米飯粒硬度粘度質構特性自動檢測儀的製作方法

2023-11-11 03:14:52 1

專利名稱：米飯粒硬度粘度質構特性自動檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及農產品檢測技術，特別涉及一種針對米飯粒硬度粘度質構特 徵自動4全測儀。
背景技術：
水稻是我國人民的主要糧食作物，隨著國民經濟的發展和人們物質生活水平 的改善，對稻米食味品質的要求不斷提高，由此，需要針對稻米米粒的質構特性 包括硬度等進行4企測。
在本實用新型發明之前，質構儀、食品物性分析儀等廣泛應用於農副產品食 味特性的檢測方面。但質構儀本身並非針對米飯粒的質構特性檢測，用其做熟米 的硬度、粘度等質構特性的檢測存在一定適應性問題，難以保證測量結果的準確 性。在現有的測量分析實驗中，均是以飯糰(或飯塊)作為測量對象，其難以準 確反映單粒熟米硬度粘度等質構特性，並且在對測量結果進行分析時所採用的參 數(力一一時間曲線)，難以真實的反應熟米在受力的過程中受力與變形這兩個 參數的變化關係。 發明內容
本實用新型的目的就在於克服上述缺陷，設計、開發出一種新型的米飯粒硬
度粘度自動檢測儀。
本實用新型的技術方案是
米飯粒硬度粘度質構特徵自動檢測儀，其主要技術特徵在於由自動檢測儀、 數據線、PC組成；自動檢測儀中，固定在機座上的電動機連接軸，軸連接凸輪， 在凸輪下設置導杆，導杆上套有彈簧；在導杆下面設置上測量臂、下測量臂，上 測量臂、下測量臂連接在箱體上，在上測量臂上套接有上移動塊，上移動塊上設 置上緊固螺釘，上移動塊下面連接壓頭，在下測量臂上套接有下移動塊，下移動 塊上設置下緊固螺釘，下移動塊上面連接託盤，託盤針對著上面的壓頭；在上測 量臂、下測量臂上設置應變片，每四片連成一個全橋檢測電路，兩個全橋電路連 接成一個差動電橋，並輸出連接至數據採集卡，數據採集卡輸出至PC機。
本實用新型的優點和效果在於專門針對米飯粒的質構特性的檢測，能夠較為 準確、真實的反應米飯粒的硬度、粘度，並將米飯粒的硬度、粘度進行量化表示， 其為稻米分級檢測提供準確的數據支持。

圖i一一本實用新型測量系統立體示意圖。
困2—一本實用新型外觀結構立體示意圖。
圖3—一本實用新型原理示意圖之一。
圖4——本實用新型原理示意圖之二，
圖5——本實用新型原理示意圖之三。
圖6——本實用新型原理示意圖之四。
圖7—一本實用新型原理示意圖之五。
圖8—一本實用新型原理示意圖之六。
圖9——本實用新型原理示意圖之七(A、 B)。圖10—一軟體分析界面一。 圖11一一軟體分析界面二。
具體實施方式
如圖1所示
本實用新型由米飯粒硬度粘度自動檢測儀i 、數據線ii、 pc機m構成。在 非工作狀態時，整套設備構成一個封閉的整體。
如圖2所示 本實用新型外觀示意。 如圖3、圖4所示
本實用新型的米飯粒硬度粘度檢測儀，其外部特徵由箱體l、電源指示燈2、 開關按鈕3、底座4、操作指示燈5、銘牌6、電源插口 7、數據線插口8組成。 如圖5、圖6、圖7所示
