Способ непрерывного определения влажности сыпучих пищевых продуктов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к контролю влажности сыпучего пищевого продукта,в частности зерна и продуктов его переработки, и может найти применение в мукомольной, зерноперерабатывающей промышленности.Цель изобретения - повышение точности за счет получения более представительной усредненной пробы материала в измерительной зоне.На фиг. 1 изображена схема устройства для непрерывного определения влажности сыпучих пищевых продуктов по изменени электрической емкости на фиг. 2 - диаграмма электрического измерения на фиг. 3 - положение отдельных выключателей в соответствии с временны ходом по фиг. 2 на фиг. д - схема создания среднего состава материала в измерительном сосуде.При осуществлении способа непрерывного определения влажности сыпуче го пищевого продукта, в частности зерна и продуктов его переработки,поток сыпучего пищевого продукта разделяют на измеряемый и байпасный,пропускают их под действием силы тяжести соответственно через измерительную и байпасную зоны с последующим получением за этии зонами объединенного потока. Далее замедляют скорости истечения измеряемого потока сыпучего пищевого продукта путем уменьшения его проходного сечения на выходе. Дополнительно осуществляют регулирование скорости истечения байпасного потока сыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного за измеряемой и байпасной зонами потока сыпучего пищевого продукта за счет обеспечения постоянным уровня сыпучего пищевого продукта в байпасной зоне. измеряют изменение значения электрической емкости измеряемого потока, усредняют измеренное значение с последующим установлением по усредненному значению влажности сыпучего пищевого продукта. Устройство для непрерывного определения влажности сыпучего пищевого продукта содержит проходную измерительную ячейку 1, расположенную на пути потока сыпучего пищевого продукта под снлосом 2. Выходное отверстие 3 проходной измерительной ячейки меньшее ее входного отверстия 4. При этом проходная измерительная ячейка выполнена в виде конденсатора, стенки 5ячейки являются первой конденсаторной пластиной, а внутри размещена вторая конденсаторная пластина 6. Проходная измерительная ячейка связана с преобразователем 7 измерения емкости конденсатора, вызванного изменением влажности потока сыпучего пищевого продукта, подключенным к блоку 8 электронной обработки сигналов, к которому подсоединен датчик 9 температуры сыпучего материала, размещенный в выходном отверстии проходной измерительной ячейки.Кроме того, устройство для непрерывного определения влажности сыпучего пищевого продукта содержит байпасный канал 10, расположенный вертикально и параллельно продольной осн измерительной ячейкн и соединен с последней на вьшодном участке посредством объединенного циркуляционного канала 11. Байпасный канал по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение,большее вьшодного сечения измерительной ячейки.Байпасный канал оснащен контуром регулирования в нем уровня сыпучего пищевого продукта, содержащим исполнительный механизм 12, изменяющий поперечное сечение объединенного циркуляционного канала, и датчик 13 фактических значений уровня, представляющий собой мембрану, вышолиенную как отрезок стенки 14 байпасного канала с противоположной стороны от измерительной ячейки и связанную посредством приспособления 15 для регулирования расхода материала с исполнительным механизмом.Кроме того, устройство оснащено дополнительным элементом 16 для открытия и закрытия вручную исполнитель ного механизма.На фиг. 3 показаны отдельные положения выклчателей 17-20 во время измерения и протекания напряжения 0 которое относится к электрическому заряду опорного конденсатора 21.Во время первой фазы иэмерительны конденсатор 22 ячейки 1 заряжают до заданного напряжения ПдР . Одновременно опорный конденсатор 21 разряжается. Выключатели 17 и 19 закрыты, а выключатели 18 и 20 открыты. Во время первой фазы напряжения П, равно нулю. Во время второй фазы заряд измерительного конденсатора 22 перезаряжается на опориьй конденсатор 21.При этом выключатель 17 закрывается,а выключатели 17. 19 п 20 открыты. Напряжение П, повышается до полного разряда измерительного конденсатора 22. Этот перезаряд осуществляется при помощи операционного усилителя 23. Во время третьей фазы конечное значение напряжение Н, передают на запоминающий блок 2 д. При этом выключатель19 закрывается, а выключатели 17 - 19 открываются. Этот фазовьй заряд и разряд измерительного 22 и опорного 21 конденсаторов определяется частотойи длительностью процесса увлажнения. Рабочее напряжение На аналогового запоминающего блока 24 подают на последующее управляющее устройство, например, для управления процессом увлажнения материала (за счет подачи воды).Приспособление 15 для регулирования расхода материала обеспечивает пропускание сыпучего материала через измерительную ячейку 1 с замедлением,при этом скорость перемещения материала более или менее замедляется в соответствии с расходом материала. Таким образом, измерительная ячейка 1 постоянно наполнена материалом. Для обеспечения необходимой степени наполнения уровень материала поддерживают в постоянньш пределах за счет управления положением открытия исполнительного механизма 12.