RU2413218C1

RU2413218C1 - Device for determination of alcohol and sugar content in wine

Info

Publication number: RU2413218C1
Application number: RU2009147230/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Совлуков (RU); Александр Сергеевич Совлуков; Михаил Вениаминович Жиров (RU); Михаил Вениаминович Жиров; Низамутдин Маллараджабович Магомедов (RU); Низамутдин Маллараджабович Магомедов; Владимир Михайлович Жиров (RU); Владимир Михайлович Жиров
Original assignee: Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-02-27

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: proposed is a device containing the first and the second sensor elements accordingly represented by a hollow metal waveguide and a coaxial line section. Inside each of the said sensor elements, on a section along its length, a measurement cell is installed having coordinating dielectric windows on both sides and filled with controllable fluid. The input and output of each sensor element are accordingly connected to the output of the corresponding microwave generator of fixed frequency electromagnetic oscillations (via excitation and oscillation takeoff elements) and one of the inputs of the corresponding power transmission coefficient recording unit the second input whereof is connected to the output of the corresponding microwave generator. The outputs of the power transmission coefficient recording units are accordingly connected to the first and the second inputs of the calculation unit he output whereof is connected to the indicator. The hollow metal waveguide and the coaxial line section are positioned coaxially, the outside surface of the hollow metal waveguide serving as the coaxial line section internal conductor.

EFFECT: increased accuracy of alcohol content determination.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения концентрации различных водосодержащих растворов, в частности концентрации спирта и сахара в вине.The invention relates to measuring technique and can be used to accurately determine the concentration of various aqueous solutions, in particular the concentration of alcohol and sugar in wine.

Известны устройства для определения концентрации, в частности влагосодержания, жидких веществ (Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Наука. 1989. С.168-177). Эти устройства содержат радиоволновые (ВЧ и СВЧ) чувствительные элементы в виде антенн, волноводов, длинных линий, полосковых линий, резонаторов.Known devices for determining the concentration, in particular moisture content, of liquid substances (Viktorov V.A., Lunkin B.V., Sovlukov A.S. Radio wave measurements of process parameters. M .: Nauka. 1989. P.168-177). These devices contain radio wave (HF and microwave) sensitive elements in the form of antennas, waveguides, long lines, strip lines, resonators.

Недостатком таких концентратомеров является невысокая точность измерения при концентратометрии многокомпонентных веществ, в частности водосодержащих растворов при наличии, кроме воды, двух и более компонент. К числу таких веществ относятся вино и виноматериалы, являющиеся многокомпонентными жидкостями.The disadvantage of such concentrometers is the low accuracy of measurement during the concentometry of multicomponent substances, in particular, aqueous solutions in the presence of, in addition to water, two or more components. These substances include wine and wine materials, which are multicomponent liquids.

Известно также техническое решение (Мериакри В.В., Чигряй Е.Е. Определение содержания спирта и сахара в водных растворах с помощью сантиметровых и миллиметровых волн // Электромагнитные волны и электронные системы. 2004. №1. С.55-58), содержащее описание устройства, наиболее близкого по технической сущности к предлагаемому устройству и принятого в качестве прототипа. Устройство-прототип содержит два чувствительных элемента: один из них в совокупности передающей и приемной секций полого металлического волновода, между открытыми концами которого, имеющими согласующие диэлектрическими окна, установлена измерительная ячейка, заполняемая контролируемой жидкостью, а второй чувствительный элемент - в виде отрезка коаксиальной линии с установленной на участке вдоль его длины, в пределах которого отсутствует внутренний проводник коаксиальной линии, измерительной ячейкой. Каждый из чувствительных элементов подключен входом через элементы возбуждения и съема колебаний к соответствующему СВЧ-генератору электромагнитных колебаний и выходом - к соответствующему блоку регистрации мощности прошедшей волны. Выходы первого и второго чувствительных элементов подключены, соответственно, к первому и второму входам блока вычислений, подсоединенного выходом к индикатору.There is also a technical solution (Meriakri VV, Chigryay EE. Determination of alcohol and sugar in aqueous solutions using centimeter and millimeter waves // Electromagnetic waves and electronic systems. 2004. No. 1. P.55-58), containing a description of the device closest in technical essence to the proposed device and adopted as a prototype. The prototype device contains two sensing elements: one of them in the aggregate of the transmitting and receiving sections of the hollow metal waveguide, between the open ends of which having matching dielectric windows, there is a measuring cell filled with a controlled fluid, and the second sensitive element in the form of a segment of a coaxial line with installed on the site along its length, within which there is no internal conductor of the coaxial line, the measuring cell. Each of the sensitive elements is connected by an input through the elements of excitation and removal of oscillations to the corresponding microwave generator of electromagnetic waves and the output to the corresponding unit for recording the power of the transmitted wave. The outputs of the first and second sensing elements are connected, respectively, to the first and second inputs of the computing unit, connected by the output to the indicator.

