RU2390767C1 - Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2390767C1 RU2390767C1 RU2009114618/28A RU2009114618A RU2390767C1 RU 2390767 C1 RU2390767 C1 RU 2390767C1 RU 2009114618/28 A RU2009114618/28 A RU 2009114618/28A RU 2009114618 A RU2009114618 A RU 2009114618A RU 2390767 C1 RU2390767 C1 RU 2390767C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- probe
- pulse
- voltage
- modulator
- processor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано, например, в пищевой промышленности для определения превышения предельно допустимого количества нитратов в продуктах. Способ согласно изобретению включает измерение электрических параметров измеряемой среды продукта с помощью зонда. Содержание ионов в пищевом продукте определяют по формуле, связывающей величину напряжения на зонде при отсутствии влияния на него измеряемой среды продукта и высокочастотного сигнала на входе в зонд; величину напряжения на входе в зонд при подаче высокочастотного сигнала на вход зонда, но при отсутствии воздействия измеряемой среды продукта на зонд; величину напряжения на входе в зонд в режиме подачи высокочастотного сигнала на вход зонда и воздействия на зонд измеряемой среды продукта и калибровочного коэффициента. Также предложено устройство для осуществления данного способа, которое содержит в качестве индикатора дисплей, а также процессор, два импульсных конвертора, широтно-импульсный регулятор, амплитудный детектор и модулятор. Процессор соединен с двумя импульсными конверторами, дисплеем, широтно-импульсным регулятором, модулятором и амплитудным детектором. Один импульсный конвертор соединен с дисплеем, а другой импульсный конвертор - с широтно-импульсным регулятором, амплитудным детектором и модулятором. Модулятор и амплитудный детектор, кроме того, соединены с зондом, а источник питания соединен с процессором и импульсными конверторами. Изобретение обеспечивает повышение точности и стабильности измерений. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам анализа и контроля концентрации ионов в различных средах и устройствам для этого и может быть использовано, например, в пищевой промышленности для определения превышения предельно допустимого количества нитратов в продуктах.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ ионометрии биопродукта, включающий измерение электрических параметров измеряемой среды продукта с помощью зонда (см. патент РФ №2073854, опубл. 20.02.1997).
Недостатком его является невысокая точность и стабильность измерений вследствие зависимости их от напряжения источника питания и разброса параметров электронных компонентов устройства.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение точности и стабильности определения содержания ионов в биопродуктах, увеличение диапазона определяемых параметров.
Для получения указанного технического результата предлагается способ ионометрии биопродукта, включающий измерение электрических параметров измеряемой среды продукта с помощью зонда, при этом предварительно производят измерение напряжения на зонде при отсутствии подачи высокочастотного сигнала на входе в зонд и влияния на зонд измеряемой среды продукта, затем производят подачу и измерение напряжения высокочастотного зондирующего сигнала на входе в зонд при отсутствии воздействия измеряемой среды на зонд, а затем производят измерение напряжения на входе в зонд при том же высокочастотном зондирующем сигнале и воздействии на зонд измеряемой среды продукта, а содержание ионов в пищевом продукте определяют по формуле:
где U1 - величина напряжения на зонде при отсутствии влияния на него измеряемой среды продукта и высокочастотного сигнала на входе в зонд;
U2 - величина напряжения на входе в зонд при подаче высокочастотного сигнала на вход зонда, но при отсутствии воздействия измеряемой среды продукта на зонд;
U3 - величина напряжения на входе в зонд в режиме подачи высокочастотного сигнала на вход зонда и воздействия на зонд измеряемой среды продукта;
K - калибровочный коэффициент.
Предлагаемый способ ионометрии отличается от известного наиболее близкого к нему способа тем, что предварительно производят измерение напряжения на зонде при отсутствии подачи высокочастотного сигнала на входе в зонд и влияния на зонд измеряемой среды продукта, затем производят подачу и измерение напряжения высокочастотного зондирующего сигнала на входе в зонд при отсутствии воздействия измеряемой среды на зонд, а затем производят измерение напряжения на входе в зонд при том же высокочастотном зондирующем сигнале и воздействии на зонд измеряемой среды продукта, а содержание ионов в пищевом продукте определяют по формуле:
где U1 - величина напряжения на зонде при отсутствии высокочастотного сигнала на входе в зонд и отсутствии влияния на него измеряемой среды продукта;
U2 - величина напряжения на входе в зонд при подаче высокочастотного сигнала на вход зонда при отсутствии воздействия измеряемой среды продукта на зонд;
U3 - величина напряжения на входе в зонд в режиме высокочастотного сигнала на входе в зонд и воздействия на зонд измеряемой среды продукта;
K - калибровочный коэффициент.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству для ионометрии является устройство, содержащее источник питания, индикатор и зонд (см. патент РФ №2073854, опубл. 20.02.1997).
