生乳冰點測定儀的製作方法

2023-06-24 09:29:41

專利名稱：生乳冰點測定儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測儀器，特別是一種生乳冰點測定儀。

背景技術：
測量生乳冰點用的儀器對於生乳的檢測、各種乳品的生產監控和乳品安全等方面都有著重要的應用，比如天津天河公司的型號為SBC-I的生乳冰點測定儀，類似的此類傳統生乳冰點測定儀都是電機提供定位動力，成本相對較高，運行噪聲較大，而且製冷過程中不是循環製冷，使得冷阱中的乙二醇液體不同液位溫差很大，加上探針的攪拌不能人為自由的改變攪拌幅度，使得該類測定儀的穩定性較差。在生乳冰點測定儀的使用過程中，儀器對室內溫度和溼度都由比較嚴格的要求， 不適合的溫溼度將有可能導致實驗的失敗，當前國內外的生乳冰點測定儀器均不具有溫溼度檢測的能力，無法在實驗前對實驗的環境進行評估，並且給操作人員提供相應的數據依據。現在市場上的生乳冰點儀產品中，還沒有一個產品具有根據實驗室的溫溼度對儀器各種參數進行相應自動調節的能力，這樣就使得生乳冰點儀在使用中受到很多外界的限制，不能達到寬泛環境範圍的測量。目前，生乳冰點測定儀都是通過RS232串口與PC機進行通訊，現在很多的新型電腦上都不帶RS232接口，需要將RS232轉換成USB 口，才能和PC機進行通訊，這個操作者帶來了很多的不便。而且現在生乳冰點儀的數據存儲空間都很小，不能存放大量的數據，需要操作人員不斷的進行測量數據的記錄，工作繁雜，容易出錯，而且不便於長期的存檔。

發明內容
為了克服現有技術中結構上的不足，本發明的目的是提供一種生乳冰點測定儀， 能夠實現簡單、精準、快速的測量生乳的冰點。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是提供一種生乳冰點測定儀，該測定儀包括有底板，其中該測定儀還包括有手動兩點定位機構、精密調幅攪拌機構、循環控制機構、以微處理器為核心的測控單元，在所述的底板中後側通過兩個支柱固定手動兩點定位機構；精密調幅攪拌機構固定在手動兩點定位機構的頂端，在手動兩點定位機構帶動下做上下運動；在精密調幅攪拌機構的溫度傳感器所對的正下方設有循環制冷機構，並使精密調幅攪拌機構的溫度傳感器與循環制冷機構的冷阱同軸；在底板右側通過螺釘固定微處理器為核心的測控單元的電路板支架，將微處理器為核心的測控單元的測控電路板安放在電路板支架的凹槽中，並通過導線連接精密調幅攪拌機構以及控制循環制冷機構。本發明的效果是採用該生乳冰點測定儀裝置，使儀器運行平穩、噪聲小、可實現測量過程簡單、數值準確、人機交流方便、測量時間只需要1 2分鐘，測量環境+5 +35°C， 測量精度0. 0001°C，測量重複性0. 002°C。該裝置可用於生乳的檢測、各種乳品的生產監控和乳品安全等方面。


圖1為本發明的生乳冰點測定儀機械結構示意圖；圖2為本發明的手動兩點定位機構示意圖；圖3為本發明的手動兩點定位機構支架示意圖；圖4為本發明的手動兩點定位機構軌道示意圖5為本發明的手動兩點定位機構彈簧體示意圖；圖6為本發明的精密攪拌機構機械結構示意圖(帶上蓋)；圖7為本發明的精密攪拌機構機械結構示意圖(無上蓋)圖8為本發明的精密攪拌機構機械結構攪拌針護套示意圖；圖9為本發明的測控單元示意圖。圖中1、底板2、手動兩點定位機構3、精密調幅攪拌機構4、循環控制機構5、測控單元6、彈簧7、彈簧內套8、彈簧外套9、軌道20010、上臂連接板11、連接塊12、軌道固定釘13、電路板支架14、滑塊連杆15、滑動塊16、支柱17、副支柱18、支柱固件19、軸20、 軸承連接塊21、軸承22、攪拌針連接23、支點閂24、電機25、護套閂26、上蓋27、偏心連接塊28、偏心片29、連杆30、滑動塊_S 31、軌道_S 32、護板33、底板_S 34、擺動定向器