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения. Обусловлено это применением двух пространственно-разнесенных чувствительных элементов, осуществляющих контроль разных образцов жидкости с различным содержанием определяемых компонент, что заведомо предопределяет снижение точности измерения. Кроме того, точность может быть снижена и вследствие отличия температуры в контролируемых областях, приводя к отличию электрофизических параметров жидкости.The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurement. This is due to the use of two spatially separated sensitive elements that monitor different liquid samples with different contents of the determined components, which obviously predetermines a decrease in the measurement accuracy. In addition, the accuracy can be reduced due to differences in temperature in the controlled areas, leading to differences in the electrophysical parameters of the liquid.

В реальных условиях производства вина имеет место значительное изменение температуры и состава контролируемого вещества в пределах объема технологической емкости, содержащей производимый продукт. В частности, при производстве шампанских (игристых) вин различие (градиент) температуры внутри бродильного аппарата по различным его координатам (высоте, радиусу) составляет 2-6°С; концентрация спирта и сахара в производимом вине также значительно различна в разных областях внутри аппарата; так, концентрация сахара внутри этого аппарата может быть в разных областях объема аппарата в пределах 1,3÷2,2 г/дм³ (Гагарин М.А. Прогрессивная технология шампанских вин. М.: изд-во Кругозор-наука. 2003. 320 с.). В то же время для обеспечения качества производимого продукта необходимо с высокой точностью определять содержание спирта и сахара в вине (виноматериале) в различных областях внутри технологических резервуаров, соответствующих разным стадиям получения конечного продукта (Справочник по виноделию. Андреев В.В., Жданович Г.А., Коган И.С. и др. Под ред. Милтабара В.М. и Шприцмана Э.М. М.: Пищевая промышленность. 1973. 408 с.).In real conditions of wine production, there is a significant change in temperature and composition of the controlled substance within the volume of the technological capacity containing the product. In particular, in the production of champagne (sparkling) wines, the difference (gradient) in temperature inside the fermentation apparatus at its various coordinates (height, radius) is 2-6 ° C; the concentration of alcohol and sugar in the wine produced is also significantly different in different areas within the apparatus; so, the sugar concentration inside this apparatus can be in different areas of the apparatus’s volume within 1.3 ÷ 2.2 g / dm ³ (Gagarin M.A. Progressive technology of champagne wines. M: publishing house Krugozor-nauka. 2003. 320 s.). At the same time, to ensure the quality of the manufactured product, it is necessary to determine with high accuracy the alcohol and sugar content in wine (wine material) in various areas inside the technological tanks corresponding to different stages of the final product (Handbook of winemaking. Andreev VV, Zhdanovich G. A., Kogan I.S. et al. Under the editorship of Miltabar V.M. and Shpritsman E.M. M.: Food Industry. 1973. 408 p.).

Как показывают оценки, погрешность при проведении измерений содержания спирта и сахара в разных областях внутри объема технологической емкости, осуществляемая пространственно-разнесенными чувствительными элементами, как в устройстве-прототипе, имеет недопустимо большую величину. Так, в частности, при определении содержании спирта и сахара в шампанских (игристых) винах, когда различие температуры внутри бродильного аппарата по различным его координатам (высоте, радиусу) может составлять 4°С (от 2°С до 6°С), температурная погрешность измерения может достигать, с учетом максимального значения из вышеприведенных оценок, 15% и более - недопустимо большую величину.According to estimates, the error in measuring the alcohol and sugar content in different areas within the volume of the technological capacity, carried out by spatially separated sensitive elements, as in the prototype device, is unacceptably large. So, in particular, when determining the alcohol and sugar content in champagne (sparkling) wines, when the temperature difference inside the fermentation apparatus according to its various coordinates (height, radius) can be 4 ° С (from 2 ° С to 6 ° С), the temperature the measurement error can reach, taking into account the maximum value from the above estimates, 15% or more - an unacceptably large value.

К рассмотренной температурной погрешности следует добавить также погрешность, вызванную возможной неоднородностью состава контролируемой жидкости внутри объема технологической емкости. При этом содержание спирта и сахара в производимом вине в различных областях этого объема может быть различным.To the temperature error considered, one should also add the error caused by the possible heterogeneity of the composition of the controlled liquid within the volume of the process tank. Moreover, the alcohol and sugar content in the produced wine in different areas of this volume may be different.

От температуры и состава в значительной степени зависят электрофизические свойства веществ (главным образом, воды, этанола) в водно-спиртовых растворах, доминирующих в составе вина и виноматериалов (Ахадов Я.Ю. Диэлектрические параметры чистых жидкостей. Справочник. М.: изд-во МАИ. 1999. 856 с.). Другие компоненты вина и виноматериалов не оказывают существенного влияния на их электрофизические свойства; содержание сахара влияет на электрофизические свойства лишь в определенных частотных диапазонах (Мериакри В.В., Чигряй Е.Е. Определение содержания спирта и сахара в водных растворах с помощью сантиметровых и миллиметровых волн // Электромагнитные волны и электронные системы. 2004. №1. С.55-58). Следовательно, электрофизические свойства производимого вина (виноматериала) существенно отличаются внутри объема содержащей его емкости по различным координатам емкости.The electrophysical properties of substances (mainly water, ethanol) in water-alcohol solutions dominating the composition of wine and wine materials (Akhadov Y. Yu. Dielectric parameters of pure liquids. Reference book. M: publishing house MAI. 1999.856 s.). Other components of wine and wine materials do not significantly affect their electrophysical properties; sugar content affects the electrophysical properties only in certain frequency ranges (Meriakri V.V., Chigryay EE. Determination of alcohol and sugar in aqueous solutions using centimeter and millimeter waves // Electromagnetic waves and electronic systems. 2004. No. 1. S.55-58). Consequently, the electrophysical properties of the produced wine (wine material) differ significantly within the volume of the container containing it in different capacity coordinates.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерения.The technical result of the present invention is to improve the accuracy of measurement.

Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для определения содержания спирта и сахара в вине содержит первый и второй чувствительные элементы в виде, соответственно, полого металлического волновода и отрезка коаксиальной линии, внутри каждого из которых на участке вдоль его длины установлена измерительная ячейка, имеющая с обеих сторон согласующие диэлектрические окна и заполняемая контролируемой жидкостью, каждый из чувствительных элементов подключен входом через элементы возбуждения и съема колебаний к выходу соответствующего СВЧ-генератора электромагнитных колебаний фиксированной частоты и выходом - к одному из входов соответствующего блока регистрации коэффициента прохождения по мощности, ко второму входу каждого из которых подсоединен выход соответствующего СВЧ-генератора, выходы блоков регистрации коэффициента прохождения по мощности подключены, соответственно, к первому и второму входам блока вычислений, подсоединенного выходом к индикатору, при этом полый металлический волновод и отрезок коаксиальной линии расположены соосно и внутренним проводником отрезка коаксиальной линии служит наружная поверхность полого металлического волновода. В проводниках волновода и отрезка коаксиальной линии могут быть выполнены сквозные продольные или поперечные щели для заполнения контролируемой жидкостью ячеек, располагаемых одна над другой.The technical result is achieved by the fact that the proposed device for determining the alcohol and sugar content in wine contains the first and second sensitive elements in the form of, respectively, a hollow metal waveguide and a segment of a coaxial line, inside each of which a measuring cell is installed along a length along its length, having on both sides matching dielectric windows and filled with a controlled fluid, each of the sensitive elements is connected by an input through the elements of excitation and removal of vibrations to an ode of the corresponding microwave generator of electromagnetic oscillations of a fixed frequency and an output to one of the inputs of the corresponding power transmission coefficient registration unit, the output of the corresponding microwave generator is connected to the second input of each, the outputs of the power transmission coefficient registration units are connected, respectively, to the first and the second inputs of the computing unit connected by the output to the indicator, while the hollow metal waveguide and the segment of the coaxial line are aligned and the inner conductor of the coaxial line is the outer surface of the hollow metal waveguide. Through the conductors of the waveguide and the segment of the coaxial line, through longitudinal or transverse slots can be made to fill the cells controlled one by one with liquid.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства. На фиг.2 изображено поперечное сечение чувствительных элементов устройства.Figure 1 shows a functional diagram of the proposed device. Figure 2 shows a cross section of the sensitive elements of the device.

