CN102331438B - 生乳冰点测定仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生乳冰点测定仪，该测定仪的精密调幅搅拌机构在手动两点定位机构带动下做上下运动；在精密调幅搅拌机构的温度传感器所对的正下方设有循环制冷机构，并使精密调幅搅拌机构的温度传感器与循环制冷机构的冷阱同轴；微处理器为核心的测控单元的电路板支架安放测控单元的测控电路板，并通过导线连接精密调幅搅拌机构以及控制循环制冷机构。本发明的效果是采用该生乳冰点测定仪装置，使仪器运行平稳、噪声小、可实现测量过程简单、数值准确、人机交流方便、测量时间只需要1～2分钟，测量环境+5～+35℃，测量精度0.0001℃，测量重复性0.002℃。该装置可用于生乳的检测、各种乳品的生产监控和乳品安全等方面。

Description

生乳冰点测定仪

技术领域

本发明涉及一种检测仪器，特别是一种生乳冰点测定仪。

背景技术

测量生乳冰点用的仪器对于生乳的检测、各种乳品的生产监控和乳品安全等方面都有着重要的应用，比如天津天河公司的型号为SBC-1的生乳冰点测定仪，类似的此类传统生乳冰点测定仪都是电机提供定位动力，成本相对较高，运行噪声较大，而且制冷过程中不是循环制冷，使得冷阱中的乙二醇液体不同液位温差很大，加上探针的搅拌不能人为自由的改变搅拌幅度，使得该类测定仪的稳定性较差。

在生乳冰点测定仪的使用过程中，仪器对室内温度和湿度都由比较严格的要求，不适合的温湿度将有可能导致实验的失败，当前国内外的生乳冰点测定仪器均不具有温湿度检测的能力，无法在实验前对实验的环境进行评估，并且给操作人员提供相应的数据依据。

现在市场上的生乳冰点仪产品中，还没有一个产品具有根据实验室的温湿度对仪器各种参数进行相应自动调节的能力，这样就使得生乳冰点仪在使用中受到很多外界的限制，不能达到宽泛环境范围的测量。

目前，生乳冰点测定仪都是通过RS232串口与PC机进行通讯，现在很多的新型电脑上都不带RS232接口，需要将RS232转换成USB口，才能和PC机进行通讯，这个操作者带来了很多的不便。而且现在生乳冰点仪的数据存储空间都很小，不能存放大量的数据，需要操作人员不断的进行测量数据的记录，工作繁杂，容易出错，而且不便于长期的存档。

发明内容

为了克服现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种生乳冰点测定仪，能够实现简单、精准、快速的测量生乳的冰点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种生乳冰点测定仪，该测定仪包括有底板，其中：该测定仪还包括有手动两点定位机构、精密调幅搅拌机构、循环控制机构、以微处理器为核心的测控单元，在所述的底板中后侧通过两个支柱固定手动两点定位机构；精密调幅搅拌机构固定在手动两点定位机构的顶端，在手动两点定位机构带动下做上下运动；在精密调幅搅拌机构的温度传感器所对的正下方设有循环制冷机构，并使精密调幅搅拌机构的温度传感器与循环制冷机构的冷阱同轴；在底板右侧通过螺钉固定微处理器为核心的测控单元的电路板支架，将微处理器为核心的测控单元的测控电路板安放在电路板支架的凹槽中，并通过导线连接精密调幅搅拌机构以及控制循环制冷机构。

本发明的效果是采用该生乳冰点测定仪装置，使仪器运行平稳、噪声小、可实现测量过程简单、数值准确、人机交流方便、测量时间只需要1～2分钟，测量环境+5～+35℃，测量精度0.0001℃，测量重复性0.002℃。该装置可用于生乳的检测、各种乳品的生产监控和乳品安全等方面。

附图说明

图1为本发明的生乳冰点测定仪机械结构示意图；

图2为本发明的手动两点定位机构示意图；

图3为本发明的手动两点定位机构支架示意图；

图4为本发明的手动两点定位机构轨道示意图；

图5为本发明的手动两点定位机构弹簧体示意图；

图6为本发明的精密搅拌机构机械结构示意图(带上盖)；

图7为本发明的精密搅拌机构机械结构示意图(无上盖)

图8为本发明的精密搅拌机构机械结构搅拌针护套示意图；

图9为本发明的测控单元示意图。

图中：

1、底板 2、手动两点定位机构 3、精密调幅搅拌机构 4、循环控制机构5、测控单元 6、弹簧 7、弹簧内套 8、弹簧外套 9、轨道20010、上臂连接板 11、连接块 12、轨道固定钉 13、电路板支架14、滑块连杆 15、滑动块 16、支柱 17、副支柱 18、支柱固件19、轴 20、轴承连接块 21、轴承 22、搅拌针连接 23、支点闩 24、电机25、护套闩 26、上盖 27、偏心连接块 28、偏心片 29、连杆30、滑动块_S  31、轨道_S  32、护板 33、底板_S  34、摆动定向器

