СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СМЕСИ В ПРОЦЕССЕ ЕЁ ПРИГОТОВЛЕНИЯ В СМЕСИТЕЛЕ
METHOD FOR QUALITY CONTROL OF THE MIXTURE DURING ITS PREPARATION IN THE MIXER

Изобретение относится к технологии производства смесей, в частности к контролю качества гомогенности смесей в процессе их приготовления в смесителе.
Известен способ диагностирования состояний пчелиных смесей по их акустическому шуму, включающий снятие звукового сигнала с помощью выносного микрофона, усиление сигнала, его выпрямление, выделение наиболее информативных частотных полос этого сигнала (патент РФ №2443982, кл. G01H 17/00, опубл. 27.02.2012, Бюл. №6).
Недостатком известного способа является сложность его аппаратного оформления и реализации в условиях реальных технологических производств, связанная с необходимостью формирования параллельных кодов, анализом частот их появления, расчетом их перестановок и распределения.
Известен способ (варианты) диагностики состояний пчелиных смесей по их акустическому шуму, включающий снятие звукового сигнала с помощью выносного микрофона, усиление сигнала и выделение заранее выбранных наиболее информативных частотных полос этого сигнала (патент РФ №2501211, кл. А01К 47/00, опубл. 20.12.2013, Бюл. №35).
Недостатком известного способа является его низкая точность, связанная с тем, что наиболее информативные частотные полосы снятого звукового сигнала выбираются заранее, что является некорректным, т.к. вероятность правильности такого априорного выбора информативной полосы частот на практике может быть низкой.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ контроля качества асфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления в смесителе, включающий контроль качества готовой смеси; регистрацию на всех этапах по ходу технологического цикла мощности акустического шума; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума; измерение мощности акустического шума и при достижении ею заданной величины отключение электропривода смесителя (патент №2438126, кл. G01N 33/38, опубл. 27.12.2011, Бюл. №36). Данный способ принят за прототип.
Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением, - контроль качества готовой смеси; регистрация на всех этапах по ходу технологического цикла мощности акустического шума; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума; измерение мощности акустического шума и при достижении ею заданной величины отключение электропривода смесителя.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является его сложность и низкая точность контроля качества гомогенности смеси в процессе ее производства вследствие того, что наиболее информативный участок спектра акустического шума смеси не определяется для каждого конкретного приготовляемого состава.
Задачей изобретения является повышение точности контроля качества гомогенности смеси в процессе ее приготовления в смесителе и упрощение способа контроля.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, включающем контроль качества готовой смеси; регистрацию на всех этапах по ходу технологического цикла мощности акустического шума; и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума; измерение мощности акустического шума и при достижении ею заданной величины отключение электропривода смесителя согласно изобретениюрегистрацию мощности акустического шума на всех этапах по ходу технологического цикла осуществляют с помощью выносного микрофона; установку выносного микрофона производят таким образом, чтобы мощность акустического шума на информативной частоте была максимальной; определяют такие частоты акустического шума, которые максимально коррелируют со степенью гомогенности смеси в процессе ее приготовления;  и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально.
Признаки предлагаемого способа, отличительные от прототипа, регистрацию мощности акустического шума на всех этапах по ходу технологического цикла осуществляют с помощью выносного микрофона;  установку выносного микрофона производят таким образом, чтобы мощность акустического шума на информативной частоте была максимальной; определяют такие частоты акустического шума, которые максимально коррелируют со степенью гомогенности смеси в процессе ее приготовления; о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя судят по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально.
Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить точность контроля качества гомогенности смеси в процессе ее приготовления в смесителе и упростить способ контроля.
Если для контроля качества степени гомогенности смеси рассматривать весь спектр полученного акустического шума, то подавляющее количество частот не информативны, т.е. уровень акустического шума на этих частотах не коррелирует со степенью гомогенности смеси, а звуковой ряд содержит широкий спектр шумов. Так как информативный участок спектра акустического шума смеси зависит от вида и состава как самой смеси, так и ее компонентов, то невозможно априорно установить универсальный информативный участок спектра акустического шума. Поэтому в процессе гомогенизации смеси в каждом конкретном случае необходимо определять такие частоты акустического шума, которые максимально коррелируют со степенью гомогенности смеси в процессе ее приготовления. После этого заключение и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя делают по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально, что обеспечивает повышение точности способа контроля.
Применение выносного микрофона для регистрации мощности акустического шума на всех этапах по ходу технологического цикла позволяет отказаться от предварительной подготовки и модернизации аппарата смешения и внесения в него конструктивных изменения для реализации заявляемого способа и произвести установку выносного микрофона таким образом, чтобы мощность акустического шума на информативной частоте была максимальной, что позволяет упростить способ контроля.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-6.
На фиг. 1 представлен график зависимости мощности акустического шума от частоты, полученный при приготовлении смеси «таблетка-покрытие».
На фиг. 2 - график зависимости мощности акустического шума на частоте 4134 Гц от стадии смешения смеси «таблетка-покрытие».
На фиг. 3 - график зависимости мощности акустического шума от частоты, полученный при приготовлении строительной смеси.
