Ссср зависимое от авт. свидетельства к° — заявлено 17.11.1971 (№ 1622082/26-25) с присоединением заявки № — приоритет — опубликовано 20.iv.1973. бюллетень № 20 дата опубликования описания 23.vll.l973м. кл. g 01п 27/22удк 547.915(088.8)
379865
Саоэ Советскик
Сокиалнстииескик
Республик
Зависимое от авт. свидетельства М
Заявлено 17.II.1971 (№ 1622082/26-25) М. Кл. G 01п 2?/22 с присоединением заявки 1х
Приоритет
Опубликовано 20ЛЧ.1973. Бюллетень 1хе 20
Дата опубликования описания 23Х11.1973 йсыитет по делам изооретеиий и открытий при Совете Мииистров
УДК 547.915(088.8) ;,- . :, - 5-ЖЛ31
:,>)коЛИСТЕКч
И. Ф. Бородин, Нат. В, Д" êè и Ник. В. Даки
Авторы изобретения
Заявитель Московский институт инженеров сельскохозяйственного гроизводства им. В. II. 1арячкина
СПОСОЬ ОПРЕДЕДЕНИЯ )KNPHOCTH МОЛОКА
Изобретение относится к области электроавтоматизации процессов сельскохозяйственного производства и может быть использовано, в частности, при измерении жирности молока.
Молоко является электролитом и кроме емкостной проводимости имеет большую активирую проводимость. Вследствие этого при измерении жирности молока по емкостной проводимости возникают значительные погрешности, а иногда замер практически невозможен.
С целью повышения точности измерений и исключения влияния акгивной проводимости молока на результаты замера при определении жирности молока по предлагаемому способу возбуждают прямоугольными импульсами контур ударного возбуждения и по длительности первого импульса на выходе контура судят о содер>ка жира в молоке.
Емкостной датчик жирности молока дополняют параллельно включенной индуктивностью и полученный контур {r, L, C) возбуждают прямоугольными импульсами. В качестве датчика жирности молока используют коаксиальный цилиндр из нержавеющей стали, диаметр наружного электрода которого 24 ям, внутреннего электрода 0,5 мм, а высота
30 лм.
На фиг. 1 приведена эквивалентная схема датчика жирности, используемого при реализацпп предлагаемого способа; на фиг. 2— принципиальная электрическая схема устройства, позволяющего реализовать предлагаемый способ; на фиг. 3 показаны эпюры им5 пульсов в характерных точках схемы.
Зквивалентная схема датчика жирности со. дер>кит параллельно включенные емкость С и активное сопротивление r (фиг. 1). Величи10 на емкости С определяется диэлектрической проницаемостью молока, которая изменяется с изменением содержания жира в молоке.
Например, при изменении жирности молока в пределах 0,1 — 12 диэлектрическая прони15 цаемость молока изменяется соответственно в пределах 1500 — 600 ед. Таким образом, изменение содержания жира в молоке приводит к изменению емкости контура (r, L, С) ударного возбуждения. Применение контура поз20 воляет исключить влияние активной проводимости молока на процесс измерения его жирности. Активная проводимость молока не связана с содержанием в нем жира, а определяется в осчовном соленым составом молока и
25 его темпе . атурой.
При подаче на вход контура последовательности видеоимпульсов большой скважности в контуре возникает переходный процесс, кото30 рый описывается уравнениями
U=.L +40;
4 туре может быть легко обеспечен выбором соответствующе о значения шунтирующей индуктивности. (2) 1= — +С +4.
r dt
11.:ñëå несложных преобразований получается
;;..фференциальное уравнение для напряжения а контуре. — + 2с — + ао (1 + — ) U = аоИ, (3)
O . / dU 2 Г R 3 ,) я д ао— уГс г
При контуре 13«r уравнение (3) принимает
i3 .. Ä:
dd - U dU 2 2 — + 2 — + u OU = аоИ, (4) с 2
dU при t=Q; 4=0; U=Q; t =1; =С
1 получаем решение дифференциального урави ния (4)
U = e " sin (а,t — у), (5) асс
2 где а, = (. ао — а — частота свободных колебаний в контуре, cp — начальный фазовый сдвиг.