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的生乳冰点测定仪的结构和使用方法加以说明。

如图1所示，本发明的生乳冰点测定仪，该测定仪包括有底板，该测定仪还包括有手动两点定位机构2、精密调幅搅拌机构3、循环控制机构4、以微处理器为核心的测控单元5。在所述的底板1中后侧通过两个支柱16固定手动两点定位机构2；精密调幅搅拌机构3固定在手动两点定位机构2的顶端，在手动两点定位机构2带动下做上下运动；在精密调幅搅拌机构3的温度传感器所对的正下方设有循环制冷机构4，并使精密调幅搅拌机构3的温度传感器与循环制冷机构4的冷阱同轴；在底板1右侧通过螺钉固定微处理器为核心的测控单元5的电路板支架13，将微处理器为核心的测控单元5的测控电路板安放在电路板支架13的凹槽中，并通过导线连接精密调幅搅拌机构3以及控制循环制冷机构4。

如图1-5所示，所述手动两点定位机构2包括有弹簧6、弹簧内套7、弹簧外套8、轨道_2009、上臂连接板10、连接块11、轨道固定钉12、电路板支架13、滑块连杆14、滑动块15、支柱16、副支柱17、支柱固件18、轴19，将支柱16、副支柱17、支柱固件18；将支柱固件18固定在两个副支柱17的顶端；两个轨道_2009通过上臂连接板10固定在一起，将轨道固定钉12安装到轨道_2009的螺纹孔中，起到加固的作用，轨道固定钉12使得两个轨道_2009同时运动，而且上升下降的运行距离一样。将4个滑动块15与轨道_2009扣合，再将连接块11分别固定到每一滑动块15上，将轴19分别固定在轨道_2009上；弹簧内套7固定在轴19上，将弹簧6套在弹簧内套7上，弹簧内套7上套有弹簧外套8，并固定到支柱16上的轴19上。弹簧6、弹簧内套7、弹簧外套8形成两点定位器，能够达到精确的定位位置，同时有光电开关对位置进行检测。

如图1、6、7、8所示，所述的精密调幅搅拌机构3包括轴承连接块20、轴承21、搅拌针连接22、支点闩23、电机护套24、闩25、上盖26、偏心连接块27、偏心片28、连杆29、滑动块_S30、轨道_S31、护板32、底板_S33、摆动定向器34；在底板_S33上固定安装有步进电机的电机护套24，在微处理器的控制下，起到动力源的作用。偏心连接块27连接到偏心片28上，偏心片28通过螺栓固定到步进电机的电机轴上，从而形成一个偏心机构，动力源带动偏心机构运动。在偏心连接块27上通过轴承21连接连杆29的一端，连杆29的另一端通过轴承21连接在摆动定向器34上，在搬动定向器34的一对圆孔中安装二个轴承21，二轴承21中间夹持上支点闩23，摆动定向器34上方通过螺栓固定滑动块_S30，再将滑动块_S30与轨道_S31扣合，在底板_S33底部固定两个护板32，在二护板32下部的孔中分别安装轴承21，将下支点闩23固定二轴承21之间，将搅拌针连接22穿过上、下两个支点闩23进行固定，将轨道_S31固定在上盖26上。这样上述的整体机构就能将旋转运动变为直线运动，护板32上不同位置的孔能够对搅拌针和传感器安装高度进行粗调，在上、下两个支点闩23的相对运动下，能够将直线运动变换为摆动，控制步进电机的旋转角度就能够任意的改变摆动的幅度。

所述的生乳冰点测定仪的电路部分基本原理框图如图9所示，高精度温度传感器置于被测生乳中，把温度信号转换为电压信号，在经过滤波以模拟量的形式传送到微处理器中；制冷片控制电路用于控制半导体制冷片的启停；温湿度传感器用来感应室内的环境温湿度，将温湿度值转化为电压信号，传送给微处理器进行数据处理，然后将处理后的数据传送给数字电位器来控制制冷片控制器电路，改变制冷片工作的极限值，来适应不同的室内环境；微处理器通过控制电机驱动器来驱动步进电机转动，带动旋转变摆动机构的运行，在预冷过程中摆动幅度较小，等温度下降到国标指定的温度后，微处理器控制加大摆动幅度，起到引晶的作用，使得生乳结冰；光电开关起到检测定位的作用，其根据是否有遮挡物，发送不同的信号给微处理器，当有物体遮挡住光电开关是，微处理器会向蜂鸣器发出信号，使其发出响声，提示操作者，已经到位；时钟电路用来显示当前日期，方便操作者做好实验记录；触摸显示器用来实现人机交互，操作者输入命令，以及实验过程中要反馈给操作者的数据都是通过其实现的，触摸显示屏为操作者提供了灵活全面的菜单显示；实验数据自动存入仪器自带的USB存储器中，该存储器是一种目前市场上流行通用的存储设备，功率低，操作简单，容量大，操作者可以通过仪器和PC机的连接，将存储器中的数据拷贝走；数据的打印可以应用仪器自带的微型打印机，也可以用PC机对数据进行打印，给操作者带来了很大的便利；微处理器是电路板的核心，用来处理各种外界传入的数据信息，然后通过处理后，对外部相应的器件进行精确控制。

