氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硬度檢測(cè)設(shè)備，尤其是氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 谷物顆粒一般包括小麥、大米、玉米、大豆等的顆粒狀種子。谷物是人類(lèi)生存的物 質(zhì)基礎(chǔ)，谷物質(zhì)量的好壞是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事，而谷物的硬度是影響谷物質(zhì)量的重要 因素，也是國(guó)內(nèi)外谷物部門(mén)嚴(yán)格控制的一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們 生活水平的提高，谷物硬度的檢測(cè)越來(lái)越引起收購(gòu)、生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的重視。
[0003] 谷物顆粒硬度檢測(cè)常用的有角質(zhì)率法、壓力法、研磨法、近紅外法等。正常收獲、干 燥的小麥中，硬度與角質(zhì)率之間存在著顯著的正相關(guān)關(guān)系，但也有例外，角質(zhì)率高的小麥未 必硬，角質(zhì)率低的小麥未必軟，因此，用角質(zhì)率表示小麥硬度不完全合理。利用壓力測(cè)定計(jì) 測(cè)定硬度，如壓裂籽粒法、切割法等，費(fèi)事而準(zhǔn)確性差，目前很少使用。利用研磨粉碎來(lái)測(cè) 定小麥硬度，破壞了樣品的完整性，不可重復(fù)。近紅外法，簡(jiǎn)便快速，可同時(shí)測(cè)幾個(gè)性狀，但 儀器價(jià)格昂貴，也難以推廣普及。
[0004] 國(guó)內(nèi)對(duì)谷物顆粒硬度測(cè)定裝置具有很大的市場(chǎng)需求，而現(xiàn)有的谷物顆粒硬度測(cè)定 方法存在著儀器價(jià)格、操作時(shí)間或環(huán)境要求等方面的問(wèn)題，難以滿足收購(gòu)、生產(chǎn)、加工、儲(chǔ) 藏、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一種氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢 測(cè)儀，為谷物顆粒硬度測(cè)量提供一種新的方法和儀器。
[0006] 本發(fā)明氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀所采用的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀，包括殼體，在殼體上部設(shè)置有上密封裝置，在殼體 下部設(shè)置有下密封固定裝置，在殼體內(nèi)部設(shè)置有檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括壓頭、壓桿、 連桿、位移傳感器探頭、位移傳感器、氣壓傳感器和控制器盒，壓頭設(shè)置在殼體內(nèi)部中間將 殼體分隔成上、下兩部分形成混合倉(cāng)和加壓倉(cāng)，在加壓倉(cāng)的兩側(cè)分別設(shè)置有進(jìn)氣口、排氣口 和導(dǎo)氣孔，壓桿設(shè)置在壓頭后部并與壓頭固定連接，連桿設(shè)置在壓頭后部，氣壓傳感器、位 移傳感器和控制器盒安裝在加壓倉(cāng)內(nèi)，位移傳感器探頭設(shè)置在位移傳感器下端，位移傳感 器探頭下端與連桿相連接，位移傳感器通過(guò)控制電纜與控制盒相連接，所述位移傳感器探 頭隨連桿同步移動(dòng)，由位移傳感器將測(cè)得的位移數(shù)據(jù)傳送到控制器盒中。
[0007] 所述上密封裝置包括排氣密封閥、端蓋、端蓋密封圈、螺紋和端蓋加強(qiáng)筋，端蓋通 過(guò)螺紋連接在殼體上部，并通過(guò)端蓋密封圈對(duì)混合倉(cāng)進(jìn)行密封，排氣密封閥設(shè)置在端蓋上 部中心，端蓋加強(qiáng)筋設(shè)置在排氣密封閥與端蓋之間，在混合倉(cāng)上部外側(cè)設(shè)置有限位塊，端蓋 由限位塊限位。
[0008] 所述下密封固定裝置包括螺栓、底座和底座密封圈，加壓倉(cāng)通過(guò)螺栓固定在底座 上，并由底座密封圈進(jìn)行密封。
[0009] 本發(fā)明氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀的檢測(cè)方法如下： a、 對(duì)高硬度填充粉的體積進(jìn)行測(cè)量； b、 將被測(cè)谷物顆粒試樣和填充粉均勻混合后放置在混合倉(cāng)中，填充粉淹沒(méi)谷物顆粒； c、 使用壓縮空氣作為動(dòng)力，從進(jìn)氣口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)導(dǎo)氣孔作用于壓頭上，帶動(dòng)壓頭向上運(yùn) 動(dòng)，使得谷物顆粒試樣處于均勻受力狀態(tài)； d、 當(dāng)壓頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)壓桿、固定在壓桿上的連桿以及與連桿相連的位移傳感器 探頭一起向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的位移由位移傳感器測(cè)得，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳送到控制器盒中進(jìn) 行計(jì)算，算出混合倉(cāng)中的谷物顆粒試樣和填充粉組成的均勻混合物的體積變化，其中要減 去提前測(cè)量好的填充粉的體積； e、 同時(shí)，加壓倉(cāng)中的氣壓傳感器記錄壓縮空氣進(jìn)入加壓倉(cāng)過(guò)程中的氣體壓強(qiáng)變化，并 將記錄的氣體壓強(qiáng)數(shù)據(jù)傳送到控制器盒中進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出壓頭作用到混合倉(cāng)中的谷物顆 粒試樣和填充粉組成的均勻混合物上的壓力大??； f、 控制器盒處理上述測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算得到谷物顆粒的平均硬度值，定義平均硬度計(jì)算 公式如下；
