RU2315285C2 - Mode of definition of concentration of spirit and an arrangement for its execution - Google Patents

Mode of definition of concentration of spirit and an arrangement for its execution Download PDF

Info

Publication number
RU2315285C2
RU2315285C2 RU2005106124/28A RU2005106124A RU2315285C2 RU 2315285 C2 RU2315285 C2 RU 2315285C2 RU 2005106124/28 A RU2005106124/28 A RU 2005106124/28A RU 2005106124 A RU2005106124 A RU 2005106124A RU 2315285 C2 RU2315285 C2 RU 2315285C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
absorption
radiation
source
alcohol
Prior art date
Application number
RU2005106124/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005106124A (en
Inventor
Владимир Константинович Козлов
Любовь Раисовна Саломатина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Сетал" ООО "НПО "Сетал"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Сетал" ООО "НПО "Сетал" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Сетал" ООО "НПО "Сетал"
Priority to RU2005106124/28A priority Critical patent/RU2315285C2/en
Publication of RU2005106124A publication Critical patent/RU2005106124A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2315285C2 publication Critical patent/RU2315285C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: the invention refers to measuring technique.
SUBSTANCE: the essence of the invention is in placing of a capacity with an investigated solution on the path of an optical beam, measuring of absorption of the radiation of the source with the investigated solution, processing of received results and computing the strength of the solution, the measurement of absorption of the source of radiation with the investigated solution and with the capacity without the solution are conducted for optical beam with the length of the wave of 660-790 nm. They measure not absolute intensities of the passed radiation, but coefficients of absorption. The measurement of absorption of radiation with the capacity without the investigated solution is conducted by turning the capacity with the solution on 180 degrees.
EFFECT: provides continuity of measuring the content of spirit in capacities (bottles) without their opening and increases accuracy of definition of quantity of spirit.
8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применение в системах контроля качества алкогольной продукции.The invention relates to the food industry and may find application in quality control systems for alcoholic beverages.

Известен способ (патент РФ 2082967, МКИ G01N 3/14, Бюлл. №18, 1997 г.), определение концентрации спирта в водных растворах и устройство для его осуществления.The known method (RF patent 2082967, MKI G01N 3/14, Bull. No. 18, 1997), determining the concentration of alcohol in aqueous solutions and a device for its implementation.

Способ включает отбор пробы исследуемого раствора, помещение кюветы с пробой на пути оптического луча, измерение поглощения излучения в кювете на предварительно определенных характеристических длинах волн.The method includes sampling the test solution, placing the cuvette with a sample in the path of the optical beam, measuring radiation absorption in the cuvette at predetermined characteristic wavelengths.

Устройство для определения концентрации спирта в водных растворах содержит источник света, емкость с раствором, устройство сопряжения, измерительное фотоприемное устройство, вычислительное устройство.A device for determining the concentration of alcohol in aqueous solutions contains a light source, a container with a solution, a pairing device, a measuring photodetector, a computing device.

Существенным недостатком этого способа и устройства является наличие носителя проб, ограничивающего перечень проверяемых растворов, требующего для своей работы манипулирующего устройства, устройства распознавания изображения, наличие на производстве специальной службы, поддерживающей эталонность растворов во времени (учитывая фактор их старения: испарения алкоголя, расслоение и сбраживания растворов и т.д.); отличается громоздкостью, сложностью технического обслуживания, не является универсальным средством, которое могло бы быть применено на вино-водочном производстве с широкой номенклатурой производимых растворов.A significant drawback of this method and device is the presence of a sample carrier that limits the list of tested solutions, which requires a manipulating device, an image recognition device, and the presence of a special service at the factory that maintains the standard solutions in time (taking into account the aging factor: alcohol evaporation, separation and fermentation solutions, etc.); it is cumbersome, difficult to maintain, is not a universal tool that could be used in wine and vodka production with a wide range of solutions.

