Методы и приборы для измерения сдвиговых характеристик

Сдвиговые свойства проявляются, как известно, при касательном смещении слоев продукта. Приборы для измерения сдвиговых свойств по принципу действия делят на следующие группы: пенетрометры, приборы с плоскопараллельным смещением пластин и др.

Пенетрометры различных модификаций производства Венгрии, Германии, России предназначены для качественного и быстрого измерения как в лабораториях, так и в производственных условиях. Они широко применяются для испытаний в нефтеперерабатывающей, косметической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Принцип действия пенетрометров заключается в том, что прибор автоматически измеряет степень пенетрации, т. е. выраженное в 0,1 мм расстояние, на которое индентор (игла или конус) проникает в испытуемый материал перпендикулярно к его поверхности при температуре 20 °С в течение 5 с.

На рисунке 3.5 представлены пенетрометры фирмы Labor (Венгрия).

Автоматические пенетрометры OB-204, ОВ-205 имеют реле времени и тормозной механизм. В пенетрометре ОВ-203 пуск и остановку прибора после истечения заданного времени осуществляют нажатием кнопки.

Арматура автоматического пенетрометра расположена в корпусе 1 из алюминиевого литья, установленном на трех регулируемых установочных винтах 2, с помощью которых и с помощью уровнемера 5 прибор устанавливается в горизонтальное положение.

До включения прибора в сеть необходимо сетевую колодку на задней панели прибора поставить в положение, соответствующее имеющемуся сетевому напряжению, а также заземлить прибор.

Пенетрометры фирмы Labor различных модификаций

Рис. 3.5. Пенетрометры фирмы Labor различных модификаций: а — ОВ-204; б — ОВ-203; в — ОВ-205;

  • 1 — станина; 2 — установочные винты; 3 — регулятор времени пенетрации; 4 — кнопка пуска; 5 — уровнемер; б — подъемный винт; 7 — термостатирующая емкость; 8 — индентор;
  • 9 — зажимная головка; 10 — лампа для освещения рабочего пространства; 11 — шкала отсчета

Прибор включается главным включателем. При этом включается лампа для освещения рабочего пространства 10, реле времени, электронная часть и проекционная лампа оптической части. Прибор следует включать за 30 мин до начала измерений.

Испытуемый продукт помещается на столик подъемного винта 6, благодаря которому испытуемый материал поднимается до соприкосновения с индентором 8. Индентор (игла или конус) при помощи зажимной головки 9 ввинчивается в отверстие направляющей, выступающей из панели над рабочим пространством, и после ввода до отказа фиксируется винтом. Перед измерением проводят нулевую коррекцию шкалы 11, по которой отсчитывается степень пенетрации. Нулевая метка шкалы должна совпадать с горизонтальной меткой матового стекла.

Для пуска индентора служит кнопка 4. В момент включения реле времени на 5 с выводит из действия пружину, крепящую направляющую штангу, и индентор проникает в испытуемый материал. Спустя 5 с реле включает магнит и в действие вступает тормозная система, которая препятствует дальнейшему перемещению направляющей.

После каждого измерения реле прибора через 1 с готово к следующему испытанию. Результаты измерения отсчитываются по оптической проекционной шкале в градусах пене- трации (3-360, градус пенетрации равен 0,1 мм).

Пенетрометр ручной переносной ППМ-4 показан на рис. 3.6.

Пенетрометр ручной переносной ППМ-4

Рис. 3.6. Пенетрометр ручной переносной ППМ-4:

  • 1 — индентор; 2 — барабан; 3 — указатель диапазона сил;
  • 4 — шарнирное устройство; 5 — опорное кольцо; 6 — индикатор силы; 7 — цифровой индикатор перемещения; 8 — выключатель

По определяемому среднему арифметическому значению трех параллельных измерений глубины пенетрации, выраженному в м, рассчитывают предельное напряжение сдвига по формуле П. А. Ребиндера

где 0 — предельное напряжение сдвига, Па;

F — усилие пенетрации, н;

h — глубина погружения конуса, глубина пенетрации, м; ка — константа конуса, при а = 60° ка= 0,214.

Усилие пенетрации (F) определяется по формуле

где т — масса конуса с зажимной головкой (часто 150 г, или 0,15 кг);

д — ускорение свободного падения (9,81 м/с2).

Рассмотренные выше пенетрометры, а также переносной малогабаритный пенетрометр ППМ-4, разработанный профессором В. Д. Косым, применяются для определения пе- нетрации мясных продуктов по ГОСТ Р 50814-95 “Мясопродукты. Методы определения пенетрации конусом и игольчатым индентором”.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >