CC BY
14
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
самоподнастраивающейся системы, который показал существенное повышение точности измерения деталей. Предельная величина погрешности измерения геометрических параметров детали не превышает А пред = 1,15 мкм. В соответствии с метрологической характеристикой предел допускаемой погрешности измерения для размера 10 ± 0,025 мм равен [д] =3мкм, отсюда А < [д]и, следовательно, проектируемое средство контроля удовлетворяет заданным требованиям. Заключение:
1. Представлена конструктивная схема самоподнастраивающегося роботизированного модуля контроля детали «полумуфта»
2. Проведен расчет погрешности поднастройки измерительного преобразователя Ап в зависимости от метода формирования команды при различных сочетаниях исходных данных.
3. Проведен сравнительный анализ составляющих и расчёт суммарной погрешности и измерения Список использованной литературы:
1. Легаев В. П. Приборы автоматического контроля и управления в машиностроении: учеб. пособие / В. П. Легаев; Владим. гос. ун-т. - Владимир 2009. - 123 с.
2. Ахмеджанов Р.А. Физические основы получения информации [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Ахмеджанов Р.А., Чередов А.И- Электрон.текстовые данные.- М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2013.- 212 с.
3. Гольдштейн А.Е. Физические основы измерительных преобразований: учебн. пособие Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 253 с.
© Пивовар П.Н, 2021
УДК 21474
Осин В.С.
студент магистратуры МГУПП, г. Москва, РФ Полифоров В.А. студент магистратуры МГУПП, г. Москва, РФ Научный руководитель: Бабакин Б.С. д.т.н. проф., академик МАХ, РАЕН г. Москва, РФ
МОНИТОРИНГ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОДУКТОВ В ОХЛАЖДАЕМОЙ СРЕДЕ
Аннотация:
Пищевая безопасность. Мониторинг температуры с помощью измерительных систем. Получение сведений о температуре продукта на всем протяжении холодильной цепи. Получение качественной продукции конечным пользователем
Ключевые слова:
Измерение температуры продукта. Мониторинг
Мониторинг температуры продуктов в охлаждаемой среде играет важную роль в обеспечении социальной, экономической и экологической безопасности в холодильной цепи. Пищевая безопасность является главным фактором системы гарантии качества охлажденных и замороженных продуктов, а обеспечение точного измерения температуры продукта и охлаждающей среды позволяет устранять
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
пищевые отравления населения и снижать наличие микрофлоры в пищевых продуктах. По данным международного института холода, отклонение от оптимальных режимов работы в холодильных системах приводит к порче 300 млн. тонн готовой продукции. Появление отходов испорченных продуктов является проблемой не только развивающихся стран, например: в США утилизация испорченных продуктов наносит ущерб на сумму 35 млрд долларов. Кроме того, следует не забывать нарушение экологии из-за загрязнения окружающей среды пищевыми отходами и отходами от переработки сырья. [1]
Часто мониторинг температуры воздуха осуществляется путем измерения фиксированными датчиками, измерения производятся дистанционно.
Наблюдение за температурой продукта осуществляется прямым или косвенным способом, при этом прямые измерения могут быть как деструктивными, так и недеструктивными.
Измерение температуры продукта является более точным, чем измерение температуры воздушной среды, что вполне естественно, так как в продукте обеспечивается более равномерная температура, чем температура воздушной среды, так же практически не наблюдаются колебания температуры из-за постоянных возмущающих воздействий внешней среды. [1]
При использовании датчиков температуры обязательно проводить их поверку, для обеспечения точности измерений, обычно осуществлять калибровку достаточно один раз в год.