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的生乳冰點測定儀的結構和使用方法加以說明。如圖1所示，本發明的生乳冰點測定儀，該測定儀包括有底板，該測定儀還包括有手動兩點定位機構2、精密調幅攪拌機構3、循環控制機構4、以微處理器為核心的測控單元 5。在所述的底板1中後側通過兩個支柱16固定手動兩點定位機構2 ；精密調幅攪拌機構 3固定在手動兩點定位機構2的頂端，在手動兩點定位機構2帶動下做上下運動；在精密調幅攪拌機構3的溫度傳感器所對的正下方設有循環制冷機構4，並使精密調幅攪拌機構3的溫度傳感器與循環制冷機構4的冷阱同軸；在底板1右側通過螺釘固定微處理器為核心的測控單元5的電路板支架13，將微處理器為核心的測控單元5的測控電路板安放在電路板支架13的凹槽中，並通過導線連接精密調幅攪拌機構3以及控制循環制冷機構4。如圖1-5所示，所述手動兩點定位機構2包括有彈簧6、彈簧內套7、彈簧外套8、 軌道_2009、上臂連接板10、連接塊11、軌道固定釘12、電路板支架13、滑塊連杆14、滑動塊15、支柱16、副支柱17、支柱固件18、軸19，將支柱16、副支柱17、支柱固件18 ；將支柱固件18固定在兩個副支柱17的頂端；兩個軌道_2009通過上臂連接板10固定在一起，將軌道固定釘12安裝到軌道_2009的螺紋孔中，起到加固的作用，軌道固定釘12使得兩個軌道 _2009同時運動，而且上升下降的運行距離一樣。將4個滑動塊15與軌道_2009扣合，再將連接塊11分別固定到每一滑動塊15上，將軸19分別固定在軌道_2009上；彈簧內套7固定在軸19上，將彈簧6套在彈簧內套7上，彈簧內套7上套有彈簧外套8，並固定到支柱16 上的軸19上。彈簧6、彈簧內套7、彈簧外套8形成兩點定位器，能夠達到精確的定位位置， 同時有光電開關對位置進行檢測。
如圖1、6、7、8所示，所述的精密調幅攪拌機構3包括軸承連接塊20、軸承21、攪拌針連接22、支點閂23、電機護套24、閂25、上蓋26、偏心連接塊27、偏心片28、連杆29、滑動塊_330、軌道_S31、護板32、底板_S33、擺動定向器34 ；在底板_S33上固定安裝有步進電機的電機護套24，在微處理器的控制下，起到動力源的作用。偏心連接塊27連接到偏心片 28上，偏心片28通過螺栓固定到步進電機的電機軸上，從而形成一個偏心機構，動力源帶動偏心機構運動。在偏心連接塊27上通過軸承21連接連杆29的一端，連杆29的另一端通過軸承21連接在擺動定向器34上，在搬動定向器34的一對圓孔中安裝二個軸承21，二軸承21中間夾持上支點閂23，擺動定向器34上方通過螺栓固定滑動塊_S30，再將滑動塊 _S30與軌道_S31扣合，在底板_S33底部固定兩個護板32，在二護板32下部的孔中 分別安裝軸承21，將下支點閂23固定二軸承21之間，將攪拌針連接22穿過上、下兩個支點閂23 進行固定，將軌道_S31固定在上蓋26上。這樣上述的整體機構就能將旋轉運動變為直線運動，護板32上不同位置的孔能夠對攪拌針和傳感器安裝高度進行粗調，在上、下兩個支點閂23的相對運動下，能夠將直線運動變換為擺動，控制步進電機的旋轉角度就能夠任意的改變擺動的幅度。