SU1612259A1 - Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk - Google Patents

Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk Download PDF

Info

Publication number
SU1612259A1
SU1612259A1 SU894652118A SU4652118A SU1612259A1 SU 1612259 A1 SU1612259 A1 SU 1612259A1 SU 894652118 A SU894652118 A SU 894652118A SU 4652118 A SU4652118 A SU 4652118A SU 1612259 A1 SU1612259 A1 SU 1612259A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
ultrasound
temperature
milk
fat
input
Prior art date
Application number
SU894652118A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Хлыстун
Виктор Васильевич Смоляков
Михаил Алексеевич Всяких
Original Assignee
Специализированное Промышленное Проектно-Конструкторское Бюро С Опытным Производством "Росагроприбор"
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 Специализированное Промышленное Проектно-Конструкторское Бюро С Опытным Производством "Росагроприбор" filed Critical Специализированное Промышленное Проектно-Конструкторское Бюро С Опытным Производством "Росагроприбор"
Priority to SU894652118A priority Critical patent/SU1612259A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1612259A1 publication Critical patent/SU1612259A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к молочной промышленности, а именно к анализу сырь  и продукции. Цель изобретени  - сокращение времени и повышение точности за счет фиксации момента выравнивани  температур на поверхности измерительной  чейки и в исследуемой пробе молока. Исследуемую пробу помещают в измерительную камеру, нагревают до 41°С, измер ют скорость ультразвука в моменты времени, при которых приращение скорости распространени  ультразвука в молоке равн етс  заданной величине - 10 кГц/с. Затем нагревают до 65°С на поверхности измерительной камеры и вновь измер ют скорость ультразвука в моменты времени, при которых приращение скорости распространени  ультразвука в молоке равн етс  заданной величине - 10 кГц/с. Массовые доли жира и сухого обезжиренного остатка определ ют по известным формулам, в которых используют измеренные значени  скоростей ультразвука. Коэффициенты при измер емых величинах и свободные члены уравнений определ ют по результатам калибровки. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to the dairy industry, namely to the analysis of raw materials and products. The purpose of the invention is to reduce the time and increase the accuracy by fixing the moment of temperature equalization on the surface of the measuring cell and in the test milk sample. The test sample is placed in a measuring chamber, heated to 41 ° C, the ultrasound velocity is measured at the time points at which the increment of the ultrasound propagation velocity in milk equals a predetermined value of 10 kHz / s. Then, it is heated to 65 ° C on the surface of the measuring chamber and the ultrasound velocity is again measured at the time points at which the increment of the ultrasound propagation velocity in the milk equals the set value — 10 kHz / s. The weight fractions of the fat and dry skim residue are determined by known formulas in which the measured values of the ultrasound velocities are used. The coefficients of the measured values and the free terms of the equations are determined from the results of the calibration. 2 sec. f-ly, 3 ill.

Description

распространени  ультразвука в молоке равной заданной величине.the distribution of ultrasound in milk is equal to a given value.

Дл  осуществлени  способа устройство , содержащее измерительную  чейку, источник и приемник ультразвука, нагревательный элемент, датчик температуры , блок обработки и управлени , дополнительно оснащено автоциркул ционным блоком, последовательно соединенными источником опорных напр жений, ключом, элементом сравнени , усилителем тока, выход которого через нагревательный элемент подключен к измерительной  чейке, при этом первый и второй выходы автоциркул ционного блока соединены соответственно с выходом источника ультразвука и с первым входом блока обработки и управлени , второй вход которого подключен к выходу элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом датчика температуры, расположенного на поверхности измерительной  чейки, при этом первый и второй выходы блока обработки и управлени  подключены соответственно к управл ющему входу ключа и к второму входу автоциркул ционного блока, первый вход которого соединен с выходом приемника ультразвука.For carrying out the method, a device comprising a measuring cell, an ultrasound source and receiver, a heating element, a temperature sensor, a processing and control unit is additionally equipped with an auto-circulation unit, connected in series with a voltage source, a key, a reference element, a current amplifier, the output of which is through the heating the element is connected to the measuring cell, with the first and second outputs of the autocirculation block being connected respectively to the output of the ultrasound source and ne the second input of the processing and control unit, the second input of which is connected to the output of the comparison element, the second input of which is connected to the output of the temperature sensor located on the surface of the measuring cell, while the first and second outputs of the processing and control unit are connected respectively to the control input of the key and the second input of the auto-circulation unit, the first input of which is connected to the output of the ultrasound receiver.

Осуществление контрол  момента достижени  исследуемой пробой каждого из двух заданных значений температуры по приращению скорости ультразвука с дискретностью 5-10 с на временном интервале, в течение которого устанавливаетс  равенство температуры на поверхности измерительной  чейки и температуры пробы молока в измерительной  чейке, и измерение скорости ультразвука в молоке при достижении приращени1Я скорости ультразвука в молоке заданной величины обеспечивают однозначное определение пробы молока и соответствующее ей однозначное значение скорости ультразвука в пробе, что позвол ет повысить точность измерени  без понижени  производительности .Monitoring the moment when the test sample reaches each of the two specified temperature values by incrementing the speed of ultrasound with a resolution of 5-10 seconds over a time interval during which the temperature on the surface of the measuring cell is equal to the temperature of the milk sample in the measuring cell, and measuring the speed of ultrasound in milk when the increment of ultrasound speed in milk of a given value is achieved, an unambiguous determination of the milk sample and the corresponding unambiguous value are provided the value of the ultrasound velocity in the sample, which makes it possible to increase the measurement accuracy without decreasing the productivity.