Способ определения концентрации спирта, принятый в качестве прототипа (патент РФ 2207564, МКИ G01N 33/14, пр. 21.03.2001 г., публ. 27.06.2003 г.), состоит в помещении емкости с исследуемым раствором на пути оптического луча, измерении поглощения излучения источника исследуемым раствором, обработке полученных результатов и вычислении крепости раствора.The method for determining the concentration of alcohol, adopted as a prototype (RF patent 2207564, MKI G01N 33/14, pr. 21.03.2001, publ. 06/27/2003), consists of placing the container with the test solution in the path of the optical beam, measuring absorption of the source radiation by the test solution, processing the results and calculating the strength of the solution.

Устройство для осуществления этого способа содержит оптически связанный излучатель, емкость с раствором, измерительное фотоприемное устройство, выход которого связан через устройство сопряжения с вычислительным устройством.A device for implementing this method comprises an optically coupled emitter, a container with a solution, a measuring photodetector, the output of which is connected through a device for coupling with a computing device.

Существенным недостатком этого способа и устройства является измерение абсолютного значения интенсивностей, что требует введения дополнительного канала и введения нормировки по показателям данного канала, а также наличие прокачной системы и необходимости заблаговременного внесения данных о содержании сахара в исследуемых образцах. В итоге данное техническое решение, отличаясь громоздкостью, дороговизной, не является универсальным средством, которое могло бы быть применено на вино-водочном производстве с широкой номенклатурой производимых растворов.A significant drawback of this method and device is the measurement of the absolute value of the intensities, which requires the introduction of an additional channel and the introduction of normalization according to the indicators of this channel, as well as the availability of a pumping system and the need for early entry of data on the sugar content in the studied samples. As a result, this technical solution, being cumbersome and expensive, is not a universal tool that could be used in wine and vodka production with a wide range of solutions.

Задачей данного изобретения является обеспечение непрерывности измерения содержания спирта в емкостях (бутылках) без их вскрытия и повышения точности определения количества спирта в вводно-спиртовых растворах без дополнительной информации о содержании в них сахара.The objective of the invention is to ensure the continuity of the measurement of the alcohol content in containers (bottles) without opening them and to improve the accuracy of determining the amount of alcohol in water-alcohol solutions without additional information about the sugar content in them.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, состоящем в помещении емкости с исследуемым раствором на пути оптического луча, измерении поглощения излучения источника исследуемым раствором, обработке полученных результатов и вычислении крепости раствора, измерение поглощения источника излучения исследуемым раствором и емкостью без раствора проводят для оптического луча длиной волны 660-790 нм. Измеряют не абсолютные интенсивности прошедшего излучения, а коэффициенты поглощения. Измерение поглощения излучения источника емкостью без исследуемого раствора проводят путем переворачивания емкости с раствором на 180°. Влияние мешающих добавок исключают путем нормирования коэффициентов поглощения на рабочих длинах волн на коэффициент поглощения на длине волны, где нет поглощения спирта и воды. Определение концентрации спирта проводят по заранее построенному уравнению регрессии.The problem is achieved by the fact that in the method consisting in placing the tank with the test solution on the path of the optical beam, measuring the absorption of the radiation of the source by the test solution, processing the results and calculating the strength of the solution, measuring the absorption of the radiation source by the test solution and the capacity without the solution is carried out for the optical beam wavelength of 660-790 nm. It is not the absolute intensities of the transmitted radiation that are measured, but the absorption coefficients. The measurement of the radiation absorption of a source with a container without the test solution is carried out by turning the container with the solution through 180 °. The effect of interfering additives is eliminated by normalizing absorption coefficients at operating wavelengths on the absorption coefficient at a wavelength where there is no absorption of alcohol and water. Determination of alcohol concentration is carried out according to a pre-built regression equation.

Устройство определения концентрации спирта, содержащее оптически связанный излучатель, емкость с раствором, измерительное фотоприемное устройство, выход которого связан через устройство сопряжения с вычислительным устройством, дополнительно после излучателя введены световод, согласующая линза, устройство переворачивания емкости с исследуемым раствором, согласующая линза, световод, при этом излучатель имеет длину волны 660-790 нм. В качестве источника излучения применяется лампа накаливания. В качестве измерительного фотоприемного устройства используется полихроматор.A device for determining the concentration of alcohol, containing an optically coupled emitter, a container with a solution, a photodetector, the output of which is connected through a device for connecting to a computing device, an optical fiber, a matching lens, a device for turning the container with the test solution, a matching lens, a fiber, are introduced after this emitter has a wavelength of 660-790 nm. An incandescent lamp is used as a radiation source. A polychromator is used as a measuring photodetector.