所述的生乳冰點測定儀的電路部分基本原理框圖如圖9所示，高精度溫度傳感器置於被測生乳中，把溫度信號轉換為電壓信號，在經過濾波以模擬量的形式傳送到微處理器中；製冷片控制電路用於控制半導體製冷片的啟停；溫溼度傳感器用來感應室內的環境溫溼度，將溫溼度值轉化為電壓信號，傳送給微處理器進行數據處理，然後將處理後的數據傳送給數字電位器來控制製冷片控制器電路，改變製冷片工作的極限值，來適應不同的室內環境；微處理器通過控制電機驅動器來驅動步進電機轉動，帶動旋轉變擺動機構的運行， 在預冷過程中擺動幅度較小，等溫度下降到國標指定的溫度後，微處理器控制加大擺動幅度，起到引晶的作用，使得生乳結冰；光電開關起到檢測定位的作用，其根據是否有遮擋物， 發送不同的信號給微處理器，當有物體遮擋住光電開關是，微處理器會向蜂鳴器發出信號， 使其發出響聲，提示操作者，已經到位；時鐘電路用來顯示當前日期，方便操作者做好實驗記錄；觸摸顯示器用來實現人機互動，操作者輸入命令，以及實驗過程中要反饋給操作者的數據都是通過其實現的，觸摸顯示屏為操作者提供了靈活全面的菜單顯示；實驗數據自動存入儀器自帶的USB存儲器中，該存儲器是一種目前市場上流行通用的存儲設備，功率低， 操作簡單，容量大，操作者可以通過儀器和PC機的連接，將存儲器中的數據拷貝走；數據的列印可以應用儀器自帶的微型印表機，也可以用PC機對數據進行列印，給操作者帶來了很大的便利；微處理器是電路板的核心，用來處理各種外界傳入的數據信息，然後通過處理後，對外部相應的器件進行精確控制。所述的生乳冰點測定儀的測定過程是儀器開機時進行內部自檢，包括電機自檢， 判斷電機是否正常，製冷器自檢，判斷製冷系統是否正常，時鐘自檢，判斷時鐘是否走時正常，室內溫溼度檢測，判斷室內溫溼度環境，通過數字電位器對儀器自身的製冷系統工作極限值進行調節來適應當前的環境；自檢通過後儀器開始進入遇冷過程，在大約5分鐘後，液晶顯示主菜單，操作者便可以通過觸摸顯示屏的菜單進行操作，選擇校準功能，將玻璃杯放入冷阱，然後手動按下帶有攪拌針和探頭的精確定位系統，聽到蜂鳴器的響聲，證明精確到位，開始進行校準，顯示屏上顯示當前玻璃杯中的溫度，當溫度降低到_3°C時，調幅攪拌裝置開始加大振幅，使生乳結冰，緊接著微處理器控制採集冰點值數據，進行處理，然後在顯示器上顯示出來，確認校準完成，開始進行測量；測量 程大致和校準過程類似，只是在主菜單處選擇測量功能，測量後的數據可以選擇存儲和列印。
權利要求
1.一種生乳冰點測定儀，該測定儀包括有底板，其特徵是該測定儀還包括有手動兩點定位機構(2)、精密調幅攪拌機構(3)、循環控制機構(4)、以微處理器為核心的測控單元 (5)，在所述的底板⑴中後側通過兩個支柱(16)固定手動兩點定位機構(2)；精密調幅攪拌機構(3)固定在手動兩點定位機構(2)的頂端，在手動兩點定位機構(2)帶動下做上下運動；在精密調幅攪拌機構(3)的溫度傳感器所對的正下方設有循環制冷機構(4)，並使精密調幅攪拌機構(3)的溫度傳感器與循環制冷機構(4)的冷阱同軸；在底板(1)右側通過螺釘固定微處理器為核心的測控單元(5)的電路板支架(13)，將微處理器為核心的測控單元(5)的測控電路板安放在電路板支架(13)的凹槽中，並通過導線連接精密調幅攪拌機構 (3)以及控制循環制冷機構(4)。
