ІДЕНТИФІКАЦІЯ ХАРЧОВОЇ ПРОДУКЦІЇ ЗА ЕЛЕКТРИЧНИМИ ПАРАМЕТРАМИ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2022-2(49)-36-45Ключові слова:
адмітанс; імпеданс; активна компонента; реактивна компонента; ідентифікація; імпедансна спектроскопія; математична модель; електрична модельАнотація
Наведено метод ідентифікації харчової продукції за результатами вимірювання електричних параметрів. Такими параметрами вибрано реактивну та активну компоненти адмітансу багатоелементного двополюсника, яким подається контрольована продукція. У роботі наведено електричну модель первинного ємнісного перетворювача двоелектродної конструкції з неізольованими електродами та контрольованим харчовим продуктом. Вона містить паралельне з’єднання еквівалентних ємності та опору контрольованого об’єкта та послідовно ємності подвійного шару кожного з електродів. Відповідно до електричної моделі отримано математичну модель у вигляді аналітичного виразу, що описує активну та реактивну компоненти адмітансу. Проаналізовано такі моделі в широкому частотному діапазоні для різних значеннях параметрів моделі. Активна та реактивна компоненти адмітансу залежать пропорційно від реактивної та активної провідностей контрольованого об’єкта. Разом з тим, зміна характеру кривих, що описують активну та реактивну компоненти також залежать від співвідношення між активною провідністю об’єкта контролю та ємністю подвійного шару і частотою. Відповідно до математичної моделі реактивна компонента визначається сумою складових. Одна складова пропорційна ємності подвійного шару, а друга – еквівалентній ємності об’єкта. Із зростанням частоти перша зменшується, а друга зростає. Відповідно, зменшення частоти призводить до зростанням першої і зменшення другої. Звідси очевидним є те, що в широкому частому діапазоні крива, що описує реактивну компоненту, має два екстремальних значення. Також за отриманими результатами моделювання можна оцінити вплив ємності подвійного шару на зміну компонент адмітансу при сталих інших параметрах математичної моделі в широкому частотному діапазоні. На основі цього виявлено ідентифікаційні ознаки за якими доцільно ідентифікувати харчову продукцію. Однією з них є залежність активної компоненти від частоти. При цьому на початку діапазону така зміна є нелінійною і залежить від частоти, а на вищих частотах має адитивний характер від частоти. Іншою ідентифікаційною ознакою є зміна форми кривої, що відображає реактивну компоненту адмітансу. Характерною ознакою є наявність двох екстремальних значень, які є максимальними та мінімальними відповідно до діапазону частот. При цьому екстремальне значення для різного значення активної провідності об’єкта має свою частоту, а також змінюється за амплітудою. Зроблено висновки щодо застосування виявлених ідентифікаційних ознак для ідентифікації харчових продуктів за параметрами адмітансу.
Завантаження
Посилання
DSTU ISO 22000:2019 (ISO 22000:2019 IDT). Systemy keruvannya bezpechnistyu kharchovykh produktiv. [in Ukrainian]
Hryhorchak I.I. Impedansna spektroskopiya: navchalʹnyy posibnyk. Lʹviv: Vydavnytstvo Lʹvivsʹkoyi politekhniky, 2011. 352 s. [in Ukrainian]
Pokhodylo Ye., Stasyshyn Y. Identification of food products with additive E621 according to admittance parameters. Vymiryuvalʹna tekhnika ta metrolohiya: mizhvidomchyy naukovo-tekhnichnyy zbirnyk. 2022. Vyp. 83, № 4. S. 43–46. [in Ukrainian]
Pokhodylo YE. V. Imitansnyy kontrolʹ yakosti: monohrafiya. L.: NULP, 2012. – 164 s. [in Ukrainian]
Martynovych N.V. Metod vymiryuvannya tverdosti vody za parametramy imitansu ta yoho metrolohichne zabezpechennya: Avtoref. dys. kandydata tekhn. nauk. NU «Lʹvivsʹka politekhnika» MON Ukrayiny. Lʹviv, 2012. – 18 s. [in Ukrainian]
Patent Ukrayiny № 93243. Sposib ekspresnoho vyznachennya vmistu etylovoho spyrtu v vodno-spyrtovomu rozchyni, MPK G01N27/48, G01N27/02, vid 25.09.2014. [in Ukrainian]
Pat. na KM №93243 Ukrayina, MPK G01N27/48, G01N27/02. Impedansnyy analizator dlya identyfikatsiyi marok vodno-spyrtovykh napytkiv / Kukla A. L., Pavlyuchenko A. S., Maystrenko A. S, Mamykin A. V. Tekhnolohiya i konstruyuvannya v elektronniy promyslovosti, Kyyiv, 2012, №1, S.15-21. [in Ukrainian]
Pokhodylo YE. V., Flyunt N. B. Identyfikatsiya svizhoho ta rozmorozhenoho mʺyasa metodom impedansnoyi spektroskopiyi. Vymiryuvalʹna tekhnika ta metrolohiya. 2010 № 80 (3). S. 15-20. [in Ukrainian]
Shchebetovsʹka O. O., Byk O. O. Vyznachennya svizhosti kuryachoho mʺyasa metodom impedansnoyi spektroskopiyi. LNUVM im. S. Hzhytsʹkoho. 2011. vyp. 13, № 4(4), S. 352–358. [in Ukrainian]
Chanet, M., Riviere, C., and Eynard, P.: Electroimpedance spectrometry for process control of minced meat products. Food Eng. 1999. № 42, p. 153–159.
Chowdhury, A., Singh, P., Kanti Bera, T., Ghoshal, D., and Chakraborty, B.: Electrical impedance spectroscopy study of mandarin during ripenin. Food Meas. Character. 2017 p 1–11, https://doi.org/10.1007/s11694-017-9545-y, 2017b.
Harker, F. R. and Forbes, S. K.: Ripening and chilling development in persimmon fruit: an electrical impedance study. New Zeal Crop Hort. 1997. № 25, P. 149–157.
Pokhodylo YE. V., Yuzva V. Z. Vymiryuvannya elektrofizychnykh parametriv spyrtovykh rozchyniv. Komp'yuterni nauky ta informatsiyni tekhnolohiyi: mizhvidomchyy naukovo-tekhnichnyy zbirnyk. Vydavnytstvo Natsionalʹnoho universytetu "Lʹvivsʹka politekhnika", 2015. №1.C.37-45. [in Ukrainian]
Herasym M. R. Rozvytok metrolohichnoho zabezpechennya vymiryuvannya elektrofizychnykh parametriv obʺyektiv kvalimetriyi neelektrychnoyi pryrody: Avtoref. dys. kandydata tekhn. nauk / NU «Lʹvivsʹka politekhnika» MON Ukrayiny. Lʹviv, 2014. 20 s. [in Ukrainian]