Устройство содержит первый и второй чувствительные элементы 1 и 2, соответственно, СВЧ-генераторы электромагнитных колебаний 3 и 4, блоки регистрации значений коэффициента прохождения по мощности прошедшей волны 5 и 6, блок вычислений 7, регистратор 8, волновод 9, отрезок коаксиальной линии 10, измерительные ячейки 11 и 12, сквозные щели 13 и 14.The device contains the first and second sensitive elements 1 and 2, respectively, microwave generators of electromagnetic waves 3 and 4, blocks for registering the values of the transmission coefficient for the power of the transmitted wave 5 and 6, computing unit 7, recorder 8, waveguide 9, a piece of coaxial line 10, measuring cells 11 and 12, through slots 13 and 14.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В предлагаемом устройстве для определения содержания спирта и сахара в вине проводят, как и в устройстве-прототипе, измерения коэффициента прохождения по мощности P (отношения проходящей через слой контролируемой жидкости мощности к мощности электромагнитной волны, падающей на этот слой), на двух фиксированных частотах в двух разных частотных диапазонах. Измерения на частоте ~8÷10 ГГц (длина волны ~3,75÷3 см) проводят с применением чувствительного элемента в виде полого круглого металлического волновода с возбуждаемой электромагнитной волной одного из низших типов, в частности, типа Н₁₁ или типа Н₀₁, а на частоте ~2÷4 ГГц (длина волны ~15÷7,5 см) - с применением коаксиальной линии с возбуждаемой электромагнитной волной типа ТЕМ. Как в полом волноводе, так и в отрезке коаксиальной линии вдоль длины каждого из них установлена соответствующая измерительная ячейка, ограниченная с обеих сторон согласующими диэлектрическими окнами и занимающая все поперечное сечение волновода и коаксиальной линии, соответственно. В отличие от прототипа, круглый полый волновод и коаксиальная линия не имеют, соответственно, разрыва для установки измерительной ячейки в пространстве между двумя частями (передающей и приемной) волновода (это первый чувствительный элемент) и разрыва во внутреннем проводнике отрезка коаксиальной линии (это второй чувствительный элемент). В первом чувствительном элементе через слой жидкости распространяется волна возбуждаемого в круглом волноводе типа волн, а не волна в свободном пространстве (поперечная волна), а во втором чувствительном элементе вдоль отрезка коаксиальной линии - поперечная волна типа ТЕМ.In the proposed device for determining the alcohol and sugar content in wine, as in the prototype device, the transmission coefficient of power P (the ratio of the power passing through a layer of a controlled liquid to the power of an electromagnetic wave incident on this layer) is measured at two fixed frequencies in two different frequency ranges. Measurements at a frequency of ~ 8 ÷ 10 GHz (wavelength ~ 3.75 ÷ 3 cm) are carried out using a sensitive element in the form of a hollow round metal waveguide with an excited electromagnetic wave of one of the lower types, in particular, type H ₁₁ or type H ₀₁ , and at a frequency of ~ 2 ÷ 4 GHz (wavelength ~ 15 ÷ 7.5 cm) - using a coaxial line with an excited electromagnetic wave of the TEM type. Both in the hollow waveguide and in the segment of the coaxial line, a corresponding measuring cell is installed along the length of each of them, bounded on both sides by matching dielectric windows and occupying the entire cross section of the waveguide and the coaxial line, respectively. Unlike the prototype, a round hollow waveguide and a coaxial line do not have, respectively, a gap for installing the measuring cell in the space between the two parts (transmitting and receiving) of the waveguide (this is the first sensitive element) and a gap in the inner conductor of a segment of the coaxial line (this is the second sensitive element). In the first sensitive element, a wave of the wave type excited in the circular waveguide propagates through the liquid layer, and not a wave in free space (transverse wave), and in the second sensitive element along the length of the coaxial line, a TEM type transverse wave.

