專利名稱：數(shù)字顯示收縮溫度測定儀及其測試方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字顯示收縮溫度測定儀及其測試方法和用途，屬于對受熱不穩(wěn)定材料收縮溫度測試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
收縮溫度是衡量某種材料耐熱穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，即材料受熱作用發(fā)生瞬間收縮變形時的溫度，即收縮溫度。收縮溫度也是膠原纖維、動物皮，或動物皮經(jīng)過不同的化學(xué)處理后，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、化學(xué)作用的定量表示方法，也是衡量以動物皮或皮膠原經(jīng)改性處理后制成的生物材料的熱穩(wěn)定性的重要方法。準(zhǔn)確測定樣品的收縮溫度是研究制革理論、開發(fā)鞣革劑及其它制革化工材料，和研究制定制革工藝過程極為重要的評價手段。收縮溫度也是評價成品皮革質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。
目前國內(nèi)外已有的檢測方法其原理相同，均以被測樣品在充分潤濕的情況下，于水浴、甘油或油浴中受熱發(fā)生明顯收縮時的溫度作為試樣的收縮溫度。但因檢測儀器各異，其測定結(jié)果相差很大。其主要缺陷表現(xiàn)在1.加熱介質(zhì)升溫的速度不確定，且升溫速度變化很大。試樣受熱作用的情況不同，導(dǎo)致樣品的收縮溫度值差異很大；2.溫度指示的準(zhǔn)確性不統(tǒng)一?，F(xiàn)有儀器均以溫度計指示，但不同的溫度計其指示差異可達(dá)正負(fù)1～2℃；3.試樣收縮變形的程度(即觀測終點)不確定。國家標(biāo)準(zhǔn)GB46898-84規(guī)定皮革的收縮溫度測定儀采用水浴或油浴作為加熱介質(zhì)，測定終點以指針的大副度偏轉(zhuǎn)為限。因試樣收縮變形所產(chǎn)生的收縮距離由連線帶動園盤轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，致使指針偏轉(zhuǎn)。指針偏轉(zhuǎn)的幅度受多種因素的影響，且這些因素都不確定，加之“大幅度”本身就是一個模糊概念，導(dǎo)致測定終點讀數(shù)溫度差達(dá)3～5℃。其原因(1)測定結(jié)果帶有很大的個人主觀因素；(2)測定過程中必須有操作人員守候，費(fèi)工費(fèi)時，能耗大；
(3)儀器簡單粗糙，帶有諸多不確定條件，導(dǎo)致檢測結(jié)果的可比性太差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種數(shù)顯式精密收縮溫度測定儀及其測試方法。其特點是采用微型計算機(jī)控制升溫速度、加熱器件、工作臺升降，數(shù)字顯示升溫速度、測試溫度，自動記錄試樣收縮時的溫度。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)數(shù)字顯示收縮溫度測定儀及其測試方法和用途數(shù)字顯示收縮溫度測定儀數(shù)字顯示收縮溫度測定儀包括機(jī)箱內(nèi)設(shè)升降工作臺，工作臺與升降螺桿連接，升降螺桿由傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動上升或下降，機(jī)箱外設(shè)控制板電源輸入插座和電源開關(guān)，機(jī)箱上設(shè)支撐臂，支撐臂一端連接上機(jī)箱，上機(jī)箱內(nèi)設(shè)收縮溫度測試裝置，上機(jī)箱外設(shè)工作指示燈、微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)彈簧和排水汽孔，支撐臂的另一端連接下機(jī)箱，機(jī)箱內(nèi)還設(shè)有電子元器件形成的穩(wěn)壓電源電路，放大器電路和運(yùn)算電路連接成收縮溫度測定儀整體。