На фиг.1 представлена блок-схема заявляемого устройства.Figure 1 presents a block diagram of the inventive device.

На фиг.2 приведены спектры коэффициентов поглощения, полученные нами, в области 660-790 нм для воды и этилового спирта.Figure 2 shows the spectra of absorption coefficients obtained by us in the range of 660-790 nm for water and ethyl alcohol.

Предлагаемое устройство включает источник излучения сплошного спектра (лампа накаливания) 1, емкость 2 с исследуемым раствором, измерительное фотоприемное устройство 3, устройство сопряжения 4, вычислительное устройство 5, световод 6, согласующую линзу 7, устройство переворачивания емкости 8, согласующую линзу 9, световод 10.The proposed device includes a continuous spectrum radiation source (incandescent lamp) 1, a container 2 with the test solution, a photodetector 3, a pairing device 4, a computing device 5, a light guide 6, a matching lens 7, a device for turning over a capacitor 8, a matching lens 9, a light guide 10 .

Заявляемый способ определения концентрации спирта реализуется с помощью предлагаемого устройства следующим образом.The inventive method for determining the concentration of alcohol is implemented using the proposed device as follows.

Излучение от лампы накаливания 1 через световод 6 и согласующую линзу 7 параллельным пучком подается на емкость 2 с исследуемым раствором. После прохождения через раствор излучение с помощью согласующей линзы 9 и световода 10 заводится на входную щель фотоприемного устройства (полихроматора) 3, где регистрируется спектр, который запоминается через устройство сопряжения 5 в вычислительном устройстве 4. Для регистрации спектра источника излучения, прошедшего через чистую емкость (или пустую кювету, в случае измерения отобранной пробы жидкости) поворотное устройство 8 опрокидывает исследуемую емкость на 180°, вверху емкости 2 образуется воздушный промежуток, а так как излучение подводится через световоды 6 и 10, то изменение в оптической схеме не происходит. При этом регистрируется спектр пропускания пустой емкости, который также записывается в вычислительном устройстве 4. Далее проводят вычисления концентрации спирта с помощью уравнения регрессии, построенного заранее по калибровочным образцам растворов спирта. Уравнение линейной регрессии имеет вид соотношения:Radiation from an incandescent lamp 1 through a light guide 6 and a matching lens 7 is supplied by a parallel beam to a container 2 with the test solution. After passing through the solution, the radiation using the matching lens 9 and the optical fiber 10 is fed to the input slit of the photodetector (polychromator) 3, where the spectrum is recorded, which is stored through the interface 5 in the computing device 4. To register the spectrum of the radiation source that has passed through a clean container ( or an empty cuvette, in the case of measuring the sampled liquid), the rotary device 8 tilts the test container 180 °, an air gap is formed at the top of the tank 2, and since radiation Since it is driven through fibers 6 and 10, a change in the optical scheme does not occur. In this case, the transmission spectrum of the empty tank is recorded, which is also recorded in the computing device 4. Next, the alcohol concentration is calculated using the regression equation constructed in advance from calibration samples of alcohol solutions. The linear regression equation has the form of the ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Сr - концентрация анализируемого раствора с номером m; C0÷Cn - коэффициенты регрессии;

Figure 00000003
- коэффициенты поглощения раствора с номером m для n длин волн излучения.where C r is the concentration of the analyzed solution with the number m; C 0 ÷ C n - regression coefficients;
Figure 00000003
are the absorption coefficients of the solution with number m for n radiation wavelengths.

