專利名稱：智能顆粒強度試驗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
智能顆粒強度試驗機是測試單個顆粒材料強度特性的檢測設(shè)備，廣泛用于塑料、化肥、催化劑、分子篩、吸附劑、冶煉球團等顆粒物料強度的測定。
已有的顆粒強度試驗機，都是由機體、壓力機構(gòu)、樣品臺組成，壓力機構(gòu)的驅(qū)動是手動的，并通過機械傳動將壓力或拉力傳遞到指針式指示儀。機械傳動機構(gòu)龐大、機構(gòu)復(fù)雜，測量的精度低，動態(tài)的數(shù)據(jù)不能自動記錄，更不能自動記錄一組數(shù)據(jù)并自動計算、顯示或打印輸出。施加壓力過程，無法感知試樣的破碎。在顆粒試樣已開始損壞(如開裂)，但還沒有粉碎時，加壓的手是感覺不出來的，則繼續(xù)加壓，直到粉碎。測量的數(shù)據(jù)不是開始損壞的壓力，不能較好的反應(yīng)出顆粒試樣的抗壓強度，測量的精度也比較低。另外，驅(qū)動的壓力不能控制，施加的壓力不是均勻增加，也影響測量的精度，測量的數(shù)據(jù)差別也比較大。
本實用新型的目的是提供一種能較真實地測出抗壓強度、具有較高的測量精度，而且操作簡單、方便、可靠，測量效率高的顆粒強度試驗機。
本實用新型的智能顆粒強度試驗機有機體、裝于機體的壓力機構(gòu)及樣品臺，其結(jié)構(gòu)特點在于樣品臺設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器輸出端通過運算放大器和AD轉(zhuǎn)換器與單片機連接，單片機連有顯示或打印輸出設(shè)備。當壓力機構(gòu)工作，對樣品臺上的顆粒樣品施加壓力時，通過樣品臺設(shè)有的壓力傳感器取得對顆粒樣品壓力的信號。信號經(jīng)運算放大器、AD轉(zhuǎn)換器送到單片機，進行連續(xù)測量，并可顯示或打印測得的壓力值。由于測得的壓力值可以連續(xù)地儲存、比較，當壓力逐漸達到強度值后，顆粒樣品被壓損壞時，測得的壓力值會突然減少，就可以確定壓力突然減少的前一個壓力值即為其強度值。由于可以快速連續(xù)測量，測得的壓力值前后差值比較小。同時，顆粒樣品被壓碎損時能及時準確地反應(yīng)出來，準確地確定出破損的強度值。由此確定的強度值比較真實，精度也比較高。破損的感知及相應(yīng)地反映出強度值都是自動進行的，而且可以相應(yīng)的儲存和輸出，操作非常方便、可靠，測量效率高。為了進一步提高測量精度和效率，單片機的控制輸出端最好與壓力機構(gòu)的驅(qū)動器連接，利用測得的壓力變化的情況來控制壓力機構(gòu)運行的快慢，使壓力機構(gòu)對顆粒樣品施加的壓力均勻地增加，并在顆粒樣品破損后，控制壓力機構(gòu)回轉(zhuǎn)。為能整個測量都是在單片機控制下進行，并能快速測量一組顆粒樣品，單片機一般都連有鍵盤。
本實用新型的智能顆粒強度試驗機與已有的技術(shù)相比，具有能夠準確地感知和確定出顆粒樣品的破損，并能比較真實地測量出顆粒樣品破損的強度值，測量的精度比較高；測量操作比較方便、可靠，并能進行計算，大大提高了工作效率。
附圖表示了本實用新型的一種智能顆粒強度試驗機。其中，

圖1是其結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是其電路框圖，圖3是其判斷顆粒樣品破損的程序框圖，圖4是其電路原理圖。
這種智能顆粒強度試驗機有機體1、裝于機體的壓力機構(gòu)2及樣品臺5。樣品臺設(shè)有壓力傳感器15，壓力傳感器輸出端通過運算放大器Av和AD轉(zhuǎn)換器與單片機cpu連接。單片機連有顯示器6和打印機8。單片機還連有鍵盤7。單片機、運算放大器、AD轉(zhuǎn)換器、顯示器、打印機、鍵盤都組裝于機體。壓力機構(gòu)由步進電機和通過傳動付與步進電機連接的壓力桿構(gòu)成。壓力機構(gòu)的驅(qū)動器為步進電機及步進電機的驅(qū)動電路。所以單片機的控制輸出端與步進電機的驅(qū)動電路連接。單片機內(nèi)裝有圖3所示的程序。其中，F(xiàn)1為前一時刻測得的壓力值；F2為后一時刻測得的壓力值；F＝F2-F1；F＝F1-F2；為給定的破損系數(shù)，即F1-F2當大于或等于該系數(shù)時才確定為破損。單片機做為控制核心，控制各部分的工作運行。在測試顆粒樣品的過程中，單片機控制步進電機運行，通過壓力桿對顆粒樣品施加的壓力較均勻地增加。壓力傳感器把壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。電信號?jīng)過放大，送到AD轉(zhuǎn)換器(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，送入單片機進行處理譯碼、儲存，一路送顯示器顯示，一路經(jīng)單片機的控制輸出端輸出控制步進電機的驅(qū)動電路，控制步進電機的運行，控制其正反轉(zhuǎn)及快慢。單片機同時運行判斷破損程序，把新測得的壓力值F2與前一時刻的壓力值F1比較，來判斷被測顆粒樣品是否破損。當F2-F1大于零并且F1-F2大于或等于給定的破損系數(shù)時，即是顆粒樣品破損，將該F1確定為破損的強度值，并輸出打印。同時單片機控制步進電機回轉(zhuǎn)，壓力桿上升，預(yù)備下次的測量。如果進行了一組顆粒樣品的測量，不但顯示和打印一組的強度值，還可以用單片機運算出它們的平均值并顯示和打印。
權(quán)利要求1.智能顆粒強度試驗機有機體、裝于機體的壓力機構(gòu)及樣品臺，其特征在于樣品臺設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器輸出端通過運算放大器和AD轉(zhuǎn)換器與單片機連接，單片機連有顯示或打印輸出設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所說的智能顆粒強度試驗機，其特征在于單片機的控制輸出端與壓力機構(gòu)的驅(qū)動器連接。
3.如權(quán)利要求2所說的智能顆粒強度試驗機，其特征在于單片機連有鍵盤。
4.如權(quán)利要求1或2或3所說的智能顆粒強度試驗機，其特征在于壓力機構(gòu)由步進電機和通過傳動副與步進電機連接的壓力桿構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所說的智能顆粒強度試驗機，其特征在于單片機的控制輸出端與步進電機的驅(qū)動電路連接。
專利摘要智能顆粒強度試驗機是測試單個顆粒材料強度特性的檢測設(shè)備,廣泛用于塑料、化肥、催化劑、分子篩、吸附劑、冶煉球團等顆粒物料強度的測定。其有機體、裝于機體的壓力機構(gòu)及樣品臺,其結(jié)構(gòu)特點在于:樣品臺設(shè)有壓力傳感器,壓力傳感器輸出端通過運算放大器和AD轉(zhuǎn)換器與單片機連接,單片機連有顯示或打印輸出設(shè)備。通過壓力傳感器取得對顆粒樣品壓力的信號。信號經(jīng)運算放大器、AD轉(zhuǎn)換器送到單片機,進行連續(xù)測量,并可顯示或打印測得的壓力值。
文檔編號G01N15/00GK2272579SQ9620312
公開日1998年1月14日 申請日期1996年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月21日
發(fā)明者于志勇 申請人:于志勇