收縮溫度測試裝置由帶刻度測試杯、固定夾具、活動夾具、加熱器、溫度傳感器、試樣、收縮信號觸頭和微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)彈簧組成。
升降螺桿的傳動機(jī)構(gòu)由電機(jī)、電機(jī)皮帶輪、升降螺桿皮帶輪、上升限位觸頭；下降限位觸頭和支架組成。
放大器電路由放大器和跟隨器組成。
穩(wěn)壓電源電路由全橋電路、濾波和穩(wěn)壓器組成。
數(shù)字顯示收縮溫度測定儀測試方法1.用鋼直尺和美工刀將被測物切成長×寬＝60～70×3～5mm的試樣；2.開啟電源開關(guān)，調(diào)節(jié)所需的加熱升溫速度；3.將待測試樣水平夾好，根據(jù)儀器上的工作指示燈的顯示，調(diào)節(jié)試樣使其平直，且保持工作指示燈亮；4.在測試杯中加入470～530ml加熱介質(zhì)，如水、甘油液或其他液體傳熱介質(zhì)，將其置于升降臺上；5.按下啟動開鍵，升降臺自動上升到預(yù)定位置，加熱管開始加熱，顯示屏適時顯示測試體系的溫度值，當(dāng)試樣受熱產(chǎn)生收縮時，活動夾帶動微動開關(guān)，儀器接到此信號立即停止加熱，顯示屏上保留試樣收縮時的溫度，同時升降臺自動回落到初始位置，測試完畢。
數(shù)字顯示收縮溫度測定儀的用途該儀器主要用于動物皮、皮革，以及動物皮經(jīng)各種化學(xué)藥品處理后其收縮溫度的測定。如由動物皮改性制得的各種生物材料、膠原膜材料、制革加工過程中各工序皮和革的收縮溫度。為考察和比較上述材料的耐濕熱穩(wěn)定性一收縮溫度提供簡便的測試方法和可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.熱介質(zhì)升溫的速度在2～5℃/分鐘范圍內(nèi)調(diào)整，且升溫速度保持不變。
2.測試終點靈敏度高，重現(xiàn)性好，測試精度±0.1℃。溫度測量、顯示范圍室溫至150℃，可適應(yīng)多種用途。
3.結(jié)果直觀易讀，自動化程度高。
4.節(jié)能，加熱功率300W。
5.克服了因儀器粗糙和個人主觀因素所所造成的誤差，且節(jié)省大量時間。
6.本發(fā)明的數(shù)顯式精密收縮溫度測定儀，無論在測定方法還是在測定結(jié)果上都克服了傳統(tǒng)及目前收縮溫度測定儀的缺陷，使試樣收縮溫度的測定更準(zhǔn)確。本發(fā)明可望用于皮革生產(chǎn)過程及成品皮革質(zhì)量檢測的標(biāo)準(zhǔn)化。
四

圖1為數(shù)字顯示收縮溫度測定儀結(jié)構(gòu)示意圖1機(jī)箱、2控制面板、3工作指示燈、4微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)鈕、5測試裝置、6升降臺、7上機(jī)箱、8排水汽孔、9支撐臂、10顯示屏、11校正鍵、12增加鍵、13減少鍵、14復(fù)位鍵、15速度鍵、16啟動鍵、17電源輸入、18電源開關(guān)鍵。
圖2為升降工作臺傳動機(jī)構(gòu)示意圖19電機(jī)、20電機(jī)皮帶輪、21升降螺桿、22升降螺桿皮帶輪、23上升限位觸頭、24下行限位觸頭、25支架。
圖3為收縮溫度測試裝置示意圖26帶刻度測試杯、27固定夾具、28活動夾具、29加熱器、30溫度傳感器、31試樣、32收縮信號觸頭、33微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)彈簧。
圖4為收縮溫度測定儀電路原理框圖。
圖5為收縮溫度測定儀電路原理圖。
五具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實施例數(shù)字顯示收縮溫度測定儀如圖1～5所示，它包括機(jī)箱1內(nèi)設(shè)升降工作臺6，工作臺與升降螺桿21連接，升降螺桿由傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動上升或下降，機(jī)箱外設(shè)控制板2，側(cè)面設(shè)電源輸入17和電源開關(guān)18，機(jī)箱上設(shè)支撐臂9，支撐臂一端連接上機(jī)箱7，上機(jī)箱內(nèi)裝設(shè)收縮溫度測定裝置5，上機(jī)箱外設(shè)工作指示燈3、微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)鈕4和排水汽孔8，支撐臂另一端連接機(jī)箱1，機(jī)箱1內(nèi)還設(shè)有電子元器件形成的電子電路，由穩(wěn)壓電源電路、放大器電路和運(yùn)算電路連接構(gòu)成收縮溫度測定儀整體。
