ПРОМЫШЛЕННЫЙ PH-МЕТР СО СТЕРИЛИЗУЕМЫМИ ДАТЧИКАМИ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ СРЕД

ПРОМЫШЛЕННЫЙ рН-МЕТР СО СТЕРИЛИЗУЕМЫМ ДАТЧИКОМ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ СРЕД
Промышленный рН-метр относится к измерительным приборам пищевой промышленности и может быть использован для контроля кислотности молочных продуктов в резервуарах и трубопроводах.
Наиболее близким к заявляемому прибору является рН-метр-202.2, включающий трубчатый корпус, держатель, погружной датчик с измерительным стеклянным электродом для определения рН,  вспомогательный электрод сравнения, а также высокоомный преобразователь для измерения электродвижущей силы (ЭДС) стеклянного и вспомогательного электрода. (Л.П.Брусиловский, А.Я.Вайнберг АСУТП цельномолочных и молочноконсервных производств Справочник, М. Колос, стр.280, 1993г.)
Однако конструкция датчиков этого прибора обладает недостатками, а именно не позволяет применять его для технологических процессов, требующих стерилизации датчиков горячей водой и паром (до ), так как используются электроды с жидкостным заполнением. Кроме того, не обеспечивается высокая точность измерения кислотности молочных продуктов высокоомным преобразователем и герметичность датчика в месте соединения корпуса с электродами.
Технический результат заявляемого решения заключается в создании промышленного рН-метра с датчиком, выдерживающим высокотемпературную
Объект - полезная модель МПЮ G01 N33/04
обработку при стерилизации, а также с высокоомным преобразователем, позволяющим повысить точность контроля кислотности молочных продуктов.
Технический результат достигается тем, что в промышленном рН-метре со стерилизуемым датчиком для пищевых сред, содержащем погружной датчик с измерительным стеклянным электродом для определения рН и вспомогательный электрод сравнения, установленные в корпусе датчика, а также высокоомный преобразователь для измерения ЭДС стеклянного и вспомогательного электродов, согласно заявляемому рещению в .состав датчика дополнительно введен термодатчик для измерения температуры, измерительный стеклянный электрод выполнен с твердым электролитом из сплава с переносчиком ионов водорода, вспомогательный электрод сравнения выполнен на основе непроточного полимерного электролита, при этом электроды и термодатчик герметизируют в корпусе датчика с помощью силиконового герметика и резиновой прокладки. Высокоомный преобразователь дополнительно включает встроенный программируемый контроллер, обеспечивающий автоматическое приведение значений измеряемой величины рН к номинальной температуре, например, 20°С и пересчет значений рН в величины титруемой кислотности.
На фиг.1 изображена конструкция датчика прибора. Основными конструкционными частями датчика яв.11яется трубчатый корпус 1 и держатель 2, в последнем закреплены в силиконовом герметике измерительный электрод 3, электрод сравнения (вспомогательный) 4 и термодатчик 5. провода, от которых заканчиваются двумя щтеккерами от разъема 6 . Один щтеккер предназначен для электродов (измерительный выводится на штырь, вспомогательный- на корпус), другой- для термометра сопротивления. Указанные штеккеры вмонтированы в трубчатые изоляторы.
Электроды 3 и 4 снабжены пластиковыми колпачками 7, фиксирующими посадку электродов в держателе и позволяющими в случае необходимости выполнить их аварийный демонтаж.
Держатель 2 ввинчивается в корпус 1 по резьбе, а стыковка этих деталей уплотняется резиновым кольцом 8. В корпусе 1 установлена упорная шайба 9, которая препятствует случайным осевым перемещениям электродов и термометра.
С противоположной от держателя 2 стороны к корпусу 1 подсоединены кабельный блок 10, несущий два кабеля - один для подключения электродов, другой для подключения термометра сопротивления, которые заканчиваются гнездами. Ввод кабельного блока и кабелей в корпус 1 герметизирован резиновой щайбой (входящей в комплект блока)и фиксируется в корпусе 1 накидной гайкой 11. Датчик ,снабжен фланцем 12, который крепится к корпусу 1. Посредством трех установочных винтов 13, упирающихся в проточку на корпусе.
Для защиты выступающих частей электродов в процессе монтажа, демонтажа, при хранении и для осуществления калибровки с использованием буферных растворов на проточку держателя 2 помещается защитный стакан 14 с винтовой заглушкой 15. Последняя снабжена уплотнительным резиновым кольцом 16 и имеет внутреннюю расточку с боковым отверстием, через которое в полость между электродами заливается дисти.11лированная вода или соответствующие буферные растворы, сохраняющие электроды в оперативнорабочем состоянии между циклами производства и позволяющие произвести калибровку датчика.
Все металличческие детали датчика выполнены из нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т, заглушка и стакан - из фторопласта Ф-4, колпачки и упорная шайба - из термостойкого полиэтилена. ..„: Общий вид прибора приведен на фиг. 2, а структурная схема на фиг. 3.
в состав прибора входят следующие основные узлы и блоки (фиг.З) :
-электродная система для измерения рН 1 и термодатчик 2
-выносной входной усилитель 4 , согласующий высокоомный выход электродной системы с входным каскадом высокоомного преобразователя 5;
-коммутатор 6 , разделяющий во времени прохождение на вход аналогоцифрового преобразователя сигналов от электродной системы и термодатчика;
-аналого-цифровой преобразователь 7 , .выполняющий преобразование выходного сигнала коммутатора в цифровой код;
-программируемый контроллер 9 , управляющий работой узлов и блоков и выполняющий математическую обработку принятой от аналогоцифрового преобразователя информации;
-матричный индикатор 8, отображающий результат измерения и осуществляющий функцию интерфейса между прибором и оператором;
-клавиатура 10 для выбора и управления режимами работы устройства;
-блоки питания 3 и 11.
Работа прибора осуществляется следующим образом. Сигнал с выхода ионоселективной электродной системы 1 поступает на первый вход выносного усилителя 4. Сигнал с выхода термодатчика 2 поступает на второй вход выносного усилителя 4. Выносной усилитель предназначен для согласования выходных параметров электродной системы и термодатчика с последующими каскадами устройства. С выхода выносного усилителя сигналы поступают на коммутатор 6 для разделения во времени их прохождения на вход аналогоцифрового преобразователя 7. Программируемый контроллер 9 управляет режимами работы и. порядком прохождения .сигналов, вычисляет значения
параметров по назначению, передает результаты измерений и вычислений рН и температуры для визуального контроля на графический жидкокристаллический индикатор 8 и через схему формирования выходных сигналов 12 в систему верхнего уровня (самопишущий прибор, персональная ЭВМ и др.)- Блоки питания 3 и 11 предназначены для формирования напряжений, необходимых для работы выносного усилителя и вторичного преобразователя.
Например, программируемый контроллер обеспечивает проведение автоматической коррекции влияния температуры на крутизну характеристики электродной системы и на изменение значения рН среды от температуры, пересчет значений рН в единицы титруемой кислотности и др.