專利名稱：飲料密度糖度測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種測定啤酒、葡萄酒、酒精、果汁等食品飲料密度、糖度的自動化儀表裝置。
食品飲料的密度、糖度是飲料生產(chǎn)過程中重要的工藝控制指標。目前，國內(nèi)食品飲料生產(chǎn)廠家仍采取人工取樣，然后通過人工進行物理或化學(xué)分析的方法測定飲料的密度和糖度，這類方法存在以下缺點1、在制品的浪費較大；2、人工測定影響因素多，測定結(jié)果不準確；3、測定的實時性不好，測定耗時長，因而對飲料的生產(chǎn)過程不能即時進行有效的控制；4、無法進行自動測量和對生產(chǎn)過程進行自動控制。文獻資料介紹的測定食品飲料密度的儀器有美國Calibron公司及美國普林克公司分別基于諧振法制造的密度計，而測定食品飲料糖度的儀器有關(guān)國Densitrak公司基于諧振密度法以及國內(nèi)中科院北斗星公司基于電導(dǎo)率換算法、高頻濃度法、散射濁度法制造的糖度計。上述密度計、糖度計的價格昂貴，致使其無法在國內(nèi)食品飲料生產(chǎn)廠家普及使用，且測定同一種飲料的密度與糖度時須分別使用兩種儀器。
除了上述的密度計、糖度計外，在文獻報道中尚未見適合國內(nèi)飲料生產(chǎn)廠家使用的其它的用于在線測定的密度計、糖度計。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種集測定食品飲料密度與糖度功能于一體，能夠?qū)崿F(xiàn)在線自動連續(xù)實時快速檢測，測量精度較高，制造成本較低，使用方便，能夠為國內(nèi)食品飲料生產(chǎn)廠家普遍接受的自動化測量儀表。本發(fā)明依據(jù)分析化學(xué)中密度的測量原理，以單片微型計算機作為控制單元，以循環(huán)泵和電磁閥作為執(zhí)行元件，以差壓傳感器及溫度傳感器作為測量元件構(gòu)成本發(fā)明的裝置，在單片機控制下測量食品飲料的密度與溫度，再據(jù)此由單片機查表得到對應(yīng)的糖度值。
本發(fā)明的裝置示意圖如說明書附圖
所示。圖中1為循環(huán)泵，其進液口與待測液體貯液罐連通，其出液口通過電磁閥2與貯液箱3連通。貯液箱3內(nèi)置溫度傳感器4，并與循環(huán)泵5的進液口連通。循環(huán)泵5的出液口通過電磁閥6經(jīng)活接頭與差壓傳感器7的一個正壓端連通，差壓傳感器7的負壓端通過活接頭與參比管8下端連通。參比管8上端通大氣，上端開口處設(shè)參比液液位調(diào)節(jié)螺旋9。差壓傳感器7的另一正壓端通過活接頭與測量管10下端連通，測量管10上端通過管路與貯液箱11連通。三通管12的一端通過電磁閥13與貯液箱11連通，三通管12的另一端通過電磁閥14與大氣相通，三通管12的第三端與貯液箱3連通。差壓傳感器7的信號輸出接單片計算機15的輸入端，單片機15的輸出信號接輸出電路16(包括數(shù)碼顯示器、4～20mA標準信號輸出、串行通信接口)。貯液箱3通過電磁閥17與待測液體貯液罐連通。裝置中管路、貯液箱、三通管、測量管、泵體及電磁閥體均用不銹鋼及無毒防銹材料制做，參比管8用軟管制做，選擇溫度膨脹系數(shù)較低的液體，如硅油作為參比液充入其內(nèi)。本測量儀器在投入使用前需要進行儀器的零點校準，零點校準時可使用密度為1.0000的純水作為被測液體，校準步驟如下①開循環(huán)泵1及電磁閥2、17，其余電磁閥及循環(huán)泵5為關(guān)狀態(tài)，將純水由其貯液罐引入裝置內(nèi)貯液箱3中。
②當(dāng)貯液箱3中純水達到規(guī)定容量后，關(guān)循環(huán)泵1及電磁閥2、17，開電磁閥12，排除貯液箱3中的氣體。
③開電磁閥6及循環(huán)泵5，將一定量的純水從貯液箱3中引入差壓傳感器7并進入測量管10，當(dāng)純水充滿測量管10，而多余純水從測量管10上端經(jīng)通大氣的管路流入貯液箱11后，關(guān)電磁閥6及循環(huán)泵5，單片機15即讀取溫度傳感器4及差壓傳感器7輸入的溫度測量信號和密度測量信號，經(jīng)單片機15運算處理后在輸出電路16上顯示所測量液體的密度值。
④轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺旋9，調(diào)節(jié)參比管8內(nèi)參比液液面高度，使輸出電路16上顯示所測量液體的密度值為1.0000。
⑤反復(fù)步驟②至步驟④，使輸出電路16上顯示所測量液體的密度值穩(wěn)定地為1.0000，就完成了儀器的零點調(diào)整過程。
⑥單片機15設(shè)置了儀器的零點調(diào)整功能，所以，儀器在使用過程中也可視需要進行零點調(diào)整。
經(jīng)零點調(diào)整后，測量裝置就可進入工作狀態(tài)，測量裝置的工作步驟如下①開循環(huán)泵1及電磁閥2、17，其余電磁閥及循環(huán)泵5為關(guān)狀態(tài)，將待測液體由外接貯液罐引入裝置內(nèi)貯液箱3中。
