RU2548735C2 - Food products quality express evaluation device - Google Patents
Food products quality express evaluation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548735C2 RU2548735C2 RU2013138137/15A RU2013138137A RU2548735C2 RU 2548735 C2 RU2548735 C2 RU 2548735C2 RU 2013138137/15 A RU2013138137/15 A RU 2013138137/15A RU 2013138137 A RU2013138137 A RU 2013138137A RU 2548735 C2 RU2548735 C2 RU 2548735C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- amplifier
- mixer
- whereof
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
1. Область техники, к которой относится изобретение1. The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к аналитической аппаратуре, предназначенной для определения свойств, состава и строения веществ в промышленном производстве и в научных исследованиях.The invention relates to analytical equipment designed to determine the properties, composition and structure of substances in industrial production and in scientific research.
2. Уровень техники2. The level of technology
Существующие методы анализа качества продуктов питания используют стандартные современные аналитические приемы, такие как газовая хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, масс-спектрометрия; употребление разнообразных хроматографических детекторов. Эти методы весьма трудоемки и длительны.Existing methods of food quality analysis use standard modern analytical techniques, such as gas chromatography, high performance liquid chromatography, mass spectrometry; the use of a variety of chromatographic detectors. These methods are very laborious and time consuming.
В качестве аналогов предлагаемого устройства рассматриваются технические средства для измерения вязкости. К аналогам можно отнести следующие: технические средства вискозиметрии, позволяющие оценить вязкость жидких сред в соответствии с гидродинамической теорией, и технические средства, основанные на измерении скорости распространения поверхностной акустической волны по поверхности исследуемой ткани (ультразвуковая вискозиметрия).As analogues of the proposed device are considered technical means for measuring viscosity. The following can be attributed to analogues: technical means of viscometry, which allow estimating the viscosity of liquid media in accordance with the hydrodynamic theory, and technical means based on measuring the propagation velocity of a surface acoustic wave over the surface of a tissue under investigation (ultrasonic viscometry).
Наиболее близким к заявленному устройству является устройство, принцип работы которого основан на измерении скорости распространения поверхностной акустической волны по поверхности исследуемой ткани. Недостатком устройства-аналога является наличие только двух пьезопреобразователей, что создает сложности регистрации поверхностных сдвиговых волн из-за быстрого их затухания, с одной стороны, и необходимость проведения измерений для малых амплитуд смещения частиц исследуемой среды, с другой.Closest to the claimed device is a device whose operating principle is based on measuring the propagation velocity of a surface acoustic wave over the surface of a tissue under investigation. The disadvantage of the analog device is the presence of only two piezoelectric transducers, which makes it difficult to register surface shear waves due to their rapid attenuation, on the one hand, and the need for measurements for small displacement amplitudes of the particles of the medium under study, on the other.
3. Раскрытие изобретения3. Disclosure of invention
Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что контактная измерительная головка, накладываемая на исследуемую поверхность, содержит пять пьезопреобразователей со щупами. Один из них, расположенный в центре, является источником поверхностных сдвиговых волн, а остальные четыре преобразователя, установленные по окружности на одинаковом расстоянии от первого, являются приемниками этих волн (фиг.1). Это обеспечивает пространственное и временное суммирование колебаний, что повышает чувствительность прибора, помехоустойчивость и достоверность измерений. К тому же устройство является компактным, носимым, с малым потреблением тока и с автономным источником питания.A distinctive feature of the proposed device is that the contact measuring head, superimposed on the test surface, contains five piezoelectric transducers with probes. One of them, located in the center, is a source of surface shear waves, and the remaining four transducers, mounted around a circle at the same distance from the first, are receivers of these waves (Fig. 1). This provides spatial and temporal summation of oscillations, which increases the sensitivity of the device, noise immunity and reliability of measurements. In addition, the device is compact, wearable, with low current consumption and with an autonomous power source.
