CN207280564U - 一种新型质量检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型质量检测系统，包括双边差动感应器（1）、左托盘架（2）、底座（3）、编码器（4）、步进电机（5）、右托盘（6）、内置砝码滑槽（7）、齿条推杆（8）、推杆滑槽（9）、内置砝码（10）、基板（11）、横梁（12）、指针（13）、右托盘架（14）、左托盘（15）、控制单片机（16）、液晶显示屏（17）、电源（18）、步进电机电源（19）、加热片（20）、模块箱（21）和总线接口（22）。本实用新型中，利用自动控制技术和杠杆力矩平衡原理检测物料质量的连续变化，大大减少了人为操作，同时准确测量物体质量的动态变化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种质量检测系统，具体涉及一种适用于真空冷冻干燥装置封闭干燥箱环境的质量检测系统。
背景技术
在真空冷冻干燥中，物料质量是判断干燥所处阶段及是否完成的重要依据。在封闭的干燥箱内，测量质量是判断物料干燥进程的重要依据，也是冷冻干燥面临的一个技术难题。目前，大多数情况下测量物料动态质量变化的方法有两种。一种是，每隔一段时间，关掉冷冻干燥设备，将物料取出测量质量后再重新放入干燥箱，接着再启动制冷、抽真空等设备。这种测量方法耗时费力，经济性差，干制的物料质量不能保证。第二种方法是在冻干设备中增加中间取样装置，但这会大大增加冻干设备的费用，甚至超出了大多数用户能够接受的程度。另外，在现有的质量测量设备中，电子天平虽然可以实时显示物料质量，但干燥机运行时的振动使其数值不易稳定而产生测量误差，无法连续精确测量物料的质量。机械称是利用弹簧的弹力来测量质量，同样存在封闭空间中测量操作不易实现的问题，且无法直接输出数据，也无法自动即时显示。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术上的不足，提供一种可以在封闭的低温真空环境中实时自动测量质量的系统，解决真空冷冻干燥中物料质量的实时测量问题，为干燥进程判断以及工艺优化提供依据。该新型质量测量系统还可用于其他不同重力、低温等封闭环境下的质量测量。
本实用新型的技术原理和技术方案如下：
一种新型质量检测系统包括双边差动感应器1、左托盘架2、底座3、编码器4、步进电机5、右托盘6、内置砝码滑槽7、齿条推杆8、推杆滑槽9、内置砝码10、基板11、横梁12、指针13、右托盘架14、左托盘15、控制单片机16、液晶显示屏17、电源18、步进电机电源19、加热片20、模块箱21、总线接口22。底座3、编码器 4、步进电机5和推杆滑槽9固定于基板11上，齿条推杆8为“』”形，由下面带齿牙的横齿条和U形竖板组成，横齿条置于推杆滑槽9 内，步进电机5通过输出轴上的带齿转轮与齿条推杆8的横齿条衔接，编码器4输入轴上的带齿转轮与齿条推杆8的横齿条衔接，内置砝码滑槽7用螺栓与横梁12固定连接并随之绕横梁12中点转动，齿条推杆8的U形竖板立于内置砝码滑槽7的细长槽孔内且可在其中左右移动，内置砝码10置于内置砝码滑槽7内，并以点接触方式卡在齿条推杆8的U形竖板内。底座3中间向上连接横梁12，横梁12中间有指针13，指针13两侧有双边差动感应器1，横梁12两侧连接左托盘架2和右托盘架14，左托盘架2和右托盘架14上面分别布置左托盘15和右托盘6。双边差动感应器1、编码器4、步进电机5、液晶显示屏17和总线接口22通过信号线与控制单片机16连接。控制单片机16通过电源线与电源18连接，电源18通过电源线与加热片20 连接，步进电机电源19通过电源线与步进电机5连接。
工作时，利用待测物料和内置砝码力矩平衡实现质量测量，待测物料置于左托盘15中，力矩不平衡时，横梁12绕其中点转动，指针 13偏转，接触到双边差动感应器1后，双边差动感应器1产生信号传输给控制单片机16，控制单片机16根据偏移信号控制步进电机5向减小偏差方向转动，步进电机5驱动齿条推杆8的横齿条移动，齿条推杆8的U形竖板推动内置砝码10在内置砝码滑槽7上向力矩平衡的方向移动，使得指针13回到双边差动感应器1的差动范围之内，在此过程中，推杆滑槽9内齿条推杆8的横齿条移动时，编码器4通过其输入轴上的带齿转轮接收横齿条的移动信号，并转化为脉冲信号，传输给控制单片机16，控制单片机16根据脉冲信号与质量的关系换算得出物体的质量，输出显示在液晶显示屏17上。运行中，当模块箱21内温度较低时，加热片20开始加热，保护部件安全正常运行。
本实用新型同现有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步：首先，本实用新型中，运用待测物料与内置砝码的力矩平衡实现质量测量，力矩不平衡时，指针产生偏转，通过双边差动传感器产生测量信号，输入给单片机，控制减速电机正反转，带动砝码运动，实现待测物料与砝码的力矩平衡，再利用编码器测量砝码的位移(即齿条推杆横齿条位移)，再根据此位移折算出物料质量，直接将位移信号转化为质量，这样，冷冻干燥设备无需停机就可以实现物料质量的连续测量；其次，利用自动控制技术和杠杆力矩平衡原理检测物料质量的连续变化，大大减少了人为操作，同时准确测量获得物体质量的动态变化；再次，通过模块箱的保温和附加的电加热片保证控制部件在低温下也能够正常运行；最后，该实用新型通过力矩平衡原理测量质量，区别于其他采用应力元件测重，可以适用于微重力环境下的物质质量检测，且所用材料廉价易得，初投资低。
附图说明
图1a为本发明的一种新型质量检测系统的结构组成；
图1b为本发明的一种新型质量检测系统的控制模块组成及连线；