На фиг.1 приведена зона возможных значений временной зависимости и изменени  скорости распространени  ультразвука в пробе при выравнивании температур на поверхности измерительной камеры и в пробе молока до одного значени  температуры , например Т1 41 °С; на фиг. 2 - структурна  схема устройства, реализующего способ; на фиг. 3 - упрощенный алгоритм работы устройства.Fig. 1 shows the zone of possible values of the time dependence and the change in the speed of ultrasound propagation in the sample when the temperatures on the surface of the measuring chamber and in the milk sample are equal to one temperature, for example T1 41 ° C; in fig. 2 - block diagram of the device that implements the method; in fig. 3 - a simplified algorithm for the operation of the device.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Пробу молока помещают в измерительную  чейку, нагревают до первого значени  температуры, например температуры на поверхности измерительной камеры 41°С (фиг. 3), и после этого начинают контроль приращени  скорости ультразвука в пробе. Определение скорости ультразвука в пробеThe milk sample is placed in the measuring cell, heated to the first temperature value, for example, the temperature on the surface of the measuring chamber 41 ° C (Fig. 3), and then control of the ultrasonic velocity increment in the sample is started. Determination of ultrasound velocity in the sample

осуществл ют измерением частоты следовани  импульсов, измен ющейс  пропорционально скорости распространени  ультразвука. При достижении приращени  частоты следовани  импульсов заданногоcarried out by measuring the pulse frequency, varying in proportion to the speed of propagation of ultrasound. Upon reaching the increment of the pulse frequency specified

0 значени  Л F 10 Гц/с, что соответствует моменту достижени  исследуемой пробой первого заданного значени  температуры, и ее выравнивании в исследуемой пробе и на поверхности  чейки фиксируют значение0 value Л F 10 Hz / s, which corresponds to the moment when the test sample reaches the first specified temperature value, and its leveling in the test sample and on the cell surface is fixed

5 частоты Fi. Далее пробу молока нагревают до значени  температуры на поверхности измерительной камеры, равного 65°С, а при достижении приращени  частоты следовани  импульсов заданного значени  AF 5 Fi frequencies. Next, the milk sample is heated to a temperature value on the surface of the measuring chamber equal to 65 ° C, and when the increment of the pulse frequency is reached, the specified AF value

0 10 Гц/с фиксируют значение частоты Р2. По результатам обоих измерений частот FI и F2, использу  данные предварительной калибровки, вычисл ют массовые доли жира и сухого обезжиренного остатка в пробе0 10 Hz / s fix the value of the frequency P2. Using the results of both measurements of the frequencies FI and F2, using the data of preliminary calibration, the mass fractions of fat and dry skim residue in the sample are calculated.

5 по формулам5 according to the formulas

Cx Fl XKi-)-F2X К2+КЗ;(1)Cx Fl XKi -) - F2X K2 + KZ; (1)

Ссо Fi X К4 + F2 X Кб + Кб.(2)Ссо Fi X К4 + F2 X Kb + Kb. (2)

где Сж и Ссо - массовые доли жира и сухого обезжиренного остатка соответственно;where Сж and Ссо are the mass fractions of fat and dry skimmed residue, respectively;

0 Ki-Ke - эмпирические коэффици енты, определ емые при калибровке;0 Ki-Ke are empirical coefficients determined during calibration;

FI, F2- значени  частот следовани  импульсов соответственно при температурах 41 и 65°С, измеренные в моменты времени,FI, F2 are the values of the pulse frequency, respectively, at temperatures of 41 and 65 ° C, measured at time points,

5 при которых приращение частоты следовани  импульсов достигает заданного значени  А F.5 at which the increment of the pulse frequency reaches the specified value of A.F.

Заданное значение приращени  частоты следовани  импульсов А F определ ютThe set value of the pulse frequency increment A F is determined by

0 экспериментальным путем. Дл  зтого снимают временную зависимость изменени  скорости ультразвука в измерительной камере на временном интервале от момента достижени  определенной температуры0 experimentally. For this reason, the time dependence of the ultrasound velocity change in the measuring chamber is removed in the time interval from the moment of reaching a certain temperature.

5 (например, 41 °С) на поверхности измерительной камеры до прогрева пробы молока в измерительной камере до той же температуры (фиг.1). Из зависимости, приведенной на фиг.1, видно, что процесс измерени  око-,5 (for example, 41 ° C) on the surface of the measuring chamber to warm the milk sample in the measuring chamber to the same temperature (figure 1). From the dependence shown in Fig. 1, it can be seen that the measurement process is about

0 рости ультразвука в измерительной камере  вл етс  экспоненциальным, поэтому дл  сокращени  времени измерени  и дл  однозначного определени  температуры в пробе молока процесс по времени ограничивают иThe ultrasonic growth rate in the measuring chamber is exponential, therefore, to shorten the measurement time and to unambiguously determine the temperature in the milk sample, the process is limited in time and

