Способ контроля качества смеси в процессе её приготовления в смесителе



G01N29/032 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2788161:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к технологии производства смесей, в частности к контролю качества гомогенности смесей в процессе их приготовления в смесителе. Способ контроля качества смеси в процессе её приготовления в смесителе включает контроль качества готовой смеси, регистрацию на всех этапах по ходу технологического цикла мощности акустического шума, при этом о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума. Регистрацию мощности акустического шума на всех этапах по ходу технологического процесса осуществляют с помощью выносного микрофона, установку которого производят таким образом, чтобы мощность акустического шума на информативной частоте была максимальной. Определяют такие частоты акустического шума, которые максимально коррелируют со степенью гомогенности смеси в процессе ее приготовления. О готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально. Изобретение обеспечивает оперативный контроль качества гомогенности смеси в процессе ее приготовления в смесителе, повышение его точности и упрощение способа контроля. 6 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии производства смесей, в частности к контролю качества гомогенности смесей в процессе их приготовления в смесителе.

Известен способ диагностирования состояний пчелиных смесей по их акустическому шуму, включающий снятие звукового сигнала с помощью выносного микрофона, усиление сигнала, его выпрямление, выделение наиболее информативных частотных полос этого сигнала (патент РФ №2443982, кл. G01H 17/00, опубл. 27.02.2012, Бюл. №6).

Недостатком известного способа является сложность его аппаратного оформления и реализации в условиях реальных технологических производств, связанная с необходимостью формирования параллельных кодов, анализом частот их появления, расчетом их перестановок и распределения.

Известен способ (варианты) диагностики состояний пчелиных смесей по их акустическому шуму, включающий снятие звукового сигнала с помощью выносного микрофона, усиление сигнала и выделение заранее выбранных наиболее информативных частотных полос этого сигнала (патент РФ №2501211, кл. А01К 47/00, опубл. 20.12.2013, Бюл. №35).

Недостатком известного способа является его низкая точность, связанная с тем, что наиболее информативные частотные полосы снятого звукового сигнала выбираются заранее, что является некорректным, т.к. вероятность правильности такого априорного выбора информативной полосы частот на практике может быть низкой.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе, включающий контроль качества готовой смеси; регистрацию на всех этапах по ходу технологического цикла мощности акустического шума; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума; измерение мощности акустического шума и при достижении ею заданной величины отключение электропривода смесителя (патент №2438126, кл. G01N 33/38, опубл. 27.12.2011, Бюл. №36). Данный способ принят за прототип.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением, - контроль качества готовой смеси; регистрация на всех этапах по ходу технологического цикла мощности акустического шума; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума; измерение мощности акустического шума и при достижении ею заданной величины отключение электропривода смесителя.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является его сложность и низкая точность контроля качества гомогенности смеси в процессе ее производства вследствие того, что наиболее информативный участок спектра акустического шума смеси не определяется для каждого конкретного приготовляемого состава.

Задачей изобретения является повышение точности контроля качества гомогенности смеси в процессе ее приготовления в смесителе и упрощение способа контроля.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, включающем контроль качества готовой смеси; регистрацию на всех этапах по ходу технологического цикла мощности акустического шума; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума; измерение мощности акустического шума и при достижении ею заданной величины отключение электропривода смесителя согласно изобретению регистрацию мощности акустического шума на всех этапах по ходу технологического цикла осуществляют с помощью выносного микрофона; установку выносного микрофона производят таким образом, чтобы мощность акустического шума на информативной частоте была максимальной; определяют такие частоты акустического шума, которые максимально коррелируют со степенью гомогенности смеси в процессе ее приготовления; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально.

Признаки предлагаемого способа, отличительные от прототипа, регистрацию мощности акустического шума на всех этапах по ходу технологического цикла осуществляют с помощью выносного микрофона; установку выносного микрофона производят таким образом, чтобы мощность акустического шума на информативной частоте была максимальной; определяют такие частоты акустического шума, которые максимально коррелируют со степенью гомогенности смеси в процессе ее приготовления; о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить точность контроля качества гомогенности смеси в процессе ее приготовления в смесителе и упростить способ контроля.

Если для контроля качества степени гомогенности смеси рассматривать весь спектр полученного акустического шума, то подавляющее количество частот не информативны, т.е. уровень акустического шума на этих частотах не коррелирует со степенью гомогенности смеси, а звуковой ряд содержит широкий спектр шумов. Так как информативный участок спектра акустического шума смеси зависит от вида и состава как самой смеси, так и ее компонентов, то невозможно априорно установить универсальный информативный участок спектра акустического шума. Поэтому в процессе гомогенизации смеси в каждом конкретном случае необходимо определять такие частоты акустического шума, которые максимально коррелируют со степенью гомогенности смеси в процессе ее приготовления. После этого заключение и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя делают по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально, что обеспечивает повышение точности способа контроля.

