CN201060148Y

CN201060148Y - 大曲容重测量仪

Info

Publication number: CN201060148Y
Application number: CNU2007200798375U
Authority: CN
Inventors: 刘念; 彭奎
Original assignee: Sichuan Food Fermentation Industry Research and Design Institute
Current assignee: Sichuan Food Fermentation Industry Research and Design Institute
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2017-06-07

Abstract

本实用新型为对大曲进行质量、体积、容重测量的新型装置，本装置可以测定结构形状不规则的物品或散状物品的容重和体积。本大曲容重测量仪主要由四个部分组成，包含测量室、气体扩展室、空气压缩机、数控运算系统。其特点是，利用压力传感器与称重传感器将测量室前后的测量参数传送到数控运算系统，让操作者可以简单得到待测物体的质量、体积、容重。本实用新型解决了现有技术测定大曲容重的操作烦琐、不准确、重现性差等问题。本实用新型的特点是：1)采用空气代替传统气缸，提高了仪器的可操作性；2)压缩机他以点密封代替动密封与面密封，解决了测量的气密性问题；3)采用微变体积修正公式对系统进行修正，提高了系统精度。

Description

大曲容重测量仪

技术领域：

本实用新型新涉及一种大曲容重或体积的测量装置，利用压缩空气为介质对形状不规则的大曲进行容重或体积的测量。所属技术领域为农副产品加工。

背景技术：

大曲容重能够更直观地综合表现出曲坯经发酵成熟后：曲块的成熟度，曲块的泡气程度，曲坯表面的穿衣状况，曲块断面菌丝密集、健壮程度，是大曲发酵终极状态的主要量化指标，是衡量大曲质量的关键指标之一。目前对大曲容重测量的方法为液浸法，该方法操作繁琐，精度低，重现性差。

大曲容重测量主要解决的问题是重量的测量和体积的测量。目前重量测量的方法很多，而且精度很高，所以容重测量主要解决的问题是体积测量。体积测量是最基本的物性测量之一，对于形状规则的匀质物体，通常采用量积法直接测量其体积。对于不规则物体，目前普遍利用古老的阿基米德定律，采用液浸法间接测量其体积。液浸法的实质是把物体的体积参量转变为重力参量进行测量。目前常用排汞法、水浸法和油浸法。液浸法的主要缺点是操作繁琐，精度不够高，易造成试件污损、溶解、崩裂或发生化学反应。由于大曲的表面具有不规则性和吸水性，所以用量积法无法准确测量，而用液浸法操作繁琐，精度不够高，更不具有重现性。

发明内容：

本实用新型的目的是为了克服大曲容重传统的测量方法的困难和缺点，采用非接着式气体测量方法，发明一种简单有效的质量、体积、容重的测量方法和设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在本大曲容重测量仪中，空气压缩机、测量室、气体扩展室之间采用管道串联；测量室上装有压力传感器与称重传感器，与数控运算系统相连接。测量时利用空气压缩机产生的压缩空气使测量室压强达到0.23-0.28MPa，然后平衡测量室与气体扩展室压强，通过压力传感器与称重传感器将测量时测量室前后的压力、大曲的质量传入数控运算系统，最终实现将大曲质量、体积、容重显示出来。

本实用新型的有益效果主要体现在以下几方面：

1)本发明采用以空压机对空气进行压缩后膨胀，以点密封代替动密封、面密封，避免了气体压缩过程中的活塞移动的气密性问题，提高了系统精度；

2)测量不对大曲有任何的破坏，被测量过的大曲可以正常使用，而且大曲还可以多次进行重复测量；

3)由于大曲表面不平，而且有些还有厉口，利用气体压力测定大曲容重、体积更加准确；

4)引入微变体积修正公式对系统进行修正，提高了系统精度；

5)本发明测量仪的结构简单、操作安全、测量成本低，测量工作简便、省时。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图为大曲容重测量仪结构原理图

具体实施方式：

在附图中，空气压缩机(3)、测量室(2)、气体扩展室之间(1)采用管道串联，空气压缩机(3)与测量室(2)之间管道装有压缩空气滤水器(10)和单向阀(8)，测量室(2)与气体扩展室(1)之间管道装有球阀(9)，气体扩展室(1)上还装有排气阀(7)，本大曲容重测量仪中各阀门均为气动元件。测量室(2)底部装有称重传感器(6)，顶部装有压力传感器(5)，通过将传感器产生的模拟信号转换为数字信号，并输送到数控运算系统(4)，经数控运算系统(4)中单片机按预先设计的程序运算而得到大曲质量、体积、容重，并由液晶显示屏(12)显示出来。