55 анализируют полученную зависимость на временном интервале, в течение которого приращение скорости ультразвука в пробе молока составл ет 90% от приращени  скорости ультразвука, соответствующего установлению раоеиства температур на поверн ности измерительной камеры в п})о5е молока . Анализ полученной зависимости осуществл ют чере.з равньг.е временные интервалы с дискретностью, например с путем сравнеки  приращени  скорости ультразвука на предыдущем интервале с приращением скорости ультразвука на последующем интервале. При достижении заданного значени  приращени  скорости ультразвука анализ прекращают-и рёгйст-. рируютзначение скоростиультраз.вука в измерительной  чейке.. Заданное значение приращени  скорости ультразвука (приращение частоты следовани  импульсоо) на анализируемом временном интервале и длительность равных временных интервалов определ ют требуемой точностью измерени .55 analyze the obtained dependence in the time interval during which the increment of the ultrasound velocity in the milk sample is 90% of the increment of the ultrasound velocity corresponding to the determination of the temperature on the surface of the measuring chamber in n}) o5e milk. The analysis of the obtained dependence is carried out through equal time intervals with discreteness, for example, by comparing the ultrasound velocity increment in the previous interval with the ultrasound velocity increment in the subsequent interval. When the ultrasonic velocity increment reaches a predetermined value, the analysis is terminated — and is restarted. The value of the velocity of the velocity in the measuring cell is measured. The set value of the ultrasound velocity increment (increment of the pulse repetition rate) in the analyzed time interval and the duration of equal time intervals are determined by the required measurement accuracy.

Устройство, реализующее спосдб (фйг.2), содержит 1змерительную  чейку 1, в концах которой размещены источ.ник 2 и. приемник 3 ультразвука. На поверхности измер|ительной  чейки 1 расположены датчик 4 температуры и. нагревательный элемент . Кроме того, устройстоо содержит автоциркул ционный блок б, источник 7 опорн.ыхн апр жений, ключ 8, .элемент 9 срйвнени ,.усилитель 10 тока, блок 11 обработки и управлени , содержащий индикатор 12, порты 13 Ввод/Вывод, регистр 14 адреса (РА), р.е гистр 15 управлени  (РУ), арифметико-логический преобразователь (А/1П) 16. оперативный запоминающий зле- мент(ОЗЭ) 17, посто нный запоминающий. элемент (ПЗЭ) 18. Первый выход автоцир ку-. л ционного блока 6 соедине(( с входом: источника 2 ультразрука, второй выход автоциркул ционното блока 6 соединен с; первым входом блока 11 обработки и угграв-- лени . Выходы истонника опорных напр жений через соответствую.щие входы кдюча 8 поочередно подклю.чаютсп на один из.рхо- дов элемента 9 срэвыднип, к другому входу которого ючеп выход датчика 4 темпе- ра;туры. Выход элемента 9 ераонени  соединен с вторым входом блока 11 о:бработкй и- упра:рле.ил  и входом усйл.ител  10тока,.аь1- ход которого подключен к входу нагревательного элемента 5. Управл ющий. аход ключа 8 соединен С первым выходом блока 11 обработки и упраел.ени  второй выход которого подключен к одному входу апто- циркул ционио.гр блока 6, ото рой вход рого соединен с выходом приемник-а 3 ультразвука. Все алег.генты блсха li.o.6pa- ботки и упрзвлбни .сойдииены параллельно между собой шиной данных и щинрй управлени  и адреса. Крометого, Й-ЫХОДЫ.АЛП 1-6 соединены с с.оотсотстоу:Ю1ДИ и охода.миA device that implements spdbd (fg.2) contains a 1 measuring cell 1, at the ends of which the source 2 and 2 are located. 3 ultrasound receiver. On the surface of the measuring cell 1 there is a temperature sensor 4 and. a heating element . In addition, the device contains an autocirculation unit b, a source 7 of reference outputs, a key 8, an element 9 of a transmitter, a current amplifier 10, a processing and control unit 11 containing an indicator 12, ports 13 Input / Output, address register 14 (RA), r.egistr 15 of control (RU), arithmetic logic converter (A / 1P) 16. operational memory element (OZE) 17, permanent memory. element (PZE) 18. The first output of the truck is ku-. of the control unit 6 is connected ((with the input of the ultrasound source 2, the second output of the autocirculation unit 6 is connected to; the first input of the processing and control unit 11; the outputs of the source of the reference voltages through the corresponding inputs of the connector 8 alternately connect one of the arcs of element 9 is a slow-moving one, to the other input of which is the output of the sensor output of temperature 4. tours. The output of element 9 of the relay is connected to the second input of block 11 o: operating i-controller: rle.il or input of usl. 10current .a1- stroke of which is connected to the input of the heating element 5. Control Key 8 is connected to the first output of the processing unit 11 and the control. The second output of which is connected to the same input of the circulation unit 6 of the block 6, the input of which is connected to the output of the receiver 3 of ultrasound. li.o.6pa and processing are parallel to each other by a data bus and control and addressing. At that, W-ROUTS. ALP 1-6 is connected to s.otsotstow: Yu1DI and ohoda.mi

FA 14 и РУ 15, а один из выходов портов 13 соединен с входом индикатора 12, другие входы и выходы портов 13 подключены соответственно к выходу элемента 9 сраане- ни , управл ющему входу ключа 8, одному из выходов и одному из входов автоциркул ционного блока 6.FA 14 and RU 15, and one of the outputs of the ports 13 is connected to the input of the indicator 12, the other inputs and outputs of the ports 13 are connected respectively to the output of the control element 9, the control input of the key 8, one of the outputs and one of the inputs of the auto-circulation unit 6

Возможно различное конкретное выполнение блоков, вход щих в устройство,Perhaps a different specific implementation of the blocks included in the device

реализующее способ. Ниже, приведён один из возможных вариантов реализации блоков .implementing method. Below is one of the possible options for the implementation of blocks.

