本发明涉及一种凝胶强度的测量方法及装置，特别适用于琼脂、卡拉胶等凝胶强度的测量。属于化工产品检测设备技术领域。
背景技术：
目前，琼脂、卡拉胶等食品添加剂广泛应用于食品、医药、生物、化工等技术领域，国内外的需求非常大。由于凝胶强度是琼脂、卡拉胶等凝胶的一项重要的指标，因此，需要对琼脂、卡拉胶等凝胶进行强度检测。
现有技术中，检测琼脂、卡拉胶等凝胶的强度，主要有恒定压力破裂法、水压法、物性测试仪Pheo Meter测定法等。
破裂法：是用10个重量依次增加的撞锤系列同时落下，分别压在10块标准凝胶样品上，注意糕完全地被加重的瞬间,此时读此秒表指针秒数,并注意装置的端面在糕的表面开始发生龟裂破坏，加重装置插入糕的中间时,作为最终点，记录糕的初到终点的时间。凝胶可耐20秒不破裂所需的极限压力(g/cm2)。这种测量方法存在设备结构复杂、操作烦琐和精度低等缺陷。
水压法：是把待测凝胶放在托盘的右方，其左方放1000毫升的烧杯，加砝码使天平保持平衡，以每分钟200毫升的速度向左边的烧杯里加蒸馏水，当凝胶表面出现破裂成孔时停止加水。记下1000毫升的烧杯水的毫升数。这种方法存在水流的速度难以控制、测量精度低及没有考滤到破裂成孔时极限压力的时间等缺陷。
物性测试仪Pheo Meter测定法：是把待测样品放于仪器试料台上，手动操作让试料台，以2cm/min向上移动至感压头,当感压头压入凝胶表面刚好破裂(成孔)时,出现一个力的峰值。当感压头压入凝胶表面刚好破裂(成孔)时，仪表上显示最大的峰值。由于它的是指针的读数，摆动较大，在当凝胶表面刚好破裂时压力突然减小，指针也在急速变化。由于人眼和头脑反应的差别就会使得读数的精度差别很大。同时没有考滤到破裂成孔时，极限压力时间重要影响因素。存在未能准确地把琼脂、卡拉胶凝胶强度的各种重要参数(击破凝胶表面的压力、击破凝胶压力的持续时间，和测量时的温度。)
日寒水型：是指在20℃标准温度下，1cm2经20S破裂所能承受的最大压力。由于其结构复杂，操作不便，要按照凝胶的软硬情况加砝码，砝码重量不好控制，而且加砝码的冲击力都会对测量的精度造成影响，同时所承受的最大压力的时间测量上的误差较大，需要长达20S的测量时间，难以控制。存在检测设备结构复杂、精度低、测量时间长和效率低等缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的之一，是为了解决现有已知的凝胶强度测量方法存在检测设备结构复杂、精度低、测量时间长和效率低等问题，提供一种凝胶强度的测量方法。该测量方法具有检测精度高、测量时间短和效率高等特点。
本发明的目的之二，是为了提供一种凝胶强度的测量装置。该测量装置具有结构简单、检测精度高和测量时间短等特点。
本发明的目的之一可以通过采取如下技术方案达到：
一种凝胶强度的测量方法，其特征在于包括如下步骤：
1)准备好测量装置和质量百分含量为1.5％的凝胶溶液；
2)将所述1.5％的凝胶溶液在室温下放置10-15小时，使所述凝胶溶液凝固成为凝胶；然后将所述凝胶放置在测量装置的重力传感平台上；
3)利用测量装置的键盘的数据清零键，将测量装置的重量数据归零，使得所要测量的凝胶在承受最大压力时，排除该被测凝胶除了检测头的压力外其它重力的数据；
4)调节测量装置的调棘紧螺丝使检测头压在待测凝胶的表面，按下测量装置的键盘的起动键，然后缓慢调整测量装置的螺旋伸缩器驱动检测头给凝胶表面施加压力，所施加的压力由小慢慢增大；
5)利用重力传感器平台底面的重力传感器采集凝胶表面承受压力的信息，并将该信息经测量装置的A/D转换模块模数转换后送到控制处理单元处理；
6)当凝胶被重力击破时，重力传感器检测到压力突然减小，控制处理单元锁定凝胶被击破前表面承受的最大压力以及承受最大压力的持续时间；
7)利用温度探头检测凝胶表面的温度，并把采集到的温度数据送到控制处理单元，以解决当时温度环境对测量的影响；
