Ультразвуковые жиромеры

Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Машиностроительный факультет

 

 

Курсовая работа

по дисциплине “Метрология, теория измерений и измерительная техника”

Задание №30

Тема: “Измерение жирности молочных продуктов”

 

 

Выполнил: студент гр. 103617

Шпакович И.С.

Руководитель: Мирошниченко И. Ф.

 

 

Минск 2009

 

Содержание

 

Часть 1. Измерение жирности молочных продуктов

1. Фотоэлектрические жиромеры

2. Ультразвуковые жиромеры

3. Жиромеры, основанные на измерении удельной теплоемкости молока

4. Жиромеры инфракрасной спектроскопии

5. Высокочастотные жиромеры

6. Кондуктометрические жиромеры

7. Химический метод

Часть 2. Контроль деталей по альтернативному признаку с использованием калибров

Часть 3. Анализ точечных диаграмм

Часть 4. Анализ применяемых шкал в ходе выполнения задания

Литература

 

Часть 1. Измерение жирности молочных продуктов

 

Требования, предъявляемые к измерению содержания жира в молоке изложены в ГОСТе 5867-92 "Молоко и молочные продукты. Методы определения жира".

 

Фотоэлектрические жиромеры

 

Принцип действия их основан на изменении степени поглощения или рассеивания светового потока слоем жировых шариков молока (жира).

Через емкость с испытуемым продуктом пропускают световой поток от источника излучения. Интенсивность этого потока изменяется по сравнению с исходной в зависимости от оптической плотности молока, которая зависит от его жирности. Полученный поток регистрируют фотоэлектрическим датчиком. Градуировку приборов периодически проверяют с помощью калибровочного фильтра с оптической плотностью, соответствующей определенной жирности молока.

Оптическая и электрическая принципиальные схемы жиромера приведены на рис. 1. Источник света — низковольтная лампа накаливания 4, питаемая стабилизированным напряжением, — создает два одинаковых световых потока. Левый поток, пройдя через линзу 3, светофильтр 2 (который служит эталоном молока и имеет такую же оптическую плотность, как и молоко определенной жирности) и через измерительную с отсчетной шкалой шторку 9, перемещающуюся перпендикулярно оптической оси, попадает на фотоэлемент 1.

Правый световой поток, проходя через линзу 5, красный светофильтр 6 и стеклянную кювету 7 с анализируемым молоком (толщина слоя около 1 мм), попадает на второй фотоэлемент 8. На пути обоих световых потоков установлены шторки.11, 12, используемые для настройки прибора.

Фотоэлементы 1 и 8 соединены по компенсационной схеме; при одинаковой интенсивности световых потоков, падающих на эти фотоэлементы. Если жирность молока превышает значение, при котором интенсивность световых потоков равна, световой поток, падающий на фотоэлемент 8, ослабляется, нарушается равновесие в электрической цепи и процессор фиксирует это. Равновесие восстанавливают с помощью шторки 9, после чего делают отсчет по ее шкале, градуированной в процентах жира

 

Рис.1 Оптическая схема прибора для определения содержания жира в молоке.

 

Погрешность измерений фотоэлектрическими жиромерами заметно уменьшается в случае определения содержания жира в предварительно нагретом гомогенизированном молоке. Как показывают исследования погрешность измерений жира, использующих данный метод измерений, составляет 0,05%.

Ультразвуковые жиромеры

 

Принцип действия ультразвуковых жиромеров заключается в измерении скорости распространения, степени поглощения или рассеивания ультразвука в продукте, которые зависят от содержания жира в молоке. Эта зависимость более резко выражена при температуре 50°С.

Типичная схема построения ультразвуковых жиромеров такова. Ультразвуковые колебания, которые передаются датчиком погружного или проточного типа в молоко, воспринимаются вторичным прибором, который преобразует их в электрические сигналы. Блок счета импульсов в соответствии с полученными сигналами формирует показания прибора. На точность измерения влияет температура продукта. Поэтому поддержание постоянной температуры молока 50°C является необходимым условием измерений с высокой точностью (до 0,1% жира).

Ультразвуковые жиромеры по сравнению с фотоэлектрическими имеют то преимущество, что не требуют гомогенизации продукта и его разбавления или обработки. Однако сложность конструкции и эксплуатации, а также высокая стоимость ограничивают применение этих приборов.