SU1157451A1

SU1157451A1 - Device for determining structure-mechanical characteristics of foodstuffs

Info

Publication number: SU1157451A1
Application number: SU833620208A
Authority: SU
Inventors: Валентин Данилович Косой; Альфред Васильевич Горбатов; Александр Ренатович Дажин; Алексей Феликсович Зимин
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Мясной И Молочной Промышленности
Priority date: 1983-07-12
Filing date: 1983-07-12
Publication date: 1985-05-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИС;ТИК ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, имеющее кор ,пус, шток с укрепленным на нем ийденторрм пусковой рычаг и элемент Ц a-ij .. регистрации, отличающее с тем, что, с целью сокращени времени измерений, оно оснащено опорой и расположенными в корпусе нижней и верхней площадками, механизмом линейного перемещени верхней площадки с электромеханическим приводом , датчиком фиксированного усиЛИЯ внедрени , представл ющим собой контактный винт с подпружиненной шпилькой и измерительной схемой, при этом шток с шздентором св зан с верхней площадкой, а опора расположена в нижней части корпуса и выполнена в виде рифленого диска с отверстием дл прохода индентора , причем механизм линейного W перемещени верхней площадки св зан с датчиком фиксированного усили внедрени , подключенным к измерительной схеме.A DEVICE FOR DETERMINATION. STRUCTURAL AND MECHANICAL CHARACTERIS; A FICTIC PRODUCT LEAK, having a core, a trigger, a rod with an identorrm mounted on it, a trigger lever and the element C a-ij registration, which differs from support and located in the case of the lower and upper platforms, the linear movement mechanism of the upper platform with an electromechanical drive, sensor of fixed implementation effort, which is a contact screw with a spring-loaded pin and measuring circuit oh, with the spindle shaft connected with the upper platform, and the support is located in the lower part of the body and is made in the form of a corrugated disk with a hole for the indenter, the linear movement mechanism W of the upper platform is connected to the fixed insertion force sensor connected to the measuring pattern.

Description

:л : l

JiJi

:д: d

IH5745Ih5745

Изобретение относитс к техние контрол производственных проессов и может быть использовано Щй определедаг структурно-мехашгческих характеристик упругоэлас- s тичных и в зкопластичных продуктов, ® частности дл оценки качества ельномышечной ткани независимо от вида разделки без предварительного вз ти проб и прошедших терми- 0 вескую обработку, формированных изделий в м сной ирыбоперерабатывакгщей промышленности, контрол консистенции фаршеобразных пищевьге продуктов , изучени вли ни различных IS физических факторов на качество сырь , контрол оптимальных режимов обработки пищевых продуктов.The invention relates to technical control of production processes and can be used to determine the structural and mechanical characteristics of elastic elastic and viscous-plastic products, ® particularly for assessing the quality of muscular muscular tissue, regardless of the type of dressing without prior sampling and thermally processed, molded products in meat and fish processing industry, control the consistency of minced food products, study the effect of various IS physical factors on the quality raw materials, control the optimal modes of food processing.

Цель изобретени - повьшение точности , а также сокращение времени 20 измерений.The purpose of the invention is to increase the accuracy and reduce the time of 20 measurements.

На фиг. изображено устройство, бщий вид; на фиг. 2 - датчик фиксиованного усили внедрени ; на 25 иг. 3 - опора с регулировочным винтом; на фиг. 4 - блок-схема.измерительной системы с блоком регистрации показаний.FIG. shows the device, general view; in fig. 2 — sensor of fixed insertion force; on 25 games. 3 - support with adjusting screw; in fig. 4 is a block diagram of a measuring system with a block for recording indications.

Устройство содержит полый кор- д пус 1 с укрепленными на нем индикатором 2 и микровыключателем 3, руко тку 4 с пусковым рычагом 5 иThe device contains a hollow corpus 1 with an indicator 2 fixed on it and a microswitch 3, a handle 4 with a starting lever 5 and

разъемом 6, рифленый диск 7 и отверстием 8 и регулировочным вин- 35 foH 9.connector 6, a corrugated disc 7 and a hole 8 and an adjusting screw - 35 foH 9.