2.根據權利要求1所述的生乳冰點測定儀，其特徵是所述手動兩點定位機構(2)包括有彈簧(6)、彈簧內套(7)、彈簧外套(8)、軌道_200(9)、上臂連接板(10)、連接塊(11)、 軌道固定釘(12)、電路板支架(13)、滑塊連杆(14)、滑動塊(15)、支柱(16)、副支柱(17)、 支柱固件(18)、軸(19)，將支柱(16)、副支柱(17)、支柱固件(18)；將支柱固件(18)固定在兩個副支柱(17)的頂端；兩個軌道_200(9)通過上臂連接板(10)固定在一起，將軌道固定釘(12)安裝到軌道_200(9)的螺紋孔中，起到加固的作用，將4個滑動塊(15)與軌道 _200(9)扣合，再將連接塊(11)分別固定到每一滑動塊(15)上，將軸(19)分別固定在軌道_200(9)上；彈簧內套(7)固定在軸(19)上，將彈簧(6)套在彈簧內套(7)上，彈簧內套 (7)上套有彈簧外套(8)，並固定到支柱(16)上的軸(19)上。
3.根據權利要求1所述的生乳冰點測定儀，其特徵是所述的精密調幅攪拌機構(3) 包括軸承連接塊(20)、軸承(21)、攪拌針連接(22)、支點閂(23)、電機護套(24)、H (25)、 上蓋(26)、偏心連接塊(27)、偏心片(28)、連杆(29)、滑動塊_3(30)、軌道_3(31)、護板 (32)、底板_S(33)、擺動定向器(34)；在底板_3(33)上固定安裝有步進電機的電機護套 (24)，偏心連接塊(27)連接到偏心片(28)上，偏心片(28)通過螺栓固定到步進電機的電機軸上，在偏心連接塊(27)上通過軸承(21)連接連杆(29)的一端，連杆(29)的另一端通過軸承(21)連接在擺動定向器(34)上，在搬動定向器(34)的一對圓孔中安裝二個軸承 (21)，二軸承(21)中間夾持上支點閂(23)，擺動定向器(34)上方通過螺栓固定滑動塊_ S (30)，再將滑動塊_S (30)與軌道_S(31)扣合，在底板_S (33)底部固定兩個護板(32)，在二護板(32)下部的孔中分別安裝軸承(21)，將下支點閂(23)固定二軸承(21)之間，將攪拌針連接(22)穿過上、下兩個支點閂(23)進行固定，將軌道_S (31)固定在上蓋(26)上。
4.根據權利要求1所述的生乳冰點測定儀，其特徵是所述的測控單元(5)包括PC 機、微處理器、RS232連接塊、數字電位器、蜂鳴器、時鐘電路、溫溼度傳感器、電機驅動、步進電機、光電開關、外部擴展USB數據存儲器、印表機、半導體製冷片、製冷片控制電路、濾波電路、精密溫度傳感器、觸摸顯示屏；控制電路板中的微處理器通過I/O 口分別與數字電位器、蜂鳴器、時鐘電路、溫度傳感器、電機驅動、光電開關、製冷片控制電路相連接，通過串口與外部擴展USB數據存儲器、印表機、觸摸顯示屏相連，通過AD轉換通道連接到濾波電路， 然後連接到精密溫度傳感器上進行數據採集，微處理器和PC機之間的交互是通過RS232連接塊實現的。
全文摘要
本發明提供一種生乳冰點測定儀，該測定儀的精密調幅攪拌機構在手動兩點定位機構帶動下做上下運動；在精密調幅攪拌機構的溫度傳感器所對的正下方設有循環制冷機構，並使精密調幅攪拌機構的溫度傳感器與循環制冷機構的冷阱同軸；微處理器為核心的測控單元的電路板支架安放測控單元的測控電路板，並通過導線連接精密調幅攪拌機構以及控制循環制冷機構。本發明的效果是採用該生乳冰點測定儀裝置，使儀器運行平穩、噪聲小、可實現測量過程簡單、數值準確、人機交流方便、測量時間只需要1～2分鐘，測量環境+5～+35℃，測量精度0.0001℃，測量重複性0.002℃。該裝置可用於生乳的檢測、各種乳品的生產監控和乳品安全等方面。
文檔編號G01N25/04GK102331438SQ20111027498
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者傅星, 劉健, 多倫雷丹特, 張立雄, 李洋, 李豔寧, 聶潛超, 陳治, 齊勝利 申請人:天津大學