如圖1所示，控制面板2上設(shè)顯示屏10、校正鍵11、增加鍵12、減少鍵13、復(fù)位鍵14、速度鍵15和啟動鍵16。
如圖2所示，升降螺桿的傳動機(jī)構(gòu)由電機(jī)19、電機(jī)皮帶輪20、升降螺桿21、升降螺桿皮帶輪22、上升限位觸頭23、下降限位觸頭24和支架25組成。升降螺桿的傳動機(jī)構(gòu)也可用蝸桿、蝸輪直接傳動。
如圖3所示，收縮溫度測試裝置由帶刻度測試杯26、固定夾具27、活動夾具28、電加熱器29、溫度傳感器30、試樣31、收縮信號觸頭32和微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)彈簧33組成。
如圖4所示，數(shù)字顯示收縮溫度測定儀由單片微機(jī)控制單元與其直接連接的記憶單元、顯示單元、按鈕輸入單元、和輸入、輸出光耦控制單元構(gòu)成完整體系。由穩(wěn)壓電路供給穩(wěn)定電源，測試啟動按鍵和觸頭信號與輸入光耦連接，其信號經(jīng)單片機(jī)處理傳給輸出光耦，輸出光耦通過繼電器輸出及保護(hù)裝置控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)帶動升降臺上升或下降，以及加熱器的開或關(guān)。
如圖5所示，裝于機(jī)箱1內(nèi)的電子元器件形成兩組電子電路，一組為穩(wěn)壓電源電路由D1二極管全橋整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成，C1～C6為濾波電容，濾除電源中的高頻分量，ID1和ID2組成兩組穩(wěn)壓電路，使輸出電壓為+6V，供給CC1、IC1、IC2、IC3和IC4。另一組由D2二極管全橋整流電路和C12、C13、C14及ID3組成穩(wěn)壓電路，使輸出電壓為+5V，供給記憶單元IC5穩(wěn)定的電源并保障其記憶功能。
加熱器W2的功率，即升溫速度的控制由溫度傳感器CC1和儀用放大器IC1、IC2、可調(diào)電阻W1和儀用放大器IC3、IC4與記憶單元IC5構(gòu)成，通過IC4將控制面板上的升溫速度鍵15與加熱器29、收縮信號觸頭32、工作指示燈3連接成完整的控制系統(tǒng)。開閉動作由儀用放大器IC4及其連接的記憶單元IC5、工作信號燈3、收縮信號觸頭32、啟動按鍵16和上限位開關(guān)23、控制繼電器WK1來實現(xiàn)。
升降工作臺的運(yùn)行由IC4連接的啟動按鍵16，上限位開關(guān)23和下限位開關(guān)24、收縮信號觸頭32、和連接有WK2、WK3的電機(jī)D系統(tǒng)來完成。數(shù)字顯示電路由D1二極管全橋整流電路和C1～C6、ID1和ID2組成的穩(wěn)壓電路供給+6V的穩(wěn)定電源，由溫度傳感器CC1、儀用放大器IC1、IC2、IC3、IC4組成完整系統(tǒng)，由溫度傳感器CC1采集的信號經(jīng)儀用放大器IC1、IC2和IC3處理后傳給IC4，再由IC4直接傳給數(shù)字顯示單元完成數(shù)字顯示。
權(quán)利要求
1.數(shù)字顯示收縮溫度測定儀，其特征在于機(jī)箱(1)內(nèi)設(shè)升降工作臺(6)，工作臺與升降螺桿(21)連接，升降螺桿由傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動上升或下降，機(jī)箱外設(shè)控制板(2)、側(cè)面設(shè)電源輸入插座(17)和電源開關(guān)(18)，機(jī)箱上設(shè)支撐臂(9)，支撐臂一端連接上機(jī)箱(7)，上機(jī)箱內(nèi)裝設(shè)收縮溫度測試裝置(5)，上機(jī)箱外設(shè)工作指示燈(3)，微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)鈕(4)和排水汽孔(8)，支撐臂的另一端連接機(jī)箱(1)，機(jī)箱(1)內(nèi)還設(shè)有電子元器件形成的穩(wěn)壓電源電路，放大器電路和運(yùn)算電路連接構(gòu)成收縮溫度測定儀整體。