Измерительна   чейка 1 выполнена в виде тонкостенной металлической трубки сThe measuring cell 1 is made in the form of a thin-walled metal tube with

хорошей теплопроводностью, например медной. Источник 2 и приемник 3 ультразвука выполнены из пьезокерамики. Нагревательный элемент 5 - резистивный нагревательный элемент в виде однослойной обмотки. Датчик 4 температуры выполнен в виде шести последовательно соединенных кремниевых диодов, включенных в пр мом смещении. Автоциркул ционный блок 6 выполнен по схеме генератора сgood thermal conductivity, such as copper. Source 2 and ultrasound receiver 3 are made of piezo-ceramics. The heating element 5 is a resistive heating element in the form of a single-layer winding. The temperature sensor 4 is made in the form of six series-connected silicon diodes included in forward bias. Auto circulation block 6 is made according to the generator circuit with

внешней акустической св зью, в качестве которой используетс  измерительна   чейка 1.. Источник 7 опорных напр жений выполнен с использованием интегрального прецизионного стабилизатора напр жени ,external acoustic communication, in which the measuring cell 1 is used. The source of 7 reference voltages is made using an integrated precision voltage regulator,

ключ 8 - с использованием микросхемы.key 8 - using the chip.

Элемант9сраонени  выполнен на:базеоперацпонного усилител . Усилитель 10 токаElement9sraoneni is made on: a base of an operation amplifier. Current amplifier 10

выполнен с использованием транзисторовmade using transistors

большой мощности.high power.

Бл -к 11 обработки и управлени  выполнен на базе микропроцессорного комплекта , реализующего функции вычислени  по заданной формуле И управление формированием сигналов переключени  ключа (нагрео пробы до 41 до 65°С) и запуска автоциркул ционного блока 6 в необходимые Моменты времени. Подготовка блока 11 о.бр.аб.отки и управлени  к работе.Block 11 of processing and control is performed on the basis of a microprocessor set that implements the functions of calculating according to a given formula AND controlling the generation of key switch signals (heating the sample to 41 to 65 ° C) and starting the autocirculation unit 6 at the necessary time points. Preparation of the block 11 o.br.ab.otki and management to work.

. В посто нный-запоминающий элемент. In the permanent storage element

ПЗЭ 18-блока 11 обработки и управлени PZE 18-unit 11 processing and control

ввод т значени  коэффициентов KI...Кбenter the values of the coefficients KI ... KB

(формулы (1),. (12), предва.рительно определенные эксперимснтальнь путем при калиброоке устройства, и значение приращени  скоррсти ультразвука, при ко- Topor i будут фиксировать значени  скорости ультразвука. В ПЗЭ 18 также ввод т  ро.грамму работы устройства, алгоритм коорой приаеден на фиг. 3. (formulas (1),. (12), preliminarily determined experimentally at the device calibration, and the value of the ultrasound velocity increment, at which Topor i will record the values of the speed of ultrasound. The PZE 18 also introduces a rogram of operation of the device, The algorithm is coordinated in Fig. 3.

Пробу молока ввод т в. измерительную  чейку 1. включают устройство на измерение . Работа устройства происходит по программе , записанной о ЛЗЭ 1:8 по алгоритму, приведениому на фиг.. 3..A milk sample is introduced into. measuring cell 1. include the device to measure. The operation of the device occurs according to the program recorded on LZE 1: 8 according to an algorithm brought in FIG. 3 ..

Этап 1 (пуск устройства). При поступлении сигнала Пуск осуществл етс  начальна  установка регистров 14 и 15 адреса и управлени  в нулевое состо ние. В дальнейшем в РА 14 и в РУ15 будет переписыватьс  из АЛП 16 код числа, соответствующий коду адреса устройства и коду сигнала управлени . .Начальной код адреса и код сигнала упра.влени  поступают через шину управлени  и адреса на соответствующие входы ПЗЭ 18.Stage 1 (device start). When the start signal is received, the initial setting of the address and control registers 14 and 15 to the zero state is carried out. In the future, in PA 14 and in RU15, the number code corresponding to the device address code and the control signal code will be rewritten from LSA 16. The initial address code and the control signal code are transmitted via the control bus and addresses to the corresponding inputs of the EE 18.

Этап 2 (фиг, 3 ). С выхода ПЗЭ 18 через шину данных в АЛП 16 поступает команда, записанна  в начальном адресе ПЗЭ 18. АЛП 16 формирует и перезаписывает о РУ 15 и РА-14 коды сигнала управлени  и адреса , поступающие в порты 13 Ввод/Вывод, по которым с выхода одного из. портов сигнал управлени  переключает ключ 8 в первое положение, соответств1ующее температуре 41 °С.Stage 2 (FIG. 3). From the output of PZE 18, the command entered in the initial address of the PZE 18 is sent to the LSA 16 via the data bus. The LSA 16 generates and overwrites the control signal codes and addresses to the I / O ports 13 on the RU 15 and RA-14. one of. ports, the control signal switches key 8 to the first position corresponding to a temperature of 41 ° C.

