Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБЪЕКТОВ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБЪЕКТОВ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБЪЕКТОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к животноводству и предназначено для определения относительного содержания жира в длиннейшей мышце спины свиней при изучении качества мяса. Цель изобретения - обеспечения возможности определения относительного содержания жира - достигается за счет того, что осуществляют контакт буферного стержня последовательно с исследуемым объектом и воздухом, измеряют амплитуду U1 и U3 эхо-импульсов, от границы контакта буферного стержня с этими средами соответственно, дополнительно измеряют амплитуду, U2 эхо-импульса, отраженного от границы буферного стержня с жиром, плотность жира и мышцы, а относительное содержание жира в мышце определяют по формуле, приведенной в описании изобретения. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2009480
Класс(ы) патента: G01N29/00
Номер заявки: 4953302/28
Дата подачи заявки: 03.06.1991
Дата публикации: 15.03.1994
Заявитель(и): Донской сельскохозяйственный институт
Автор(ы): Муляр И.А.; Баленко Е.Г.
Патентообладатель(и): Донской сельскохозяйственный институт
Описание изобретения: Изобретение относится к животноводству, а именно к свиноводству, и предназначено для определения относительного содержания жира в длиннейшей мышце спины свиней при изучении качества мяса.
Известен способ [1] определения соотношения жира и мяса в теле животных, включающий возбуждение импульсов ультразвуковых (УЗ-х) колебаний, регистрацию эхо-импульсов, установление значений скорости УЗ-х колебаний на эталонных образцах жира и мяса, измерение средней скорости УЗ-х в мясных частях тела животного, определение соотношения слоев жира и мяса по формуле = · , где L1 - суммарная толщина жира;
L2 - суммарная толщина мышечных слоев;
С1 - скорость распространения ультразвука в жире;
С2 - скорость распространения ультразвука в мышечной ткани;
- средняя скорость распространения ультразвука в мясных частях тела животного.
Этот способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что способ нельзя применить для определения относительного содержания жира в мышце, например, длиннейшей мышце спины свиней.
Дело в том, что для определения средней скорости ультразвука в отдельной мышце (например, длиннейшей мышце спины) необходимо, чтобы только она занимала пространство между преобразователями или преобразователем и отражателем ультразвука; при измерениях на живых животных и на полутушах после убоя удовлетворить этому требованию очень трудно: в указанном пространстве неизбежно оказываются размещенными, кроме исследуемого органа, другие тканевые слои. После убоя измерения по данному способу в принципе можно производить на образцах мышцы, однако отбор образцов резко снижает товарную ценность (потребительскую стоимость) туши, поэтому нежелателен, а в ряде случае недопустим.
Известен также способ определения физико-механических свойств объектов при помощи преобразователя с буферным стержнем, состоящий в том, что осуществляют контакт буферного стержня последовательно с исследуемым объектом, водой и воздухом, измеряют амплитуды эхо-импульсов, отраженных от границы контакта буферного стержня, с этими средами соответственно, по результатам измерений с помощью калибровочной кривой определяют влажность сыпучих материалов [2] .
Недостаток метода состоит в том, что он не позволяет определить содержание жира в длиннейшей мышце спины свиней, поскольку ни одна из операций, предусмотренных им, не дает численных характе- ристик, зависящих от акустических свойств жира.
Целью изобретения является определение содержания жира в длиннейшей мышце спины свиней.
Способ осуществляется следующим образом.
Осуществляется контакт одного из торцов буферного стержня, скрепленного другим торцом с УЗ-м преобразователем, с исследуемой длиннейшей мышцей спины на разделанной туше свиньи, возбуждают УЗ-е импульсы, например, с помощью генератора прибора УДК-1М принимают эхо-импульсы, отраженные от границы буферного стержня с мышцей, измеряют амплитуды U1 этого сигнала. Затем осуществляют контакт буферного стержня с жиром, прилегающим к длиннейшей мышце, генерируют УЗ-е импульсы, измеряют амплитуду U2 эхо-импульса, отраженного от границы буферного стержня с жиром. После удаления остатков жира с торца буферного стержня, тем же путем производят измерение амплитуды из эхо-импульса, отраженного от границы буферного стержня с воздухом. В качестве измерителя амплитуд может быть использо- ван осциллограф С1-65.
Относительное содержание жира R в мышце рассчитывают по формуле:
(1)
Выполняют известным способами определение плотности и скорости ультразвука в материале буферного стержня. В качестве такого материала может быть использовано, например, органическое стекло, для которого плотность ρо= 1,2 г/см3, скорость ультразвука Со= 2700 м/сек, а волновое сопротивление
Zo = ρоCo = 1,2 ˙2,7 ˙105 г/(см2˙с) = = 3,24 ˙105 г/(см2 ˙с)
В этом случае выражение
= 0,0903 и формула (1) может быть переписана так
R = 0,862 · 100% (2) Подставляя измеренные значения U1, U2, U3, Z0 в формулу (2), вычисляют искомый процент жира в мышечной ткани.