На фиг. 4 - график зависимости мощности акустического шума на частоте 881 Гц от стадии смешения строительной смеси.
На фиг. 5 - график зависимости мощности акустического шума от частоты, полученный при приготовлении кондитерского белкового крема.
На фиг. 6 - график зависимости мощности акустического шума на частоте 7225 Гц от стадии смешения кондитерского белкового крема.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В смеситель с работающим электроприводом осуществляют загрузку исходных веществ - компонентов смеси.
В процессе смешения при помощи выносного микрофона производят регистрацию мощности акустического шума и определяют информативную частоту, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально.
При второй и последующих операциях смешения регистрацию мощности акустического шума производят только на этой информативной частоте.
После этого заключение и о готовности смеси и о необходимости отключения привода смесителя делают по изменению мощности акустического шума, полученной на информативной частоте, и при достижении ею заданной величины отключают электропривод смесителя.
Возможность осуществления способа подтверждается следующими примерами.
Пример №1
Гомогенизация лекарственных препаратов таблетированной формы.
Для натурного эксперимента использован лабораторный смеситель, в состав которого входит мешалка с электроприводом. В смеситель предварительно засыпали таблетки-гранулы, а затем при работающей мешалке порциями (добавками) вводили жидкий состав - покрытие.
На протяжении всего процесса покрытия таблеток-гранул производилась регистрация мощности акустического шума, издаваемого смесителем при помощи выносного микрофона. Записанный сигнал являлся основой для анализа информативных частот (фиг. 1).
В ходе проведения эксперимента выявлена информативная частота - 4134 Гц. Именно на этой частоте наблюдалось максимальное изменение (снижение) мощности акустического шума в зависимости от добавленного жидкого покрытия таблеток-гранул (фиг. 2).
Выполненная серия экспериментов подтверждает связь между изменением мощности акустического шума, характеризующей работу технологического оборудования процесса гомогенизации смеси «таблетка-покрытие», и степенью покрытия таблеток-гранул. Представленная экспоненциальная зависимости мощности акустического шума, полученная на выявленной информативной частоте (фиг. 2), позволяет судить о степени покрытия таблеток-гранул.
Заключение и о готовности смеси «таблетка-покрытие» и о необходимости отключения привода смесителя делалось по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально, т.е. на частоте 4134 Гц.
Пример №2
Гомогенизация строительных материалов.
Использован строительный смеситель, в который загружалась строительная смесь на основе цементного раствора и ПГС. Затем в процессе смешения добавлялась вода.
На протяжении всего процесса смешения производилась регистрация мощности акустического шума, издаваемого смесителем, при помощи выносного микрофона. Записанный сигнал являлся основой для анализа информативных частот (фиг. 3).
В ходе проведения эксперимента выявлена информативная частота 881 Гц. Именно на этой частоте наблюдалось максимальное изменение мощности акустического шума в зависимости от добавления воды (фиг. 4).
Выполненная серия экспериментов подтверждает связь между изменением мощности акустического шума, характеризующей работу технологического оборудования процесса гомогенизации строительной смеси, и степенью смешения. Представленная экспоненциальная зависимость мощности акустического шума, полученная на выявленной информативной частоте (фиг. 4), позволяет судить о степени гомогенности строительной смеси.
Заключение и о готовности строительной смеси и о необходимости отключения привода смесителя делалось по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально, т.е. на частоте 881 Гц.
Пример №3
Гомогенизация кондитерского белкового крема.
На лабораторном уровне воспроизведен процесс приготовления кондитерского белкового крема. В процессе смешения в белковую массу добавлялся сахар.
На протяжении всего процесса смешения производилась регистрация мощности акустического шума, издаваемого смесителем, при помощи выносного микрофона. Записанный сигнал являлся основой для анализа информативных частот (фиг. 5).
В ходе проведения эксперимента выявлена информативная частота 7225 Гц. Именно на этой частоте наблюдалось максимальное изменение мощности акустического шума в зависимости от добавления сахара (фиг. 6).
Выполненная серия экспериментов подтверждает связь между изменением мощности акустического шума, характеризующей работу технологического оборудования процесса гомогенизации кондитерского белкового крема, и степенью смешения. Представленная экспоненциальная зависимость мощности акустического шума, полученная на выявленной информативной частоте (фиг. 6), позволяет судить о степени гомогенности кондитерской смеси.
Заключение и о готовности кондитерского белкового крема и о необходимости отключения привода смесителя делалось по изменению мощности акустического шума, полученной на такой информативной частоте, при которой изменение мощности акустического шума представлено максимально, т.е. на частоте 7225 Гц.
Дополнительный поиск в различной научно-технической литературе показал, что приведенная в формуле изобретения совокупность и взаимосвязь признаков, аналогичных заявленным в предлагаемом изобретении, позволяющая получить заданный технический результат, на сегодняшний день не известна. Следовательно, заявленное техническое решение обладает новизной. Заявленная совокупность существенных признаков явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, заявленное техническое решение обладает изобретательским уровнем. Апробация заявленного технического решения в лабораторных условиях показала, что оно промышленно применимо. Следовательно, техническое решение отвечает критериям охраноспособности.