Постоянны обратный подпор обеспе чивает то, что и при прерывании потока материала рабочие узлы (клапан для подачи воды и т.п.) не управляются ошибочными командам.Насыпной вес материала определяется приспособлением для взвешивания материала, состоящим из мес-дозы или весов 25 и соответствующей шарнирной подвески 26. При этом измерительная ячейка 1 выполнена в качестве приспособления для взвешивания матернала. Исходньй сигнал весов 25 по сигнальному проводу 27 подают в блок 8 электронной обработки сигналов.Учет электропроводности и поляризационных свойств продуктов при дополнительном взвешивании, сравнение полученного значения с электрическим повыают надежность результатов измерения (без определения веса или насыпного веса материала так же получают надежные результаты).Блок электронной обработки сигнаЛОВ МОЖНО ПРОГРЗИННРОЯЭТЬ ТЗК, ЧТО ОН постоянно измеряет, например, вес материала, но не оценивает получаемые значения, пока они находятся в известных допустимых пределах. Такое решение можно использовать, например, при измерении НЛЗЖНОСТИ СЫРОЙ ПШЭННЦЫ. ПО полнительная оценка плотности может не ТОЛЬКО ПОВЫСИТЬ НЭДВЖНОСТЬ, НО Н использовать для исправления измеряеМОЙ ВЕЛИЧИНЫ В случае НЗЛИЧИЯ БОЛЬШИХ колебаний плотности.Измерительный аппарат 28 имеет впуск 29, который расположен в основном вертикально над измерительной ячейкой 1.Измерительная ячейка 1 и байпасный канал 10 расположены параллельно,соединены под впуском при помощи переходного канала 30 и сходятся в объединенньт циркуляционный канал 11. В переходном канале 30 материал распределяется на байпасный канал 10 и измерительную ячейку 1. Выпуск материала из канала 11 управляется приспособлением 15 для регулирования расхода материала, связанным С выполненной в качестве уровнемерамембраной 13,располо женной сбокуна байпасном канале 10. Элемент 31 жесткости установлен свозможностью вращения на шарнире 32.С элементом 31 жесткости также соединен пневматический регулировочный клапан 16, который при наличии определенного давления материала приводится в действие через мембрану 13 и элемент 31 жесткости. При этом клапан16 подает напорный воздух в провод 33, приводящий в действие приспособление 15, которое управляет исполнительным механизмом 12 объединенного циркуляционного канала 11. Давление, которое подается в провод 33, также поступает в напорную камеру 34 и управляет мембраной 35. Здесь давление комкомленсирует давление материала.Кроме того, на байпасном канале 10 установлены ручные исполнительные органы для открывания н закрывания исполнительного механизма 12 для регулирования расхода материала. При помощи винта 36 и элемента 31 жесткости можно приводить в действие пневматический регулировочный клапан 16 н,таким образом, исполнительный механизм 12 можно полностью открывать или закрывать. Ручные исполнительные ор 2957ганы позволяют осуществлять полную разгрузку измерительного аппарата 28. чтобы осуществить например, контроль измерительного конденсатора 22 или измерительной ячейки 1.Под объединенньм циркуляционнм каналом 11 измерительного аппарата 28 также установлен прибор 37 для измерения расхода материала в данный момент. Измеренные величины конденсатора 22 или обеих конденсаторных пластин, датчика 9 температуры сыпучего материала, весов 25 и прибора 37 для измерения расхода материала по сигнальнм проводам подают в блок 8, который определяет недостающее количество воды и подает соответствующее значение в качестве регулирующей величины на регулятор 38, который управляет двигателем 39 для подачи недостающего количества воды в материал. Для контроля приспособление 40 еще раз сигнализирует о недостающем количестве воды.У объединенного циркуляционного канала 11 расположено приспособление 15 для регулирования расхода материаланв соответствии с заданным значением датчика, размещенного в блоке 8, в котором фактическое (прибор 37) и заданное значения расхода материала сравнивают и получаемое при этом значение используют для управления исполнительным механизмом 12. Кроме того, в блоке 8 еще сравниваются и оцениваются водосодержание и расход материала, и получаеме при этом сигналы нспользуются для управления процессом увлажнения или сушки.Устройство выполняет двойную функцию определяет точное значение влажности сыпучего материала и обеспечивает отвод точного количества матернала из силоса 2.На фиг. 4 показано непрерывное создание среднего состава материала в измерительной зоне измерительной ячейки 1.Непрерывное создание среднего состава материала, т.е. непрерывное образование всегда представительного поперечного сечения поступающего черезняются за определенное время. С целью иллюстрации такого случая на фиг. 4представлено поэагрузочное изменение,но образование точного среднего состава материала может достигаться и в случае постепенного изменения.Материал подают через впуск 29,где он под действием силы тяжести перемещается вниз по байпасному каналу 10 и измерительной ячейке 1. В байпасном канале 10 скорость перемещения матернала замедляется при помощи исполнительного механизма 12, так что в измерительной зоне достигается расположение различиьт компонентов с, 4 и е-Ь в виде слоев, расположенных друг над другом. Компонент а находится еще в впуске 29, а компонент Ь начинает распределяться по байпасному каналу 10 и измерительной ячейке 1. Компонент 1 выходит из байпасного канала 10 в зоне исполнительного механизма 12. Несмотря на подпор материала до высоты мембраны 13, в байпасном канале 10 достигается скорость перемещения материала, соответствующая расходу материала и поперечному сечению байпасного канала.