②當(dāng)貯液箱3中待測液體達到規(guī)定容量后，關(guān)循環(huán)泵1及電磁閥2、17，開電磁閥14，排除貯液箱3中的氣體。
③開電磁閥6及循環(huán)泵5，將一定量的待測液體從貯液箱3中引入差壓傳感器7并進入測量管10，當(dāng)待測液體充滿測量管10，而多余待測液體從測量管10上端經(jīng)管路流入貯液箱11后，關(guān)電磁閥6及取樣泵5。單片機15即讀取溫度傳感器4及差壓傳感器7輸入的溫度測量信號和密度測量信號，經(jīng)單片機15運算處理后在輸出電路16上顯示所測量液體的密度值并輸出4～20mA標準信號。若需得到所測液體的糖度值時，單片機就根據(jù)該液體密度--糖度對照表及溫度--糖度修正表查表得到被測液體的糖度值并顯示在輸出電路16上，同時輸出4～20mA標準信號。
④開電磁閥13，使貯液箱11中的液體全部流入貯液箱3后關(guān)電磁閥13、14。
上述步驟中的電磁閥、循環(huán)泵動作均由單片機控制自動完成，經(jīng)過步驟①至步驟④即完成了一次測量過程，重復(fù)以上步驟即可對待測液體進行連續(xù)實時自動測量。
食品飲料的密度測量要求精確到0.0001，即小數(shù)點后4位，需要萬分之一的測量精度，故難度較大。由于本測量裝置采用了差壓的原理，測量過程中可將待測液體密度的整數(shù)部分去掉，而只對密度的小數(shù)部分進行測量，從而降低了對測量放大器的精度要求，本測量裝置達到千分之一的測量精度即可滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，由此大大降低了測量儀器的制造成本。
本發(fā)明的裝置采用單片微型計算機及差壓傳感器、溫度傳感器、電磁閥、循環(huán)泵等作為自動控制及測量元器件，實現(xiàn)了對食品飲料密度、糖度的在線自動連續(xù)實時快速測定，為及時有效自動控制食品飲料生產(chǎn)過程奠定了基礎(chǔ)，可顯著提高生產(chǎn)質(zhì)量即產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性，裝置性能價格比高，測量精度能較好的滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，制造成本低，使用方便，易維護，可為食品飲料生產(chǎn)廠家普遍接受，產(chǎn)生良好的社會、經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求1.一種用于測定啤酒、葡萄酒、酒精、果汁等食品飲料密度、糖度的自動化儀表裝置，其特征在于它由循環(huán)泵1、5，貯液箱3、11，差壓傳感器7，溫度傳感器4，測量管10，參比管8，單片計算機15，輸出電路16(包括數(shù)碼顯示器、4～20mA標準信號輸出、串行通信接口)，三通管12，電磁閥2、6、13、14、17組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品飲料密度、糖度的測定裝置，其特征在于循環(huán)泵1的出液口通過電磁閥2與貯液箱3連通，貯液箱3內(nèi)置溫度傳感器4，循環(huán)泵5的進液口與貯液箱3連通，循環(huán)泵5的出液口與電磁閥6連通，電磁閥6的出液口通過活接頭與差壓傳感器7的正壓端連通，差壓傳感器7的負壓端通過活接頭與參比管8的下端連通，參比管8內(nèi)充有溫度膨脹系數(shù)較低的液體作為參比液，參比管8上端通大氣并有一調(diào)節(jié)螺旋9，差壓傳感器7正壓端的另一端通過活接頭與測量管10的下端連通，測量管10的上端通過管路與貯液箱11連通，三通管12的一端與貯液箱3連通，一端通過電磁閥13與貯液箱11連通，第三端通過電磁閥14通大氣，貯液箱3通過管路接電磁閥17，溫度傳感器4及差壓傳感器7的信號輸出端接單片計算機15，單片計算機15的輸出數(shù)據(jù)接輸出電路16的信號輸入端。
專利摘要一種用于測定啤酒、葡萄酒、酒精、果汁等食品飲料密度、糖度的自動化儀表裝置,它由循環(huán)泵1、5,貯液箱3、11,差壓傳感器7,溫度傳感器4,測量管10,參比管8,單片計算機15,輸出電路(包括數(shù)碼顯示器、4～20mA標準信號輸出、串行通信接口),三通管12,電磁閥2、6、13、14、17組成。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對食品飲料密度、糖度的在線自動連續(xù)實時快速檢測,測量精度較高,制造成本較低,使用方便,能夠為國內(nèi)食品飲料生產(chǎn)廠家普遍接受,經(jīng)濟效益良好。
文檔編號G01N9/26GK2449224SQ0022696
公開日2001年9月19日 申請日期2000年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月6日
發(fā)明者于大元 申請人:于大元