В основе разработанного устройства лежит метод оценки вязкоупругих свойств биоткани, основанный на измерении скорости распространения в ней поверхностной сдвиговой волны. В отличие от продольных акустических волн, распространяющихся в объеме среды, поверхностные сдвиговые волны затухают на расстоянии, равном нескольким длинам волны, что создает определенные трудности в изучении особенностей их распространения. Получают и регистрируют эти волны с помощью преобразователей биморфного типа, в которых используются пластины из пьезоэлектрического материала. Преобразователи снабжаются щупами, которые позволяют осуществить точечный контакт с исследуемым участком ткани. Исследования показывают, что сдвиговая упругость биологических тканей для малых амплитуд смещения частиц среды прямо пропорциональна квадрату распространения в ней акустической волны, возбуждаемой точечным осциллирующим преобразователем:The developed device is based on a method for assessing the viscoelastic properties of a biological tissue, based on measuring the propagation velocity of a surface shear wave in it. Unlike longitudinal acoustic waves propagating in the medium volume, surface shear waves decay at a distance equal to several wavelengths, which creates certain difficulties in studying the features of their propagation. These waves are obtained and recorded using bimorph type transducers, in which plates of piezoelectric material are used. The transducers are equipped with probes that allow for point contact with the tissue site to be examined. Studies show that the shear elasticity of biological tissues for small amplitudes of displacement of the particles of the medium is directly proportional to the square of the propagation of an acoustic wave excited by a point oscillating transducer in it:
Е=ρkc2,E = ρkc 2 ,
где Е - динамический модуль сдвига; k - коэффициент пропорциональности, зависящий от направления колебательного смещения частиц среды; ρ - плотность среды; c - скорость распространения сдвиговой волны.where E is the dynamic shear modulus; k is the coefficient of proportionality, depending on the direction of the vibrational displacement of the particles of the medium; ρ is the density of the medium; c is the shear wave propagation velocity.
4. Краткое описание чертежей4. Brief Description of the Drawings
На фиг.1 представлена контактная измерительная головка. Структурная схема устройства для экспресс-оценки качества продуктов питания представлена на фиг.2.Figure 1 shows the contact measuring head. The structural diagram of a device for rapid assessment of food quality is presented in figure 2.
5. Осуществление изобретения5. The implementation of the invention
Устройство работает следующим образом. На поверхность, например, мяса, накладывается контактная головка измерительного преобразователя (фиг.1, 1 - щуп пьезопреобразователя; 2 - пьезопреобразователи; 3 - кабель отведения). Контактная головка включает в себя пять преобразователей (ПП1-ПП5) 9-13 со щупами на концах для контакта с мясом, причем один из них (ПП1) 9, расположенный в центре, является источником поверхностных сдвиговых волн, а остальные, установленные по окружности на одинаковом расстоянии от первого, являются приемниками этих волн. Это обеспечивает пространственное и временное суммирование колебаний, что повышает чувствительность прибора, помехоустойчивость и достоверность измерений.The device operates as follows. On the surface of, for example, meat, the contact head of the measuring transducer is superimposed (Fig. 1, 1 - probe of the piezoelectric transducer; 2 - piezoelectric transducers; 3 - lead cable). The contact head includes five transducers (ПП1-ПП5) 9-13 with probes at the ends for contact with meat, one of them (ПП1) 9, located in the center, is a source of surface shear waves, and the rest, mounted around a circle on equal distance from the first, are the receivers of these waves. This provides spatial and temporal summation of oscillations, which increases the sensitivity of the device, noise immunity and reliability of measurements.
