专利名称：方糖硬度测定仪的制作方法
技术领域：
方糖硬度测定仪
技术领域：
本实用新型属于检测仪器技术领域，特别涉及如方糖类产品的硬度检验测 试仪器。
背景技术：
根据相关专利信息网的检索，目前市场上类似方糖类产品的硬度检验仪器 有
① 测量小麦硬度的设备采用一对研磨副，在进料斗上设置插板及触点开关，在机架 底部设置传感器，在外罩上安装显示屏。
② 橡胶数显硬度计其原理是将压针平稳接触样品，施加外力。在弹簧作用下使压针 伸縮来调整电位器的阻值大小，通过显示装置显示硬度数值。
③ 药丸硬度测定仪安装在底座中的传动机构带动托盘上升或下降，使放在托盘中的 药丸与固定的力矩仪表相连接的探头接触，将接触过程中的压力转换成硬度值，反映在力 矩仪表的表盘上。
这些仪器均采用探头点接触，测量精度不高。目前国内未见采用智能模块式A/D转换 仪表与计算机直接通讯完成测试结果的自动计算并打印输出，并采用伺服电机加载控制的
小型硬度测试仪。
发明内容本实用新型目的是解决现有技术只能进行点接触压碎样品来测量的精度问 题，提供一种高精度、面接触的方糖硬度测定仪。
本实用新型提供的方糖硬度测定仪，包括主体部分和计算机部分(包括计算机和打 印机)，所述的主体部分包括测试台，测试台上安装有一个测试架，测试架内的测试台上 安装有一个丝杆，丝杆下端穿过测试台并与测试台下方的电机连接，丝杆的上端设置有一 个万向压头，万向压头的上方设置有一个其上方与测试架连接的传感器，该传感器通过线 路连接电气控制箱，并通过电气控制箱连接计算机部分。
其中所述的万向压头包括上压头和压头底座，上压头安装在传感器上，压头底座安装 在测试台上。
所述的电气控制箱的构成包括用于接收传感器将压力转换成的电信号的智能测量模
块，该模块采用北京天辰仪表公司的XSE型仪表，并定制了RS232串行通讯接口和继电 器控制输出接口。该智能测量模块通过RS232串行通讯接口连接计算机部分，计算机部分 将采集到的压力数据完成硬度值的计算和输出；智能测量模块同时设置有继电器控制输出
接口，并通过该接口连接继电器，当智能测量模块采集到样品破碎时的最大压力值时，输出控制信号控制伺服电机，使其停止运行。
所述的丝杆通过减速机连接电机，该电机采用伺服电机，并通过伺服控制器连接电气 控制箱。
本实用新型的优点和积极效果
本实用新型依据QB/T1214-2002《方糖》标准中硬度测定的要求设计，采用模块式 结构系统，采用高精度的伺服电机实现加载控制，用万向压头不仅可以点接触还可以用面 接触充分压碎样品来测量样品的硬度，测量控制电路简单可靠，以力学传感器配合智能测 量仪表显示检测压力，同时将数据传送到计算机，完成检测结果的计算、存储并打印、输 出检验记录。具有以下特点
1. 该仪器按照QB/T1214-2002《方糖》标准完成方糖硬度指标的检测，测量误差小于±1%
2. 采用伺服电机加载控制的高精度，小型化硬度测定仪。加载速度误差小于±1%，稳定性 小于±1%
3. 采用智能模块式数字仪表，配合高精度力学传感器完成压力测量。
4. 采用微型计算机与智能模块式仪表直接通讯，配合测试软件完成数据采集并自动计算硬 度值。
5. 完善的自动保护电路，为测试及系统提供可靠的保护。
6. 测力量程大，调速范围宽，低噪声、结构简单，易于维护，扩展性强。
该仪器可为各级质量监督检验部门及生产企业提供方糖硬度检验手段，提高检验结果 的精度，高效、准确完成测试。该设备还可以完成类似性能产品的力学性能测试，极具扩 展性。其技术性能业内领先。
图1是方糖硬度测定仪测量装置整体结构示意图2是电气控制箱电路方框图3万向压头示意图4.伺服电机控制电路示意图5是测定仪工作过程流程图。
具体实施方式
实施例1
本实用新型提供的方糖硬度测定仪，包括主体部分和计算机部分(包括计算机9 和打印机10)，所述的主体部分包括测试台，测试台上安装有一个测试架，测试架内的 测试台上安装有一个丝杆1,丝杆下端穿过测试台并通过测试台下方的减速机4与伺服电 机5连接，伺服电机5通过伺服控制器6连接电气控制箱7。丝杆上连接一个可上下运行 的活动压板，万向压头的上方设置有一个与活动压板连接的传感器2，该传感器通过线路 连接电气控制箱7，并通过电气控制箱7连接计算机部分。智能测量模块采用北京天辰仪 表公司的XSE型仪表，并定制了RS232串行通讯接口和继电器控制输出接口。该智能测 量模块通过RS232串行通讯接口连接计算机部分。