Недостатком его является невысокая точность и стабильность измерений вследствие зависимости замеров от напряжения источника питания и разброса параметров электронных компонентов устройства.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение точности и стабильности определения содержания ионов в биопродуктах, увеличение диапазона определяемых параметров.
Для получения указанного технического результата предлагается устройство, содержащее источник питания, индикатор и зонд. Устройство содержит в качестве индикатора дисплей и дополнительно содержит процессор, два импульсных конвертора, широтно-импульсный регулятор, амплитудный детектор и модулятор. Процессор соединен с двумя импульсными конверторами, дисплеем, широтно-импульсным регулятором, модулятором и амплитудным детектором. Один импульсный конвертор соединен с дисплеем, а другой импульсный конвертор - с широтно-импульсным регулятором, амплитудным детектором и модулятором, модулятор и амплитудный детектор, кроме того, соединены с зондом, а источник питания соединен с процессором и импульсными конверторами. Кроме того, устройство дополнительно содержит устройство защиты, установленное в цепи соединения источника питания с процессором и импульсными конверторами, при этом устройство защиты выполнено в виде параллельно соединенных диода и стабилитрона.
Предлагаемое устройство ионометрии от известного наиболее близкого к нему отличается тем, что устройство содержит в качестве индикатора дисплей и дополнительно содержит процессор, два импульсных конвертора, широтно-импульсный регулятор, амплитудный детектор и модулятор, при этом процессор соединен с двумя импульсными конверторами, дисплеем, широтно-импульсным регулятором, модулятором и амплитудным детектором, один импульсный конвертор соединен с дисплеем, а другой импульсный конвертор - с широтно-импульсным регулятором, амплитудным детектором и модулятором, а модулятор и амплитудный детектор, кроме того, соединены с зондом, а источник питания соединен с процессором и импульсными конверторами, кроме того, устройство дополнительно содержит устройство защиты, установленное в цепи соединения источника питания с процессором и импульсными конверторами, при этом устройство защиты выполнено в виде параллельно соединенных диода и стабилитрона.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема устройства.
Устройство содержит источник питания 1, дисплей 2 и зонд 3. Устройство дополнительно содержит процессор 4, два импульсных конвертора 5 и 6, широтно-импульсный регулятор 7, амплитудный детектор 8 и модулятор 9. Процессор 4 соединен с двумя импульсными конверторами 5 и 6, дисплеем 2, широтно-импульсным регулятором 7, модулятором 9 и амплитудным детектором 8. Один импульсный конвертор 5 соединен с дисплеем 2, а другой импульсный конвертор 6 соединен с широтно-импульсным регулятором 7, амплитудным детектором 8 и модулятором 9. Модулятор 9 и амплитудный детектор 8, кроме того, соединены с зондом 3. Источник питания 1 соединен с процессором 4 и импульсными конверторами 5, 6. Устройство дополнительно содержит устройство защиты 10, установленное в цепи соединения источника питания 1 с процессором 4 и импульсными конверторами 5, 6. Устройство защиты 10 выполнено в виде параллельно соединенных диода и стабилитрона. Источник питания 1 выдает постоянное напряжение, например, 2÷4 В. Устройство защиты 10 предотвращает поломку схемы устройства при неисправностях в источнике питания 1. Процессор 4 производит обработку команд пользователя, математические вычисления и вывод информации на дисплей. Импульсные конверторы 5, 6 предназначены для получения постоянного напряжения, например, 14 В. Широтно-импульсный регулятор 7, управляемый процессором 4, предназначен для регулирования напряжения, используемого для питания модулятора 9.
Модулятор 9, управляемый процессором 4, предназначен для выдачи высокочастотного переменного напряжения на зонд (частота сигнала, например, 1 МГц и амплитуда 2÷10 В). Амплитудный детектор 8 предназначен для измерения амплитуды высокочастотного сигнала на зонде 3, поступающего с выхода модулятора 9. С амплитудного детектора 8 постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде сигнала с модулятора 9, подается на процессор 4 для измерения.