Полый металлический волновод и отрезок коаксиальной линии расположены соосно, первый внутри второго. При этом наружная поверхность полого волновода служит внутренним проводником отрезка коаксиальной линии. Такое взаимное расположение волновода и отрезка коаксиальной линии обеспечивает возможность контроля физических свойств жидкости в одной и той же ее области и при одинаковой температуре. Тем самым обеспечивается повышение точности измерения по сравнению с прототипом. Обе измерительные ячейки могут иметь в их металлических стенках сквозные щели, позволяя жидкости заполнять их объем. Форма этих щелей должна соответствовать возбуждаемому типу волн, чтобы не допускать излучения волн: щели не вызывают заметных потерь на излучение только в том случае, если они расположены вдоль линий тока и не пересекаются токами в течение всего периода колебаний (Семенов Н.А. Техническая электродинамика. М.: Связь, 1973. С.197-198). Так, в полом волноводе круглого сечения с волной типа Е₀₁ отверстие может иметь форму продольной щели, а при возбуждении волны типа Н₀₁ - форму поперечной щели, в том числе круговой щели или нескольких таких щелей. В отрезке коаксиальной линии в области расположения измерительной ячейки с возбуждаемой на этом участке волной типа E₀₁ возможно наличие продольной щели в наружном проводнике отрезка коаксиальной линии. Обе измерительные ячейки следует располагать одну над другой для их заполнения контролируемой жидкостью через сквозные щели.The hollow metal waveguide and the coaxial line segment are aligned, the first inside the second. In this case, the outer surface of the hollow waveguide serves as the inner conductor of the segment of the coaxial line. Such a mutual arrangement of the waveguide and the segment of the coaxial line provides the ability to control the physical properties of the fluid in the same region and at the same temperature. This ensures improved measurement accuracy compared to the prototype. Both measuring cells can have through slots in their metal walls, allowing liquid to fill their volume. The shape of these gaps must correspond to the type of waves being excited in order to prevent wave emission: gaps do not cause noticeable radiation losses only if they are located along streamlines and are not crossed by currents during the entire period of oscillations (N. Semenov, Technical Electrodynamics M.: Communication, 1973. S.197-198). So, in a hollow waveguide of circular cross section with a wave of type E _{01, the} hole may have the shape of a longitudinal slit, and when excited by a wave of type H ₀₁ , it may have the shape of a transverse slit, including a circular slit or several such slits. In the segment of the coaxial line in the region where the measuring cell is excited with the type E ₀₁ wave excited in this section, a longitudinal slot may be present in the outer conductor of the segment of the coaxial line. Both measuring cells should be placed one above the other to fill them with controlled fluid through the through slots.