Этап 3 (нагрев пробы до значени  41 °С). При переключении ключа 8 в первое положение с выхода источника 7 опорных напр жений на один из входов элемента 9 сравнени  поступает напр жение Ui, соот- ветстзугощее напр жениюс выхода датчика А температуры при температуре на. поверхности измерительной  чейки, равной 41°С. на другой вход злемента 9 сравнени  поступает напр жение с выхода датчика 4 температуры , которое при введении пробы молока в измерительную  чейку 1 отличаетс  от напр жени  на Первом входе злемента 9 сравнени , так как температура пробы, а следовательно, и температура датчика ниже 41°С. На выходе элемента 9 сравнени  формируетс  разностный сигнал, который через усилитель 10 тока поступает на нагревательный злем.ент 5. Происходит нагрев в измерительной  чейке 1; При достимсе.нии температуры на поверхности измерительной камеры напр жение с источника 7 Опорных напр жений, поступающее на первый вход элемента 9 сравнени , и напр жение с выхода датчика 4 температуры, поступающее на второй вход злемента 9 сравнени , станов тс  равными, на выходе элемента 9сравнени  формируетс  нулевой разностный сигнал ииагреа измерительной  чейки прекращаете. При пон 1жении температуры на поверхности  чейки 1 иа выходе элемента 9 сравнени  разностный сигнал, котирый через тель 10 поступает на нагревательный элемент 5 и таким образом поддерживаетс  температура на. поверх;ности измерительной камеры 41°G. При достижении температуры на поверхности измерительной  чейки 1 нулевой разностный сигнал с выхода элемента 9 сравнени  через один из входов порта 13 Ввод/Вывод и шину д нных поступает в АЛП 16 и воспринимаетс  как. сигнал достижени  требуемой температурыStage 3 (heating of the sample to a value of 41 ° C). When switching the key 8 to the first position, the voltage Ui is supplied from the output of the source 7 of the reference voltages to one of the inputs of the reference element 9, corresponding to the voltage of the output of the sensor A to the temperature at temperature. the surface of the measuring cell equal to 41 ° C. The other input of the comparison element 9 is supplied with a voltage from the output of the temperature sensor 4, which, when a milk sample is introduced into measuring cell 1, differs from the voltage at the first input of the comparison element 9, since the temperature of the sample and, therefore, the sensor temperature is below 41 ° C . At the output of the comparison element 9, a difference signal is formed, which through the current amplifier 10 is fed to the heating element 5. The heating occurs in the measuring cell 1; When the temperature on the surface of the measuring chamber is reached, the voltage from the source 7 of the reference voltages supplied to the first input of the reference element 9 and the voltage from the output of the temperature sensor 4 to the second input of the comparison element 9 becomes equal to In comparison, a zero difference signal is generated and the measurement cell is discontinued. When the temperature on the surface of the cell 1 and the output of the comparison element 9 is lowered, the difference signal that goes through the body 10 enters the heating element 5 and thus the temperature is maintained at. the surface of the measuring chamber 41 ° G. When the temperature on the surface of the measuring cell 1 is reached, the zero difference signal from the output of the comparison element 9 through one of the inputs of port 13 I / O and the data bus enters the LSA 16 and is perceived as. signal to reach the required temperature

на поверхности измерительной  чейки. АЛП. 16 фopмиpyet и перезаписывает в РА 14 и РУ 15.соответствующие коды, по которым на одном из выходов портов 13 Ввод/Выпод формируетс  импульс, который поступаетon the surface of the measuring cell. ALP. 16 forms and rewrites in RA 14 and RU 15. the corresponding codes, on which at one of the outputs of the ports 13 I / O the impulse is formed, which enters

на один из пходов автоциркул ционного блока 6, где усиливаетс  по амплитуде до значени  50 В, нормируетс  по длительности 100 НС и поступает на источник 2 ультразвука , В источнике 2 ультразвукаone of the passes of the autocirculation unit 6, where it amplifies in amplitude to a value of 50 V, is normalized to a duration of 100 NS and enters the ultrasound source 2, In ultrasound source 2

электрический сигнал преобразуетс  в ультразвуковой , который, пройд  через пробу молока через 70 мкс в измерительной камере длиной примерно 100 мм, в приемнике 3 ультразвука преобразуетс  вновь в электрическийсигнал .и поступает на один из входов автоциркул ционного блока 6, так как блоки 6, 2, 1, 3 соединены между собой. Таким образом, на выходе автоциркул ционного блока 6 формируетс  непрерывна  последойательность импульсов, частота которых (F) определ етс  скоростью распространени  ультразвука в молоке. Одновременно АЛП 15 формирует и перезаписывает в РА 14 и РУ 15 следующие значени  адреса и управлени , по которым из ПЗЭ 18 поступае сле- дующа  команда и начинаетс  анализ приращени  частоты..the electrical signal is converted to ultrasound, which, having passed through a milk sample after 70 μs in a measuring chamber approximately 100 mm long, is converted again into an electrical signal in receiver 3, and comes to one of the inputs of the autocirculation unit 6, since blocks 6, 2, 1, 3 are interconnected. Thus, at the output of the autocirculation unit 6, a continuous sequence of pulses is formed, whose frequency (F) is determined by the speed of ultrasound propagation in milk. At the same time, the LSA 15 generates and rewrites the following address and control values in RA 14 and RU 15, according to which the next command is received from PZE 18 and the frequency increment analysis is started ..

Этчп 4( анализ приращени  частоты А F). Так как нагревательный элемент расположен на поверхности измерительной  че.й- ки, выполненной из тонкостенного материала с хо.рошей теплопроводностью, нагрев и термЬстабилизаци  температуры измерительной  чейки 1 происходит DO аремони быстро. Нагрев и термостабилизаци  температуры пробы молока осущестол етс  несколько медпеннее. Поэтому при стабилизации температуры на поверхности измери тельной  чейки 1 температура пробыEtchp 4 (analysis increment frequency A F). Since the heating element is located on the surface of a measuring cell made of thin-walled material with good thermal conductivity, heating and thermal stabilization of the temperature of the measuring cell 1 occurs DO cremoni quickly. The temperature of the milk sample is heated and thermally stabilized somewhat medically. Therefore, when the temperature on the surface of the measuring cell 1 is stabilized, the sample temperature