Применение выносного микрофона для регистрации мощности акустического шума на всех этапах по ходу технологического цикла позволяет отказаться от предварительной подготовки и модернизации аппарата смешения и внесения в него конструктивных изменения для реализации заявляемого способа и произвести установку выносного микрофона таким образом, чтобы мощность акустического шума на информативной частоте была максимальной, что позволяет упростить способ контроля.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-6.

На фиг. 1 представлен график зависимости мощности акустического шума от частоты, полученный при приготовлении смеси «таблетка-покрытие».

На фиг. 2 - график зависимости мощности акустического шума на частоте 4134 Гц от стадии смешения смеси «таблетка-покрытие».

На фиг. 3 - график зависимости мощности акустического шума от частоты, полученный при приготовлении строительной смеси.

На фиг. 4 - график зависимости мощности акустического шума на частоте 881 Гц от стадии смешения строительной смеси.

На фиг. 5 - график зависимости мощности акустического шума от частоты, полученный при приготовлении кондитерского белкового крема.

На фиг. 6 - график зависимости мощности акустического шума на частоте 7225 Гц от стадии смешения кондитерского белкового крема.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В смеситель с работающим электроприводом осуществляют загрузку исходных веществ - компонентов смеси.

В процессе смешения при помощи выносного микрофона производят регистрацию мощности акустического шума и определяют информативную частоту, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально.

При второй и последующих операциях смешения регистрацию мощности акустического шума производят только на этой информативной частоте.

После этого заключение и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя делают по изменению мощности акустического шума, полученной на информативной частоте, и при достижении ею заданной величины отключают электропривод смесителя.

Возможность осуществления способа подтверждается следующими примерами.

Пример №1

Гомогенизация лекарственных препаратов таблетированной формы.

Для натурного эксперимента использован лабораторный смеситель, в состав которого входит мешалка с электроприводом. В смеситель предварительно засыпали таблетки-гранулы, а затем при работающей мешалке порциями (добавками) вводили жидкий состав - покрытие.

На протяжении всего процесса покрытия таблеток-гранул производилась регистрация мощности акустического шума, издаваемого смесителем при помощи выносного микрофона. Записанный сигнал являлся основой для анализа информативных частот (фиг. 1).

В ходе проведения эксперимента выявлена информативная частота - 4134 Гц. Именно на этой частоте наблюдалось максимальное изменение (снижение) мощности акустического шума в зависимости от добавленного жидкого покрытия таблеток-гранул (фиг. 2).

Выполненная серия экспериментов подтверждает связь между изменением мощности акустического шума, характеризующей работу технологического оборудования процесса гомогенизации смеси «таблетка-покрытие», и степенью покрытия таблеток-гранул. Представленная экспоненциальная зависимости мощности акустического шума, полученная на выявленной информативной частоте (фиг. 2), позволяет судить о степени покрытия таблеток-гранул.

Заключение и о готовности смеси «таблетка-покрытие» и о необходимости отключения привода смесителя делалось по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально, т.е. на частоте 4134 Гц.

Пример №2

Гомогенизация строительных материалов.

Использован строительный смеситель, в который загружалась строительная смесь на основе цементного раствора и ПГС. Затем в процессе смешения добавлялась вода.

На протяжении всего процесса смешения производилась регистрация мощности акустического шума, издаваемого смесителем, при помощи выносного микрофона. Записанный сигнал являлся основой для анализа информативных частот (фиг. 3).

В ходе проведения эксперимента выявлена информативная частота 881 Гц. Именно на этой частоте наблюдалось максимальное изменение мощности акустического шума в зависимости от добавления воды (фиг. 4).

Выполненная серия экспериментов подтверждает связь между изменением мощности акустического шума, характеризующей работу технологического оборудования процесса гомогенизации строительной смеси, и степенью смешения. Представленная экспоненциальная зависимость мощности акустического шума, полученная на выявленной информативной частоте (фиг. 4), позволяет судить о степени гомогенности строительной смеси.

Заключение и о готовности строительной смеси и о необходимости отключения привода смесителя делалось по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально, т.е. на частоте 881 Гц.

Пример №3

Гомогенизация кондитерского белкового крема.

На лабораторном уровне воспроизведен процесс приготовления кондитерского белкового крема. В процессе смешения в белковую массу добавлялся сахар.

На протяжении всего процесса смешения производилась регистрация мощности акустического шума, издаваемого смесителем, при помощи выносного микрофона. Записанный сигнал являлся основой для анализа информативных частот (фиг. 5).