Как показано в вышеуказанной статье (Мериакри В.В., Чигряй Е.Е. Определение содержания спирта и сахара в водных растворах с помощью сантиметровых и миллиметровых волн // Электромагнитные волны и электронные системы. 2004. №1. С.55-58), коэффициент прохождения по мощности Р при измерениях на частоте f₁ диапазона частот ~8÷10 ГГц зависит только (в пределах допустимой погрешности) от содержания спирта с₁ в вине, а при измерениях на частоте f₂ диапазона частот ~2÷4 ГГц зависит как от содержания спирта с₁, так и от содержания сахара с₂ в вине. При этом выбором длины слоя контролируемой жидкости, через который проходит электромагнитная волна, можно регулировать чувствительность к содержанию спирта и сахара в вине. Изменения ΔР(c₁)=Р(с₁)-Р(с₁=0) и ΔР(с₂)=P(c₂)-P(c₂=0) величины Р в растворах, содержащих одновременно спирт и сахар, как показали измерения ΔP(c₁,c₂), суммируются практически аддитивно. Точность определения с₁ и с₂ в вине при с₁≤20% и c₂≤300 г/л та же, что и в растворах спирта в воде и сахара в воде. Поэтому, измеряя P(c₁,c₂,f₁) на частоте f₁, можно определить содержание спирта с₁ в вине и, измеряя P(c₁,c₂,f₂) на частоте f₂, можно по значению разности P(c₁,c₂,f₁) и P(c₁,c₂,f₂) найти содержание сахара с₂ в вине. Как показано в данной статье, при с₁=9÷18% и с₂≤30 г/л погрешность измерений с₁ и с₂ не превышала, соответственно, значений 0,1% и 3 г/л.As shown in the above article (Meriakri VV, Chigryay EE. Determination of alcohol and sugar content in aqueous solutions using centimeter and millimeter waves // Electromagnetic waves and electronic systems. 2004. No. 1. P.55-58) , the transmission coefficient of power P when measuring at frequency f _{1 of} the frequency range ~ 8 ÷ 10 GHz depends only (within the margin of error) on the alcohol content of ₁ in wine, and when measuring at frequency f ₂ the frequency range ~ 2 ÷ 4 GHz depends both the alcohol content of ₁ and the sugar content of ₂ in wine. At the same time, by choosing the length of the layer of the controlled fluid through which the electromagnetic wave passes, it is possible to adjust the sensitivity to the alcohol and sugar content in wine. Changes ΔР (c ₁ ) = Р (с ₁ ) -Р (с ₁ = 0) and ΔР (с ₂ ) = P (c ₂ ) -P (c ₂ = 0) Р values in solutions containing both alcohol and sugar , as shown by the measurements ΔP (c ₁ , c ₂ ), they are summed up almost additively. The accuracy of determination of c ₁ and c ₂ in wine at c ₁ ≤20% and c ₂ ≤300 g / l is the same as in solutions of alcohol in water and sugar in water. Therefore, by measuring P (c ₁ , c ₂ , f ₁ ) at a frequency of f ₁ , we can determine the alcohol content of c ₁ in wine and by measuring P (c ₁ , c ₂ , f ₂ ) at a frequency of f ₂ , we can use the difference P (c ₁ , c ₂ , f ₁ ) and P (c ₁ , c ₂ , f ₂ ) find the sugar content with ₂ in wine. As shown in this article, with ₁ = 9–18% and with ₂ ≤30 g / l, the measurement error with ₁ and ₂ did not exceed, respectively, the values of 0.1% and 3 g / l.

В чувствительных элементах 1 и 2 с помощью подсоединенных к их входам СВЧ-генераторов, соответственно 3 и 4, возбуждаются электромагнитные волны (фиг.1). СВЧ-генераторы 3 и 4 работают на фиксированных частотах, соответственно, f₁ (диапазон частот ~8÷10 ГГц) и f₂ (диапазон частот ~2÷4 ГГц). Электромагнитные волны, принимаемые на выходах чувствительных элементов 1 и 2, поступают в блоки регистрации значений коэффициента прохождения по мощности прошедшей волны 5 и 6, соответственно. На входы этих блоков подаются также сигналы с генераторов 3 и 4, соответственно, несущие информацию о мощности волн, поступающей на входы чувствительных элементов 1 и 2. Выходные сигналы с выходов блоков 5 и 6 поступают в блок вычислений 7. В этом блоке производятся вычислительные операции с поступившими сигналами для определения раздельно содержания спирта и сахара в вине. Образуемые на выходе блока 7 полезные сигналы, соответствующие содержанию спирта и сахара, поступают на регистратор 8.In the sensitive elements 1 and 2 by means of microwave generators connected to their inputs, respectively 3 and 4, electromagnetic waves are excited (figure 1). Microwave generators 3 and 4 operate at fixed frequencies, respectively, f ₁ (frequency range ~ 8 ÷ 10 GHz) and f ₂ (frequency range ~ 2 ÷ 4 GHz). Electromagnetic waves received at the outputs of the sensing elements 1 and 2, enter the blocks of registration of the values of the transmission coefficient for the power of the transmitted wave 5 and 6, respectively. The inputs of these blocks also receive signals from generators 3 and 4, respectively, which carry information about the power of the waves supplied to the inputs of the sensitive elements 1 and 2. The output signals from the outputs of blocks 5 and 6 are sent to the computing unit 7. In this block, computational operations are performed with the signals received to determine separately the alcohol and sugar content in the wine. The useful signals generated at the output of block 7, corresponding to the alcohol and sugar content, are fed to the recorder 8.