Устройство по предлагаемому способу работает следующим образом. Сначала производят измерение напряжения на зонде 3 при отсутствии влияния на него измеряемой среды продукта и высокочастотного сигнала на входе в зонд 3. Затем с помощью процессора 4 подается команда широтно-импульсному регулятору 7 на выдачу напряжения. На модуляторе 9 формируется сигнал, например, частотой 1 МГц и амплитудой, определяемой выходным сигналом широтно-импульсного регулятора 7. Затем производят измерение напряжения высокочастотного зондирующего сигнала в режиме высокочастотного сигнала на входе в зонд 3 при отсутствии воздействия измеряемой среды на зонд 3. После этого производят измерение напряжения зондирующего сигнала в режиме высокочастотного сигнала на входе в зонд 3 и воздействия на зонд измеряемой среды продукта, а содержание ионов в пищевом продукте определяют по формуле:
где U1 - величина напряжения на зонде (В) при отсутствии влияния на него измеряемой среды продукта и высокочастотного сигнала на входе в зонд;
U2 - величина напряжения на зонде (В) в режиме подачи высокочастотного сигнала на вход в зонд при отсутствии воздействия измеряемой среды продукта на зонд;
U3 - величина напряжения на входе в зонд (В) в режиме подачи высокочастотного сигнала на вход в зонд и воздействия на зонд измеряемой среды продукта;
K - калибровочный коэффициент (мг/кг), получаемый экспериментально путем многократного определения концентрации ионов в продуктах предлагаемым устройством и сравнения с лабораторными результатами.
Для получения калибровочного коэффициента используется приведенная выше формула.
В образцах устройства использовался процессор ATmega168, импульсные конверторы выполнены на микросхемах NCP1406, широтно-импульсный регулятор и модулятор выполнены на дискретных элементах, резисторах, конденсаторах и транзисторах ВС817-25. Калибровочный коэффициент для предлагаемой схемы устройства был определен в результате 30 экспериментальных замеров на биопродуктах. Среднеквадратичное значение калибровочного коэффициента составило 132 мг/кг.
Пример. Проведены измерения количества ионов (нитратов) в капусте и ананасах.
| Биопродукт | Результат замера, мг/кг | Результат лабораторного анализа, мг/кг |
| Мякоть ананаса | 152 | 142 |
| Сердцевина ананаса | 232 | 215 |
| Капуста | 203 | 196 |
Проведенные измерения на одном и том же биопродукте разными экземплярами устройств дали разброс результатов в пределах ±5%, что указывает на независимость результатов замера от источников питания и разброса электронных компонентов для различных экземпляров приборов.
Claims (3)
1. Способ ионометрии биопродукта, включающий измерение электрических параметров измеряемой среды биопродукта с помощью зонда, отличающийся тем, что предварительно производят измерение напряжения на зонде при отсутствии подачи высокочастотного сигнала на вход зонда и влиянии на зонд измеряемой среды биопродукта, затем производят подачу и измерение напряжения высокочастотного зондирующего сигнала на входе в зонд при отсутствии воздействия измеряемой среды на зонд, а затем производят измерение напряжения на входе в зонд при том же высокочастотном зондирующем сигнале и воздействии на зонд измеряемой среды биопродукта, а содержание ионов в биопродукте определяют по формуле:
где U1 - величина напряжения на зонде при отсутствии влияния на него измеряемой среды биопродукта и высокочастотного сигнала на входе в зонд;
U2 - величина напряжения на входе в зонд при подаче высокочастотного сигнала на вход зонда при отсутствии воздействия измеряемой среды биопродукта на зонд;
U3 - величина напряжения на входе в зонд в режиме высокочастотного сигнала на входе в зонд и воздействии на зонд измеряемой среды биопродукта;
K - калибровочный коэффициент.
где U1 - величина напряжения на зонде при отсутствии влияния на него измеряемой среды биопродукта и высокочастотного сигнала на входе в зонд;
U2 - величина напряжения на входе в зонд при подаче высокочастотного сигнала на вход зонда при отсутствии воздействия измеряемой среды биопродукта на зонд;
U3 - величина напряжения на входе в зонд в режиме высокочастотного сигнала на входе в зонд и воздействии на зонд измеряемой среды биопродукта;
K - калибровочный коэффициент.
2. Устройство для осуществления способа ионометрии, содержащее источник питания, индикатор и зонд, отличающееся тем, что устройство содержит в качестве индикатора дисплей и дополнительно содержит процессор, два импульсных конвертора, широтно-импульсный регулятор, амплитудный детектор и модулятор, при этом процессор соединен с двумя импульсными конверторами, дисплеем, широтно-импульсным регулятором, модулятором и амплитудным детектором, при этом один импульсный конвертор соединен с дисплеем, а другой импульсный конвертор - с широтно-импульсным регулятором, амплитудным детектором и модулятором, а модулятор и амплитудный детектор соединены с зондом, кроме того, процессор и импульсные конверторы соединены с источником питания.