В качестве датчиков применяются: электронные датчики, контроллеры и преобразователи различной степени точности, точность- примерно 0,3°С для каждого компонента. Применяются также системы с точностью компонента 0,03°С, но они значительно дороже. [2] Для мониторинга температуры продукта применяется ряд приборов:
-бесконтактные термометры, основанные на измерении инфракрасного излучения. Их достоинство состоит в том, что они измеряют температуру, не входя в прямой контакт с пищевым продуктом. Точность измерения варьируется от 2 до 8 °С, в зависимости от расстояния между датчиком и продуктом, характеристики поверхности продукта, температуры продукта и тепловыделения с поверхности продукта. [2]
Для измерения внутренней температуры замороженных продуктов, размещенных в коробках-бесконтактная детекторная система, осуществляющая постоянный контроль температуры в режиме онлайн. Она пропускает поток микроволн через толщу каждой коробки и определяет уровень микроволн, прошедших сквозь коробку. При этом измеренный уровень прошедших микроволн через продукт относится к ледяной фракции продукта (вода лучше поглощает микроволны, чем лед), с последующим переводом в температуру продукта. Данная система может быть протарирована для измерения температуры как термического центра, так и частного продукта, с точностью +/- 2°С в диапазоне температур от-8°С до -28°С со скоростью измерения температуры продукта до 20 коробок в минуту без участия оператора. [3]
Для прямого измерения температуры продукта устройство должно иметь следующие характеристики:
-точность измерения 0,5°С с регулярным контролем параметра; -разрешения дисплея 0,1°С;
-точность измерений не должна меняться более, чем на 0,3°С в процессе работы, при температуре окружающей среды от -20°С до +30°С. [2]
Измерительный комплект должен иметь действующий сертификат, выданный аккредитованной лабораторией.
Для измерения температуры воздуха, применяются приборы с меньшей точностью, чем для измерения температуры продукта. Здесь могут использоваться как простые термометры, так и регистрирующие приборы, компьютеризированные системы с десятками датчиков и дистанционным измерением, обеспечивающие персонал полной историей показаний «время-температура», например при транспортировке продукта.
Самописцы, рекордеры, применяемые в охлаждаемых средах (кузова авторефрижераторов, трюмы, твиндеки судового транспорта и т.д.) должны выдерживать температуры от - 40°С до +30°С. Питание
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
рекордеров должно быть независимым от холодильной системы, для обеспечения надежности при выходе холодильной системы из строя. [2]
Точность измерения должна составлять ±2°С. Продолжительность их работы не менее 36 часов, а в транспортных средствах- в течении всей поездки. Согласно требований Евросоюза по регламенту ЕС37/2005, рекордеры , применяемые при транспортировке, хранении и складировании быстрозамороженных пищевых продуктов в Европе, должны соответствовать нормам EN 12930 и EN 13486. Для новых приборов они применяются с 01.01.2008 г., а существующих с 01.01.2010 г. [3]
Последовательность применения деструктивного метода прямого измерения температуры продукта.
Перед введением датчика в продукт его следует охладить до температуры продукта или близкой к
ней.
Выполнить отверстие в пищевом продукте предварительно охлажденным металлическим инструментом, диаметр отверстия должен быть чуть больше диаметра датчика. Если нельзя ввести датчик на рекомендуемую глубину, то его следует вводить на глубину в 3-4 раза превышающий диаметр датчика. Для минимизации погрешности измерений, его нужно вводить всегда вдоль оси, имеющей самую большую длину от поверхности продукта до теплового центра продукта (это связано с теплопроводностью датчика). [2]
Следует заметить, что деструктивный метод является дорогостоящим, так как проверенные экземпляры продуктов подлежат уничтожению или удалению, кроме того требуется значительная продолжительность по времени измерения, которая тормозит перемещение продукта по пищевой холодильной цепи до конечного потребителя.
При замораживании продукта наиболее важна температура его геометрического центра, а при размораживании-температура поверхности продукта, так как на ней наблюдается интенсивный рост и размножение бактерий.
При хранении замороженных продуктов на распределительных холодильниках и других объектах, не принято измерять температуру продукта, в большинстве стран обязательно нужно следить за температурой воздуха, при этом датчики температуры следует располагать в наиболее теплых местах, но как можно дальше от дверных проемов. Регистрирующие устройства обычно размещают за пределами холодильных камер, например- в помещении контрольно-измерительных приборов.