其中所述的万向压头包括上压头3-2和压头底座3-5，上压头安装在传感器上，压头 底座安装在测试台上，其结构如图3所示，图中3-l活动关节、3-2上压头、3-3被测样 品、3-4样品收集器、3-5压头底座。
4.减速机、5.伺服电机、6.伺服控制器、7.电气控制箱，电路方框图如图2所示。
伺服电机控制电路用于完成电机运转控制，如图4所示。
该方糖硬度测定仪依据QB/T1214-2002《方糖》标准中硬度测定的要求设计，采用模 块式结构系统，采用高精度的伺服电机实现加载控制，将通用力学试验系统用于硬度测定， 用万向压头压縮样品，可消除样品表面不平行造成的误差。采用微型计算机与智能模块式 仪表直接通讯，完成数据采集，并自动计算硬度值，打印输出结果报表。可对方糖、药片 等脆性样品进行测试。
主要技术指标
①压力量程3000N ②压力误差91%
③压力分辨率0.1N ④加载速度10mm/min,±lmm/min
⑤调速范围1 100mm/min ⑥压头面积30mmx30mm ⑦硬度输出分辨率O.OlMpa
使用时应保持机箱水平，将计算机的串口与电气控制箱上的串口用通信电缆连接好， 依次接通电源。
具体使用过程如下(参见图5):
1. 准备
(1) .接通测定仪主机部分的电源，闭合机箱上的空气开关，同时启动计算机系统，接通 打印机电源，此时"停止"键指示灯点亮，测量模块显示初始状态。
(2) .按电气控制箱上的"开"键，接通电机电源，同时按"启动"键，电机准备启动。
2. 测试步骤
(1) 将速度选择开关置于手动档，用速度调节旋钮调至适当的速度，按"运行"和"返 回"键，调节上压头至适合位置； (2) 将速度选择开关置于自动档，将已测量尺寸的样品放在压头底座上；
(3) 按压力显示装置上的"清零"键2秒以上，使其清零；
(4) 按"运行"键，压头以10mm/min的速度向下运行压縮样品。
(5) 样品被压縮后，自动停机，压力显示装置自动记录压力峰值，接"MOD"键可显 示峰值；
(6) 按"返回"键，压头向上运行，离开被测样品后，按"停止"键；
(7) 清理样品碎屑，更换另一个样品，重复(2)至(6)可进行其他样品测试。 测试参考软件
本实用新型采用PressMgr软件，该软件是以VB为开发工具，内嵌Access数据处 理模块，界面简洁，通俗易懂，结果输出调用word模块，可实现检验记录的存储，打 印，操作极为方便。软件支持Windows98/NT/2000/XP操作系统以及OFFICE工具。
权利要求1、一种方糖硬度测定仪，包括主体部分和计算机部分，其特征在于所述的主体部分包括测试台，测试台上安装有一个测试架，测试架内的测试台上安装有一个丝杆，丝杆下端穿过测试台并与测试台下方的电机连接，丝杆的上端设置有一个万向压头，万向压头的上方设置有一个其上方与测试架连接的传感器，该传感器通过线路连接电气控制箱，并通过电气控制箱连接计算机部分。
2、 根据权利要求l所述的方糖硬度测定仪，其特征在于所述的万向压头包括上压 头和压头底座，上压头安装在传感器上，压头底座安装在测试台上。
3、 根据权利要求l所述的方糖硬度测定仪，其特征在于所述的电气控制箱的构成包括用于接收传感器将压力转换成的电信号的智能测量模块，该智能测量模块采用RS232串行通讯接口连接计算机部分；智能测量模块同时设置有继电器控制输出接口，并 通过该接口连接用于控制伺服电机的继电器。
4、 根据权利要求1或2或3所述的方糖硬度测定仪，其特征在于所述的丝杆通过 减速机连接电机，该电机采用伺服电机，并通过伺服控制器连接电气控制箱。
专利摘要方糖硬度测定仪。包括主体部分和计算机部分，主体部分包括测试台上安装的测试架、丝杆，丝杆下端穿过测试台并与测试台下方的电机连接，丝杆的上端依次设置万向压头、传感器，该传感器通过线路依次连接电气控制箱和计算机部分。该仪器采用模块式结构，用伺服电机实现加载控制，用万向压头不仅可以点接触还可以用面接触充分压碎样品来测量样品的硬度。测量控制电路简单可靠，以力学传感器配合智能测量仪表显示检测压力，用计算机完成检测结果的计算、存储并打印、输出检验记录。可为各级质量监督检验部门及生产企业提供方糖硬度检验手段，提高检验结果的精度，高效、准确完成测试。该设备还可以完成类似性能产品的力学性能测试，极具扩展性。
文档编号G01N3/40GK201188080SQ20082007448
公开日2009年1月28日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者威 刘, 萍 孙, 华 张, 力 权, 琴 李, 李建珍, 高亦军 申请人:天津市产品质量监督检测技术研究院