устройство контроля качества плодоовощной продукции

Формула изобретения

1. Устройство контроля качества плодоовощной продукции, содержащее два электрода, подключенные к узлу измерений, отличающееся тем, что один из электродов содержит внутреннюю полость, выходящую к одному из торцов электрода, а второй электрод расположен внутри полости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды выполнены омическими.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний электрод выполнен ионоселективным, а внешний - электродом сравнения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полость выполнена цилиндрической формы.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды расположены соосно.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроды расположены в кожухе.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что кожух выполнен сдвижным.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что кожух содержит фиксатор.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел измерения выполнен в виде омметра.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел измерения выполнен в виде вольтметра.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел измерения выполнен в виде мостовой схемы, в одно плечо которой введен источник сигнала сравнения, а в другое плечо - сигнал от электродов.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел измерений выполнен в виде электронной схемы с одним компаратором, на первый вход которого подключен источник сигнала сравнения, на второй вход подключен сигнал электродов, а выход подключен к узлу индикации.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что источник сигнала сравнения выполнен с возможностью изменения величины сигнала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контролю качества пищевых продуктов, в частности, сельскохозяйственной продукции, и может быть использовано для определения качества продовольственной продукции, в частности, спелости, пригодности к хранению, содержания ионов.

Лаборатории санэпидемстанций, овощехранилищ и рынков, крупных и мелких сельскохозяйственных предприятий до сих пор не имеют простых и универсальных приборов, способных измерять параметры, характеризующие качество плодоовощной продукции. Используемые в настоящее время приборы либо сложны в устройстве и эксплуатации, либо имеют узкую область применения, либо обладают недостаточной точностью. Наиболее предпочтительно для вышеуказанных целей использовать приборы, работающие по принципу измерения электрических или электрохимических параметром, в частности, кондуктометрии и ионометрии.

Известно, в частности, устройство для измерения качества плодоовощной продукции (SU, а.св. 55924, кл. G 01 N 33/02, 1939), содержащее два измерительных электрода, закрепленных на общей колодке и подключенных через нагрузочный резистор к источнику питания и параллельно к регистрирующему прибору, в частности, к вольтметру. Измерительные электроды вводят в контролируемый продукт и измеряют напряжение между электродами, по измененной величине судят о качестве продукта. Недостатком данного метода следует признать неоднозначность измеренных результатов, связанную с неодинаковым углублением электродов в контролируемый продукт.

Известно также устройство для измерения нитратов в плодоовощной продукции (Milham P.J. Analyst, 1970, v. 95, p. 758), содержащее нитратселективный электрод и электрод сравнения, подключенные к блоку измерения. Анализируемый плод или овощ измельчают и помещают в химический стакан. В измельченную массу погружают нитратселективный электрод и электрод сравнения и измеряют разность потенциалов между электродами. По измеренному параметру судят о содержании нитратов в контролируемом материале. Недостатком данного устройства следует признать сложность его применения, а именно, необходимость измельчения контролируемого продукта.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для определения качества плодоовощной продукции (SU, а.св. 903767, кл. G 01 N 33/02, 1982), содержащее емкость с электролитом переменной плотности. В электролит погружен один измерительный электрод, а второй электрод игольчатого типа предназначен для введения в контролируемый плод или овощ, плавающий в электролите. Электроды соединены с источником питания и узлом измерений информационного параметра. Для поддержания положительной плавучести контролируемого объекта в электролит вводят сухую соль, увеличивая тем самым плотность электролита, либо разбавляют водой для уменьшения плотности. Посредством двух электродов измеряют сопротивление участка цепи, образованного первым электродом, электролитом, контролируемым объектом и вторым электродом. По измеренному значению определяют омическое сопротивление контролируемого объекта, используемое для определения качества объекта. Недостатком известного устройства следует признать неудобство использования, связанное с наличием электролита, а также невысокую точность измерений, связанную с непостоянной площадью контакта контролируемого объекта и электролита.

Техническая задача изобретения состоит в обеспечении возможности определения качества плодоовощной продукции в полевых условиях, а также в условиях малых лабораторий.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в разработке простого, точного, удобного в работе универсального устройства для определения качества плодоовощной продукции.