На фиг.2 приведены конструкции чувствительных элементов 1 и 2. Здесь полый металлический волновод 9 и отрезок коаксиальной линии 10 размещены соосно. Наружная поверхность волновода 9 служит внутренним проводником коаксиальной линии 10. Внутри полого металлического волновода 9 и отрезка коаксиальной линии 10 размещены, соответственно, измерительные ячейки 11 и 12, каждая из которых имеет с обеих сторон согласующие диэлектрические окна. Измерительные ячейки 11 и 12 заполняются контролируемой жидкостью (вином), для чего в проводниках волновода 9 и отрезка коаксиальной линии 10 могут быть выполнены сквозные щели 13 и 14.Figure 2 shows the construction of the sensitive elements 1 and 2. Here, the hollow metal waveguide 9 and the segment of the coaxial line 10 are placed coaxially. The outer surface of the waveguide 9 serves as the inner conductor of the coaxial line 10. Inside the hollow metal waveguide 9 and the length of the coaxial line 10, respectively, measuring cells 11 and 12 are placed, each of which has matching dielectric windows on both sides. The measuring cells 11 and 12 are filled with a controlled liquid (wine), for which through the slots 13 and 14 can be made in the conductors of the waveguide 9 and the segment of the coaxial line 10.

Расположение обоих чувствительных элементов на одном и том же измерительном участке позволяет воспринимать информацию о контролируемой жидкости (вине) в одной и той же ее области и при одной и той же температуре, что, тем самым, обеспечивает повышение точности измерений по сравнению с прототипом.The location of both sensitive elements on the same measuring section allows you to perceive information about the controlled fluid (fault) in the same area and at the same temperature, which, thereby, improves the measurement accuracy compared to the prototype.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить одновременные измерения содержания спирта и сахара в вине с высокой точностью. Оно может быть применено и для контроля других многокомпонентных жидкостей.Thus, the proposed device allows simultaneous measurements of alcohol and sugar in wine with high accuracy. It can also be used to control other multicomponent fluids.

Claims

1. A device for determining the alcohol and sugar content in wine, containing the first and second sensing elements in the form of, respectively, a hollow metal waveguide and a segment of a coaxial line, inside each of which a measuring cell is installed on the section along its length, having matching dielectric windows on both sides and filled with a controlled liquid, each of the sensitive elements is connected by an input through the elements of excitation and removal of oscillations to the output of the corresponding microwave generator x oscillations of a fixed frequency and an output - to one of the inputs of the corresponding unit for recording the transmission coefficient for power, the output of the corresponding microwave generator is connected to the second input of each of them, the outputs of the blocks for recording the transmission coefficient for power are connected respectively to the first and second inputs of the calculation unit connected an output to the indicator, characterized in that the hollow metal waveguide and the segment of the coaxial line are aligned and the inner conductor of the segment of the coax Flax line serves as the outer surface of the hollow metal waveguide.

2. The device according to claim 1, characterized in that in the conductors of the waveguide and the segment of the coaxial line, through longitudinal or transverse slots are made to fill cells controlled by liquid located one above the other.