8)由控制处理单元把承受最大压力、承受的最大压力的持续时间，和当时的测量温度通过测量装置的液晶显示屏显示出来，以读出最大压力、最大压力的持续时间、当时测量时的温度。
本发明的目的之一还可以通过采取如下技术方案达到：
进一步地，利用所述键盘的保存按键，保存本次测量的参数时间、温度和最大压力，可连续保存组测量数据。
进一步地，利用所述键盘的读取按键依次读取已保存的数据。
本发明的目的之二可以通过采取如下技术方案达到：
一种凝胶强度的测量装置，包括支架，其结构特点在于：在支架的底面向上依次设有弹性支承台、重力传感平台，所述重力传感平台的底面设有压力传感器；在支架的上部设置螺旋伸缩器，所述螺旋伸缩器的动力输入端连接施压棘轮、动力输出端连接检测头，构成螺旋伸缩式压力施加机构；压力传感器的压力检测头与重力传感平台的底面接触、信号输出端连接A/D转换模块的信号输入端，所述A/D转换模块的信号输出端连接控制处理单元的I/O端之一，控制处理单元的I/O端之二连接温度检测器的信号输出端，构成智能压力及温度检测结构；所述控制处理单元的I/O端之三连接有键盘、I/O端口之四连接有显示屏，构成手动输入及显示结构。
本发明的目的之二还可以通过采取如下技术方案达到：
进一步地，所述弹性支承台可以由支承面板和二至四根压缩弹簧构成，所述支承面板通过压缩弹簧与支架的底面固定连接，构成伸缩式弹性结构。
进一步地，所述螺旋伸缩器的动力输出端可以通过一连接头与检测头连接。
进一步地，所述控制处理单元可以由单片机MCU构成。
进一步地，所述A/D转换模块可以由A/D转换芯片HX711构成。
进一步地，所述检测头可以为1cm2横截面积的圆柱体。
本发明具有如下突出的有益效果：
1、本发明由于采用了螺旋微调伸缩器，可以缓慢地调节检测头的下压，引入了压缩弹簧可以有效地减少了凝胶表面与接触面的相对位移，使得检测头给凝胶表面施压的调节精度极大地提高；因此能够解决现有已知的凝胶强度测量方法存在检测设备结构复杂、精度低、测量时间长和效率低等问题，具有检测设备结构简单、精度高、测量时间短和效率高等特点和有益效果。
2、本发明通过螺旋微调节和控制来调节，同时利用弹簧来辅助减缓压力的调节，提高了测量的精度；通过重力传感器进行压力信息和所持续的时间的采集，大大地提高了测量的精确度，全面地反映出影响凝胶强度的重要因素；通过温度传感器，测知当时测量时的温度信息，解决了温度环境对测量的影响；通过单片机芯片构成的控制处理单元采集到的信息进行处理，智能地保存最大的压力、承受最大压力持续的时间和温度，并通过液晶显示屏显示出来，直观简单。
3、本发明由于引入了重力传感器有效地提高了精度高，引入了温度探头可监测到测量时的温度消除了环境温度对测量值的影响。引入单片机MCU能精准地锁定承受最大压力、承受最大压力的时间和温度。引入了螺旋微调伸缩仪及压缩弹簧使得所施压力的大小精准可控，提高了压力精确度和使操作更方便。引入了键盘和液晶显示屏使得人对信息处理方便与直观。
附图说明
图1是本发明涉及的测量装置一个具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
具体实施例1
参照图1，本实施例涉及的凝胶强度的测量装置，包括支架13，在支架13的底面向上依次设有弹性支承台1、重力传感平台2，所述重力传感平台2的底面设有压力传感器；在支架13的上部设置螺旋伸缩器6，所述螺旋伸缩器6的动力输入端连接施压棘轮7、动力输出端连接检测头4，构成螺旋伸缩式压力施加机构；压力传感器的压力检测头与重力传感平台2的底面接触、信号输出端连接A/D转换模块12的信号输入端，所述A/D转换模块12的信号输出端连接控制处理单元8的I/O端之一，控制处理单元8的I/O端之二连接温度检测器11的信号输出端，构成智能压力及温度检测结构；所述控制处理单元8的I/O端之三连接有键盘10、I/O端口之四连接有显示屏9，构成手动输入及显示结构。