Устройство содержит два электрода, подключенных к узлу измерения, причем один из электродов содержит внутреннюю полость, выходящую к одному из торцов электрода, внутри полости расположен второй электрод, электрически соединенный с первым через узел измерения. Внутренний электрод может быть выполнен омическим или ионоселективным, внешний электрод может быть выполнен омическим или электродом сравнения. Полость внешнего электрода может быть как цилиндрической, так и произвольной формы. Предпочтительно располагать электроды соосно. Электродный узел предпочтительно располагать в кожухе. Кожух может быть выполнен сдвижным или неподвижным. В случае выполнения кожуха сдвижным он может содержать узел фиксации положения кожуха. Узел может быть выполнен в виде подпружиненного шарика или конуса в блоке электродов и проточек или отверстий в кожухе или в виде совмещенных отверстий в кожухе и блоке электродов, а также фиксатора в виде скобы или стержня. Узел измерений может быть выполнен в виде омметра, вольтметра, мостовой схемы или электронной схемы. Мостовая схема может включать в одно плечо источник сигнала сравнения, а во второе плечо электродную пару. Электродную схему узла измерения преимущественно выполняют с использованием компаратора, один вход которого соединен с перестраиваемым источником опорного сигнала, а второй вход компаратора соединен электродным блоком, причем второй вход компаратора соединен с узлом индикации, выполненным либо в виде набора цифровых индикаторов, либо в виде набора светодиодов, преимущественно отличающихся по длине волны излучаемого потока световой энергии. Изменение величины опорного сигнала преимущественно производят посредством переменного резистора.

Совокупность признаков, введенная в независимый пункт формулы изобретения, необходима и достаточна для получения вышеуказанного технического результата. Признаки, введенные в зависимые пункты формулы изобретения, развивают и дополняют совокупность признака, введенную в независимый пункт, показывая различные варианты реализации устройства, но не исчерпывая вариантов его реализации.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - узел фиксации сдвижного конуса.

Устройство (фиг. 1) содержит электродный узел, включающий неподвижный кожух 1, сдвижной кожух 2 и узел измерений 3. Узел фиксации сдвижного кожуха (фиг. 2) содержит неподвижный кожух 1 с проточками 4, шарик 5, подпружиненный упругой пластиной 6.

Ниже приведены некоторые варианты реализации устройства и способы их использования.

Для определения спелости бахчевых культур предпочтительно использовать вариант устройства, содержащий узел из двух соосно расположенных омических электродов, расположенный в сдвижном кожухе с фиксатором. Электродный узел соединен с узлом измерений, выполненным на основе компараторной схемы и имеющим в качестве индикации два светодиода. Сдвижной кожух отградуирован на два уровня введения электродного узла в контролируемый объект: 5 и 25 мм. Ранее было установлено, что для спелого бахчевого продукта (в частности, арбуза или дыни) характерно соотношение сопротивлений мякоти (Rm) и корковой (Rk) части Rm = 1,4 Rk. При погружении в контролируемый продукт электродного узла на глубину 5 мм измеряют сопротивление корковой части. Изменением сопротивления переменного резистора задают соответствующее значение на первом входе компаратора и вводят электродный узел вглубь мякоти на 25 мм. Измеряют информационный сигнал, характеризующий сопротивление мякоти, который поступает на второй вход компаратора. В случае превышения измеренного сигнала над заданным загорается красный светодиод, в противном случае - зеленый.

Для определения срока снятия блока с хранения использован вариант реализации устройства, представляющий собой электродный узел из двух соосных омических электродов, подключенных к омметру. Ранее было установлено, что для сорта яблок "Снежный Кальваль" максимально допустимое значение электрического сопротивления (при принятых геометрических параметрах электродного узла) составляет 16,5 кОм. Электроды вводят в мякоть яблока на глубину 10 мм и измеряют величину электрического сопротивления, по которой судят о пригодности партии яблок к дальнейшему хранению.

Для определения содержания ионов свинца в партии кормовой свеклы, выращенной вблизи автомагистрали, был использован вариант реализации устройства с электродным блоком, центральный электрод которого является свинецселективным электродом, а внешний электрод - электродом сравнения. Электродный блок подключен к вольтметру. Предварительно с помощью опытных образцов свеклы был построен калибровочный график, характеризующий величину напряжения между электродами от содержания свинца. Электроды вводили на глубину 10-12 мм и определяли содержание свинца.

Возможные варианты реализации изобретения не ограничиваются вышеприведенными примерами.