способ определения концентрации спирта и устройство для его осуществления
Классы МПК: | G01N33/14 спиртных напитков |
Автор(ы): | Сергеев В.И., Слюсаренко Г.С., Кургузов А.И. |
Патентообладатель(и): | Сергеев Владимир Иванович, Слюсаренко Геннадий Стефанович, Кургузов Александр Иванович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-03-21 публикация патента:
27.06.2003 |
Изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применение в системах контроля качества алкогольной продукции. Способ предусматривает помещение кюветы на пути оптического луча длиной волны 1250-1350 нм, измеряют поглощение излучения источника в кювете с исследуемым раствором. Полученные результаты обрабатывают и вычисляют крепость раствора. Устройство содержит вычислительное устройство, устройство сопряжения, оптически связанные излучатель с длиной волны излучения в диапазоне 1250-1380 нм, светоделительную пластину, кювету с раствором, измерительное фотоприемное устройство, выход которого связан через устройство сопряжения с вычислительным устройством. Изобретение позволит повысить точность определения содержания спирта в растворах. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
1. Способ определения концентрации спирта, состоящий в помещении кюветы на пути оптического луча, измерении поглощения излучения источника в кювете с исследуемым раствором, обработке полученных результатов и вычислении крепости раствора, отличающийся тем, что измерение поглощения излучения источника в кювете с исследуемым раствором проводят для оптического луча длиной волны 1250-1350 нм. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фиксируют изменение мощности излучения и корректируют результаты измерения. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что проводят заблаговременно операции помещения кюветы с эталонными сахарными растворами и водно-спиртовыми растворами, содержащими сахар, на пути оптического луча, поочередного измерения светопоглощения излучения источника в кювете с занесением данных измерений в память вычислительного устройства, а перед определением крепости раствора вводят процентное содержание (концентрацию) сахара в исследуемом растворе в вычислительное устройство. 4. Устройство определения концентрации спирта, содержащее вычислительное устройство, устройство сопряжения, оптически связанные излучатель, светоделительную пластину, кювету с раствором, измерительное фотоприемное устройство, выход которого связан через устройство сопряжения с вычислительным устройством, отличающееся тем, что в нем излучатель имеет длину волны излучения в диапазоне 1250-1350 нм. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что содержит опорное фотоприемное устройство, выход которого связан через устройство сопряжения с вычислительным устройством, а вход оптически связан через светоделительную пластину с излучателем.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применение в системах контроля качества винных, ликероводочных и водно-спиртовых растворов. Известны способы и устройства для исследования спиртных напитков, основанные на различных физических принципах. По авторскому свидетельству СССР 567135 (БИ 28, 1977 г.) известен способ, предусматривающий нагревание спирта, определение разницы объемных расходов до и после нагревания с последующим вычислением коэффициента объемного расширения, по которому судят о крепости спирта. В авторском свидетельстве 544917 (БИ 4, 1977 г.) и авторском свидетельстве 938154 (БИ 23, 1982 г.) предложены способы воздействия потоком электромагнитных колебаний на водно-спиртовую смесь и фиксации в первом случае фазового сдвига между падающим и отраженным потоками, по которому судят о концентрации водных растворов спирта, а во втором случае фазового сдвига между входным и выходным сигналами в эталонном и контролируемом растворах, приведения фазовых сдвигов к равным значениям изменением частоты входного сигнала, по которой определяют концентрацию раствора. В авторском свидетельстве 1107047 (БИ 29, 1984 г.) предложен способ, предусматривающий определение концентрации раствора в зависимости от его диэлектрической постоянной. В авторском свидетельстве 16311420 (БИ 8, 1991 г.) предложен способ определения концентрации, предусматривающий отбор и сожжение пробы в камере сгорания с последующим анализом продуктов сгорания и установлением