некоторое врем  измен етс , что приводит к изменению частоты следовани  импульсов с выхода аотоциркул ционного блока 6. Анализ приращени  частоты осуи|ествл етс  следующим образом. С выхода а втоцир-,some time is changed, which leads to a change in the pulse frequency from the output of the circulatory unit 6. The analysis of the increment in the frequency of the signal is as follows. From the output of the VCT,

кул ционного блока 6 импульсы через один из входов портов 13 Ввод/Вывод и шину данных поступают на АЛП 16, где происходит их обработка, В обработке участвуют АЛП 16, РА 14. РУ 15, ОЗЭ 17, ПЗЭ 18.the cooking unit 6 pulses through one of the inputs of ports 13 I / O and the data bus arrive at ALP 16, where they are processed. ALP 16, RA 14 are involved in processing. 15, OZE 17, PZE 18.

Процесс обработки осуществл етс  ; воThe processing is carried out; in

программе, записанной в ПЗЭ следующимthe program recorded in the SCE as follows

образом:- .. .way: - ...

1. Ocyщecтвл etc  подсчет числа импульсов с заданной дискретностью р-Ю с).1. Oschischtvl etc count the number of pulses with a given discreteness of p-s with).

Код числа импульсов записываетс  в первую  чейку ОЗЭ.The pulse number code is recorded in the first cell of the SEM.

. 2. Осуществл етс  повторный подсчет числа импульсов за такой же интервал и перезапись кода числа во вторую  чейку ОЗУ.:. 2. The number of pulses is recounted over the same interval and the number code is overwritten in the second cell of RAM:

3.В АЛП 16 осуществл етс  вычитание . предыдущето числа импульсов из последующего , наход щихс  в соответствующих  чейках ОЗЭ IT, Код числа, соответствующий разности первого и второго числа, т,е. приращение частоты, записываетс  в третью  чейку ОЗЭ 17..3. In ALP 16, subtraction is performed. previous number of pulses from the next, located in the corresponding cells of OZE IT, Number code corresponding to the difference of the first and second numbers, t, e. frequency increment is recorded in the third cell of the OZE 17 ..

4.В АЛП 16 осуществл етс  сравнение кода числа третьей  чейки ОЗЭ 17 с кодом числа определенной  чейки ПЗЭ.18, в которой записди код числа необходимого приращени .., . 4. In ALP 16, the code of the number of the third cell of the OZE 17 is compared with the code of the number of the defined cell of the EEED.18, in which the code of the number of the required increment ..,.

5.Если приращение частоты не соответствует требуемому значени1о, операции по nnil- A повтор ютс .5. If the frequency increment does not match the required value of 1o, the operations on nnil-A are repeated.

Этап 5 (запись Fi). Если приращение частоты соответствует -тре&уемому значению , то код числа, соответствующий последнему значению стсчетз (значению частоты импульсовавТоциркул циолногр блока), перезаписываетс  в четвертую  чейку ОЗЭ 17,. АЛЛ 16 формирует и перезаписыпает в РА. 14 и РУ 15 коды, по котррым иэ:ПЗЭ 18- поступает/команда на Езыполнёниегследую- щего этапа алгоритма.Stage 5 (write Fi). If the frequency increment is equal to -tree & the desired value, then the code of the number corresponding to the last value of the frequency record (the value of the pulse frequency in the Circle of a block) is rewritten into the fourth cell of the OZE 17 ,. ALL 16 forms and overwrites in RA. 14 and RU 15 codes, according to which they are: PZE 18- enters / command at the level of the next step of the algorithm.

Этап G (включение нагревател  на ре- жим Т2). Работа устройстоа осуществл етс - аналогично этапу 2, но ключ 8 переключен BQBTQpoe положение. .Stage G (turning on the heater in T2 mode). The operation of the device is carried out - similar to step 2, but the key 8 is switched to the BQBTQpoe position. .

: Этап 7(нагрео пробы.до значени  65°С). Работа устройства осуществл етс  анало- . гично этапу: 3, но ключ 8 находитс  во втором п:оложении и нагрев cтaGlV n лзa lл л температуры осущестоллюте  до значени : Stage 7 (heated sample. To 65 ° C). The operation of the device is carried out analogously. Manually to the stage: 3, but the key 8 is in the second position: the heating and the staglV n lz l l l temperature shall be set to

,- .: - : . ;.. . . , ;, -.: -:. ; ... . ,;

Этап 8 (анализ приращени  частоты Д .F), Работа устройстра осуществл етс  анзлогйчно этапу 3,Step 8 (frequency increment analysis D .F), the operation of the device is performed analogously to step 3,

Этап 9 (запись-Fa). Работа осуществл етс  йнадогично этапу5, но перезапись кода числа.(значениеЛ1астоты. импульсов авто- дйркул ционногр. блока) производитс  в п тую  чейку ОЗЭ 17..Stage 9 (Record-Fa). The work is carried out at the same time as stage 5, but the rewriting of the code of the number (the value of the frequency of the pulses of the automatic backing unit) is performed in the fifth cell of the OZE 17 ..