電動機11通過螺釘固定在機座12上，電動機11通過軸10帶動凸輪9轉動， 導杆13上套有壓簧14;雙測量臂指上測量臂15和下測量臂23,通過壓板19 用螺釘固定在箱體1上，二者沿X方向布置；上測量臂15的上移動塊18通過 上緊定螺釘17固定在上測量臂15上，壓頭16在上移動塊18下方與上移動塊 18螺紋連接；下測量臂23上的下移動塊21同樣通過下緊定螺釘(省略，未標 號)固定在下測量臂23上，託盤22通過螺紋與移動塊21連接並處在移動塊21 的上方；壓頭16與託盤22沿Y方向布置，壓頭16與被測米粒及託盤22作用 在一條直線上；執行驅動卡25、數據採集卡26、變壓器27通過螺釘固定在箱體 1上，數據採集卡26採集的測量臂力_一位移變形信號通過數據線II將信號傳 輸到PC機III中，通過軟體分析系統對米粒受力與變形進行分析、測算最後得出 被測米粒的硬度、粘度等特徵指標，並將其通過軟體分析系統顯示最終結果。
本實用新型的自動加壓裝置，是利用自主設計的執行驅動卡25,變壓器27 將220V電壓轉換5V，驅動電動機11轉動，並通過軸10帶動凸輪9旋轉從而 下壓導杆13,進而完成對待測米飯粒的加載動作。同樣，當凸輪9轉過最大直 徑後，導杆13回退，即完成卸載動作。凸輪9的外形尺寸則根據實際檢測所需 的加壓行程等要素來確定。
綜合起來看
上測量臂15和下測量臂23通過壓板19位於導杆13下面。電動機11、上 測量臂15、下測量臂23、執行驅動卡25、數據採集卡27、變壓器27均通過螺 釘固定在箱體1上。軸10與電動機11的輸出軸通過D型截面和緊定螺4丁連結， 軸10與凸輪9同樣通過D型截面和緊定螺釘連結。上移動塊18、下移動塊21 分別通過M3的上、下緊定螺4丁固定在上、下測量臂15、 23上 壓頭16通過 M3的螺紋與上移動塊18固定，託盤22通過M5的螺紋與下移動塊21固定，並 且壓頭16與託盤22之間的距離可以通過螺紋調節。
如圖8、圖9 (A、 B)所示
上、下測量臂15、 23的長x寬x厚尺寸為250mm x 30mmx 3mm。 八片應變片28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、 35，按照如圖所示的位置對稱 的貼於上測量臂15、下測量臂23正反兩面上；應變片選用型號為BHF350-3AA, 尺寸3mmx3纖，靈敏度2.08 ± 5%,阻值350 ±0.2Q。應變片28、 29、 30、 31連接成檢測位移信號的全橋電路；應變片32、 33、 34、 35連接成檢測力 信號的全橋電路；兩個全橋電路構成一個差動電橋，並分別通過兩根數據線與數 據採集卡26上對應的串口連結，利用數據採集卡26上的單片機採集上測量臂15、下測量臂23的力、位移信號，並通過另一根數據線n傳遞給pc機m,軟 件分析系統會直接測算出米飯粒的硬度、粘度值。
本實用新型專用的數據採集卡26，由單片機、三個數據串口等電器元件組
成，其中兩個串口通過數據線分別與應變片所連成的兩個電橋連接，採集力、位
移信號。第三個串口通過數據線II與PC機III連接，將採集信號輸送給軟體分
析系統。
具體檢測過程如下
首先，將標準蒸煮好的米經拌勻、冷卻後，隨機抽取十粒進行硬度、粘度檢 測；將待測米粒;故置在4乇盤22的圓形槽20內，才艮據米粒的大小調成壓頭16與 託盤22的距離，使壓頭16剛好接觸待測米粒，打開PC機III中的軟體分析系統，
準備測量。