показателя, коррелирующего с концентрацией спирта. В патенте DE 4410781С2, G 01 N 35/00, G 06 K 7/10, G 01 N 23/223, G 01 N 35/04, Siemens AG, 1995 г. представлено устройство для идентификации и манипулирования пробами в автоматическом просвечивающем анализирующем приборе. Устройство имеет носитель проб, в котором пробы размещены в виде растра, и приемник проб, который перемещается по пробам, просвечивая их, снимая в том числе и код, нанесенный на пробы. Существенным недостатком данного устройства является наличие носителя проб, ограничивающего перечень проверяемых растворов, требующего для своей работы манипулирующего устройства, устройства распознавания изображения, наличия на производстве специальной службы, поддерживающей эталонность растворов во времени (учитывая фактор их старения, испарения алкоголя, расслоения и сбраживания растворов и т.д.). В итоге данное техническое решение, отличаясь громоздкостью, дороговизной, сложностью технического обслуживания, не является универсальным средством, которое могло бы быть применено на винно-водочном производстве с широкой номенклатурой производимых растворов. В патенте РФ 2142630, G 01 N, 3/14 (БИ 34, 1999 г.) предложен способ экспресс-контроля качества спиртовых изделий для их идентификации, состоящий в проведении двухканальной корреляционной спектроскопии путем направления на исследуемый образец лазерного светового потока с последующей регистрацией сигналов рассеяния этого потока по двум направлениям и после соответствующей обработки сравнения получаемых результатов с соответствующими значениями эталонных образцов и в итоге определения качества спиртоводочных жидкостей по результату сравнения. Таким образом, для работы данного устройства, как и для предыдущего устройства, необходимым является наличие эталонов растворов, что резко сужает область применения таких устройств. В патенте РФ 2082967, G 01 N, 3/14 (БИ 18, 1997 г.) предложен способ, основанный на спектрально-селективном измерении поглощения света, прошедшего через кювету с исследуемым раствором, на предварительно определенных характеристических длинах волн



I=I0e-Acd, (1)
где I - интенсивность света после прохождения через среду d;
I0 - интенсивность источника света на входе в слой поглощающей среды;
с - концентрация растворенного вещества;
А - постоянная, зависящая от свойств растворенного вещества и от длины световой волны. Предлагаемое устройство было изготовлено на базе непрерывного полупроводникового лазера длиной волны 1300 нм со средней мощностью лазерного излучения 5 мВт, фотоприемных устройств на фотодиодах типа ФД9Э111А. Раствор, подлежащий измерению, помещают в бачок, откуда он самотеком при открытии электроклапана с клавиатуры вычислительного устройства поступает в кювету длиной 45 мм и объемом 55 мл. Раствор поступает в кювету снизу, вытесняя воздух. Измерение производят после полного заполнения кюветы, когда наблюдается переливание раствора через верхний выводной патрубок кюветы. Экспериментальные данные, полученные на базе изготовленного образца, приведены на фиг.4 (нижняя кривая с нулевым содержанием сахара) на графике зависимости величины светопоглощения от процентного (по объему) содержания спирта в водно-спиртовом растворе. Реально достижимой является погрешность измерений процентного (по объему) содержания спирта (крепости) в водно-спиртовом растворе, не содержащем сахар - не более 0,1%. Для растворов, содержащих сахар, проводят заблаговременно операции помещения кюветы с эталонными сахарными растворами и водно-спиртовыми растворами, содержащими сахар, на пути оптического луча, поочередного измерения светопоглощения излучения источника в кювете с занесением данных измерений в память вычислительного устройства, а перед определением крепости раствора вводят процентное содержание (концентрацию) сахара в исследуемом растворе в вычислительное устройство. Занесение данных о содержании сахара в исследуемом водно-спиртовом растворе может быть произведено, например, с клавиатуры вычислительного устройства. Экспериментальные исследования, полученные на базе изготовленного образца, для различных концентраций сахара в растворах приведены на фиг.4 на графике зависимости величины светопоглощения от процентного (по объему) содержания спирта в водно-спиртовом растворе, содержащем сахар.
Класс G01N33/14 спиртных напитков