Изменяя индуктивность L lкоoнHтTу р аs, можно добиться такого режима, при котором сто»п,; в этом случае жс — — ас и с
1 (6)
У L,Ñ
Таким образом, ж, не зависит от активной составляющей r, а полностью обусловлена величиной С, поскольку L =const. При изменении жирности молока изменяется емкость С датчика, а следовательно, и частота а. напряжения на контуре. Фиксируя изменение а„можно судить об изменении жирности молока.
Условие существования колебательного режима в рассматриваемом контуре ударного возбуждения:
1 1
При несоблюдении этого условия в контуре возникает апериодический переходный процесс, что сказывается на точности измерений.
Следовательно, предлагаемый способ определения жирности молока применим и дает хорошие результаты лишь при существовании колебательного режима в контуре ударного возбуждения, в который включен датчик жирности молока. Колебательный режим в кон5
15 го г5
Прямоугольные импульсы с крутым фронтом (фиг. 3, а) от генератора 1 поступают на вход контура 2, в котором в качестве индуктивности используется первичная обмотка трансформатора 8 (трансформатор используется для разделения цепей генератора от остальной схемы). Выделенные диодом 4 положительные полуволны напряжения на контуре (фиг. 3, г) поступают на ключ, составленный из транзисторов 5 и б и выделяющий первую положительную полуволну. Ключ находится в открытом состоянии до тех пор, пока в напряжении U (фиг. 3, б) не появляется отрицательная полуволна, выделяемая диодом
7, которая опрокидывает триггер на транзисторах 8 и 9, открывает транзистор 5, запирает транзистор б и тем самым запирает ключ. Ключ поддерживается в запертом состоянии в течение времени, равного длительности пребывания триггера в рабочем режиме, после чего триггер возвраш,ается в исходное состояние и открывает ключ. Этого времени достаточно для того, чтобы закончился переходный процесс в контуре.
Выделенная первая положительная полуволна поступает на вход усилителя-ограничителя, собранного на транзисторах 10 и 11; на выходе его образуются прямоугольные видеоимпульсы длительностью, равной половине периода напряжения на контуре. С изменением частоты напряжения на контуре изменяется длительность этих импульсов. Остальная часть схемы преобразует изменение длительности импульсов в пропорциональное ему изменение напряжения. Эта часть схемы работает следующим образом, При поступлении на базу транзистора 12 импульса от усилителя-ограничителя он запирается, при этом конденсатор 18 через резистор 14 заряжается в течение длительности импульса (фиг, 3, е). Напряжение на конденсаторе 18, пропорциональное длительности импульса, усиливается транзистором 15 и измеряется стрелочным прибором 1б, проградуированным в /о жирности. На фиг. 3, е показан случай измерения напряжения на конденсаторе 18 для двух значений жирности Ж и Ж2.
После окончания импульса, поступающего от генератора 1, в контуре также возникают колебания, но при этом первая полуволна имеет отрицательный знак. Она поступает на вход триггера, опрокидывает его и тем самым запирает ключ. Ключ, как и в первом случае, находится в запертом состоянии в течение времени, необходимого для окончания переходного процесса в контуре. Таким образом, триггер запирает ключ дважды за время одного импульса генератора (фиг. 3, б).
379865
Фиг. 2
Предмет изобретен»я
Способ определения жирности молока, основанный на измерении диэлектрической проницаемости е IKocT»bIM датчиком жирности, включенным и контур ударного возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, возбуждают прямоугольными импульсами контур ударного возбуждения и по длительности первого импульса на
5 выходе контура судят о содержании жира в молоке.
379865
Корректор Е. Михеева
Редактор Э. Мельниченко
Заказ 1997/11 Изд № 1422 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Я-З5, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель В. Гусева
Техред Л. Грачева! 1!