本实施例中：
所述弹性支承台1由支承面板1-1和二至四根压缩弹簧1-2构成，所述支承面板1-1通过压缩弹簧1-2与支架的底面固定连接，构成伸缩式弹性结构。
所述螺旋伸缩器6的动力输出端通过一连接头与检测头4连接。所述螺旋伸缩器6由常规技术的螺旋伸缩器构成。
所述控制处理单元8由常规技术的单片机芯片MCU构成。
所述A/D转换模块12由常规技术的A/D转换芯片HX711构成。
所述检测头5为1cm2横截面积的圆柱体。
本实施例涉及的凝胶强度的测量方法，其特征在于包括如下步骤：
1)准备好测量装置和质量百分含量为1.5％的凝胶溶液；
2)将所述1.5％的凝胶溶液在室温下放置10-15小时，使所述凝胶溶液凝固成为凝胶；然后将所述凝胶放置在测量装置的重力传感平台上；
3)利用测量装置的键盘10的数据清零键，将测量装置的重量数据归零，使得所要测量的凝胶在承受最大压力时，排除该被测凝胶除了检测头的压力外其它重力的数据；
4)调节测量装置的调棘紧螺丝7使检测头4压在待测凝胶3的表面，按下测量装置的键盘10的起动键，然后缓慢调整测量装置的螺旋伸缩器6驱动检测头5给凝胶3表面施加压力，所施加的压力由小慢慢增大；
实际应用中，由于采用了螺旋微调伸缩器，可以缓慢地调节检测头的下压，引入了压缩弹簧可以有效地减少了凝胶表面与接触面的相对位移，使得检测头给凝胶表面施压的调节精度极大地提高。
5)利用重力传感器平台底面的重力传感器2采集凝胶表面承受压力的信息，并将该信息经测量装置的A/D转换模块12模数转换后送到控制处理单元8处理；
实际应用中，由于感力感应器的精确度高，使得所测的数据精确度大大地提高准确、稳定和方便调节。
6)当凝胶被重力击破时，重力传感器2检测到压力突然减小，控制处理单元8锁定凝胶被击破前表面承受的最大压力以及承受最大压力的持续时间；
7)利用温度探头11检测凝胶表面的温度，并把采集到的温度数据送到控制处理单元8，以解决当时温度环境对测量的影响；
8)由控制处理单元8把承受最大压力、承受的最大压力的持续时间，和当时的测量温度通过测量装置的液晶显示屏9显示出来，以读出最大压力、最大压力的持续时间、当时测量时的温度。
利用所述键盘10的保存按键，保存本次测量的参数时间、温度和最大压力，可连续保存10组测量数据。利用所述键盘10的读取按键依次读取已保存的数据。
如图1所示，对测量凝胶强度的压力进行调节，其操作过程，包括：
对测量压力的控制过程：先调节调棘紧螺丝7使检测头4刚好压在待测凝胶3的表面，按下键盘10的起动键；然后缓慢调整螺旋伸缩器6带动检测头5(1cm2横截面积的圆柱体)给凝胶3表面施加压力，其压力由小慢慢增大；由于采用了螺旋微调伸缩器，可以缓慢地调节检测头的下压，引入了压缩弹簧可以有效地减少了凝胶表面与接触面的相对位移，使得检测头给凝胶表面施压的调节精度极大地提高。
测量所施加压力值的信息采集其工作流程：由重力传感器对压力的信息进行采集经型号为HX711的A/D模块12进行模数转换送到单片机芯片MCU，再由单片机芯片MCU进行处理，利用凝胶表面被击破时压力突然减少这一特点，智能地锁定了其最大的压力和所承受最大压力的参数。由于感力感应器的精确度高和单片机芯片MCU的时钟计算精度高，使得所测的数据精确度大大地提高。精确、稳定和方便调节。
测量环境温度值的信息采集其工作流程是由温度探头11也把采集到的数据送到单片机芯片MCU。
由键盘10的保存按件可保存本次测量的参数温度、时间和最大压力，可连续保存10数据。由10键的盘读取按件可依次读取一次次已保存的数据。
本发明是一种高精度凝胶强度的测量仪器，还考滤到了击破凝胶表面时的压力，击破凝胶表面时的持续时间和温度这些影响凝胶强度的精确的重要因素。设备简单，成本低廉。操作方便、简单、精准、直观和稳定等优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。