Класифікація методів і засобів вимірювання

Загальні відомості

У ході переробки вихідних харчових продуктів і сировини й перетворення їх у готові вироби відбувається багаторазова зміна фізико-хімічних властивостей і состава. Вимір параметрів, що характеризують состав і властивості харчових продуктів, дозволяє судити про режим цих процесів безпосередньо, тому що саме вони характеризують якість продуктів. Тому контроль цих параметрів є обов'язковим, а іноді і головним елементом більшості систем керування технологічними процесами харчових виробництв.

Засоби вимірів або вимірювальні прилади для одержання вимірювальної інформації про состав або фізико-хімічні властивості аналізованих речовин називаються аналізаторами. Залежно від агрегатного стану аналізованої речовини розрізняють газоаналітичні прилади (газоаналізатори), аналізатори рідин, аналізатори твердих речовин.

Аналізована речовина, як правило, представляє собою суміш декількох хімічних речовин — компонентів. За допомогою аналізаторів відбувається вимір кількості речовини або концентрації обумовлених-компонентів в аналізованих речовинах. Кількість речовини виміряється в молях, а концентрація - в об'ємних або масових частках обумовленого компонента в аналізованій речовині (у кг/м³, кг/кг, % та інше). Концентрація компонентів являє собою відношення маси т обумовленого компонента в пробі до загального обсягу або маси проби М, тобто З=т/М.

Властивості речовин характеризуються чисельними значеннями фізичних або фізико-хімічних величин (наприклад щільності, в'язкості, електропровідності, діелектричній проникності і т.п.).

Виміри, пов'язані з аналізом состава і властивостей речовин, засновані на використанні залежностей між составом аналізованої речовини (або концентраціями його-компонентів) і величинами, що характеризують його фізичні або фізико-хімічні параметри, y ₁ =f?₁(С_ъС₂,…....,С_п),

де уі - вимірюваний, параметр аналізуємої речовини; С_ь ІЗ₂,..., С„— концентрація компонентів (або кількість речовини); п - загальне число компонентів, що утримуються в аналізованій речовині.

Моль дорівнює кількості речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, скільки утримується атомів у вуглеці-12 масою 0,012кг,

 

 

Класифікація методів і засобів вимірювання

Різноманіття аналізованих компонентів і аналізованих сумішей, що перебувають у всіляких умовах (температури, тиску та ін.) викликає необхідність використання великого числа методів для побудови різних засобів вимірів. Методи контролю різних продуктів, що перебувають у рідкому, газоподібному або твердому станах, можна умовно розділити на дві групи. До першої ставляться методи, засновані на вибірних залежностях обумовлених компонентів від концентрації в розчинах або сумішах. При цьому вимірювальний параметр, що вибірково залежить від обумовленого компонента, практично мало залежить або зовсім не залежить від присутності в розчині або в аналізованій суміші інших компонентів. Характеристикою вибірних параметрів є вираження Yk= Fk(Ck).

Де в до — значення вибірного параметра; Ръ. ~-~- вид функціональної' зависи- Х_ч мости параметра від концентрації розчиненого компонента; Сн — концентрація розчиненого компонента.

До другої групи ставляться методи, які характеризуються тим, що вимірювальні параметри залежать від концентрації декількох або всіх компонентів, присутніх у розчині або аналізованій суміші. Ці методи називаються невиборчим або інтегральними. Вони характеризуються рівнянням.

До вибірних методу ставиться більшість класичних методів аналітичної хімії, засновані в застосуванні таких (реагентів, які вибірково вступають у реакції з окремими елементами, що входять в состав аналізованої речовини. До цієї групи ставляться також вибірні електрохімічні реакциї, такі, як вибірне электроосадження окремих елементів (металів) з розчинів, полярографічний електроліз, різні види автоматичного титрування; і Ін.,В останні роки одержують розвиток такі вибірні методи, як нейтронно-активаційний, заснований на перекладі ядер аналізованих речовин у нестійкий стан шляхом їхнього опромінення потоком нейтронів і наступному вимірі спектрального составу і активності вторинного або випромінювання радіоактивних ізотопів, що утворилися; спектрометрія; мас-спектрометрія; ядерний магнітний резонанс та ін.

До невиборчого, або інтегральним, методам ставляться методи виміру щільності, в'язкості, електропровідності, діелектричної постійної, переломлення світла, поглинання ультразвуку, радіоактивних випромінювань і багато іншого. Ця група методів розвинена досить добре. Прилади для виміру інтегральних параметрів випускаються приладобудівною промисловістю в широкій номенклатурі. Однак інтегральні виміри не дають повної картини про состав і властивостях аналізованої речовини. Тому широке поширення одержує многопараметричний обчислювальний метод аналізу багатокомпонентних сумішей, що базується на вимірі як інтегральних, так і вибірних параметрів, що залежать від состава аналізованої речовини. Сутність методу полягає в одночасному вимірі декількох параметрів, функціонально пов'язаних з концентрацією окремих компонентів у суміші, і наступному обчисленні, цих концентрацій за обмірюваним значенням шляхом рішення рівнянь, що виражають залежність між значеннями обмірюваних параметрів і концентраціями окремих компонентів у суміші.

