Пристрій для вимірювання електропровідності

Пристрій використовується до вимірювання електропровідності у харчовій промисловості, наприклад при виробництві вина, соків, молока, молочних виробів і ін. Відомий пристрій (Рогов И.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов. - М.: Пищ. пром-ность, 1974. - С.294), який представляє колбу зі скла з впаяними платиновими електродами, що покриті платиновою черню. Для підтримання температурного режиму колбу забезпечують водяною сорочкою, яка з'єднана з ультратермостатом. Недоліком цього пристрою є те, що він не забезпечує постійний контакт електродів тими продуктами, які змінюють структурно-механічні властивості в залежності від температури, що в свою чергу викликає великі похибки вимірювання. За прототип прийнято пристрій (Рогов И.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов. - М.: Пи щ. пром-сть, 1974. - С.295, рис.105), який складається з фторпластового непрозорого циліндра, в середині якого діаметрально закріплені два платинових вимірювальних електрода. Циліндр щільно вставляється у гільзу і притискується гайкою-кришкою. Для виводу вимірювальних електродів у гільзі профрезеровані два пази. Гільзу з фторпластовим циліндром одягають на фторпластове донишко, яке закріплене в обоймі. Між гільзою і обоймою передбачена прокладка з харчової гуми. З верхнього кінця у циліндр входить поршень, який закріплений на штоці. На робочих поверхнях донишка і поршня закріплені платинові робочі електроди. До них підводиться електричний струм за допомогою провідників. Донишко і поршень мають манжету, яка дозволяє герметизувати кювету. По центру донишка і електрода розміщена термопара. Для притискання поршня до досліджуваного зразка застосовують тягу, коромисло і шток. Для створення щільного електричного контакта використовують тиск підприсовки до досліджуваного продукту: до тяги прикладають зусилля P, яке через коромисло, порожній шток і поршень впливає на продукт. Для оцінки вмісту складових компонентів, наприклад молочних виробів (вологи, жиру, білку), потрібно одержувати певні залежності електропровідності продукту від температури. Недоліки відомого пристрою. 1. Пристрій складається з 22 деталей. 2. Корпус пристрою непрозорий, що не дозволяє вимірювати відстань між електродами, контролювати виникнення повітряних бульбашок і наявність електричного контакту в системі електрод-продукт. 3. Відсутність регулювання електричного контакта в системі електрод - продукт. 4. Якщо внаслідок нагріву об'єм продукту зменшиться нижче рівня одного з електродів, то вимірювання електропровідності неможливе. Мета винаходу - усунення недоліків відомого пристрою шляхом спрощення конструкції і підвищення точності вимірювання за рахунок контролю і регулювання електричного контакту в системі електрод - продукт за допомогою двох поршнів. Пристрій для вимірювання електропровідності включає непрозорий циліндр, що з вер хнього торця вміщує поршень з електродом, до якого під'єднаний електричний провідник. Згідно винаходу циліндр зроблено з прозорого пластику, вздовж якого нанесені мітки, у нижній закритій частині циліндру з отвором вставлено додатковий поршень, до якого через отвір під'єднаний електричний провідник. Можливо в якості циліндру з верхнім поршнем використати медичний шприц. Можливо, щоб мітки були міліметровими. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваними технічними результатами полягають у наступному: - при прийманні сировини на підприємстві потрібно терміново визначити її фізико-хімічні властивості; - по ходу роботи, технологічного процеса, потрібно терміново контролювати якісні характеристики продукту, який виробляється. Відомі методи вимірювання вмісту складових компонентів продукту є складними і потребують значних витрат часу та реактивів для їх проведення. Тому виникає потреба у створенні експрес-методів, наприклад, шляхом вимірювання електропровідності, які в свою чергу потребують відповідних пристроїв для їх реалізації. Для оцінки вмісту складових компонентів, наприклад молочних виробів, потрібно одержати певні залежності електропровідності продукту від. температури. При нагріванні пристрою з продуктом, який змінює структурномеханічні властивості в залежності від температури, змінюється електричний контакт в системі електрод-контакт, у просторі між електродами виникають повітряні бульбашки, що зменшує точність вимірювання електропровідності. Наявність прозорого корпусу і калібровка циліндру, наприклад за допомогою міліметрових міток, потрібні для візуального контролю за виникненням повітряних бульбашок, стану продукту і наявності контакту електродпродукт, визначення відстані - 1(см) між електродами, так як цей параметр потрібен для розрахунку електропровідності (c). c = C/R, C = I/q, де q - площа перерізу циліндру, см 2, R - електричний опір, вимірюваний приладом, до якого під'єднаний пристрій. Усунення повітряних бульбашок, особливо у нижній частині пристрою, можна здійснити, наприклад, за допомогою стороннього предмету або додаткового поршня, який встановлений у нижній частині пристрою. Для цього верхній поршень виймають, а додатковий поршень переміщують у зоні, яку займають бульбашки. Це здійснює силовий тиск і приводить до їх руйнування. Наявність додаткового поршня дає можливість підтримувати у нижній частині пристрою постійний електричний контакт в системі електрод-продукт шляхом регулювання притиснення поршня з електродом до продукту. Основний вузол пристрою-циліндр з верхнім поршнем, може бути стандартним, якщо застосувати медичний шприц, який виготовляється у промисловості серійно. Простота і економічність пристрою дає можливість впровадити його у промисловість без суттєви х матеріальних витрат. На кресленні (фіг.) зображено пристрій для вимірювання електропровідності. Циліндр 1 з прозорого пластику із нанесеними вздовж корпусу міліметровими мітками. У його верхній частині розташовано поршень 2, а у нижній поршень 3. На торець поршня 2 насаджено гумовий ковпачок з гофрами 4. На робочих поверхнях поршнів 2 і 3 закріплені електроди 5; до яких підпаяні електричні провідники 6. Вільні кінці електричних провідників 6, відповідно через верхню частину і отвір у нижній частині, під'єднують до затискачів вимірювального приладу. Пристрій працює таким чином. Продукт поступає у пристрій через відкриту верхню частину, далі у циліндр 1 вставляють поршень 2. За допомогою переміщення поршнів 2 і 3 регулюють електричний контакт в системі електрод - продукт шляхом притиснення поршнів з електродом до продукту. Після чого під'єднують кінці електричних провідників 6 до затискачів приладу, який вимірює електричний опір продукту. За допомогою міток вимірюють відстань між електродами. Електропровідність розраховують за формулою: c = C/R, C = I/q, Якщо у просторі між електродами виникають повітряні бульбашки, наприклад біля електрода додаткового поршня, то верхній поршень виймають, а їх руйн ування здійснюють шляхом перемішування продукту за допомогою, наприклад додаткового поршня або іншого предмета.