В ходе проведения эксперимента выявлена информативная частота 7225 Гц. Именно на этой частоте наблюдалось максимальное изменение мощности акустического шума в зависимости от добавления сахара (фиг. 6).

Выполненная серия экспериментов подтверждает связь между изменением мощности акустического шума, характеризующей работу технологического оборудования процесса гомогенизации кондитерского белкового крема, и степенью смешения. Представленная экспоненциальная зависимость мощности акустического шума, полученная на выявленной информативной частоте (фиг. 6), позволяет судить о степени гомогенности кондитерской смеси.

Заключение и о готовности кондитерского белкового крема и о необходимости отключения привода смесителя делалось по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально, т.е. на частоте 7225 Гц.

Дополнительный поиск в различной научно-технической литературе показал, что приведенная в формуле изобретения совокупность и взаимосвязь признаков, аналогичных заявленным в предлагаемом изобретении, позволяющая получить заданный технический результат, на сегодняшний день не известна. Следовательно, заявленное техническое решение обладает новизной. Заявленная совокупность существенных признаков явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, заявленное техническое решение обладает изобретательским уровнем. Апробация заявленного технического решения в лабораторных условиях показала, что оно промышленно применимо. Следовательно, техническое решение отвечает критериям охраноспособности.

Способ контроля качества смеси в процессе её приготовления в смесителе, включающий контроль качества готовой смеси; регистрацию на всех этапах по ходу технологического цикла мощности акустического шума; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума; измерение мощности акустического шума и при достижении ею заданной величины - отключение электропривода смесителя, отличающийся тем, что регистрацию мощности акустического шума на всех этапах по ходу технологического процесса осуществляют с помощью выносного микрофона; установку выносного микрофона производят таким образом, чтобы мощность акустического шума на информативной частоте была максимальной; определяют такие частоты акустического шума, которые максимально коррелируют со степенью гомогенности смеси в процессе ее приготовления; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально.



 

Похожие патенты:

Использование: для ультразвукового неразрушающего контроля качества стеклопластиков после пропитки кремнийорганическими смолами. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют излучение импульсов ультразвуковых колебаний излучателем, прием импульсов, прошедших в изделии, приемником, измерение скорости распространения продольных ультразвуковых волн на частоте от 1 до 20 МГц, распространяющихся по нормали к плоскости армирования стеклопластика, при этом измерение скорости ультразвуковых волн осуществляют после отверждения связующего и повторно после пропитки кремнийорганической смолой и ее полимеризации, с последующим контролем качества пропитки стеклопластика кремнийорганической смолой по величине изменения скорости ультразвуковых волн.

Использование: для измерения продольной скорости звука в тонких полимерных звукопрозрачных пленках. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение коэффициентов прохождения ультразвука через пленку и отражения от нее, при этом сравнивают расчетные значения этих коэффициентов с их измеренными значениями, причем расчеты коэффициентов прохождения и отражения выполняют при заданных значениях частот и скорости звука и при одном выбранном значении толщины пленки, для определения минимальной разницы расчетных и измеренных коэффициентов прохождения строят их графические зависимости от предполагаемой скорости звука в пленке для каждой заданной частоты, искомую скорость распространения звука в пленке определяют по минимальной разнице между измеренными и расчетными значениями коэффициентов прохождения ультразвука через пленку и отражения от нее в заданном диапазоне частот.

Использование: для контроля сварных швов зубчатых колес. Сущность изобретения заключается в том, что используют преобразователь с прозрачной насадкой, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической формы и соответствует взаимодействующей с ней внутренней поверхностью ступицы зубчатого колеса.

Изобретение относится к медицине, а именно к экологии, и может быть использовано для диагностики у детей аллергического ринита, ассоциированного с сочетанным воздействием химических факторов атмосферного воздуха и персистирующей герпес-вирусной инфекции. При содержании в крови ребенка уровня бензола не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0 мг/дм3, уровня формальдегида не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0,0076 мг/дм3, уровня марганца не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0,017 мг/дм3, уровня хрома не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0,0047 мг/дм3, и уровня никеля не менее чем в 1,1 раза выше референтного уровня, равного 0,0043 мг/дм3, IgE специфического к формальдегиду, марганцу, никелю и IgG специфического к бензолу, при одновременном наличии совокупности следующих показателей: уровня показателя моды (Мо) в пределах 0,705-0,860 сек; уровня показателя амплитуды моды (АМо) в пределах 24,40-39,10%; показателя индекса напряжения (ИН1) в пределах 34,50-87,10 у.е.; соотношения индекса напряжения в клиноортостатической пробе к индексу напряжения в исходном состоянии (ИН2/ИН1) в пределах 1,55-3,55 у.е.; наличия реактивной гиперплазии лимфоузлов верхней яремной группы; содержания абсолютного количества CD56+-лимфоцитов в пределах 0,306-0,368⋅109/дм3; уровня ИЛ-4 в пределах 1,99-3,57 пг/см3, ИЛ-6 в пределах 0,90-2,19 пг/см3; уровня прямого билирубина в пределах 5,50-6,08 мкмоль/дм3; уровня общей железосвязывающей способности (ОЖСС) в пределах 62,0-67,74 мкмоль/дм3; уровня IgE общего в пределах 124,66-205,18 МЕ/см3 диагностируют у ребенка наличие аллергического ринита, ассоциированного с сочетанным воздействием химических факторов атмосферного воздуха и персистирующей герпес-вирусной инфекции.