Внутри полого корпуса 1 расположен механизм линейного перемёще1ВДЯ верхней площадки 10, состо щий из реверсивного злектродвигател 11 40 с редуктором 12, подающего винта 3, кинематически св занного с верхней площадкой 10, на которой установлена направл юща рейка 14,Inside the hollow body 1, there is a linear transfer mechanism for the upper platform 10, consisting of a reversive electric motor 11 40 with a gearbox 12, a feed screw 3, kinematically connected with the upper platform 10, on which the guide rail 14 is mounted,

Верхн площадка 10 соединена 4S с датчиком 15 фиксированного усили внедрени , состо щего из полого цилиндра 16 с отверстием 17, регулировочной шайбой 18,нижней площадки 19 с отверстием дл прохождени што- sO ка 20, выполненного из диэлектричес кого материала в виде поршн с индентодержателем , закрепленной на верхней площадке 10 контактной пшгък 21, пружины 22, выступа 23 ss дл креплени пружины, контактного винта 24, св занного с индентором 25. контактной пружиной 26.The upper platform 10 is connected to 4S with a sensor 15 of a fixed insertion force, consisting of a hollow cylinder 16 with an opening 17, an adjusting washer 18, a lower platform 19 with an opening for passage of a rod sO ka 20 made of a dielectric material in the form of a piston with an indent holder, fixed on the upper platform 10 of the contact pin 21, spring 22, protrusion 23 ss for fastening the spring, contact screw 24 connected to the indenter 25. contact spring 26.

S -2S -2

Влок-схема содержит источник 27 питани , блок 28 регистрации поасазаний , состо щий из контактной пары 29, образованной контактной шпилькой 21 и контактным винтом 24 датчика 15 фиксированного усили внедрени , зммитерного повторител 30, фомировател 31 счетных импульсов, статического триггера 32 и двух злементов И 33 и 34 логическго умножени , измерительную систему 35, выполненную в виде, например врем аналогового преобразовател , состо щего из двух операционных усилителей 36 и 37, измерительного конденсатора 38 с балластным сопротивлением 39, индикатора 2 и ключа 40 с резистором 41 утечки.The block diagram contains a power supply 27, a blocking recording unit 28 consisting of a contact pair 29 formed by a contact stud 21 and a contact screw 24 of a fixed insertion force sensor 15, a transmitter repeater 30, a counting pulse 31, a static trigger 32, and two elements I 33 and 34 logic multiplication, measuring system 35, made in the form of, for example, analog converter time, consisting of two operational amplifiers 36 and 37, measuring capacitor 38 with ballast resistance 39, indie Ator 2 and the key 40 with a resistor 41 leaks.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

По достижении поверхкостного контакта исследуемого продукта 42 с опорой, выполненной в виде рифленого диска 7, поверхность которого преп тствует смещению устройства относительно продукта 42, посредством нажати пускового рычага 5 подаетс напр жение питани на реверсивный электродвигатель 11, блок 28 регистрации показаний и измерительн систему 35.Upon reaching the surface contact of the test product 42 with a support made in the form of a corrugated disk 7, the surface of which prevents the device from moving relative to the product 42, by pressing the start lever 5, the supply voltage is applied to the reversing motor 11, the reading recording unit 28 and the measuring system 35.

Электродвигатель 11 через редуктор 12 и подающий винт 13 приводит в Поступательное движение с посто нной скоростью верхнюю площадку 10 соединенную с датчиком 5 фиксированного усили внедрени , на штоке которого установлен индентор 25.The electric motor 11, through the gearbox 12 and the feed screw 13, causes the forward movement at a constant speed of the upper platform 10 connected to the sensor 5 of a fixed insertion force, on the rod of which the indenter 25 is mounted.