Этап 10 (вычисление процентного со держани  жира и СО МО). В работе: уч ству- ютблоки АЛП 16, РА 14, РУ 15, ОЗЭ 17. ПЗЭ 18. .Процесс обработки осуществ.л етс  по программе, записанной а ПЗЭ 18 по приве- денным выще формулэм. в расчетах используютс  йначени  FI и F2, наход  щи.ес  в четвертой и п той  чейках ОЗЭ 17. и коэффициенты Ki К2.....К6. значени  KOTOpbix записаны в соответствующих  чейках ПЗЭStep 10 (calculation of the percentage of fat and CO MO). In this work: the ALP 16, RA 14, RU 15, OZE 17. units are functioning. The EZE 18.. The processing process is carried out according to the program recorded in the EZE 18 according to the above formulas. In the calculations, the values of FI and F2 are used, which are in the fourth and fifth of the cell OZ 17. and the coefficients Ki K2 ..... K6. KOTOpbix values are recorded in the corresponding cells of the PZE

18. Результаты вычислени  записываютс  в шестую и седьмую  чейки ОЗЭ 17.18. The results of the calculation are recorded in the sixth and seventh cells of the OZE 17.

Этап 11 (индикаци ). АЛП Сформирует и перезаписывает в РА 14 и РУ 15 коды, по которым результаты вычислений из шестой и седьмой  чеек ОЗЭ 17 через шину данных и один из портов 13: Ввод/Вывод поступают на индикатор 12.Stage 11 (indication). LSA Generates and overwrites codes in RA 14 and RU 15, according to which the results of calculations from the sixth and seventh cells of the OZE 17 through the data bus and one of the ports 13: Input / Output arrive at indicator 12.

Этап 12 (стоп). В АЛП 16 формируетс  и 0 перезаписываетс  в РУ5 код числа, по которому прекращаетс  работа устройства по .программе. .,Stage 12 (stop). In the LSA 16, the code of the number by which the device stops working according to the program is generated and 0 is overwritten in RU5. .

Предлагаемый сп.особ и устройство дл  его реализации обеспечивают более точный, 5 чем известные, пропорцирнальныйтипарегу- / пировани  температуры измерительной. чейки за счет однократного прогрева пробы и быстрого перехода от одной температуры к другой, позвол ет сократить врем  измере- 0 ни  одной пробы с 9Q с в изрестном устройстве до 65 с в предлагаемом и увеличить таким образом произв0|дительность устройства в 1,38 раз. Обьем измеритель,ной пробы в известном устройстве составл ет 80 мл. 5 Существенным преимуществом предлагаемого технического решени   плдетс  значительно меньший, расход молока на одно измерение - 15 мл. Уменьшение расхода молока на один .анализ предлагаемым уст- 0 ройстоом дает значительный экомомиче- ский эффект npv контроле содержани  жира в молоке дойных коров, у которых необходимо ежегиес чио определ ть содержание жира в молоке в 10-мес чный периодлактации, 5 Отсюда .следует, что Ьрименение данно.го технимеского решени  только в-этом случае дает.зкономию молока 44000000X 10Х(80- -15) 28600000 л , котора  при средней его стоимости 35 коП. за 1 л составл ет о денеж 40 .ном выражении 1C.01.00.00 руб.The proposed method and device for its implementation provide a more accurate, 5 than the known, proportional to the type of regulating / measuring temperature. The cells, due to a single warm-up of the sample and a rapid transition from one temperature to another, can reduce the time taken to measure one sample from 9Q s in a spirited device to 65 s in the proposed one and thus increase the productivity of the device by 1.38 times. The volume of the measuring device in a known device is 80 ml. 5 A significant advantage of the proposed technical solution is significantly less; milk consumption per measurement is 15 ml. Reducing the consumption of milk for one analysis of the proposed system gives a significant ekomomichichesky effect npv control the fat content in milk of dairy cows, which need to determine the fat content in milk in a 10-month periodontal period, 5 Hence, that the change of this technical solution only in this case gives the saving of milk 44000000X 10X (80- -15) 28600000 l, which at an average cost of 35 kP. for 1 l is about the money 40. expression 1C.01.00.00 rub.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Сгюсо.б олределе(и  массовой доли жира и сухого обезжиренного остатка D мо- локе, предусматривающий нагре исследуо- 45 мой пробы молока в измерительной  чейке, фиксацию величин скоро.стсй ультразвука при .доух заданных значени х температуры путем измерени  оеличин частот следовани  импульсов и установление массовой до- 50 ли жира и сухого обезжирзино.го остатка из системы двух уравненийClaim 1. Sgresob. Olredele (and the mass fraction of fat and dry non-fat residue D milk, providing for heating a study of milk samples in the measuring cell, fixing the values of fast ultrasound at a given temperature by measuring the temperature the frequency of the pulse and the determination of the mass fraction of fat and dry degrease of the remainder of the system of two equations Сж ° FI .X Ki + F2 X .К2 + Кз; Ссо FI X К4 + F2 X К5 + Кб, .. где . Сж и Ссо-массовые доли жира и сухого; 55 обезжиренного остатка соответственно;Cf ° FI .X Ki + F2 X .К2 + Кз; Ссо FI X К4 + F2 X К5 + Кб, .. where. Cf and Cs mass fraction of fat and dry; 55 skim residue, respectively; Kt - Кб - эмпирические коэффициенты. определ емые При калибровке;Kt - Kb - empirical coefficients. detectable during calibration; FI и F2 - значени  величин скоростей ультразвука со.ответственно при;-41 и 65°С.FI and F2 are the values of the ultrasound velocities of the co., Respectively, at -41 and 65 ° C. о т n и ч а р щ и и с   тем. что, с целью сокращени  времени и повышени  точности , фйксмруют момент выравнивани  температур на поверхности измерительной  чейки и в исследуемой пробе молока при достижении в последней заданных значений температуры путем измерени  величин частот следовани  импульсов с:дискретностью 5-10 с и установлени  приращени  измеренных величин, а момент выраонива- НИИ температур фиксируют при достихсемии приращени  измеренных величин частот следовани  импульсов заданного значени .about t n and h a r p i and so. that, in order to reduce time and increase accuracy, they measure the time of temperature equalization on the surface of the measuring cell and in the milk sample under study when the temperature reaches the specified temperature values by measuring pulse frequency values with: 5–10 s resolution and setting increments of measured values, and The time of exponential temperature is recorded when an increase in the measured values of the pulse frequency of a given value is reached. 2. Устройство дл  определени  массо- вой доли жира и сухого обезжиренного остатка в молоке, содержащее измерительную  чейку с нагревательным элементом, датчик температуры/источники приемник ультразвука , блок обработки и управлени , о т л и- ч а ю ще б с   тем, что, с целью сокращени 2. A device for determining the mass fraction of fat and dry skimmed milk residue, containing a measuring cell with a heating element, a temperature sensor / sources, an ultrasound receiver, a processing and control unit, so that to reduce времени и повышени  точности, оно допол нительно снабжено автоциркул ционным блоком и последовательно соединенными источником опорных напр жений, ключом, элементом сравнени  и. усилителем тока, подключенным к нагревательному злементу измерительной  чейки, при этом первый и второй выходы автоциркул ционного блака подсоединены соответственно к входу wa- точника ультразвука и первому входу блока обработки и управлени , пераый и второй входы которого св заны соо;звтст8&ннр с управл ющим вход; м ключа и вторым входом автоциркул ционного блока, к параому входу последнего подключен приемник:ультразвук ., причем датчик температуры размещен на поверхности измерительной  чейки и подключен к второму пходу алб- мента сравнени , выход которого св зан б вторым входом блока обработки и управлени .time and increase accuracy, it is additionally equipped with an autocirculation unit and a series of reference voltage sources, a key, an element of comparison, and. the current amplifier connected to the heating element of the measuring cell, the first and second outputs of the autocirculation block are connected respectively to the input of the ultrasound sensor and the first input of the processing and control unit, the first and second inputs of which are connected to the control unit entrance; The key and the second input of the autocirculation unit are connected to the last input of the receiver: ultrasound. The temperature sensor is located on the surface of the measuring cell and connected to the second comparison output, the output of which is connected to the second input of the processing and control unit. чП111 11:нchP111 11: n . . SufdS tJjftStiSufdS tJjftSti 9ытсмнм %жирао9ytscm% girao сомаsoma HH JKiKuaHH JKiKua ( Стоп ) 4%ж(Stop) 4%
SU894652118A 1989-02-27 1989-02-27 Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk SU1612259A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894652118A SU1612259A1 (en) 1989-02-27 1989-02-27 Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894652118A SU1612259A1 (en) 1989-02-27 1989-02-27 Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1612259A1 true SU1612259A1 (en) 1990-12-07