Использование: для сканирования объекта инспекции при дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что размещают искательную головку дефектоскопа между колесами следящего шасси на вертикальной оси его кинематической связи с исполнительным устройством, задают траекторию сканирования, обеспечивают рабочий контакт искательной головки дефектоскопа с телом объекта инспекции, при помощи исполнительного устройства катят опорные колеса шасси по поверхности объекта инспекции, следуя траектории сканирования и проводя неразрушающий контроль данного объекта, при этом посредством указанных колес выдерживают постоянным зазор между головкой и объектом инспекции на траектории сканирования, а при нахождении головки в непосредственной близи от края объекта инспекции или непосредственно на его краю поворачивают шасси с вывешиванием одного из колес шасси за край объекта инспекции с опорой на одно колесо и исполнительное устройство.

Использование: для дефектоскопического сканирования. Сущность изобретения заключается в том, что установка для дефектоскопического сканирования содержит ведущее исполнительное устройство и ведомый измерительный модуль с ходовой частью, посередине которой закреплена искательная головка дефектоскопа, при этом установка выполнена с возможностью хода модуля по вертикали, содержит узел поворота ходовой части модуля на месте, при этом ходовая часть выполнена в виде одноосного шасси с опорными колесами.

Изобретение относится к сенсорному устройству для монтажа на пронизываемом средой объекте, прежде всего на трубопроводе. Сенсорное устройство (2) включает в себя преобразовательное устройство (4) с гибким преобразовательным элементом (6), имеющим электропроводящий проводниковый элемент и для сегментарного покрытия объекта переводимым в рабочее положение, в котором он частично расположен вокруг продольной оси (10) объекта и плотно прилегает к поверхности объекта.

Изобретение может быть использовано в горной промышленности для контроля разрушения участков массива горных пород при изменении их напряженно-деформированного состояния. Способ заключается в том, что регистрируют во времени сигналы электромагнитного излучения (ЭМИ), измеряют их амплитуды и определяют спектральную частоту сигнала, находят участки массива, подверженные разрушению.

Использование: для контроля дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что подвижное устройство для контроля дефектов содержит корпус подвижного устройства для контроля дефектов, выполненный с возможностью контроля целевого объекта контроля на наличие дефекта при перемещении по поверхности целевого объекта контроля, при этом корпус подвижного устройства для контроля дефектов включает в себя тележку, выполненную с возможностью перемещения с помощью по меньшей мере двух колес, способных вращаться вперед и назад по поверхности целевого объекта контроля в прямом и обратном направлении, ортогональном валам вращения колес, и по меньшей мере один датчик контроля, расположенный на стороне переднего конца или на стороне заднего конца тележки и выполненный с возможностью контроля целевого объекта контроля на наличие дефекта, при этом область контроля целевого объекта контроля разделена на две области, разделенные по прямой линии, и тележка корпуса подвижного устройства для контроля дефектов выполнена с возможностью перемещения в состоянии, когда датчик контроля направлен в сторону бокового края разделенной области, обращенную к прямой линии в каждой из двух разделенных областей.

Группа изобретений относится к определению подверженности металлопроката изгибу. Способ состоит в том, что осуществляют возбуждение сдвиговой поперечной поляризованной акустической волны и запуск ее в металлопрокат посредством устройства электромагнитно-акустического преобразователя в виде плоской катушки индуктивности, выполненной с возможностью запуска и приема волн, размещенного под углом 45 градусов по отношению к направлению проката.

Стенд относится к средствам обеспечения исследований акустического шума электрогидравлических агрегатов, встраиваемых в резервуары гидравлических жидкостей транспортных средств. Стенд содержит регистрирующую и анализирующую аппаратуру, источник питания, измерительные микрофоны, подвес, а также выполненный в виде параллелепипеда каркас, включающий в себя стойки и ригели.
Наркология
Наверх