图2为本发明的一种新型质量检测系统中齿条推杆的结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的最佳实施方式做详细说明。
实施例1：图1a为该实施例的结构组成，如图1a所示，一种新型质量检测系统包括双边差动感应器1、左托盘架2、底座3、编码器4、步进电机5、右托盘6、内置砝码滑槽7、齿条推杆8、推杆滑槽9、内置砝码10、基板11、横梁12、指针13、右托盘架14和左托盘15。底座3、编码器4、步进电机5和推杆滑槽9固定于基板11 上，齿条推杆8为“』”形，由下面带齿牙的横齿条和U形竖板组成，下面的横齿条置于推杆滑槽9内，与步进电机5输出轴上的带齿转轮、编码器4输入轴上的带齿转轮衔接，齿条推杆8的U形竖板立于内置砝码滑槽7的细长槽孔内，并用U形臂卡住内置砝码10，带动其在内置砝码滑槽7上滑动，底座3中间向上连接横梁12，横梁12中间有指针13，指针13两侧有双边差动感应器1，横梁12两侧左托盘架2和右托盘架14，左托盘架2和右托盘架14上面分别布置左托盘 15和右托盘6。内置砝码滑槽7通过螺栓与横梁12固定连接并随之绕横梁12的中点转动。编码器4和步进电机5通过信号线与控制单片机16连接。
图1b为该实施例控制模块组成及连线。如图1b所示，一种新型质量检测系统的控制模块包括控制单片机16、液晶显示屏17、电源 18、步进电机电源19、加热片20、模块箱21、总线接口22。其中单片机16、电源18、步进电机电源19、加热片20均在模块箱21内，模块箱21外部包裹保温材料。控制单片机16分别通过数据线与双边差动感应器1、编码器4、步进电机5、液晶显示屏17、总线接口22 连接，电源18通过电源线与加热片20连接，步进电机电源19通过电源线与步进电机5连接。
具体工作原理如下：待测物料置于左托盘15中，力矩不平衡时，横梁12绕其中点转动，指针13偏转，接触到双边差动感应器1后，双边差动感应器1产生信号传输给控制单片机16，控制单片机16根据偏移信号控制步进电机5向减小偏差方向转动，步进电机5驱动齿条推杆8的横齿条移动，齿条推杆8的U形竖板推动内置砝码10在内置砝码滑槽7上向力矩平衡的方向移动，使得指针13回到双边差动感应器1的差动范围之内，在此过程中，编码器4接受推杆滑槽9 内齿条推杆8的横齿条齿条移动信号，转化为脉冲信号，传输给控制单片机16，控制单片机16根据脉冲信号与质量的关系换算得出物体的质量，输出显示在液晶显示屏17上。运行中，内置的电源18为控制单片机16和加热片20提供电力，步进电机电源19为步进电机5 供电。当模块箱21内温度较低时，加热片20开始加热，保护部件安全正常运行。
图2为本发明中齿条推杆的结构示意图，如图2所示，齿条推杆 8为“』”形，由一个带齿牙的横齿条和一个U形竖板组成。
上述实施例中的步进电机电源19为24V，电源18为5V。
Claims (2)
1.一种新型质量检测系统,其包括双边差动感应器（1）、左托盘架（2）、底座（3）、编码器（4）、步进电机（5）、右托盘（6）、内置砝码滑槽（7）、齿条推杆（8）、推杆滑槽（9）、内置砝码（10）、基板（11）、横梁（12）、指针（13）、右托盘架（14）、左托盘（15）、控制单片机（16）、液晶显示屏（17）、电源（18）、步进电机电源（19）、加热片（20）、模块箱（21）和总线接口（22），其特征在于底座（3）、编码器（4）、步进电机（5）和推杆滑槽（9）固定于基板（11）上，齿条推杆（8）为“』”形，由下面带齿牙的横齿条和U形竖板组成，齿条推杆（8）的横齿条置于推杆滑槽（9）内，步进电机（5）通过输出轴上的带齿转轮与齿条推杆（8）的横齿条衔接，编码器（4）输入轴上的带齿转轮与齿条推杆（8）的横齿条衔接，内置砝码滑槽（7）用螺栓与横梁（12）固定连接并随之绕横梁（12）中点转动，齿条推杆（8）的U形竖板立于内置砝码滑槽（7）的细长槽孔内且可在其中左右移动，内置砝码（10）置于内置砝码滑槽（7）内，并以点接触方式卡在齿条推杆（8）的U形竖板内，底座（3）中间向上与横梁（12）连接，横梁（12）中间有指针（13），指针（13）两侧有双边差动感应器（1），横梁（12）两侧连接左托盘架（2）和右托盘架（14），左托盘架（2）和右托盘架（14）上面分别布置左托盘（15）和右托盘（6），双边差动感应器（1）、编码器（4）、步进电机（5）、液晶显示屏（17）和总线接口（22）通过信号线与控制单片机（16）连接，控制单片机（16）通过电源线与电源（18）连接，电源（18）通过电源线与加热片（20）连接，步进电机电源（19）通过电源线与步进电机（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型质量检测系统，其特征在于所述的系统中步进电机电源（19）为24V，电源（18）为5V。
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| CN117906732A (zh) * | 2024-03-12 | 2024-04-19 | 朝阳金达钼业有限责任公司 | 钼铁冶炼用原料配兑称重装置 |
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2017
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| CN117906732B (zh) * | 2024-03-12 | 2024-05-24 | 朝阳金达钼业有限责任公司 | 钼铁冶炼用原料配兑称重装置 |
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