Анализатор несброженных и остаточных сахаров

Анализатор несброженных и остаточных сахаров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для автоматического колориметрического определения концентрации несброженных или остаточных сахаров. Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации двухкомпонентных сред при идентичных спектральных характеристиках измеряемой и мешающей компонент. Устройство содержит блок подготовки пробы материала, оптически связанные источник излучения, кюветное отделение, светоделительное устройство, два фотоприемника с двумя светофильтрами в измерительных каналах и один фотоприемник в опорном канале, а также два аналого-цифровых преобразователя, подключенных к выходам фотоприемников в измерительных каналах, третий аналого-цифровой преобразователь, подключенный через электронный ключ к выходу фотоприемника в опорном канале, к второму входу электронного ключа подключен блок регулируемого опорного напряжения, выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входам микро-ЭВМ, первый выход которой подключен к блоку индикации, второй выход - к управляющему входу электронного ключа, а третий выход - к блоку подготовки пробы, выполненному с возможностью дозирования реагентов, их смешивания, колориметрической реакции и подачи реакционной смеси в кюветное отделение. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 01 J 1/44

ГЕСОЗНАЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCKOMV .СВИДЕТЕЛЬСТВУ понентных сред при идентичных сп< .т— ральных характеристиках иэмеряе«ь и и мешающей компонент.

На чертеже представлена блок-<.х<«а устройства.

Анализатор несброженных и <1<.т,.« ных сахаров содержит оптичесK<1 гпя ; ные источник l излучения и кювет отделение 2, а также блок 3 п 1:

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 42 ) 9289/28-25 (22) 17 .02. 87 (46) 30.10.89, Бюл. К-* 40 (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пищевой промышленности (72) В.М.Зозуля, В.Ф.Евстратов, 3.А.Гиндин, Н.А.Николаенко, С.Л.Антоненко, Л.Б.Богдасарян и 11.В.Рачинская (53) 535.36 (088.8) (56) Заявка Японии Ъ< 59-37767, кл. 0 01 J 1/16, 1984.

Авторское свидетельство СССР

|(< 1163158, кл . G 01 J 1/44, 1985. (54) АНАЛИЗАТОР НЕСБРОЖЕННЫХ И ОСТАТОЧНЪ|Х САХАРОВ (57) Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для автоматического колориметрического определения концентрации несброженных или остаточных сахаров. Цель изобретения — повышение точности измерения концентрации двухкомпонентных сред при идентичных спектральных характеристиках измеряемой и мешающей

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для автоматического колориметрического определения концентрации несброженных или остаточных сахаров при производстве спирта и кормовых, а также хлебопекарных дрожжей из мелассы.

Бель изобретения — повьппение точности измерения концентрации двухком2 компонент. Устройство содержит блок подготовки пробы материала, оптичес— ки связанные источник излучения, кюветное отделение, светоделительное устройство, дна фотоприемника с двумя светофильтрами в измерительных каналах и один фотоприемник в опорном канале, а также два аналого-цифровых преобразователя, подключенных к выходам фотоприемников в измерительных каналах, третий аналого-цифровой преобразователь, подключенный через электронньп ключ к выходу фотоприемника в опорном канале, к второму входу электронного ключа подключен блок регулируемого опорного напряжения, выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входам микроЭВИ, первый выход которой подключен к бло— ку инд".êàции, второй выход — к управ— ляющему входу электронного ключа, а третий выход — к блоку подготовки пробы, выполненному с воэможностью дозирования реагентов,их смешивания, колориметрической реакции и подачи реакционной смеси в кюветное отделение. I ип.

1518679

I с с!» °

?1! = 1? о! е э ссхх

С

02 7 (1) (2) 30 где С, 35

О х 02

40 — Bln- — ---. 1 (3)

?1 оп

1 2 z.

? 1 оп

С вЂ” Aln--,---—

cc! х

К! ??1

Naa

50 N a где К„=-о! коэфйициенть которые рассчитынаются и запоминаются в памяти микроЭВИ

1 9 н режиме ус— танонки нуля; маещтабпрующие

К 1 a(giPIIIIIIeНТЫ ки пробы, соединенный с кюветным отделением 2, светоделительное устройство 4, содержащее светоделительную призму 5 и два зеркала 6 и 7, первый

8 и второй 9 светофильтры, первый фотоприемник 10, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 11, второй фотоприемник 12, второй АЦ11 13, зеркало !4, третий фотоприемник 15, электронный ключ )6, блок 17 регулируемого опорного напряжения, третий

АЦП 18, микроЭВИ 19 и блок 20 индикации. При этом выход первого фотоприемника 10 через первый АЦП 11 подключен к первому нхсцу микроЭВМ

19, первый выход которой попключен к блоку 20 индикации. Первый 10 и нто— рой 12 фотоприемники через соответственно первь!й 8 и второй 9 снетофпльт— ры и снетоделительное устройство оптически связаны с кюнетным отделе— нием 2. Быход второго фотоприемника !

