Измерительные и Классификационные приборы

Измерительные приборы. Они по­зволяют измерять толщину мясной и жировой ткани, цвет мяса и жира, величину рН и др. Эти данные опера­тор вводит в ЭВМ и по полученным ранее корреляционным зависимостям находит количественную оценку каче­ства туш.

Основой систем классификации служат математические модели, со­здаваемые на базе прямых измерений массы туши, толщины слоев жира и мышечной ткани в нескольких зак­репленных точках и на результатах контрольной обвалки. Результаты из­мерений обрабатывают с использова­нием регрессионных уравнений. В об­щем виде корреляционное уравнение для вычисления выхода определенной ткани G_M (жировой, мышечной)

G_M = п! + a₂G_T + Ъ_ХН_Х + Ь₂Н₂ +... + bfli,

где G_T — масса туши, кг; H_t — толщина соот­ветствующего материала, мм; а₁₂, &i...i — ко­эффициенты; i — число точек измерения.

Вид уравнения и конкретные зна­чения коэффициентов зависят от вида скота, ткани, а также от вида прибо­ра и методики измерения. Методика измерения — неотъемлемая часть ин­струкции по обслуживанию конкрет­ных приборов или алгоритма ЭВМ.

Толщину слоя жира (шпика) и мы­шечной ткани определяют прямыми измерениями (линейкой, штангенцир­кулем и др.) или по измерению кос­венных характеристик материала: оп­тических, электропроводных, ультра­звуковых и др. Прямые измерения проводят на охлажденной полутуше

после распиливания позвоночника в двух-трех определенных местах. Ре­зультаты измерения вводят в корре­ляционное уравнение, позволяющее определить содержание мышечной ткани.

Приборы «Линметр» (США) и КС (Дания), предназначенные для опреде­ления толщины шпика, основаны на измерении электропроводности, раз­личной для шпика и мяса. Приборы имеют прокалывающий зонд, на кон­це которого устанавливают три изме­рительных кольца, составляющих мо­стовую схему. При переходе из одной ткани в другую или в воздух датчик дает один сигнал, который фиксиру­ется на шкале и связывается с глуби­ной проникновения зонда, что позво­ляет определять толщину соответству­ющей ткани. Эти приборы получили ограниченное распространение из-за низкой точности и сложности эксплу­атации.

Приборы, принцип действия кото­рых основан на измерении оптичес­ких характеристик, различных для мышечной и жировой тканей, выпус­кают в Дании, Германии, Новой Зе­ландии и других странах. Датчики прибора преобразуют разную степень отражения монохроматического света от тканей в электрический импульс, который фиксируется на вторичном приборе и связывается с глубиной проникновения датчика (зонда) в ткань.

Прибор с оптическим зондом (рис. 10.1) имеет конфигурацию пис­толета. В передней части его находят­ся направляющая 2 с упором 3 и трубка-зонд 4 с заостренным наконеч­ником. Рабочий нажимает рукой, и зонд протыкает шкуру, проходит че­рез шпик и мясо и выходит во внут­реннюю полость туши. Длина хода зонда 100...150 мм. Упор 3 касается поверхности туши, а направляющая уходит внутрь корпуса.

Оптический датчик (рис. 10.2) ус­тановлен внутри корпуса 1 зонда, где имеется боковое отверстие 7. На под­ложке 2 крепится фотодиод 4, излу­чающий монохроматический инфра­красный свет. Свет через отверстие попадает на поверхность материала,

Рис. 10.1. Схема измерения прибором с оптическим зондом:

1 — прибор; 2 — направляющая; 3 — упор; 4 — труб­ка-зонд

Рис. 10.2. Схема оптического датчика:

1 — корпус зонда; 2 — подложка; 3, 5 — принимаю­щие фотодиоды; 4 — излучающий фотодиод; 6 — по­лупрозрачное зеркало; 7 — боковое отверстие

отражается и возвращается на прини­мающий фотодиод 5, который соеди­нен со вторичным прибором. Фотоди­оды 4 и 5 разделены между собой пе­регородкой. Для коррекции измере­ний при изменении температуры измеряемой среды внутри трубки рас­положен второй принимающий фото-

диод 3, свет на который от излучаю­щего фотодиода попадает отражен­ным от полупрозрачного зеркала 6. Существенная разница оптических свойств позволяет установить четкие границы между различными тканями (рис. 10.3). Так, сигнал от мышечной ткани почти в четыре раза меньше, чем от шпика, и вдвое меньше, чем от межреберной ткани. Более того, чувствительность метода позволяет судить о распределении внутримы­шечного жира и его количестве. Для определения глубины проникновения упор 3 штоком соединен с потенцио­метром, в котором при перемещении штока изменяется сопротивление. Из­менение сопротивления во вторичном приборе градуируется в миллиметрах. Отсчет импульсов начинается при пе­реходе датчика из воздуха в тушу, таким образом, постоянно устанавли-

вается нулевая точка отсчета. На по­казывающем пульте прибора указыва­ются в миллиметрах толщина жира (шпика) А, мышечной ткани Б и межреберной ткани В.