本实用新型在实施过程中的主要难点为仪器的气密性，在本大曲容重测量仪中将传统的气体压缩方式由气缸改为利用空气压缩机(3)，消除了利用气缸对空气进行压缩过程的动密封和面密封，利用空气压缩机将动密封和面密封改为点密封，使得仪器精度得到提高。在本实用新型中其他密封均采用垫圈密封。利用空气压缩机代替气缸，空气压缩机产生压强比气缸大，测量精度能进一步提高，经实验得到当测量压强达到0.23-0.28MPa，测量精度能达到99.5％以上。

在本实用新型中，空气压缩机(3)与测量室(2)之间管道上装有压缩空气滤水器(10)和单向阀(8)。压缩空气滤水器(10)的作用为控制空气压缩机输出压力，并能够滤去压缩空气中的水份，在提高实验精度的同时提高了设备的安全性与寿命。在实验中，先将压缩空气滤水器(10)阀门旋紧，启动空气压缩机(3)，慢慢旋开压缩空气滤水器(10)，当压缩空气滤水器(10)上压力表读数为0.23-0.28MPa时，停止旋动压缩空气滤水器(10)阀门，当测量室(2)压力表读数达到0.23-0.28MPa时，旋紧压缩空气滤水器(10)阀门，此时单向阀(8)阻止测量室空气回流，达到测量室充气目的，并调节压缩空气滤水器使单向阀(8)进气端为大气压力。

在本实用新型中，气体扩展室(1)作用为将充气后测量室(2)的气体扩散到气体扩展室(1)，使测量室(1)与气体扩展室(1)满足气态方程中的初、末态，达到测量目的。气体扩展室(1)上装有排气阀(7)，作用为：保证在测量前气体扩展室(1)压力为大气压力，测量后对大曲容重测量仪进行排气。

在实际测量过程中，由于气体压强平衡时，阀门的启闭、温度与气压的微小变化、测量介质的吸附性能等因素的影响，会给系统的测量带来误差，因此本设备在运算过程中引入微变体积修正经验公式，将测量精度近一步提高。修正方式如下：

我们设测量室的初始体积为V₁(cm³)，气体扩展室体积为V₂(cm³)，待测大曲体积为V_s(cm³)，称重传感器读数为m(g)，测量室放人待测大曲后加压后压强为P₁(MPa)，大气压强为Pa(MPa)，平衡后压强为P₂(MPa)，则有：

由波义耳定律可以求出：

Vs = V_{1} - \frac{P_{2} - P_{a}}{P_{1} - P_{2}} \times V_{2} - - - (1)

由于容重

ρ = \frac{m}{V},

所以大曲容重为：

ρ = \frac{m}{Vs} - - - (2)

在实际测量过程中，由于气体压强平衡时，阀门的启闭、温度与气压的微小变化、测量介质的吸附性能等因素的影响，会给系统的测量带来误差，因此本设备在运算过程中引入微变体积修正经验公式：

V_{k} = \frac{G (P_{1} - P_{2}) (P_{a} + P_{2})}{P_{2}} - - - (3)

式中：V_k——微变体积量修正值(cm3)；

G——膨胀系数(cm3/MPa)。

由公式(1)和(3)可以得到修正后的未知体积测量公式：

Vs = V_{1} - \frac{P_{2} - P_{a}}{P_{1} - P_{2}} \times V_{2} + \frac{G (P_{1} - P_{2}) (P_{a} + P_{2})}{P_{2}}

由于V1、G的值对确定的测量系统而言是两个常量，通过采用国家计量部门标定的标准块效准的方法测量。

Claims

1.一种大曲容重测量仪，其特征在于，它含有一个气体扩展室之间(1)、测量室(2)、空气压缩机(3)和数控运算系统(4)，测量室(2)底部装有称重传感器(6)，顶部装有压力传感器(5)，与数控运算系统(4)相连。

2.根据权利要求1所述的大曲容重测量仪，其特征在于，气体压缩方式采用空气压缩机(3)。

3.根据权利要求1所述的大曲容重测量仪，其特征在于，运算过程中引入微变体积修正经验公式。

4.根据权利要求1所述的大曲容重测量仪，其特征在于，空气压缩机(3)与测量室(2)之间管道装有压缩空气滤水器(10)和单向阀(8)，测量时调节测量室(2)压力为0.23-0.28MPa。

5.根据权利要求1所述的大曲容重测量仪，其特征在于，气体扩展室(1)上装有排气阀(7)。