Способ определения сроков снятия с хранения плодов и корнеплодов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (1 ) АНИЕ И Б ТЕН В нов, В,В.Кру СССР 1988,НИЯ СРОКО ДОВ И КОРН растение во плодов, и м определени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТ(57) Изобретение относитсяству, в частности к храненижет быть использовано дл Изобретение относится к растениеводству, в частности к области хранения плодов, и может быть использовано дляопределения качества плодов в процессе,хранения и определения времени съемаплодов с хранения.Цель изобретения - повышение точности,При определении сроков снятия с хранения плодов и корнеплодов, основанномна измерении интегрального уровня внутренних инфранизкочастотных шумов образца, в плод вводят микроэлектроды, суждение о качестве плода ведут по величине измеренной мощности шума, изменяютсопротивление резистора нагрузки до выде-ления на нем максимального значения мощности инфранизкочастотного шума, окачестве образца судят по величине максимального значения мощности инфранизкочастотного шума, по которой устанавливаютсроки снятия с хранения 01 М 33/02, А 01 6 7/ОА 01 Е 25/00 качества плодов в процессе хранения и определения сроков съема их с хранения. Цель изобретения - повышение точности. Измеряют инфранизкочастотные внутренние шумы на введенных в плод микроэлектродах. Подключают электроды к переменному резистору нагрузки, изменяют переменное сопротивление до тех пор, пока на нем не произойдет выделение максимального значения мощности шумов, По максимальному значению этой мощности судят о качестве плодов, устанавливая сроки съема с хранения, используя при этом градуировочный график время хранения - мощность инфра- низкочастотных шумов, 4 ил 2 табл. Хранящиися плод можно рассматривать как электролит, содержащийся в замкнутом ограниченном объеме. При введении в плод микроэлектродов образуется своеобразная электрохимическая ячейка, которая состоит из электродной системы, находящейся в контакте с электролитом (в контакте с плодом). При этом в образующейся электрохимической ячейке границы электрод - электролит образуют электрохимическую систему, в которой локализуются происходящие процессы химического превращения вещества и обмен носителями электрического заряда.Таким образом, при введении в плод электродов на них возникает электродвижущая сила (ЭДС) или разность потенциалов, которая характеризуется вероятностными параметрами, т.е. является флуктуирующей (случайной) функцией времени, Флуктуации этой величины определяются физико-химическими процессами, происходящими вМатематическое ожидание или среднее значение ЭДС, главным образом, определяется поляризационными эффектами, Но для контроля используют не среднее значение ЭДС, а дисперсию ее флуктуаций, причем в тот момент, когда во внешнюю цепь выделяется максимальное значение мо,цности. Таким образом, флуктуации ЭДС в данном случае являются следствием не поляризационных эффектов, а флуктуаций тока в образце.Чем выше уровень шумов в данном режиме измерения, тем больше количество и обьем неоднородностей удельного сопротивления в плоде и тем ниже его лежкоспособность, Физически усиление дисперсии флуктуаций ЭДС объясняется увеличением количества дефектов внутри плода, Из этого следует, что чем выше уровень шума, тем меньше лежкоспособность плода, т,е. тем хуже его сохраняемость.На фиг.1 показана схема оеализации способа; на фиг.2 - 4 - графики, поясняющие способ, На фиг.1 обозначены исследуемый образец 1 (плод с введенным в него микрозлектродами), переменный резистоо 2 нагрузки, малошумящий усилитель 3 с полосой пропускания 1,0 - 20 Гц, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления (регулируемый усилитель), квадратичный детектор 5 и индикатор б.Флуктуации ЭДС образца-плода 1 выделяются на сопротивлении Ян резистора 2 и усиливаются усилителями 3 и 4, Регулировкой коэффициента усиления усилителя 4 обеспечивают нормальную работу квадратичного детектора 5 и индикатора 6, по показаниям которого фиксируют значение мощности флуктуаций, Резистор Вн является переменным и с его помощью обеспечивается достижение равенства Ян = Яп, а следовательно, максимального показания индикатора. Для уменьшения уровня собственных шумов измерителя и повышения точности реализации способа резистор й, добжеч быть высокоточным и по возможности проволочнымМатериал электродов (катода и анода) выбирается исходя из минимума переходного сопротивления и уровня шумов,В процессе испытаний устанавливается зависимость качества плода от уровня мошности шума на сопротивлении резистора нагрузки, равном внутреннему сопротивлению плода, Эта же зависимость может быть представлена как зависимость остаточного времени хранения от мощности шума при сохранении как условий (температура, влажность) хранения, так и режима измерения шума. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Нижняя граничная частота используемого диапазона определяется допустимой длительностью измерения, а верхняя - максимальным значением энергии шумов, В общем случае получают зависимость качества плода от мощности шумов для различных температур и различных сортов плодов. Операции способа сводятся к слер,:ющему: в образец вводят электроды и соединяют их с резистором Ян входом усилителя 3, производят изменение сопротивления Вн до получения максимума показаний индикатора б, производят отсчет величины мощности шумов, по градуировочной,кривой (фиг,2) устанавливают длительность хранения плодов, их качество при укаэанной температуре и с учетом результатов сравнения с эталонной зависимостью сроки съема с хранения,Таким образом, для конкретных сортов и разновидностей плодов строят графики зависимости мощности инфранизкочастотных шумов от времени для необходимых температур. Устанавливают пороговое значение мощности шумов, при которой плод должен быть снят с хранения и реализован, а качество и время, оставшееся до конца хранения, устанавливают по градуировочной кривой.Пример такой зависимости для картофеля сорта "Темп" при хранении его при 5 - 10 С показан на фиг.2.Из партии плодов, закладываемых на хранение, производят ограниченную выборку, например 100 плодов,В соответствии с операциями способа производят определение максимального значения мощности шума каждого плода путем измерения ее на введенных в плод электродах,Оп редел я ют (рассчиты ва ют) среднее значение мощности шума для всей выборки.Закладывают партию плодов на хранение при определенной температуре, например 5 С. В общем случае эта температура определяется техническими условиями на плод,С периодичностью 10 - 15 сут хранения повторя ют операции.По результатам, измерений строят график зависимости мощности шума от времени, Пример такой зависимости для яблок сорта "Антоновка", выращенных в Гомельской области., показан на фиг,З,Согласно с периодом измерения мощности шума производят дегустацию плодов и определяют их качество методом экспертной оценки. При снижении качества плодов до порогового значения. при котором дальнейшее хранение плодов невозможно, оп 189700310 Рш изб - Рш пп ределяют пороговое значение мощности шума Ршд и пороговое значение воемени тп,Перестраиваот зависимость фиг,3 в козрдинатах тп - т =- т (Рш), где тл -=. Тх - время допустимого хранения плодов, Такая завиСимость привеДенз нз фиГ.4, Для ДзннОГО сорта плодов она является эталонной.В общем случае эталонные зависимости СТРОЯТ ДЛЯ КаКДОГО СОРТЗ ПЛОДОВ В СООтвета ствии.Из партии плодов, ззклядивземых нз хранение, делают ограниченнуго ьыборку и определяют среднее значение мощности Шума для ВУВОдки, повторяя измер 8 ния и риВ 8 д 8 н ной посл 8 доват 8 л ьности,Используя эталсннук ззвисимост по ВЕЛИЧИНЕ Рш В НаЧаЛЕ ХРЗНЕНИЯ, ОПР 8 ДЕЛЯЮТ срок сохранности плодов. Например, вели. чине Рш .= 2 .10 Вт соответствует срок-15хрзнсния тх =:47 сут,Если мощность шума ниже имеющихся значений на Графике(меньше 1 10 Вт),тс измерения повторягот через ограниченный п ромекуток воем 8 ни и срок хранения Отсчи" тываот от момента повторного измерения, Величину допэлнительного срока хранения устанавливают следуощим образом,Определяют скорость нарастания Ь Рш/Ьт == д Рш/дт в начале хранения, Срок дополнительноГО хознения находят СОГлэс" но формуле где Р пь и Рщ из - минимальное значение шума в эталонной зависимости и измерен. ное значение шума мощности шума плода;Тл - длительность дополнительного срока хранения, после которого г,роизвадят повторные измерения,В ходе испытаний плодов и пгстроения эталонной ззвисимссти измерения прсизводят при различных температурах и определяют ту из них, при которой длительность хранения наибольшая,Величины начальных сопротивлений переменного резистора, соответствующие среднему сопротивлению плодов, приведены в табл,1.Уровень наводок (внешних помех) может быть сведен к минимальному значении, поскольку плод с вводимыми электродами помещают в контейнер из нержзвающек стали толщиноЙ 5 мм. Контейнер заземля" ют, подключение плода к измерительной схема производят через кле чмы, располо. женные нз стенке кзнтейне,"а. Плод в кон. тейнере располагает на диэлектрике, н: - ,15 а 20 25 30 35 40 45 Щ 55 накапливающем заряда (лучше на керамической подложке, но не на фторопласте). Общий уровень сетевых помех может быть понижен, кроме того, введением в цепь вне контейнера (в одну из линий подключения). узкополосного активного РС- фильтра нз двойном Т-образном месте с затуханием не ниже 40 - 50 дБ, Такой фильтр строится на типовой микросхеме и является фильтром б-Го порядка, В рвзультате таких мер уровень помех не превышает 20-30;4 от минимального уровня шума плода,Для визуального контроля спектральногс:;остава шумов использовали анализатор спектра инфоанизкочастотных шумов, Согласно фиг.1 его подключают после регулируемого усилителя 4 параллельно квадратичному детектору 5.