所述的生乳冰点测定仪的测定过程是：仪器开机时进行内部自检，包括电机自检，判断电机是否正常，制冷器自检，判断制冷系统是否正常，时钟自检，判断时钟是否走时正常，室内温湿度检测，判断室内温湿度环境，通过数字电位器对仪器自身的制冷系统工作极限值进行调节来适应当前的环境；自检通过后仪器开始进入遇冷过程，在大约5分钟后，液晶显示主菜单，操作者便可以通过触摸显示屏的菜单进行操作，选择校准功能，将玻璃杯放入冷阱，然后手动按下带有搅拌针和探头的精确定位系统，听到蜂鸣器的响声，证明精确到位，开始进行校准，显示屏上显示当前玻璃杯中的温度，当温度降低到-3℃时，调幅搅拌装置开始加大振幅，使生乳结冰，紧接着微处理器控制采集冰点值数据，进行处理，然后在显示器上显示出来，确认校准完成，开始进行测量；测量过程大致和校准过程类似，只是在主菜单处选择测量功能，测量后的数据可以选择存储和打印。

Claims (4)

1.一种生乳冰点测定仪，该测定仪包括有底板，其特征是：该测定仪还包括有手动两点定位机构（2）、精密调幅搅拌机构（3）、循环控制机构（4）、以微处理器为核心的测控单元（5），在所述的底板（1）中后侧通过两个支柱（16）固定手动两点定位机构（2）；精密调幅搅拌机构（3）固定在手动两点定位机构（2）的顶端，在手动两点定位机构（2）带动下做上下运动；在精密调幅搅拌机构（3）的温度传感器所对的正下方设有循环控制机构（4），并使精密调幅搅拌机构（3）的温度传感器与循环控制机构（4）的冷阱同轴；在底板（1）右侧通过螺钉固定微处理器为核心的测控单元（5）的电路板支架（13），将微处理器为核心的测控单元（5）的测控电路板安放在电路板支架（13）的凹槽中，并通过导线连接精密调幅搅拌机构（3）以及控制循环控制机构（4）。

2.根据权利要求1所述的生乳冰点测定仪，其特征是：所述手动两点定位机构（2）包括有弹簧（6）、弹簧内套（7）、弹簧外套（8）、轨道_200（9）、上臂连接板（10）、连接块（11）、轨道固定钉（12）、电路板支架（13）、滑块连杆（14）、滑动块（15）、支柱（16）、副支柱（17）、支柱固件（18）、轴（19）；将支柱固件（18）固定在两个副支柱（17）的顶端；两个轨道_200（9）通过上臂连接板（10）固定在一起，将轨道固定钉（12）安装到轨道_200（9）的螺纹孔中，起到加固的作用，将4个滑动块（15）与轨道_200（9）扣合，再将连接块（11）分别固定到每一滑动块（15）上，将轴（19）分别固定在轨道_200（9）上；弹簧内套（7）固定在轴（19）上，将弹簧（6）套在弹簧内套（7）上，弹簧内套（7）上套有弹簧外套（8），并固定到支柱（16）上的轴（19）上。

3.根据权利要求1所述的生乳冰点测定仪，其特征是：所述的精密调幅搅拌机构（3）包括轴承连接块（20）、轴承（21）、搅拌针连接（22）、支点闩（23）、电机护套（24）、护套闩、上盖（26）、偏心连接块（27）、偏心片（28）、连杆（29）、滑动块_S（30）、轨道_S（31）、护板（32）、底板_S（33）、摆动定向器（34）；在底板_S（33）上固定安装有步进电机的电机护套（24），偏心连接块（27）连接到偏心片（28）上，偏心片（28）通过螺栓固定到步进电机的电机轴上，在偏心连接块（27）上通过轴承（21）连接连杆（29）的一端，连杆（29）的另一端通过轴承（21）连接在摆动定向器（34）上，在搬动定向器（34）的一对圆孔中安装二个轴承（21），二个轴承（21）中间夹持上支点闩（23），摆动定向器（34）上方通过螺栓固定滑动块_S（30），再将滑动块_S（30）与轨道_S（31）扣合，在底板_S（33）底部固定两个护板（32），在两个护板（32）下部的孔中分别安装轴承（21），将下支点闩（23）固定二个轴承（21）之间，将搅拌针连接（22）穿过上、下两个支点闩（23）进行固定，将轨道_S（31）固定在上盖（26）上。

4.根据权利要求1所述的生乳冰点测定仪，其特征是：所述的测控单元（5）包括PC机、微处理器、RS232连接块、数字电位器、蜂鸣器、时钟电路、温湿度传感器、电机驱动器、步进电机、光电开关、外部扩展USB数据存储器、打印机、半导体制冷片、制冷片控制电路、滤波电路、精密温度传感器、触摸显示器；控制电路板中的微处理器通过I/O 口分别与数字电位器、蜂鸣器、时钟电路、温湿度传感器、电机驱动器、光电开关、制冷片控制电路相连接，通过串口与外部扩展USB数据存储器、打印机、触摸显示器相连，通过AD转换通道连接到滤波电路，然后连接到精密温度传感器上进行数据采集，微处理器和PC机之间的交互是通过RS232连接块实现的。

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