 

Тема 1.14 Особливості технічного	Лекція	2-29	2-28
обслуговування перетворювачів із завищеними			СРС
вимогами до безпеки та умов експлуатації.
Техніка безпеки при технічному обслуговуванні
засобів і систем автоматизації.
	[Конспект]

 

ПЛАН

 

Особливості ЗВ

Загальні вимоги при обслуговуванні

Додаткові фактори впливу

1. Особливості ЗВ

Основними показниками при виборі засобів вимірів є їхні метрологічні характеристики - клас точності, поріг чутливості, надійність, динамічні властивості та ін.

При виборі конкретних типів і модифікацій приладів для контролю або автоматизації в першу чергу також повинні бути враховані основні параметри, що характеризують стан вимірюваного середовища, її температура, тиск, в'язкість, щільність та ін. Велике значення при виборі засобів вимірів здобуває облік таких факторів, як хімічна реакція і агресивність середовища, абразивність, гранулометрична характеристика зважених і забруднюючих часток і т.д.

 

2. Загальні вимоги при обслуговуванні

Загальні вимоги до аналізаторів рідин, застосовуваним у харчовій промисловості, зводяться до наступного:

1) максимальний облік можливого впливу аналізованого продукту на чутливі елементи вимірювальних приладів внаслідок корозійного і ерозійного впливу середовища. При наявності такого впливу і неможливості його усунення шляхом застосування спеціальних матеріалів або установки захисних чохлів необхідно передбачати можливість швидкої і легкої зміни деталей, що зносилися;

2) запобігання шкідливого, впливу на харчовий продукт матеріалу чутливого елемента або хімічних сполук, що утворяться в результаті побічних реакцій;

3) відсутність при установці чутливих елементів розташування продукту, утворення застійних зон і зон з підвищеною щільністю, осадження зважених часток, охолодження і кристалізації розчинів і т.п.

 

3. Додаткові фактори впливу

При виборі приладів і пристроїв для контролю технологічних процесів необхідно враховувати температуру, розподіл і вологість навколишнього середовища, а також її пожаро- і пожежобезпечність.

При монтажі чутливих елементів приладів повинне забезпечуватися гарне омивання їхнім потоком рідини і можливість періодичного чищення і промивання. Сполучні трубопроводи від добірного пристрою на об'єкті і зворотній зливальній лінії повинні бути короткими і достатнім діаметром для гарної циркуляції середовища. На них повинні бути встановлені відповідні запірні органи.

У більшості випадків для забезпечення необхідної точності виміру витрата аналізованої рідини, що проходить через вимірювальні тракти, стабілізується. В ряді випадків установлюються спеціальні пристрої (нагрівальні, вакуумні та ін.) для дегазування аналізованих рідин, однак подібні пристрої громіздкі і часто малоефективні.

При установці та експлуатації оптичних аналізаторів варто мати на увазі, що точність виміру у великому ступені залежить від чистоти стінок вимірювальних кювет, через які протікають аналізовані рідини. Якщо є небезпека осідання на стінках кювети зважених часток або пухирців газів, необхідно передбачити можливість очищення і промивання кювет або швидка їхня зміна в процесі експлуатації. У деяких конструкціях оптичних приладів промивання і очищення вимірювальних кювет виробляються автоматично по заданій програмі. З метою запобігання осідання зважених часток іноді доцільно направляти потік аналізованої рідини знизу нагору, підвищувати швидкість її протікання в кюветі і т.п.

Оскільки більшість аналізаторів рідин являють собою прилади, у схеми яких входять електронні підсилювачі, перетворювачі та інші пристрої, необхідно приділяти увагу електричної ізоляції всіх елементів (датчиків, ліній зв'язку, приєднувальних клем, коробка), а при необхідності, экрануванню, заземленню та іншим мірам, що забезпечують їхню нормальну роботу..

При монтажі кондуктометрических аналізаторів (концентратомерів) особлива увага повинна бути звернена на перевірку стану і опору сполучних ліній між електродами та вимірювальною схемою.

 

Розділ 2.Ремонт засобів вимірювання та
автоматизації
Тема 2.1 Організація ремонту та профілактичних	Лекція	2-31	2-30
робіт засобів системи автоматизації на			СРС
підприємствах харчової промисловості.
	[2]c. 259 -273
	[3]c. 151 -167

 

ПЛАН