Измеряют коэффициенты поглощения трех калибровочных растворов с известными концентрациями на двух рабочих длинах волн, равных λ1=740 нм, λ2=770 нм, а опорная длина волны равна λоп=665 нм. Проводят корректировку полученных коэффициентов поглощения на рабочих длинах волн на коэффициент поглощения на опорной длине волны, находящейся в области длин волн, где отсутствует поглощение раствора (т.е. делят значение коэффициентов поглощения на рабочих длинах волны на коэффициент поглощения на опорной длине волны). По скорректированным коэффициентам поглощения рассчитывают коэффициенты С0, С1, С2 для уравнения регрессии. Рассчитывают уравнение регрессии, представленное в линейном виде для n=2. Измеряют коэффициенты поглощения источника исследуемым раствором

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
на трех длинах волн одновременно. Производят корректировку коэффициентов поглощения
Figure 00000007
Figure 00000006
на коэффициент поглощения
Figure 00000008
на длине волны λоп, измеренный одновременно с коэффициентами поглощения на λp. Подставляют скорректированные коэффициенты поглощения исследуемого раствора в уравнение регрессии и рассчитывают концентрацию спирта.The absorption coefficients of three calibration solutions with known concentrations at two working wavelengths equal to λ 1 = 740 nm, λ 2 = 770 nm are measured, and the reference wavelength is λ op = 665 nm. The obtained absorption coefficients at operating wavelengths are corrected by the absorption coefficient at a reference wavelength in the wavelength region where there is no absorption of the solution (i.e., the absorption coefficients at operating wavelengths are divided by the absorption coefficient at the reference wavelength). The adjusted absorption coefficients calculate the coefficients C 0 , C 1 , C 2 for the regression equation. The regression equation calculated in a linear form for n = 2 is calculated. Measure the absorption coefficients of the source of the test solution.
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
at three wavelengths simultaneously. Adjust absorption coefficients
Figure 00000007
Figure 00000006
on absorption coefficient
Figure 00000008
at a wavelength of λ op measured simultaneously with the absorption coefficients at λ p . Substitute the adjusted absorption coefficients of the test solution in the regression equation and calculate the concentration of alcohol.

Предлагаемый способ измерения позволяет упростить процедуру построения уравнения регрессии и повысить точность расчета концентрации спирта за счет учета всех неконтролируемых изменений путем корректировки коэффициентов поглощения на рабочих длинах волн на коэффициент поглощения в области длин волн, где отсутствует поглощение воды и спирта, измеренного одновременно с коэффициентами поглощения на рабочих длинах волн.The proposed measurement method allows us to simplify the procedure for constructing the regression equation and improve the accuracy of calculating the alcohol concentration by taking into account all uncontrolled changes by adjusting the absorption coefficients at the operating wavelengths by the absorption coefficient in the wavelength region where there is no absorption of water and alcohol, measured simultaneously with absorption coefficients on working wavelengths.

Claims (8)