3. Устройство для осуществления способа ионометрии по п.2, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит устройство защиты, установленное в цепи соединения источника питания с процессором и импульсными конверторами, при этом устройство защиты выполнено в виде параллельно соединенных диода и стабилитрона.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009114618/28A RU2390767C1 (ru) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009114618/28A RU2390767C1 (ru) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2390767C1 true RU2390767C1 (ru) | 2010-05-27 |
Family
ID=42680545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009114618/28A RU2390767C1 (ru) | 2009-04-17 | 2009-04-17 | Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2390767C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2484454C1 (ru) * | 2011-12-16 | 2013-06-10 | Сергей Александрович Косарев | Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления |
| RU2533331C2 (ru) * | 2012-10-17 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Экологические Технологии" | Способ определения содержания анионов в растворах и влагосодержащих продуктах |
| RU168943U1 (ru) * | 2016-08-09 | 2017-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Айфо-технолоджи" (ООО "Айфо-технолоджи") | Устройство ионометрии пищевых продуктов и оценки количества неорганических примесей в воде |
| RU180877U1 (ru) * | 2018-02-19 | 2018-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Электрометрический ионоизмеритель |
| CN109959685A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-02 | 深圳绿食宝科技有限公司 | 一种生物产品中硝酸盐离子含量的测量方法及其测量系统 |
-
2009
- 2009-04-17 RU RU2009114618/28A patent/RU2390767C1/ru active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2484454C1 (ru) * | 2011-12-16 | 2013-06-10 | Сергей Александрович Косарев | Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления |
| RU2533331C2 (ru) * | 2012-10-17 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Экологические Технологии" | Способ определения содержания анионов в растворах и влагосодержащих продуктах |
| RU168943U1 (ru) * | 2016-08-09 | 2017-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Айфо-технолоджи" (ООО "Айфо-технолоджи") | Устройство ионометрии пищевых продуктов и оценки количества неорганических примесей в воде |
| RU180877U1 (ru) * | 2018-02-19 | 2018-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Электрометрический ионоизмеритель |
| CN109959685A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-02 | 深圳绿食宝科技有限公司 | 一种生物产品中硝酸盐离子含量的测量方法及其测量系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2390767C1 (ru) | Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления | |
| KR101144684B1 (ko) | 전지 특성 평가 장치 | |
| KR102037954B1 (ko) | 대상의 컨덕턴스를 결정하는 시스템, 컨트롤러 및 방법 | |
| ATE448479T1 (de) | Analyse von biologischen und/oder chemischen gemischen unter verwendung von magnetischen teilchen | |
| RU2359257C1 (ru) | Способ количественного анализа веществ на основе явления ямр, в частности масла и воды, в пробе продукта переработки семян масличных культур - жмыха или шрота | |
| US20220155220A1 (en) | Spectrum measuring device suitable for evaluating difference between spectra | |
| RU86014U1 (ru) | Устройство для ионометрии пищевого продукта | |
| KR20080089953A (ko) | 계측 관리형 진동현의 고유 주파수 측정 방법 | |
| Zakaria et al. | Reference materials as a crucial tools for validation and verification of the analytical process | |
| RU152732U1 (ru) | Электрометрический ионоизмеритель | |
| JPH03176678A (ja) | Ｉｃテスタのａｃ評価方法 | |
| US8280690B2 (en) | Signal processing method and unit for a dimension-gauging system | |
| KR101729974B1 (ko) | 유수분 측정 장치 | |
| CN202041488U (zh) | 生物产品的离子测量装置 | |
| Zhang et al. | Reduction of package-induced error for the composition analysis of in-package liquid products based on transmission spectrum | |
| Žikmund et al. | Uncertainty analysis of calibration of the 3D coil system | |
| CN110068736A (zh) | 根据动物细胞生物学指标确定磁场最优频率的系统和方法 | |
| RU2526187C1 (ru) | Способ определения количества клейковины в пшеничной муке | |
| Mayworm et al. | Ultrasonic power measurement by Kibble balance | |
| Paulter et al. | Pulse metrology: Part 1 | |
| Hilko et al. | Determination of magnetic field intensity on open sample | |
| RU180877U1 (ru) | Электрометрический ионоизмеритель | |
| RU2514147C1 (ru) | Измерительный шунт для импульсных токов | |
| Kováč et al. | Measurement of magnetic wave shape of indirect electrostatic discharge | |
| Zabolotnyi et al. | Method of grain moisture measurement with application of testing influences on a substance under research |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120419 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20211216 |