Величина зазора между индентором 25 и плоскостью рифленой поверхности диска 7 (фиг.З), исход из упругоэластичных свойств исследуемых продуктов, выбираетс дл наиболее текучих, например таких, как котлетный и сосисочный фарши с учетом проникновени продукта 42 в отверстие 8 на глубину, котора составл ет 0,1 корн квадратного из площади последнего, при этом дл исключени вли ни краевых эффектов , св занных с прессовкой продуктов , называющей по вление касательных напр жений на периферийной зоне отверсти 8, отношение площадей миделевого сечени иидентора 25 и отверсти 8 при подобии их геометрических параметров и коак сиальной установке составл ет 6:1, Зазор между исследуемлм продуктом tt2 н индентором 25 можно измен ть с помощью регулировочного винта 9. При исследовании менее текучих продуктов зазор между ними и инден тором 25 увеличиваетс за счет мен шего проникновени продукта в отве тие 8, что приводит к папзлению холостого хода индентора 25, который учитываетс регистрацией момен касани последнего с продуктом 42. В момент касани индентора 25 с поверхностью исследуемого продукта 42 с эмиттерного повторител 30, электрически св занного с индентором 25 и корпусом устройств ( подключение посредством проводов ке показано), подаетс сигнал на второй вход формировател 31 счетных импульсов, сформированный пер вый импульс которого поступает на счетный вход статического триггера 32, вызывав по вление сигнала на выходе О, подключающего источник 27 питани через первый элемент И 33 логического умножени к балластному сопротивлению 39 и измерительному конденсатору 38. Пара метры измерительного конденсатора 3 и балластного сопротивлени 39 вь1браны таким образом, что в течение времени измерени изменение напр ж ни на измерительном конденсаторе 38 вл етс линейной функцией от времени зар дки. При внедрении индентора 25 в ис следуемый продукт 42 по вл ютс деформационные силы, преп тствующие пр цессу внедрени , которые компенсируютс силами упругости пружины 22 и определ ютс степенью ее сжати . В начальный момент внедрени наблюдаетс вление, близкое по сво му физическому смыслу к пр мому Центральному удару с коэффициентом восстановлени менее 0,5, вследствие чего возникает.импульс, .энерги которого может достигать величины потенциальной энергии деформации пружины 22, привод щей к ложному срабатыванию блока 28 регистрации показаний. При измерени х нежелател ны влени колебательного характера возникающие в результате действи импульса на пружину 22 и инерционности системы пружина - шток с инде тором. 514 Указанные выше эффекты устран ютс выполнением датчика 15 фиксиро. ванного усили в виде демпфирующего элемента, в котором полый цилиндр 16 с отверстием 17 служит корпусом, а шток 20 - поршнем. По достижении фиксированного значени усили внедрени шток 20 демпфирует пружину 22 до заданной предельной величины линейной деформации , соприкасающиес контактный винт 24 и шпилька 2 замыкают электрическую цепь, подключающую источник питани к первому выходу формировател 31 счетных импульсов, который вырабатывает последующий счетный импульс, возвращающий статический триггер 32-в исходное состо ние . В результате на выходе I по вл етс сигнал, с одновременИ)1м исчезновением сигнала на выходе О, что приводит к ртключенио посредством элемента И 33 логического умножени балластного сопротивлени 39 и измерительного конденсатора 38 с подключением последнего через элемент И 34 логического умножени к операционному усилителю 36, вл ющемус согласующим элементом с выходным сопротивлением пор дка 10 Ом. Сигнал, снимаемый с операционного усилител с регулируемым коэффициентом усилени , подаетс на ицдикатор 2. Так как посто нна времени разр да измерительного конденсатора 38 составл ет пор дка 0с, а скорость внедрени индентора 25 в продукт 42 вл етс константой то фюссаци показаний осуществл етс нА ицднкаторе 2, проградуированном в единицах величины внедрени индентора 25 с учетом линейной деформации пружины 22, Ход индентора 23 ограничиваетс посредством конечного выключател 3. После фиксации показаний вторичным нажатием пускового рычага 5 производитс реверсирование электродвигател И, подающий винт 13 приводитс в возвратно-пЬступательное движение, и все элементы у стройства возвращаютс в исходное соето иие в момент срабатывани конеч- ного выключател 3, отключающего питание электродвигател 1, блока 28 регистрации показаний и измерительной системы 35.The size of the gap between the indenter 25 and the plane of the corrugated surface of the disk 7 (FIG. 3), based on the elastic properties of the products under investigation, is chosen for the most fluid, such as cutlet and sausage stuffing, taking into account the penetration of the product 42 into the hole 8 which is 0.1 square root of the latter’s area, while to eliminate the influence of edge effects associated with the pressing of products, calling the appearance of tangential stresses on the peripheral zone of the hole 8, the area ratio The identor section 25 and