Пусть К12 - коэффициент отражения по энергии УЗ-ка на границе буферного стержня с исследуемой мышцей, К22 - коэффициент отражения ультразвука на границе буферного стержня с жиром, К2 - коэффициент отражения УЗ-ка на границе буферного стержня с мышечной тканью, лишенной жировых включений, S0 - площадь сечения УЗ-го пучка, Sж - интегральная площадь жировых вкраплений на границе контакта буферного стержня с исследуемой мышцей.
По определению
K21 = = K1- + K , (3) где Wпад - падающая энергия,
Wотр - отраженная энергия на границе контакта буферного стержня с исследуемой мышцей.
Выражая из (3) величину Sж/Sо, получим От отношения площадей перейдем к отношению объемов Vж/Vо = = Умножим обе части на отношение средней плотности жира к средней плотности мышцы = · Обозначив через R находящееся в левой части отношение интегральной массы жировых включений к общей массе некоторого объема мышцы и выражая его в % , получим R = · · 100%
Поскольку, как легко показать, K21 = и K22= , то
R = · · 100% (4)
В течение ряда лет, начиная с 1966 года, мы проводили измерение плотности и скорости ультразвука в образцах длиннейшей мышцы спины и жира свиней нескольких пород и породностей различного типа продуктивности. В табл. 1 приведены значения плотности мышцы (ρ1) и жира (ρ2), измеренной по методу гидростатического взвешивания, скорости ультразвука (С1 и С2) измеренной методом многократных эхо-импульсов и волнового сопротивления мышцы ( ρ1 С1). Все измерения проводились на вырезанных образцах ткани.
Средняя (взвешенная) плотность жира (см. табл. 1): = = = 0,925 (г/см3). Средняя плотность мышцы = = → → = 1,073 (г/см3). Отношение /= 0,925/1,073 = 0,862
Таково происхождение коэффициента "0,862" в формуле (2).
Поскольку волновое сопротивление жира заметно меньше, чем мышцы (скорость ультразвука в жире С2 ≈1430 м/с, волновое сопротивление ρ2С2= 0,925˙1,43˙105 x xг/(см2 ˙с) ≈1,323˙105 г/(см2 ˙с), то естественно считать, что увеличение содержания жира в мышце приводит к уменьшению ее волнового сопротивления и наоборот. С этой точки зрения мышца свиней породы пьетрен, обладающая наибольшим волновым сопротивлением (см. последнюю строчку табл. 1), содержит минимальное количество жира по сравнению с мышцей свиней других породностей.
Поэтому значение волнового сопротивления длиннейшей мышцы спины свиней породы пьетрен (1,743˙105 г/(см2˙с)) и было использовано в формуле (1).
П р и м е р. Испытания способа проводились на 22-х охлажденных полутушах свиней ростовского типа.
В качестве генератора УЗ-х импульсов использовался генератор прибора УДМ-1М, преобразователем служил датчик из комплекта этого прибора на резонансную частоту 1,8 МГц, измерение амплитуд производилось при помощи осциллографа С1-65.
Буферный стержень был изготовлен из органического стекла с УЗ-ми параметрами, приведенными выше. Вычисления выполнялись по формуле (2). После УЗ-х исследований были отобраны образцы длиннейшей мышцы всех 22-х животных для определения содержания жира по известному химическому методу (экстракцией подсушенной пробы петролейным эфиром).
Результаты определения содержания жира в мышцах по предлагаемому и известному способам приведены в табл. 2.
Как видно из табл. 2, существует хорошее совпадение как индивидуальных, так и средних значений содержания жира в мышце, полученный предлагаемым способом, с значениями, полученными известным способом.
По сравнению с базовым предлагаемый способ позволяет сократить время и трудоемкость анализа, проводить его в местах хранения туш, а не в лаборатории, является экспрессным. (56) Авторское свидетельство СССР N 1582126, кл. G 01 N 33/12, 1990.
Авторское свидетельство СССР N 1260842, кл. G 01 N 29/00, 1985.
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБЪЕКТОВ с помощью преобразователя с буферным стержнем, заключающийся в том, что осуществляют акустический контакт буферного стержня поочередно с исследуемым объектом и с воздухом, излучают при этом импульсы ультразвуковых колебаний, принимают отраженные эхо-импульсы от границы буферный стержень - контактирующая среда, буферный стержень-воздух, измеряют амплитуды отраженных колебаний и по их отношению определяют свойства объектов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения относительного содержания жира в длиннейшей мышце спины свиней, дополнительно осуществляют акустический контакт буферного стержня с жировыми тканями мышцы, возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний, измеряют амплитуду эхо-импульса от границы раздела буферный стержень - жировые ткани мышцы, измеряют плотность жира и мышцы, а относительное содержание жира R в мышце рассчитывают по формуле
/
где U1, U2, U3 - амплитуды эхо-импульсов, отраженных от границ раздела буферного стержня с исследуемой мышцей, с жировыми тканями мышцы, с воздухом соответственно;
Z0 - волновое сопротивление материала буферного стержня.