2 через второй АЦП 13 подключен к второму нходу микроЭВМ 19. Третий фо— топриемник 15 через зеркало 14 оптически сн»зан с источником 1 излуче— ни» и !!о выходу подключен к первому входу электронного ключа 16, второй вход которого подключен к выходу блока 17 регулируемого опорного напряжения. 13ыход электронного ключа 16 че— рез третий AIJII 18 подключен к тре— тьему входу микроЭВИ 19, второй выход которой подключен к упранляюещму Вхо ду э !e! z poIII!o!-o ключа 16. Причем блок

3 подготовки пробы подключен к тре— ть ему выходу микроЭБИ 1 9 и ныло нен е н«зможностью доэирования реагентов, их смещения, колориметрической реак— ции и подачи реакционной смеси н кюнетное отделение 2.

Устройство работает следующим образом.

ИикроЭВИ 19, которая встрос на н анализатор, Ilo !аданной программе Ор ганизует н блоке подготовки пробы и проведен)!» к !порп !етрической реакции последовательно дозиронание реагентон, их с;.!с !э!!на!!ие, колориметрическун реакцию и подачу реакционной смеси из блока 3 н кюнетцое отделение 2. Затем по кома.!де «т !икроЭБИ 19 н,лючаетея источник 1 иэлуче!«!», световой по гок которого пр«ход;31 через кюветное o7— деление. 2 II л» !;! ге» гнет«де!!ительнь м устройст:«»! - »!", Лн.! по oil», ке гор!,!», пройдя ч! р! " !:.. т< Ь!пыл!-1 8 !! ч, об— разуют г, ;! «,,!и l. 1ll !л ., II!a ф т;.;. -т:;!.

С целью исключения влияния на результат измерения концентрации изменений сигналов в каналах, вносимых различными факторами, максимумы пропускания светофильтров 8 и 9 выбраны на расстоянии 10 нм друг от друга.

Таким образом, на фотоприемниках

10 и 12 образуются электрические сигналы, пропорциональные концентрации измеряемой компоненты, которые поступают на вход АЦП, соотнетственно ll и 13. Одновременно через зеркало 14 световой поток от источника 1 излучения попадает на фотоприемник 15, преобразуется в электрический сигнал и через электронный ключ 16 поступа— ет на вход третьего АЦП 18 . В результате на выходах АЦП I 1,,13 и 18 устанавливаются кодовые эквиваленты чисел, соответственно равные N„, ?1 и

N „, которые поступают в микроЭВИ 19 для обработки.

В соответствии с законом Бугера25 Ламберта-Бера эти числа представляют— ся н виде измеряемая Koнцентрация сахаров, »нляющаяся измеряемой компонентой; с(, К вЂ” ко эффи цие и ты по гло щения иэмеряеMoH компоненты На выбранных длинах волн; кодовые экниналенты чисел в каналах, соответствующие нулевому значению концентрации Ссс,„, получаемые на АЦП ll и 13 в режиме установки нуля при нулевом значении концентрации сахарон.

Математическая обработка в микро—

45 3ВМ !9 по заданной;!рограмме проиэводится по следующему алгоритму

1518679

При наличии мешающей компоненты окраски среды, которая, как правило, имеет спектральную характеристику, совпадающую со спектральной характеристикой измеряемой компоненты, выражения (1) и (2) записываются в виде

-tiI inca»

Nt = И,е а, -с e C ct»tt

Not e а »

p,Ñ, -р, C„, где а,=е р,а =е г — числа,учитывающие

35 (6) (7) 40 влияние окРаски 45 среды, а„ а (, 1 - КОЭЬф ИЦИенты поглощения 5р меш ающей компоненты, соответственно, в

1-м и 2-м каналах, С вЂ” концентракр ция краски. градуировочной характеристики анализатора, рассчитываемые микроЭВ}1 19 при

5 градуировке и запоминаемые в оперативном запоминающем устройстве микроЭВИ

l9

N,„ — кодовый эквивалент числа в

АЦП 18 опорного 15 канала.