調整好後，測量指示燈5會顯示綠色，提示可以進行測量；點擊軟體分析系 統的"運行"按鈕，軟體開始運行，隨即按下開關按鈕3;執行驅動卡25得到 信號後帶動電動機11轉動，電動機11通過軸10帶動凸輪9轉動，凸輪9在轉 動的過程中下壓導杆13，導杆13下壓上測量臂15上的上移動塊18,從而帶動 壓頭16下壓，上測量臂15受到擠壓而產生彎曲變形，壓頭16擠壓放置在託盤 22上的熟米粒，託盤22通過下移動塊21下壓下測量臂23,使下測量臂23同樣 產生彎曲變形；當凸輪9轉過最大直徑時，導杆13在壓簧14的作用下開始回退， 同樣上測量臂15上的上移動塊18帶動壓頭16回退；米粒在被壓破後粘附在壓 頭16和託盤22上，壓頭16回退的過程中，帶動託盤22—起回退，同時帶動下 測量臂23回到初始位置；待凸輪9轉回到初始位置時， 一次檢測即完成，點擊 軟體分析系統上的"停止"按鈕，即可以實時顯示所測結果，將結果保存到相應 文件夾即可。同一品種的大米重複上述十次次檢測，求得米粒硬度、粘度的平均 值即可表示為該品種大米的硬度、粘度。
本實用新型的檢測原理，在壓頭16對待檢測熟米進行加載的時候，壓頭16 為壓破米粒而作用的力，可以表徵為熟米的硬度；而壓頭16卸載時，熟米由於 附著在壓頭16和託盤22上而產生的阻礙壓頭16回退的粘附力，在熟米粘附力 的作用下，下測量臂23在壓頭16卸載時，會產生回彈的現象，即可以表徵為熟 米的粘度。通過一壓、 一退測量了米粒的硬度和粘度二個數值。
如圖10、圖11所示
軟體分析系統的分析、測算界面，及一次測量結束後，所繪製米粒的力一"~
位移曲線。
本實用新型請求保護的範圍並不僅僅局限於本具體實施方式
的說明。
權利要求1.米飯粒硬度粘度質構特徵自動檢測儀，其特徵在於由自動檢測儀、數據線、PC組成；自動檢測儀中，固定在機座上的電動機連接軸，軸連接凸輪，在凸輪下設置導杆，導杆上套有彈簧；在導杆下面設置上測量臂、下測量臂，上測量臂、下測量臂連接在箱體上，在上測量臂上套接有上移動塊，上移動塊上設置上緊固螺釘，上移動塊下面連接壓頭，在下測量臂上套接有下移動塊，下移動塊上設置下緊固螺釘，下移動塊上面連接託盤，託盤針對著上面的壓頭；在上測量臂、下測量臂上設置應變片，每四片連成一個全橋檢測電路，兩個全橋電路連接成一個差動電橋，並輸出連接至數據採集卡，數據採集卡輸出至PC機。
2. 根據權利要求1所述的米飯粒硬度粘度質構特徵自動檢測儀，其特徵在於上 測量臂、下測量臂沿X方向布置，壓頭、託盤沿Y方向布置。
專利摘要本實用新型涉及一種針對米飯粒硬度粘度質構特徵自動檢測儀。本實用新型結構是電動機連接軸，軸連接凸輪，凸輪下設置導杆，導杆上有彈簧，導杆下面是上測量臂、下測量臂並連接在箱體上，上測量臂上有上移動塊，上移動塊上有緊固螺釘，上移動塊下面連接壓頭，下測量臂上有下移動塊，下移動塊上有下緊固螺釘，下移動塊上面連接託盤，託盤針對著上面的壓頭，在上測量臂、下測量臂上設置應變片構成一個差動電橋至PC機。本實用新型克服了質構儀的準確性差及無法體現熟米在受力的過程中受力與變形這兩個參數的變化關係的缺陷。本實用新型針對米飯粒的質構特性的檢測，準確、真實地反應米飯粒的硬度、粘度並量化表示。
文檔編號G01N3/42GK201413283SQ20092004409
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月15日 優先權日2009年6月15日
發明者周建華, 周驥平, 楠 姜, 朱興龍, 遠 高, 高建和, 高龍琴 申請人:揚州大學