邊谷物顆粒平均硬度； 作用在谷物顆粒上壓力變化； g?5谷物顆粒體積的變化 壓縮終了時(shí)加壓倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)； 這壓頭頂部投影圓面積； 壓頭重力值； 桿重力值； 連桿和固定螺釘重力值； 排氣密封閥頭引起的附加力； ^\排氣密封閥頭動(dòng)作時(shí)壓頭面對(duì)端蓋底面高度值； 為 ^壓縮終了時(shí)壓頭面對(duì)端蓋底面高度值； 6填充粉體積； 排氣密封閥頭以及壓頭定位孔引起的體積損失； g、 測(cè)試完畢時(shí)，壓縮空氣經(jīng)由排氣口排出。
[0010] 本發(fā)明的積極效果如下： 1、采用氣動(dòng)型方法進(jìn)行谷物顆粒硬度檢測(cè)，提供了一種新穎的谷物顆粒平均硬度檢測(cè) 方法。
[0011] 2、采用體積模量方法標(biāo)定谷物顆粒硬度，在谷物顆粒處于彈性形變范圍內(nèi)檢測(cè)平 均硬度，不破壞樣品完整性，可重復(fù)性好，硬度等級(jí)劃分準(zhǔn)確。
[0012] 3、采用壓縮氣體作為動(dòng)力，無(wú)需工作電源，適合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。
[0013] 4、氣壓傳感器和位移傳感器同步記錄壓強(qiáng)和位移數(shù)據(jù)，并由控制器盒進(jìn)行數(shù)據(jù)分 析處理，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。
[0014] 5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀的立體圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀的主視圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀的圖2的A-A剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 如附圖所示，本發(fā)明氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀，包括殼體22,在殼體22上部設(shè) 置有上密封裝置，在殼體22下部設(shè)置有下密封固定裝置，在殼體22內(nèi)部設(shè)置有檢測(cè)裝置。 通過(guò)設(shè)置上密封裝置、下密封固定裝置和檢測(cè)裝置，上密封裝置對(duì)殼體上部進(jìn)行密封，下密 封固定裝置對(duì)殼體下部進(jìn)行密封并能殼體進(jìn)行固定，檢測(cè)設(shè)置用于對(duì)殼體內(nèi)部的谷物顆粒 進(jìn)行硬度檢測(cè)。
[0019] 上密封裝置包括排氣密封閥1、端蓋2、端蓋密封圈3、螺紋4和端蓋加強(qiáng)筋25,端 蓋2通過(guò)螺紋4連接在殼體上部，并通過(guò)端蓋密封圈3對(duì)混合倉(cāng)21進(jìn)行密封，排氣密封閥 1設(shè)置在端蓋2上部中心，端蓋加強(qiáng)筋25設(shè)置在排氣密封閥1與端蓋2之間，在混合倉(cāng)21 上部外側(cè)設(shè)置有限位塊5,端蓋2由限位塊5限位。
[0020] 下密封固定裝置包括螺栓10、底座15和底座密封圈11，加壓倉(cāng)12通過(guò)螺栓10固 定在底座15上，并由底座密封圈11進(jìn)行密封。
[0021] 檢測(cè)裝置包括壓頭20、壓桿19、連桿13、位移傳感器探頭14、位移傳感器18、氣壓 傳感器7和控制器盒16,壓頭20設(shè)置在殼體22內(nèi)部中間將殼體22分隔成上、下兩部分形 成混合倉(cāng)21和加壓倉(cāng)12,在加壓倉(cāng)12的兩側(cè)分別設(shè)置有進(jìn)氣口 8、排氣口 17和導(dǎo)氣孔6， 壓桿19設(shè)置在壓頭20后部并與壓頭20固定連接，連桿13設(shè)置在壓頭20后部，氣壓傳感 器7、位移傳感器14和控制器盒16安裝在加壓倉(cāng)12內(nèi)，位移傳感器探頭14設(shè)置在位移傳 感器18下端，位移傳感器探頭14下端與連桿13相連接，位移傳感器通過(guò)控制電纜與控制 盒相連接，所述位移傳感器探頭14隨連桿13同步移動(dòng)，由位移傳感器18將測(cè)得的位移數(shù) 據(jù)傳送到控制器盒16中。
[0022] 本發(fā)明氣動(dòng)型谷物顆粒硬度檢測(cè)儀的檢測(cè)方法如下： a、 對(duì)高硬度填充粉24的體積進(jìn)行測(cè)量；之所以選擇高硬度填充粉，例如石英砂粉，硬 度較高的粉末認(rèn)為壓縮過(guò)程中體積不變，并且可以填充顆粒之間的縫隙，狀態(tài)類(lèi)似于谷物 顆粒浸泡在填充