Family

ID=21429474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894652118A SU1612259A1 (en) 1989-02-27 1989-02-27 Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1612259A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BG64468B1 (en) * 2001-04-26 2005-03-31 Младен СТОЯНОВ Device for determining the milk fat content
RU2527675C1 (en) * 2013-09-03 2014-09-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия Российской академии сельскохозяйственных наук Method for determination of weight fraction of free fat in milk-based solid products with usage of vacuum drying
RU2548735C2 (en) * 2013-08-14 2015-04-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Food products quality express evaluation device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1341582. кл. G 01 N 33/04,1984. Авторское свидетельство СССР № 461367,кл. G 01 N 33/04, 1973. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BG64468B1 (en) * 2001-04-26 2005-03-31 Младен СТОЯНОВ Device for determining the milk fat content
RU2548735C2 (en) * 2013-08-14 2015-04-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Food products quality express evaluation device
RU2527675C1 (en) * 2013-09-03 2014-09-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия Российской академии сельскохозяйственных наук Method for determination of weight fraction of free fat in milk-based solid products with usage of vacuum drying

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1612259A1 (en) Method and apparatus for determining fraction of total mass of fat and dry defatted residue in milk
US4624127A (en) Method and apparatus for measurement of thickness utilizing ultrasonic pulses
JPH0695118B2 (en) Counter device
US7031861B2 (en) Apparatus and method for calibrating a resistance thermometer and gas analyzer employing same
RU2125258C1 (en) Method and device for identification of complex of thermophysical properties of solid materials
RU2035738C1 (en) Device for determining mass fraction of fat and dry skim residue in milk
SU1054755A1 (en) Device for measuring coefficient of sensible heat of substance
SU1656434A1 (en) Device for metal and alloy electric resistance measurement
SU1506297A1 (en) Device for measuring temperature
SU1673870A1 (en) Method of temperature measurement
SU830226A1 (en) Device for automatic checking of multicomponent liquid content
SU1730580A1 (en) Device for control of analytical milk analyzer
SU787975A1 (en) Moisture measuring apparatus
SU1004000A1 (en) Measuring device
SU1126856A1 (en) Device for measuring humidity
SU993119A1 (en) Thermoelectric instrument for measuring milk fatness
SU1566285A1 (en) Apparatus for determining strength of concrete
SU1469423A1 (en) Concentration measuring device
SU1624276A1 (en) Digital temperature changes measuring device
SU1689886A1 (en) Device for quality control of piezoquartz
SU1165955A1 (en) Thermal analysis data converter
SU1541635A1 (en) Device for determining integral value of measuring signal varying in time
SU930147A1 (en) Device for measuring frequency deviation
JPS6023677Y2 (en) Grain dryer drying control device
SU1051386A1 (en) Temperature difference meter