一种自动对针的针入度仪及其对针方法与流程

本发明涉及沥青针入度检测技术领域，尤其涉及一种自动对针的针入度仪及其对针方法。

背景技术：

针入度是在规定的温度和时间内，使一定重量的标准针垂直贯入试样的深度，而针入度仪是一种测量沥青针入度的仪器。在测量针入度时，需要先将针尖与试样表面进行接触、并且针尖不得插入试样内，否则会影响测量结果的精确性和可靠性。

由于标准针的长度规格不同，直接安装时难以控制标准针的针尖与针入度主体之间的距离，目前的测量设备在安装标准针后均需要手动对针。人工手动对针不仅效率低下，而且人为影响因素较大，对测量结果的可靠度影响较大。在对针过程中要么会针尖并未与试样表面进行接触，要么针尖已经插入试样表面内，难以控制达到针尖与试样刚好接触的临界状态。

另外，检测时的试样温度对测试结果影响较大，而现有的针入度仪中，难以在测试时同时精确获取测试时的试样温度。

技术实现要素：

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的针入度仪及其对针方法。具体地，本发明提供能够自动精确对针的针入度仪及其对针方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种自动对针的针入度仪，包括底座、固定在所述底座上的升降装置、与所述升降装置连接的针连杆和标准针，还包括装针器和感应器，所述装针器底部设置有针托，用于将所述标准针的预定位置固定在所述针连杆的底部；所述感应器固定在所述升降装置的底部，用于检测所述标准针的针尖是否到达待测试样表面；

所述针入度仪还包括控制器，所述升降装置和所述感应器均与所述控制器电连接，所述控制器接收所述感应器的检测结果，并根据所述检测结果控制所述升降装置停止运行。

其中，所述装针器为l型结构，包括立杆，所述针托的一侧与所述立杆的底端固定连接。

其中，所述针托中部设置有定位孔，用于放置待安装的标准针，所述定位孔的中心轴线与所述立杆相平行。

其中，其特征在于，所述装针器的立杆为可伸缩结构，且所述立杆上设置有刻度。

其中，所述感应器为接近传感器。

其中，所述针连杆的顶端与所述升降装置的底端之间为顶吸式连接结构。

其中，所述针入度仪还包括位于所述底座上的水槽，所述水槽内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器信号连接；所述温度传感器用于检测所述水槽内的温度，并将检测结果发送至所述控制器。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种自动对针的针入度仪的对针方法，所述对针方法包括以下步骤：

通过装针器将预定规格的标准针装入针连杆底端，确保标准针的针尖与感应器的检测端平齐；

开启升降装置和所述感应器，所述感应器实时检测待测试样的信号，并将检测结果发送至控制器；

所述控制器接收到所述感应器发送的信号后，控制所述升降装置停止运行，完成对针。

其中，所述通过装针器将预定规格的标准针装入针连杆底端包括：

选取与所述预定规格的标准针相匹配的所述装针器；

将所述预定规格的标准针的针尖端放入所述装针器的定位孔中；

通过移动所述装针器，将所述预定规格的标准针的顶端放入所述针连杆底端的安装孔中；

将所述装针器的立杆顶端或者预定刻度位置与所述升降装置的主体底部对齐，然后锁紧所述安装孔上的顶丝，用以固定所述预定规格的标准针。

本发明的针入度仪通过感应器检测标准针的针尖是否到达试样表面，并将感应信号发送至控制器，由控制器控制升降装置带动标准针停止下降，完成自动、精确对针。此自动针入度仪的对针过程完全自动化，对针精确，有效避免人工操作导致的误差，提高测量结果的可靠性。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的自动针入度仪的结构示意图；

图2示例性地示出了标准针的安装示意图；

图3示例性地示出了本发明的对针方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明的针入度仪在升降装置的底部设置感应器，令测试时标准针的针尖与感应器的检测端平齐，利用感应器实时检测试样表面的位置，当感应器的检测端接触试样表面时检测到信号，说明标准针的针尖也与试样表面接触，此时，感应器向控制器发送信号，控制器接收信号后控制升降装置停止运行，完成精确对针。此过程无需工作人员进行人工对针和肉眼识别，有效避免人工带来的误差，确保对针精度，为后续测量结果的可靠性提供保障。而针对不同的试样可能要采用不同规格的标准针，本发明的针入度仪还包括带刻度、可伸缩的装针器，用以安装不同规格的标准针，同时保证标准针的针尖与感应器的检测端相平齐。

下面结合附图，对根据本发明所提供的自动对针的针入度仪及其对针方法进行详细说明。

图1示出了本发明的自动针入度仪的一种具体实施例的结构示意图，图2为一种实施例中标准针的安装示意图，综合参照图1和图2所示，该自动对针的针入度仪包括底座1、固定在底座1上的升降装置2、与升降装置2连接的针连杆3和标准针4，还包括装针器5和感应器6。装针器5底部设置有针托51，用于将标准针4的预定位置固定在针连杆3的底部，即将检测用的预定规格的标准针4进行安装，同时在安装过程中确定标准针4的针尖高度，便于精确对针。感应器6固定在升降装置2的底部，并且感应器6的检测端(底端)与标准针4的针尖相平齐，用于检测标准针4的针尖是否到达待测试样10表面。