Считается, что в морозильных камерах объемом менее 500 м3 достаточно 1 датчика, в камерах до 30 000-2 датчика, от 30 000 до 60 000 м3-4 датчика. Во вспомогательных помещениях объемом менее 10 м3 постоянная регистрация температуры не требуется. [3]
При транспортировке продукта в авторефрижераторах, рекомендуется измерять температуру воздуха, возвращаемую к воздухоохладителю, при условии правильной циркуляции воздуха по всей длине транспортного средства.
В длинномерных транспортных средствах (свыше 6 метров) рекомендуется канальное распределение воздуха и минимум 2 датчика, один из которых устанавливается перед воздухоохладителем- на линии забора воздуха, другой-в потолочных воздуховодах от 2/3 до 3/4 длины транспортного средства. [3]
При измерении температуры продукта, загружаемого в транспортное средство, рекомендуется применение недеструктивных методов; при этом берутся образцы от загружаемого продукта сверху и снизу груза, примыкающего к каждой двери.
При измерении температуры в торговых комплексах-витринах, прилавках они оборудуются приборами для измерения температуры. В открытых горизонтальных витринах температуру продукта измеряют на уровне загрузочной линии в струе возвращающегося воздуха, либо в самом теплом месте.
Для выполнения продолжительного мониторинга температуры и обеспечения неразрывности холодильной цепи, используются индикаторы температуры (Т1) и индикаторы «время-температура» (ТТ1). Индикаторы температуры показывают температуру продукта, они не дают данных об амплитуде колебаний температуры и длительности возможного нарушения температурного режима, точность
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021
измерения 2-3°С и менее. [3]
Индикатор «время-температура» записывает полную историю изменения температуры по времени, выдает видимый результат в любой момент времени, но он не дает информации о месте груза в холодильной цепи, где возможно могло произойти нарушение температурного режима. Список используемой литературы:
1 Справочник МИХ "Control of the cold chain for quick-frozen foods. Hand-book».
2 Регламент Е 37/2005.
3 Международные нормы EN12830 и EN13486.
© Полифоров В.А., Осин В.С., 2021
УДК 531.7.08
Хорошилов Д.В. магистрант СевГУ г. Севастополь, РФ Научный руководитель: Карташов Л.Е.
канд. тех. наук, доцент СевГУ г. Севастополь, РФ
ИЗМЕРЕНИЕ ДИАМЕТРА МЕТОДОМ ОБКАТКИ РОЛИКОМ
Аннотация
Предлагается усовершенствованная конструкция измерительного устройства для измерения диаметра габаритных деталей методом обкатки. Благодаря изменению конструкции измерительной головки появляются возможности измерений дополнительных параметров измерения
Ключевые слова
Измерительная техника, тяжелое машиностроение, метод обкатки, устройства измерения диаметров.
Решение задач автоматизации контроля размеров в тяжелом машиностроении, повышение точности и производительности измерительный операций осложняется рядом особенностей присущих данной отрасли. К ним относятся
1. Значительные размеры объектов измерения.
2. Индивидуальный характер производства и как следствие широкая номенклатура размеров.
3. Жесткие режимы работы металлорежущих станков что ведет к большим вибрациям, большим количеством стружки, высокими значениями сил трения и различных динамических моментов.
Для решения таких задач чаще всего используются крупногабаритные средства измерения, обладающие рядом недостатков. Уменьшение габаритных размеров решается несколькими методами. Один из них - измерение косвенным методом, в частности измерение обкалыванием роликом. Сущность этого метода в следующем: ролик известного диаметра касается поверхности изделия и вращается вместе с ним, измеряются углы поворота ролика и измеряемой детали, далее по формуле определяется диаметр изделия
0 = -й, (1)
п
Где d - диаметр ролика в мм, п - число оборотов изделия т - число оборотов ролика.
Известно большое количество различных устройств измерения диаметров методом обкатки. В большинстве случаев они состоят из следующих основных элементов: измерительную головку с роликом, индуктивный датчик со статором и ротором и шарнирную подвеску с двумя взаимно перпендикулярными осями качания.
Для улучшения универсальности, повышения метрологических характеристик предлагается использовать усовершенствованную конструкцию ролика (рисунок 1) представляющую из себя выпуклую
~ 61 ~