Цифровой универсальный вольтметр используют для контрольных измерений сопротивления плодов и их ЭДС как в нагруженном режиме(при подключении Ял), так и в режиме холостого хода при отключенном Йп,Перед измерениями производят юстировку (эталонировзние) измерительной установки с помощью генератора с нижней граничной частотой 0,01 Гц и верхней 20 кГц,Методика эксперимента,Испытуемые образцы делят на 5 групп по 30 образцов в каждой, Четыре группы подверга,от периодическому контролю с интервалом 12-15 сут. Пятую группу подвергают испытаниям в начале эксперимента и в конце его, т,е, ее принимают в качестве эталонной,Производят испытания всех контрольных образцов в момент закладки на хранение, на основании которых устанавливают величину ЭДС образцов Е, значение внут-, реннего сопротивления образцов, усредненные значения ЭДС и внутреннего сопротивления по группам, мощность шумов образцов, усредненные значения мощности шумов по партиям,Пзраллельнс операции измерения мощности шумов производят операции анализа спектра шумов с помощью анализатора, Мощность шумов измеряют при условии Йи = Йл, т,е. при достижении мощностью максимального значения.Результаты испытаний приведены в табл,2.Контрольные образцы (группы 1-4) подвергают проверке через 12 - 15 сут.При этом внутреннее сопротивление, ЭДС и внутренние шумы плодов в процессе Хранения изменяются и по состоянию на 10 ноября 1988 года они соответственно рзв(=4,43 мес, ) Табл ица 1 блица 2 ны: Е = 46,7 мВ; В = 7,32 кОм, Р = 7,52 10 Вт.Таким образом, приращение мощности шумов за время 1 = 52 сут хранения составляет 7,041 10 Вт, Очевидно, что скорость изменения мощности внутренних шума плодов составляет 0,135 10 " Вт/сут.Измерения эталонных (контрольных) образцов(группа 5) дают примерно такие же результаты.Таким образом устанавливая для данной партии плодов и условий хранения их пороговое значение мощности, например Рш = 25 10 Вт, можно совершенно одно значно определить время, оставшееся до момента их критического хранения, т,е. время до реализации в качественном (потребительском) виде: 1 = т шп =133 суто где Рш (ти) - среднее значение мощности шумов для партии плодов на время измерения Ь (10-е ноября, например);О= ЬРш/ й - скорость изменения средней мощности шумов;Л Рш, й - приращения мощности шумов и времени соответственно,Способ прост в реализации, экономичен (отсутствие систем нагрева, охлаждения и т.д.), обеспечивает высокую точность, которая для данной измерительной установки не превышает по погрешности 2 - 3%. Кроме того, зависимость информационного параметра (инфранизкочастотного шума) от размеров плода относительно слаба, если они не отличаются примерно на порядок. Последнее еще больше характеризует точ ность способа, так как в известных способахохлаждение и нагрев различным образом влияют на процесс измерения.На уровень (мощность) шумов существенно влияют загрязнения, влажность и т.д.10 Поэтому процесс измерений (и хранения)необходимо организовывать при постоянной температуре при минимальном загрязнении и сухом плоде (его поверхности),15 Формула изобретенияСпособ определения сроков снятия схранения плодов и корнеплодов, предусматривающий введение в них электродов, измерение электрического показателя, кор релирующего с физиологическим состоянием исследуемых плодов и корнеплодов в процессе хранения, сравнение текущего значения измеренного показателя с эталонным и определение сроков снятия с хране ния плодов и корнеплодов с учетомрезультатов сравнения, о т л и ч а ю щ и - с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют величину сопротивления внешней нагрузки, при этом в качестве показате ля, коррелирующего с физиологическимсостоянием исследуемых плодов и корнеплодов, используют максимальное значение мощности . инфра низкочастотных шумов; соответствующее уравновешиваю щей его измеренной величине сопротивления внешней нагрузки.1697003 Се йщ Составитель Н,Арцыбашева Редактор О.Юрковецкая Техред М,Моргентал Корректор М.МаксимишинецПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 161 Заказ 4303 Тираж По ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская написноооткрытиям при ГКНТ СССР