进一步地，为提高对针过程和检测过程的自动化程度，本发明的针入度仪还包括控制器7，升降装置2和感应器6均与控制器7电连接，由控制器控制器运行和启停。具体地，控制器7实时接收感应器6的检测结果，并根据检测结果控制升降装置2停止运行，完成自动、精确对针。

在实际应用中，针对不同的试样10需要用到不同规格的标准针4。在本发明中，针对不同规格的标准针4，分别设置相应固定高度的装针器5，即通过装针器5的高度即可直接确定该种规格的标准针4安装后针尖的位置，保证标准针4的针尖与感应器6的检测端平齐。此种情况下，感应器6感应到待测试样10的表面信号后，即说明标准针4的针尖接触到待测试样10的表面，进而感应器6向控制器7发送信号，控制器7控制升降装置2停止运行，有效保证标准针4的针尖停留在待测试样10的表面，精确对针。

为了便于根据装针器5的高度确定标准针4的针尖安装后与升降装置2的主体底部之间的距离，在本发明的设备中，装针器5为l型结构，包括立杆52，针托51的一侧与立杆52的底端固定连接。

具体地，针托51中部设置有定位孔510，用于放置待安装的标准针4，定位孔510的中心轴线与立杆52相平行。同时，无论定位孔510为沉孔或通孔，只要确保定位孔510的底端(即标准针4的针尖)与立杆52的底端平齐或者高度方向的垂直距离确定即可；例如，标准针4放入定位孔510内后，其针尖低于立杆52的底端2mm或5mm；再例如，定位孔510的深度小于针托51的厚度，两者差第一预定距离，而针托51的底端低于或高于(也可平齐于)立杆51的底端第二预定距离。这样在安装时，标准针4放置在定位孔510内，立杆52的顶部与升降装置2的主体底部平齐，只需通过立杆52的高度即可直接(定位孔510的底端与立杆52的底端平齐)或间接(定位孔510的底端与立杆52的底端不平齐、但两者之间的垂直距离确定)地确定标准针4的针尖与感应器6的检测端(底端)平齐。

需要指出的是，定位孔510的底端为锥形结构，与标准针4的针尖端部形状相适应，以保证标准针4被直立安装，精确针尖与感应器6的检测端(即底端)相平齐。

在另一个典型的实施例中，装针器5的立杆52还可以设计为可伸缩结构，并且立杆52上设置有刻度。在安装使用中，针对不同规格的标准针，只需装针器5的立杆52伸缩至相应的刻度位置即可；然后只需通过针托51将标准针4托至可固定安装的高度、并与针连杆3的底端进行固定，此时标准针4的针尖与感应器6的检测端相平齐。

需要指出的是，在本发明的针入度仪中，感应器6选用为接近传感器。当接近传感器的检测端接触到待测试样10的表面时，即向控制器7发送确认信号，控制器7即控制升降装置2停止运行，与接近传感器的检测端相平齐的标准针4的针尖也即停留在待测试样10的表面，完成精确对针。

在本发明中，针连杆3的顶端与升降装置2的底端之间为顶吸式连接结构。现有的自动针入度仪中，针连杆的连接方式多为采用电磁铁从侧面卡住，从而导致在卡的过程中，针连杆会有所振动，影响设备精度。而本发明中，在设备顶部设置电磁铁，有效保证针连杆在安装和使用过程中的精确度。

另外，本发明的针入度仪还包括位于底座1上的水槽8，水槽8内设置有温度传感器81，温度传感器81与控制器7信号连接。温度传感器81用于检测水槽8内的温度，并将检测结果发送至控制器7，以检测和保证在测试时待测试样10所处的环境(水槽)温度，同时这样的测量和检测结果，有利于后续的统计和研究。

具体地，在控制器7中设置有信号接收模块和信号发送模块，信号接收模块用于接收感应器6和/或温度传感器81的信号或检测结果，信号发送模块则用于向升降装置2发送停止信号。另外，为了便于研究和统计，在控制器7中还可以设置有储存模块，用于实时存储温度传感器81的检测结果以及此检测结果对应的试样的最终针入度检测结果。

相适应于上述自动对针的针入度仪，本发明还提供了该针入度仪的对针方法，图3示出了该对针方法的流程图，参照图3所示，该对针方法包括以下步骤：

通过装针器5将预定规格的标准针4装入针连杆3底端，确保标准针4的针尖与感应器6的检测端平齐；

开启升降装置2和感应器6，感应器6实时检测待测试样10的信号，并将检测结果发送至控制器7；

控制器7接收到感应器6发送的信号后，控制升降装置2停止运行，完成对针。

在本发明的针入度仪的对针方法中，确保标准针4的针尖与感应器6的检测端相平齐，为精确对针的重要前提，因此，标准针4的精确安装极为重要。

具体地，通过装针器5将预定规格的标准针4装入针连杆3底端包括以下步骤：

选取与预定规格的标准针4相匹配的装针器5；

将预定规格的标准针4的针尖端放入装针器5的定位孔510中；

通过移动装针器5，将预定规格的标准针4的顶端放入针连杆3底端的安装孔中；

将装针器5的立杆52顶端或者预定刻度位置与升降装置2的主体底部对齐，然后锁紧安装孔上的顶丝，用以固定预定规格的标准针4。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。