При нажатии кнопки «Пуск» происходит (см. фиг.2) счет импульсов счетчиком (СЧ) 5 от генератора (ГИС) 2. С выхода двоично-десятичного счетчика (СЧ) 5 импульсы подаются на дешифратор (ДШ) 7 и на четырехразрядный жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) 14 для визуализации. Одновременно на выходе формирователя (ФИВ) 4 формируется огибающая радиоимпульсов питания центрального пьезопреобразователя (ПП1) 9. Импульсы питания формируются на выходе смесителя (С) 6, на второй вход которого подаются высокочастотные электрические колебания от генератора (ГВЧ) 1. Далее эти импульсы поступают на вход преобразователя (ПП) 9, который возбуждает сдвиговые колебания на поверхности мяса. В зависимости от вязкости мяса скорость распространения поверхностной волны имеет разные значения, эквивалентные текущей вязкости, фактически фиксируемой данным прибором. Для этого электрический сигнал с выхода суммирующего усилителя (СУ) 15 подается на вход интегратора (И) 16 и далее на триггер Шмидта (ТШ) 17, где формируется импульс, передним фронтом которого посредством триггера (Т) 3 останавливается счет.When the “Start” button is pressed, the pulse counting (MF) 5 from the generator (GIS) 2 occurs (see FIG. 2). From the output of the binary-decimal counter (MF) 5, the pulses are fed to the decoder (DS) 7 and to the four-digit liquid crystal indicator (LCD) 14 for visualization. At the same time, an envelope of radio pulses of power supply to the central piezoelectric transducer (PP1) 9 is formed at the output of the shaper (PIV) 4. Power pulses are formed at the output of the mixer (C) 6, to the second input of which high-frequency electric vibrations from the generator (HHF) 1 are supplied. Next, these pulses are fed to the input of the Converter (PP) 9, which excites shear vibrations on the surface of the meat. Depending on the viscosity of the meat, the speed of propagation of the surface wave has different values equivalent to the current viscosity actually recorded by this device. To do this, the electric signal from the output of the summing amplifier (SU) 15 is fed to the input of the integrator (I) 16 and then to the Schmidt trigger (TS) 17, where a pulse is generated, whose leading edge stops the count by means of the trigger (T) 3.
Источники информацииInformation sources
1. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - 222 с.1. Akopyan VB, Ershov Yu.A. Fundamentals of the interaction of ultrasound with biological objects: Textbook. allowance. M.: Publishing House of MSTU. N.E. Bauman, 2005 .-- 222 p.
2. Фридман Ф.Е., Гундорова Р.А., Кодзов М.Б. Ультразвук в офтальмологии. М.: Медицина, 1989. - 254 с.2. Fridman F.E., Gundorova R.A., Kodzov M.B. Ultrasound in ophthalmology. M .: Medicine, 1989 .-- 254 p.
3. Статья «Методики и технические средства оценки качества продуктов питания» в сб. научных статей в XXI Международной научно-практической конференции. - Пенза: ПДЗ, 2011. - 120 с.3. The article "Methods and technical means of assessing the quality of food" in Sat. scientific articles in the XXI International scientific-practical conference. - Penza: PDZ, 2011 .-- 120 s.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013138137/15A RU2548735C2 (en) | 2013-08-14 | 2013-08-14 | Food products quality express evaluation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013138137/15A RU2548735C2 (en) | 2013-08-14 | 2013-08-14 | Food products quality express evaluation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013138137A RU2013138137A (en) | 2015-02-20 |
RU2548735C2 true RU2548735C2 (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=53282112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013138137/15A RU2548735C2 (en) | 2013-08-14 | 2013-08-14 | Food products quality express evaluation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2548735C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200950U1 (en) * | 2020-06-26 | 2020-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | DEVICE FOR DETERMINING THE QUALITY OF MILK, VEGETABLE OIL AND OLIVE OIL |
RU200951U1 (en) * | 2020-06-26 | 2020-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | DEVICE FOR DETERMINING THE QUALITY OF MILK, VEGETABLE OIL AND OLIVE OIL |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1147309A1 (en) * | 1983-02-07 | 1985-03-30 | Zhukov Sergej V | Apparatus for checking quality of eggs |
SU1399672A1 (en) * | 1986-07-10 | 1988-05-30 | Симферопольский Филиал Научно-Производственного Объединения "Агроприбор" | Device for measuring fat content in milk |
SU1612259A1 (en) * | 1989-02-27 | 1990-12-07 | Специализированное Промышленное Проектно-Конструкторское Бюро С Опытным Производством "Росагроприбор" | Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk |
RU2035738C1 (en) * | 1991-06-24 | 1995-05-20 | Научно-Производственное Предприятие "Сибагроприбор" | Device for determining mass fraction of fat and dry skim residue in milk |
RU2082967C1 (en) * | 1992-12-25 | 1997-06-27 | Феликс Львович Визен | Method for determining concentration of ethanol in aqueous solutions and device for its realization |
RU2440571C2 (en) * | 2010-01-11 | 2012-01-20 | Государственное научное учреждение Сибирский физико-Технический ИНСТИТУТ аграрных проблем со Россельхозакадемии (ГНУ Сиб ФТИ СО Россельхозакадемии) | Method of determining water-holding capacity of meat and device for implementing said method |
-
2013
- 2013-08-14 RU RU2013138137/15A patent/RU2548735C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1147309A1 (en) * | 1983-02-07 | 1985-03-30 | Zhukov Sergej V | Apparatus for checking quality of eggs |
SU1399672A1 (en) * | 1986-07-10 | 1988-05-30 | Симферопольский Филиал Научно-Производственного Объединения "Агроприбор" | Device for measuring fat content in milk |
SU1612259A1 (en) * | 1989-02-27 | 1990-12-07 | Специализированное Промышленное Проектно-Конструкторское Бюро С Опытным Производством "Росагроприбор" | Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk |
RU2035738C1 (en) * | 1991-06-24 | 1995-05-20 | Научно-Производственное Предприятие "Сибагроприбор" | Device for determining mass fraction of fat and dry skim residue in milk |
RU2082967C1 (en) * | 1992-12-25 | 1997-06-27 | Феликс Львович Визен | Method for determining concentration of ethanol in aqueous solutions and device for its realization |
RU2440571C2 (en) * | 2010-01-11 | 2012-01-20 | Государственное научное учреждение Сибирский физико-Технический ИНСТИТУТ аграрных проблем со Россельхозакадемии (ГНУ Сиб ФТИ СО Россельхозакадемии) | Method of determining water-holding capacity of meat and device for implementing said method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200950U1 (en) * | 2020-06-26 | 2020-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | DEVICE FOR DETERMINING THE QUALITY OF MILK, VEGETABLE OIL AND OLIVE OIL |
RU200951U1 (en) * | 2020-06-26 | 2020-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | DEVICE FOR DETERMINING THE QUALITY OF MILK, VEGETABLE OIL AND OLIVE OIL |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013138137A (en) | 2015-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2659584C2 (en) | Methods for measuring properties of multiphase oil-water-gas mixtures | |
Rahiman et al. | Ultrasonic transmission-mode tomography imaging for liquid/gas two-phase flow | |
Rahim et al. | Non-invasive imaging of liquid/gas flow using ultrasonic transmission-mode tomography | |
Rahiman et al. | The front-end hardware design issue in ultrasonic tomography | |
Benmeddour et al. | Study of the fundamental Lamb modes interaction with symmetrical notches | |
US10908131B2 (en) | Acoustic gas volume fraction measurement in a multiphase flowing liquid | |
CN104251883A (en) | Non-contact rock sound wave speed detection method | |
Benmeddour et al. | Experimental study of the A0 and S0 Lamb waves interaction with symmetrical notches | |
Rahiman et al. | Design and development of ultrasonic process tomography | |
RU2548735C2 (en) | Food products quality express evaluation device | |
Fan et al. | The excitation and detection of Lamb waves in a droplet-loaded plate using air-coupled ultrasonic transducers | |
Grondel et al. | Signal processing for damage detection using two different array transducers | |
Amjad et al. | Determination of the stress dependence of the velocity of Lamb waves in aluminum plates | |
RU66029U1 (en) | INTEGRATED DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS | |
JP2004012149A (en) | Liquid physical property measuring apparatus | |
Pal | Fourier transform ultrasound spectroscopy for the determination of wave propagation parameters | |
RU2462999C2 (en) | Device for determining prescription of person's death coming | |
CN207232088U (en) | A kind of container corrosion detection device | |
Chen et al. | Parameter measurement of the cylindrically curved thin layer using low-frequency circumferential Lamb waves | |
Piriyakul | A development of a bender element apparatus | |
RU2688883C2 (en) | Fluid acoustic detector and its application method | |
RU2012100923A (en) | DEVICE FOR MEASURING ACOUSTIC RESISTANCE OF SOLID MATERIALS | |
Sharma et al. | Design of Embedded Sing-around System for Ultrasonic Velocity Measurement in Liquids | |
RU52483U1 (en) | DEVICE FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF VISCOSITY OF LIQUID IN THE FLOW | |
Yim et al. | Real-time on-line ultrasonic monitoring for bubbles in ceramic ‘slip’in pottery pipelines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150815 |