2.如權(quán)利要求1所述數(shù)字顯示收縮溫度測定儀，其特征在于收縮溫度測試裝置由帶刻度測試杯(26)、固定夾具(27)、活動夾具(28)、加熱器(29)、溫度傳感器(30)、試樣(31)、收縮信號觸頭(32)和微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)彈簧(33)組成。
3.如權(quán)利要求1所述數(shù)字顯示收縮溫度測定儀，其特征在于升降螺桿(21)的傳動機(jī)構(gòu)由電機(jī)(19)、電機(jī)皮帶輪(20)、升降螺桿皮帶輪(22)、上升限位觸頭(23)、下降限位觸頭(24)和支架(25)組成。
4.如權(quán)利要求1所述數(shù)字顯示收縮溫度測定儀，其特征在于控制板(2)上設(shè)有顯示屏(10)、校正鍵(11)、增加鍵(12)、減少鍵(13)、復(fù)位鍵(14)、速度鍵(15)和啟動鍵(16)。
5.如權(quán)利要求1所述數(shù)字顯示收縮溫度測定儀，其特征在于放大器電路由儀用放大器和跟隨器組成。
6.如權(quán)利要求1所述數(shù)字顯示收縮溫度測定儀，其特征在于穩(wěn)壓電源電路由全橋電路、濾波和穩(wěn)壓器組成。
7.如權(quán)利要求1～6所述數(shù)字顯示收縮溫度測定儀的測試方法，其特征在于(1)將被測物切成長×寬＝60～70×3～5mm的試樣，(2)開啟電源開關(guān)，調(diào)節(jié)所需的加熱升溫速度，(3)將待測試樣水平夾好，調(diào)節(jié)試樣使其平直，保持指示燈亮，(4)在測試杯中加入介質(zhì)水或甘油，并將測試杯置于升降臺上，(5)按下啟動開關(guān)鍵，升降臺自動上升到預(yù)定位置，加熱器開始加熱，顯示屏適時顯示測試體系的溫度值，當(dāng)試樣受熱產(chǎn)生收縮時，活動夾帶動微動開關(guān)，儀器接到信號立即停止加熱，顯示屏上保存試樣收縮時的溫度，升降臺自動回到初始位置，測試完畢。
8.如權(quán)利要求1～7所述數(shù)字顯示收縮溫度測定儀的用途，其特征在于該收縮溫度測定儀主要用于動物皮、皮革以及動物皮經(jīng)各種化學(xué)藥品處理后其收縮溫度的測定。
全文摘要
數(shù)字顯示收縮溫度測定儀及其測試方法和用途，其特點是在機(jī)箱(1)內(nèi)設(shè)升降工作臺(6)，工作臺與升降螺桿(22)連接，升降螺桿由傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動上升或下降，機(jī)箱外設(shè)控制板(2)、側(cè)面設(shè)電源輸入插座(17)和電源開關(guān)(18)，機(jī)箱上設(shè)支撐臂(9)，支撐臂一端連接上機(jī)箱(7)，上機(jī)箱內(nèi)設(shè)收縮溫度測試裝置(5)，上機(jī)箱外設(shè)工作指示燈(3)，微動觸頭開關(guān)調(diào)節(jié)鈕(4)和排水汽孔(8)，支撐臂的另一端連接機(jī)箱(1)，機(jī)箱(1)內(nèi)還設(shè)有電子元器件形成的穩(wěn)壓電源電路，放大器電路和運(yùn)算電路連接構(gòu)成收縮溫度測定儀整體。它具有測試終點靈敏度高、重現(xiàn)性好，測試精度±0.1℃，升溫速度在2～5℃/分鐘內(nèi)調(diào)整，可適應(yīng)由室溫至150℃的多種用途。
文檔編號G01N25/00GK1563963SQ20041002218
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者王坤余, 但衛(wèi)華, 廖隆理, 李志強(qiáng), 黃惠興, 陳敏, 曾睿 申請人:四川大學(xué), 成都迪澳膠原高技術(shù)有限公司, 江蘇奔翔實業(yè)有限公司