В соответствии с положенными в основу синтеза информационно-измерительной УЗ-системы контроля качества положениями осуществлена организация структуры системы контроля качества.
При построении структуры системы используется модульно-иерархический подход. Иерархия обеспечивается дифференциацией уровней акустических, реологических свойств и показателей качества [1]. На каждом уровне иерархии происходит разделение подходов к измерениям и их интерпретации.
Первый уровень в соответствии со схемой на рис. 1 выполняет следующие функции: получение первичной информации об объекте исследования и оценку акустических свойств молока (молочного продукта) при некоторых заданных условиях (температуре и частоте) в определенном диапазоне их изменения. Исходя из функционального назначения, будем называть этот уровень и входящие в него подсистемы уровнем оценки акустических свойств.
На этом уровне оценки акустических свойств реализуется формирование акустических воздействий, проведение испытаний и регистрация полученного сигнала. Для анализа акустических свойств молока используются измерительные ячейки, представляющие собой резервуар, в стенки которого плоскопараллельно вмонтированы излучающий и приемный УЗ-преобразователи. Для устранения паразитных акустических волн, распространяющихся по стенкам измерительной ячейки, ее корпус выполняется из звуконепроницаемого материала (фторопласт), или между корпусом измерительной ячейки и УЗ-преобразователем размещается фторопластовая вставка для акустической изоляции. Термостатирование осуществляется с использованием трубчатого теплообменника и выносного термостата.
Управление работой измерительных ячеек осуществляется подсистемой формирования и регистрации акустических излучений. Подсистема обеспечивает формирование параметров акустического воздействия (импульсного или непрерывного типа, также задаются время и периодичность импульсов), амплитуды, задаваемой подающимся на пьезоэлектрические преобразователи напряжением, а также частоты и температуры. Эти параметры передаются генератору колебаний и термостатирующим подсистемам, а от генератора к излучающим пьезоэлектрическим преобразователям и цифровому осциллографу для регистрации излученного сигнала. После прохождения акустического сигнала с заданными параметрами через исследуемый образец молочного продукта он регистрируется приемником (пъезокерамическим преобразователем), преобразуется в электрический сигнал и передается на цифровой осциллограф. Цифровой осциллограф осуществляет регистрацию, оцифровку, запись и передачу на ЭВМ излученного и принятого сигналов. Специально разработанное программное обеспечение выполняет фильтрацию выбросов, определение параметров принятого и излученного сигналов по осциллограммам и расчет акустических свойств исследуемой среды, коэффициент поглощения и скорость звука при заданных частоте и температуре.