Иначе дело обстоит в измерительной ячейке 1, конфигурация которой, в частности поперечное сечение в зоне электрического измерения и суженное выходное отверстие,значителъно замедляет скоростьперемещения материала,обусловленную действиемсил тяжести.В связи сэтим компоненты е, Е,3, Ь,1, К находятся ещев нэмерительнойзоне,нов байпасном канале 10 их уже нет. Количество материала в измерительной ячейке 1 может составлять, например,5-20 л. В зоне, расположенной непосредственно над исполнительным механизмом 12, имеет место выравнивание скорости между материалом, выходящим с относительно большой скоростью из байпасного канала 10, и материалом, покидающим со сравнительной небольшой скоростью измерительную ячейку 1. При этом на скорость выходящего из измерительной ячейки материала влияет ниний зазор 8, который можно предварительно устанавливать при помощи задвики К.Таким образом, скорость перемещения материала по измерительной ячейке 1 во много раз меньше скорости перемещения материала по байпасному каналу 10 (примерно в соответствии с обоими поперечными сечениями материала А и В, если верхние поперечные се 2957 9чения байпасного канала 10 и измерительной ячейки 1 в зоне мембраны 13 являются примерно одинаковыми). Чем меньше зазор 5, тем меньше скорость перемещения материала в измерительной ячейке 1, тем больше время пребывания материала в измерительной эоне, тем меньше объем каждого компо нента в измерительной зоне и тем больше число различных компонентов материала в измерительной зоне, что в конечном итоге способствует образованию более представительного среднего состава материала в измерительной ячейке 1. Поэтому электрическое измерение по фиг. 4 дает среднее значение в результате измерения компонентов е - К. При этом измерение несколько замедляется по сравнению со скоростью перемещения остального потока материала, но это положительно сказывается на образовании более широкого среднего состава материала,что в свою очередь может положительно сказываться на проведении последующих операций, так как, например, возможное добавление воды требует определенного времени. Зазор 5 н общий расход материала можно согласовать при помощи исполнительного механизма 12 так, что обеспечивается либо максимальная точность при добавлении воды, либо оптимальное увлажнение материала, причем можно использовать все преимущества управления процессом добавления воды.1. Способ непрерывного определения влажности сыпучих пиевых продуктов, в частности зерна н продуктов его переработки, предусматривающий разделение потока сыпучего пищевого продукта на измеряемый и байпасный потоки, пропускание их под действием силы тяжести соответственно через измерительную и байпасную зоны с последующим полученнем за этим зонами объединенного потока, замедление скорости нстечеиия измеряемого потока сыпучего пищевого продукта путем уменьшения его проходного сечения на выходе и установление влажности сыпучего пищевого продукта по намеренному значени изменения электрической емкости измеряемого потока о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюПОВЬШЕННЯ ТОЧНОСТИ за СЧЕТ ПОЛУЧЕНИЯ более представительной усредненной пробы материала в измерительной зоне,дополнительно осуществляют регулирование скорости истечения байпасного потока сыпучего пищевого продукта путем изменения проходного сечения объединенного за измеряемой и байпаснойЗОНЗМН ПОТОКЗ СЫПУЧСГО ПНЩЭВОГО ПРО ДУКТ 8 за СЧЕТ ОПЕСПЕЧВНИЯ ПОСТОЯНным уровня сыпучего пневого продукта в байпасной зоне.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что влажность сыпучего пищевого продукта устанавливают по усредненному измеренному эначени изменения электрической емкости измеряемого потока.3. Устройство для непрерывного определения влажности сыпучих пищевы продуктов, в частности зерна и продуктов его переработки, содержащее расположенную на пути потока сыпучего пищевого продукта, выполненную в виде конденсатора, проходную измерительную ячейку, вьшодное отверстие которой меньше ее входного отверстия,связанную с преобразователем изменения емкости конденсатора, вызванного изменением влажности потока сыпучего пищевого продукта, подключенньш к блоку электронной обработки сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повыення точности за счет получения более представительной усредненной пробы материала в измерительной зоне, оно оснащено байпасиы каналом с контуром регулирования уровня сыпучего пищевого продукта в нем, при этом байпасньй канал расположен вертикально и параллельно продольной оси измерительной ячейки и соединен с последней на выходном участке посредством объединенного циркуляционного канала.4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что байпасньй канал по всей длине имеет одинаковое поперечное сечение, большее выходного отверстия измерительной ячейки.5. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что контур регулирования уровня сыпучего пищевого продукта в байпасном канале содерлит исполнительный механизм, изменяющй поперечное сечение объединенного циркуляционного канала, и датчик фактических значений уровня, предс