10, des Kerns 20 und der Probe S wie auch von dea elastischen Eigenschaften der Anbringungseinrichtungen 21 für den Behälter ab. Es wird darauf hingewiesen, daß die Masse der Probe S der einzige variable Faktor tat, und daß demzufolge die Eigenschwingungsfrequenz des Systems von der Masse oder dem Gewicht der Probe ß abhängt. Wenn der Generator 22 außer Betrieb genommen wurde, dann wird diese Eigenfrequenz von der Spule 19 gemessen, und ein entsprechendes Ausgangssignal wird an den Computer 18 übertragen. Der Computer 18 bestimmt dann das Gewicht der Probe S auf der Grundlage dieses Signals. In anderer Hinsicht funktioniert die in riq. @ gezeigte Vorrichtung so, wie dies oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist.
  • Es wird darauf hingewiesen, daß die Grundlage der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit irgendeiner anderen Einrichtung zum Messen einer oder mehrerer -Komponenten einer Probe eines Teilchenmaterials auf der Grundlage des Wertes der Dielektrizitätskonstanten der Probe angewandt werden können.

Claims (10)

  1. Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen mindest@@@ eines Bestandteiln einer Probe aus Getreide, Same@ oder einem anderen Teilchenmaterial ansprüche Verfahren zum Bestimmen mindestens eines Bestand teils einer Probe aus Getreide, Samen oder einen anderen Teilchenmaterial, welches in einem Probenbehilter oder Probenaufnahmeraum angeordnet ist und einen elektrischen Wechselstromfeld ausgesetzt wird, während der Wert der Dielektrizitätskonstante der Probe gemessen wird, um das Bestandteil auf der Grundlage dieses Wertes zu bestimmen, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß man die Materialprobe im Behälter oder Aufnahmeraum auf ein bestimmtes Maß verdichtet, bevor man den Wert der Dielektrizitätskonstante mißt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, daß man die Materialprobe dadurch verdichtet, daß man sie im Behälter oder Aufnahmeraum in eine erzwungene Schwingung versetzt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Behälter oder Aufnahmeraum in Schwingung bzw. Vibration hält, während die Materialprobe allmählich in den Behälter oder Aufnahmeraum eingebracht wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialprobe dadurch verdichtet, daß man sie Ultraschall aussetzt.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gewicht der Probe auf der Grundlage der Eigenschwingungsfrequenz des Behälters oder Aufnahmeraums mit darin enthaltener Probe bestimmt.
  6. 6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Probenbehälter oder -aufnahmeraum, einer Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Wechselstromfeldes hierin und einer Einrichtung zum Messen des Wertes der Dielektrizitätskonstanten des Inhalts des Behälters oder Aufnahmeraumes, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter oder Aufnahmeraum (10) schwhtfähig angebracht ist, und daß eine Rütteleinrichtung (14; 19, 20) zum Rütteln des Behälters oder Aufnahmeraumes vorgesehen ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (19, 20) zum Bestimmen der Eigenschwingungsfrequenz des Behälters oder Aufnahmeraumes (10) sowie einer hierin angeordneten Probe (S).
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet, durch eine Einrichtung (19, 20) zum Bestimmen des Gewichts der Probe (S) auf der Grundlage der Eigenfrequenz.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rütteleinrichtung eine Spule (19) und einen magnetischen Xern (20) auf weist, der relativ hierzu beweglich angebracht ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung des Gewichts die Magnetspule (19) und den magnetischen Kern (20) umfaßt.
DE19792949381 1978-12-27 1979-12-07 Verfahren und vorrichtung zum bestimmen mindestens eines bestandteils einer probe aus getreide, samen oder einem anderen teilchenmaterial Withdrawn DE2949381A1 (de)

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DE (1) DE2949381A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3303177A1 (de) * 1982-02-01 1983-08-11 Kajaani Oy, 87101 Kajaani Verfahren und einrichtung zum messen des kohlegehaltes in flugasche
EP0207377A1 (de) * 1985-06-24 1987-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Messaufbau für dielektrische Spektroskopie

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DE3303177A1 (de) * 1982-02-01 1983-08-11 Kajaani Oy, 87101 Kajaani Verfahren und einrichtung zum messen des kohlegehaltes in flugasche
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