После подстановки выражений (1) и (2) в (3) и логарифмирования получают:

C ñî» = (А с B tits) C ñà» (4)

Таким образом, рассчитывая в режиме градуировки значения коэффициентов

А и В из условия

А, -ВК,=1, (5)

25 получают соответствие показаний концентрации несброженных ипи остаточных сахаров, поступающих иэ микроЭВИ 19 в блок 21 индикации, измеряемому зна- зс1 чен ию.

При этом расчет по алгс ритму 1 .3) приводит к выражению

N сц1 Non

Ссох = Aln--- ---- - Bln------,(8)

К,N,а, 3. 2 2 которое преобразуется к виду

Non Non

С (Аlп- — --- — B ln------) + ссх х К N

1 1

К 4

1 2

1 1

+ (Aln---- — Bln----) а, а (9) В этом выражении первый член суммы является измеряемой ко цептрапией несброженных иг1и остаточных с,хпрс1в, а второй — погрешностью, ttttoi ttмс и ок— рас кой среды. Для устранения вгспян1111 этой погрешности 11;t реэу:1ьтат и мер ния с помощью блок» 17 pt . ãóëèðó :: b 1 1 опорного напряжения в опорв.. и: 1ле кодовы11 эквивалент числа tl,n tt: 1 ыходе АЦП 18 преобразуется к в11цу

СХ сп 1Хоп > < °

Подставляя в выражепис (8) вместо N и преобразовав it поt!y—

on

\ чают

Non Non

С А (1п — —,---- — В1п- -,—; — -) са»

К1М К.N а1

Вlп----. (10) а

Второй член вырс1жеп11я (1!> 1, пр л— ставляющий погрешнас ть и111с рс ппя, я»ляется малой величп11о11, т;.,;1к а1

ln — -- О. ИЗМЕПЕПИС КОдс ВО, КВ11— а валента числа tt апорвс м t. ;iв,.:1с про1гiВОДИТСЯ В РЕЖИМЕ ГРПДхч1РО1 it 1t.

Как показывают эксперименсальп11c исследования, при измепеп11п ип1епсив— ности окраски среды в 4 раз а 11з ме ряемое значение концентрации 11ес.брожен— ных или остаточных сахаров нс в11ход11т за погрешность анализатора. Прн этом повышается точность из ме рой1ся кс ицентрации несброженных ил11 остаточ— ных сахаров за счет иск.сючеttttit в.111я— ния на результат анализа пнтс и;ивнос— ти окраски среды.

Фо р мул а из а б р е т е и и я

Анализатор несброженны»: и с с гс1 точ— ных сахаров, содержащий оптичс окп связанные источник излучения 1; кк11ст— ное отделение, а также блок пс п1 т в— ки пробы, соединенный с кювс гпнм т— делением, первый фотоприемн1п, Il nitblif

1518679 сред при идентичных спектральных актеристиках измеряемой и мешаюHbIX хар

Ul,eH компонент, в него введены зеркасветоделительное устройство, пери второй светофильтры, второй и тий фотоприемники, эпеKTpo»»HblA ч, второй и трети аналого-ц«фро«реобразоватсли и блок регул»»руе

П:3 вый тре клю вые

Co c . а в и т ел ь Г . I » àê îë ê èí

Техред Л, Сердюкова Корректор О.Кравцова

Г «я»- « t> 11, К;»с»»рда

6 ) 98/46 Тираж 466 Под»»исное (

11»() !», Москва, Ж35, Раушская Hi3t) л. 4, 3, » »о-1»злат»ьск«й ьii»««нат "!1аге»т", » .Ужгг !« .(, i r. a! зр»»н», (с о — аналого-цифровой преобразователь, микроЭВМ и блок индикации, при этом первый фотоприемник через первый аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу микроЭВМ, первый выход которой подключен к блоку индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения концентрации двухкомпонентмого опорного напряжения, при этом первый « второй фотоприемники через соответственно пер»»ый и второй свето— фильтры и светодслительное устрп»»гт»»о оптически связаны с кюветным отделением, выход второго фотоприемника через второй аналого-цифровой преобразо5 ватель подключен к второму входу микроЭВИ, третий фотоприемник через зеркало оптически связан с источником из— лучения и по выходу подключен к первому входу зле кт ронно го ключа, второй вход которого подключен к выходу блока регулируемого опорного напряжения, а выход электронного ключа через третий аналого-цифровой преобразователь

«одключен к третьему входу микроЭВМ, второй выход которой подключен к управляющему взводу электронного ключа, причем блок подготовки пробы подключе»» к третьему выходу микроЭВМ и выполнен с возможностью дозирования реагентов, их смешивания, колориметрической реакции и подачи реакционной с»еси в кюветное отделение.