1. Способ определения концентрации спирта, состоящий в помещении емкости с исследуемым раствором на пути оптического луча, измерении поглощения излучения источника исследуемым раствором, обработке полученных результатов и вычислении концентрации спирта в растворе, отличающийся тем, что измерение поглощения излучения источника исследуемым раствором и емкостью без раствора проводят для оптического луча длиной волны 660-790 нм.1. The method of determining the concentration of alcohol, consisting in the premises of the container with the test solution in the path of the optical beam, measuring the absorption of the radiation of the source by the test solution, processing the results and calculating the concentration of alcohol in the solution, characterized in that the measurement of the radiation absorption of the source by the test solution and capacity without solution carried out for an optical beam with a wavelength of 660-790 nm. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при измерении поглощения излучения источника измеряют коэффициенты поглощения.2. The method according to claim 1, characterized in that when measuring the absorption of the radiation from the source, absorption coefficients are measured. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение поглощения излучения источника емкостью без исследуемого раствора проводят путем переворачивания емкости с раствором на 180°.3. The method according to claim 1, characterized in that the measurement of the absorption of radiation from a source with a container without the test solution is carried out by turning the container with the solution through 180 °. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что влияние мешающих добавок исключают путем нормирования коэффициентов поглощения на рабочих длинах волн на коэффициент поглощения на длине волны, где нет поглощения спирта и воды.4. The method according to claim 2, characterized in that the effect of interfering additives is eliminated by normalizing the absorption coefficients at operating wavelengths on the absorption coefficient at a wavelength where there is no absorption of alcohol and water. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что определение концентрации спирта проводят по заранее построенному уравнению регрессии.5. The method according to claim 1, characterized in that the determination of the concentration of alcohol is carried out according to a pre-built regression equation. 6. Устройство определения концентрации спирта, содержащее оптически связанные источник излучения, емкость с раствором, измерительное фотоприемное устройство, выход которого связан через устройство сопряжения с вычислительным устройством, отличающееся тем, что дополнительно после источника излучения введены световод, согласующая линза, устройство переворачивания емкости с исследуемым раствором, согласующая линза, световод, при этом излучатель имеет длину волны 660-790 нм.6. A device for determining the concentration of alcohol, containing an optically coupled radiation source, a container with a solution, a photodetector, the output of which is connected through a device for connecting to a computing device, characterized in that an optical fiber, matching lens, and a device for reversing the capacitance are introduced after the radiation source solution, matching lens, light guide, while the emitter has a wavelength of 660-790 nm. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве источника излучения применяется лампа накаливания.7. The device according to claim 6, characterized in that an incandescent lamp is used as a radiation source. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в качестве измерительного фотоприемного устройства используется полихроматор.8. The device according to claim 6, characterized in that a polychromator is used as the measuring photodetector.
RU2005106124/28A 2005-03-09 2005-03-09 Mode of definition of concentration of spirit and an arrangement for its execution RU2315285C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005106124/28A RU2315285C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Mode of definition of concentration of spirit and an arrangement for its execution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005106124/28A RU2315285C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Mode of definition of concentration of spirit and an arrangement for its execution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005106124A RU2005106124A (en) 2006-08-20
RU2315285C2 true RU2315285C2 (en) 2008-01-20

Family

ID=37060155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005106124/28A RU2315285C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Mode of definition of concentration of spirit and an arrangement for its execution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2315285C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005106124A (en) 2006-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lourenço et al. Bioreactor monitoring with spectroscopy and chemometrics: a review
KR101342625B1 (en) Apparatus and method for spectrophotometric analysis
US20150247794A1 (en) Apparatus and Method for Automated Process Monitoring and Control with Near Infrared Spectroscopy
CN102353634B (en) Online calibration method of laser online detection system for direction of gas contents in smoke
US20080218733A1 (en) Method and Device for Determining an Alcohol Content of Liquids
WO2012027867A1 (en) Online spectrum analyzer for detecting diffuse reflection with ultraviolet (uv), visible and near infrared (nir) light
Gallego et al. Rapid measurement of phenolics compounds in red wine using Raman spectroscopy
CN102042961B (en) Fiber reflecting type micro-nano system spectrophotometer and application thereof
Pérez et al. Optical fiber sensors for chemical and biological measurements
EP0760479A2 (en) Spectroscope method for determining the concentration of ethanol in beverages
US20070030482A1 (en) Spectrophotometer with adjustable light pathlength
CN109001182B (en) Raman spectrum nondestructive testing method for alcohol content in closed container
Jiménez-Márquez et al. High-resolution low-cost optoelectronic instrument for supervising grape must fermentation
US5039224A (en) Self-referencing remote optical probe
CN104792686A (en) Method for detecting microbe quantity and drug content of semisolid preparation through near infrared spectroscopy
RU2315285C2 (en) Mode of definition of concentration of spirit and an arrangement for its execution
CN101183070A (en) Bar-shape spectrophotometric device
CN115290587A (en) Multichannel solution concentration detection method and device based on hollow optical fiber
CN112014341B (en) Method for measuring ultralow transmittance of liquid by spectrometer
RU2679905C1 (en) Water vapor content in the natural gas measuring method and system
JPH0915142A (en) Simulated fruit employed in measurement of inner quality of vegetable and fruit, and method for calibrating measuring apparatus employing the same
RU2713022C1 (en) Honey quality control method
RU2207564C2 (en) Procedure determining concentration of alcohol and facility for its implementation
CN109752343A (en) A kind of new method of AOTF near infrared spectrometer on-line checking original cigarette chemical component
US20230375407A1 (en) No-ref-signal slope spectroscopic measurement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100310