Оптический прибор Я8-ФИН (ВНИИМП) показан на рис. 10.4. К корпусу 9 крепится рукоятка 10. Че­рез переднюю крышку корпуса 5 про­ходит направляющая 4 с пластиной-упором 3. Через направляющую про­ходит зонд 1, снабженный оптичес­ким датчиком 2. Датчик состоит из двух светодиодов: излучающего и принимающего. На задней крышке 8 прибора имеются цифровое табло 11, на котором приводятся показания в миллиметрах, или микропроцессор, показывающий выход мяса. Зонд 8 (рис. 10.5) крепится неподвижно в корпусе на стойке 6 винтом 7. По нему на втулках 5 и 14 скользит трубка-направляющая 3, уплотненная спереди резиновой прокладкой 2. К втулке 14 винтами крепится упор 1. От проворачивания направляющая удерживается фиксатором 4, выступ которого помещается в паз на поверх­ности трубки. Направляющая герме­тизируется манжетой 12. В исходном положении она удерживается тросом 9, который навивается на барабан 10 и крепится одним концом к трубке, а другим к корпусу. Внутри барабана установлена спиральная пружина 16. При нажатии на упор 1 направляю­щая смещается внутрь корпуса, сжи­мая пружину, а при снятии нагрузки возвращается пружиной в исходной положение.

Оптические приборы применяют для измерения толщины жировой и мышечной тканей в полутушах сви­ней и крупного рогатого скота. Ре­зультаты измерений с учетом массы туши по регрессионным уравнениям позволяют определять выход жировой и мышечной ткани из туши.

Чтобы получить результаты, соот­ветствующие действительному выхо­ду, измерения проводят в строго ого­воренных инструкцией точках (двух-трех) на поверхности туши, для чего требуются высокая квалификация и ответственность оператора.

Точность измерения оптическими приборами ±0,4 мм. Продолжитель­ность одного измерения до 1 с. Масса прибора 1,5...1,7 кг.

Рис. 10.3. График зависимости параметра отражения от глубины перемещения зонда:

1 — наконечник зонда; 2 — отверстие датчика; 3 —упор; А — шпик; Б — мышцы; В — межреберная ткань

 

 

Рис. 10.4. Общий вид оптического прибора Я8-ФИН (ВНИИМП):

/ — зонд; 2 — оптический датчик; 3 — пласти­на-упор; 4 — направляющая; 5 — передняя крышка корпуса; 6 — верхняя крышка; 7 — серьга; 8 — задняя крышка; 9 — корпус; 10 — рукоятка; 11 — цифровое табло

Приборы, использующие ультра­звуковое сканирование, разработан­ные в США, Германии и Дании, со­стоят из ультразвукового датчика и вторичного регистрирующего прибо-

ра. Метод основан на измерении вре­мени прохождения первичного им­пульса ультразвуковых волн через од­нородный материал (например, шпик) и времени прохождения отраженных импульсов от границы раздела раз­личных тканей. Скорость звука в мы­шечной ткани (говядина) равна

Рис. 10.5. Оптический прибор Я8-ФИН (ВНИИМП):

1 — упор; 2 — резиновая прокладка; 3 — на­правляющая; 4 — фиксатор; 5, 14 — втулки; 6 — стойка; 7 — винт; 8 — зонд; 9 — трос; 10 — барабан; 11 — кронштейн; 12 — манже­та; 13 — передняя крышка; 15 — барабан; 16 — спиральная пружина; 17 — крышка; 18 — ось

1576 м/с, шпике — 1450, плотной ко­стной ткани — 3370 м/с. Измеритель­ная головка прибора снабжена двумя пьезоэлектрическими преобразовате­лями (ПЭП): первый преобразователь формирует сигнал, а второй — воспри­нимает эхо. Отраженный сигнал реги­стрируется пьезоэлектрическим преоб­разователем, усиливается и поступает в микропроцессор, где обрабатывает­ся. На табло выводятся показания в виде толщины слоя жировой и мы­шечной тканей. Датчик ультразвуко­вого прибора устанавливают на туше по нормали к ребрам. Поверхность туши для уменьшения пограничного сопротивления прохождению ультра­звука смачивают водой.

Прибор позволяет проводить изме­рения на 1000 тушах в 1 ч. Этот ме­тод безопасен, и поэтому его применя­ют для обследования живых живот­ных, туш до нутровки и полутуш.

Классификационные приборы. Классификационные приборы или комбинации приборов (центры) выда­ют результаты измерений в виде ко­нечной оценки качества. Кроме изме­рительной системы классификацион­ные приборы имеют микрокомпьютер с клавиатурой управления и диспле-

ем, которые устанавливают, как пра­вило, на задней крышке корпуса. В компьютер вводят данные от элект­ронных весов, и на дисплей выводят­ся такие показатели, как масса в ки­лограммах и выход мышечной и жи­ровой ткани в процентах. Измерения проводит оператор вручную. Получен­ные данные используют при клейме­нии туш и подготовке сопроводитель­ной документации.