the opening 8, with the similarity of their geometrical parameters and the coaxial installation, are 6: 1. The gap between the tt2 product under investigation and the indenter 25 can be changed with the help of an adjusting screw 9. In the study of less fluid products, the gap between them and the indenter 25 is increased due to the less penetration of the product into the response 8, which leads to an idling of the indenter 25, which is taken into account by registering the moment of contact of the latter with the product 42. At the moment of contact of the indenter 25 with the surface, Product 42 from the emitter follower 30, electrically connected to the indenter 25 and the device case (connected via wires shown), sends a signal to the second input of the imaging unit 31 of the counting pulses, the first pulse of which is fed to the counting input of the static trigger 32, causing the effect of the output signal O connecting the power source 27 via the first AND multiply element 33 to the ballast resistance 39 and the measuring capacitor 38. Parameters of the measuring capacitor 3 and the score stnogo v1brany resistance 39 so that, during the measurement time changing voltage rail or on the measuring capacitor 38 is a linear function of the charging time. When the indenter 25 is inserted into the product 42 under study, deformation forces appear that prevent the introduction process, which are compensated by the elastic forces of the spring 22 and are determined by the degree of its compression. At the initial moment of introduction, a phenomenon close in its physical sense to a direct central impact with a recovery coefficient of less than 0.5 is observed, as a result of which an impulse arises, the energy of which can reach the value of the potential deformation energy of the spring 22, which leads to a false operation of the unit 28 registration evidence. When measuring, oscillatory occurrences resulting from the action of a pulse on a spring 22 and the inertia of a spring-rod system with an indicator are undesirable. 514 The above effects are eliminated by making the sensor 15 fixed. a force in the form of a damping element, in which the hollow cylinder 16 with a hole 17 serves as a housing and the rod 20 as a piston. Upon reaching a fixed value of the insertion force, the rod 20 dampens the spring 22 to a predetermined limit value of linear deformation, the contacting contact screw 24 and the stud 2 close the electrical circuit connecting the power source to the first output of the counting pulse former 31, which produces a subsequent counting pulse returning the static trigger 32 -in the initial state. As a result, a signal appears at the output I, at the same time as the 1m signal disappears at the output O, which leads to switching off by means of the AND 33 logic multiplication of the ballast resistor 39 and the measuring capacitor 38 with the latter connected via the AND multiplication element 34 of the logical amplifier 36 Matching element with an output impedance of about 10 ohms. The signal taken from the op-amp with an adjustable gain factor is fed to the indicator 2. Since the discharge time constant of the measuring capacitor 38 is of the order of 0s, and the rate of penetration of the indenter 25 into the product 42 is constant, then the fusion of the readings is carried out on the sample path 2, graduated in units of the incidence of the indenter 25, taking into account the linear deformation of the spring 22, the stroke of the indenter 23 is limited by means of the end switch 3. After fixing the readings with a second pressing of the trigger the lever 5 is performed and reversing the motor, the feed screw 13 is driven in reciprocating motion pstupatelnoe and all elements The uninterruptable returned to its original soeto given base when actuation finite Foot switch 3 turns off the power of the motor 1, the recording of the block 28 and the measuring system 35.

2525

Фиг.11

Фиг.гFigg

Фиг.ЗFig.Z

0VtM0VtM

36 5736 57

Claims

DEVICE FOR DETERMINING STRUCTURAL AND MECHANICAL CHARACTERISTICS OF FOOD PRODUCTS, having a core, a pus, a rod with an ingredient fixed on it, a trigger and a registration element, which differs in that, in order to reduce the measurement time; it is equipped with a support and lower and upper platforms located in the housing, a linear movement mechanism of the upper platform with an electromechanical drive, a fixed insertion force sensor, which is a contact screw with a spring-loaded pin and a measuring circuit, while the rod with the indenter is connected to the upper platform, and the support is located in the lower part of the housing and is made in the form of a corrugated disk with an opening for passage of the indenter S, and the mechanism of linear movement of the upper platform is connected with the sensor Continuous implementation effort connected to the measurement circuit.

2157451? 8.5745 1