專利名稱：料球強(qiáng)度測(cè)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
料球強(qiáng)度測(cè)定儀，是用于水泥廠的立窯和立波爾窯的水泥生料球強(qiáng)度測(cè)定的儀器。
長(zhǎng)期以來(lái)，生料球的強(qiáng)度沒(méi)有正規(guī)的料球測(cè)定儀器，僅用一種以維卡儀改裝的簡(jiǎn)單裝置代替，測(cè)試強(qiáng)度時(shí)，將生料球置于壓桿下面，緩緩向錐形容器里加入鉛砂，同時(shí)多方向觀察料球是否破裂，一旦出現(xiàn)破裂，即停止鉛砂加入，而后稱量鉛砂重量和壓桿的重量，作為生料球破裂時(shí)的極限承載力，該裝置存在如下缺點(diǎn)第一、操作人員不可能準(zhǔn)確判斷料球是否破裂，一般是測(cè)定結(jié)果高于料球的實(shí)際強(qiáng)度。第二、加鉛砂操作為手工進(jìn)行，很難保持恒定，使測(cè)試條件不能一致，第三、操作繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，測(cè)試精度低。不能及時(shí)指導(dǎo)生料球生產(chǎn)控制。
本實(shí)用新型的目的是使儀器測(cè)試操作簡(jiǎn)便、省時(shí)，靈敏度高，能準(zhǔn)確判斷料球破裂，測(cè)試精度高。
料球強(qiáng)度測(cè)定儀的工作原理是當(dāng)加壓機(jī)構(gòu)的壓頭下降時(shí)，使生料球受到外力的作用。該力直接傳遞到電子應(yīng)變式力傳感器，此時(shí)傳感器即輸出一個(gè)與所加外力成線性關(guān)系的電信號(hào)，以完成非電量到電量之間的轉(zhuǎn)換，傳感器輸出的微弱電信號(hào)，經(jīng)數(shù)顯儀表中的前置放大器放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后由數(shù)碼顯示器進(jìn)行數(shù)字顯示，放大器輸出的另一路信號(hào)，通過(guò)峰值保持電路后，輸出控制信號(hào)，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將料球壓至破裂瞬間的峰值讀數(shù)保持下來(lái)。
料球強(qiáng)度測(cè)定儀是由一、齒輪箱，二、立柱，三、底座三部分組成。如圖1所示底座內(nèi)裝數(shù)顯儀表和電器控制按鈕，總電源開關(guān)(1)，清零按鈕(2)，增益旋鈕(3)，調(diào)零旋鈕(4)，數(shù)字顯示屏(5)，向上按鈕(6)，向下按鈕(7)，應(yīng)變式力傳感器(8)，托樣盤(9)和料球(10)，電動(dòng)加載機(jī)構(gòu)裝配在齒箱上，見圖2，由壓頭(11)，并帽(12)和加壓桿(13)組成，其加壓桿由交流伺服電機(jī)(14)，通過(guò)小齒輪(15)，大齒輪(16)和螺套(17)傳動(dòng)，加壓桿在凸形鍵(18)限制下不能轉(zhuǎn)動(dòng)，只作上下直線運(yùn)動(dòng)，加壓桿的上部裝有撞塊(19)，在加壓桿向下運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)，撞塊接觸微動(dòng)開關(guān)(20)，使繼電器發(fā)生作用，電機(jī)反轉(zhuǎn)，加壓桿返回運(yùn)動(dòng)，至最高位置時(shí)，撞塊接觸微動(dòng)開關(guān)(21)，使繼電器釋放，電機(jī)停轉(zhuǎn)。加壓桿停止在最高位置。試驗(yàn)時(shí)，按動(dòng)向上或向下按鈕，可節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，壓頭與料球之間的距離也可在旋松并帽時(shí)，旋動(dòng)壓頭調(diào)整。
料球強(qiáng)度測(cè)定儀，采用電動(dòng)加載，電子應(yīng)變式力傳感器測(cè)力。數(shù)字顯示屏顯示力值測(cè)力范圍為0－－30牛頓。電動(dòng)加載加壓桿下降速度穩(wěn)定不變。數(shù)顯儀表抗干擾力強(qiáng)。峰值保持時(shí)間大于5分鐘。
電子應(yīng)變式力傳感器采用精度等級(jí)為0.05級(jí)，測(cè)量范圍0－－30牛頓。輸出靈敏度2.223毫伏／伏。
放大器選用斬波穩(wěn)零放大器。能自動(dòng)穩(wěn)零，線性度好，穩(wěn)定可靠，溫漂和時(shí)漂特別小。
數(shù)顯部分采用單片大規(guī)模集成電路作為基本部件組成模－－數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字顯示電路，同時(shí)采用具有溫度補(bǔ)償?shù)募呻娐纷鳛榛鶞?zhǔn)源。從而提高了顯示電路的穩(wěn)定性和精度(±0.025％±1個(gè)字)，該電路還具有運(yùn)行／保持控制端，從而為本儀器實(shí)現(xiàn)數(shù)字式峰值保持提供了有利條件。
峰值保持采用數(shù)字式峰值保持電路，并配備高質(zhì)量的保持電容和高阻抗運(yùn)放，使峰值保持時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于5分鐘。
顯示信號(hào)直接取自放大器的輸出信號(hào)。因而消除了峰值保持電路引入的干擾和誤差。提高數(shù)顯儀表的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。
電源部分主要有三部分組成?！?伏電源供給放大器及峰值保持電路?！?伏電源供給數(shù)顯電路。10伏電源作為傳感器的橋壓電源。電源輸入部分加裝濾波器。提高抗干擾能力。
料球強(qiáng)度測(cè)定儀的檢定，為采用力值為每塊6牛頓的砝碼五塊組成一組，檢定時(shí)只要把砝碼逐一放置到傳感器的頂部，即可從數(shù)顯儀表上的讀數(shù)和砝碼的力值計(jì)算出相應(yīng)的精度誤差，以檢定料球強(qiáng)度測(cè)定儀數(shù)據(jù)正確性。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1.采用電動(dòng)加載，壓桿下降速度恒定，使測(cè)試條件穩(wěn)定一致，可比性能強(qiáng)，減少人為誤差。
2.采用高精度電子應(yīng)變式傳感器測(cè)力，無(wú)機(jī)械性阻力。料球直接放在傳感器的頂部，受力后直接傳遞到傳感器上，完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換，能真實(shí)反應(yīng)料球的承載力。
3.用數(shù)顯儀表顯示力傳值，讀數(shù)正確迅速、直觀，料球在加載過(guò)程中隨時(shí)反應(yīng)力大小。料球一旦破裂，承載力下降，由峰值保持性能保持失壓前最大承載力數(shù)值，數(shù)顯儀表上數(shù)字停止不動(dòng)，準(zhǔn)確判斷出料球破裂時(shí)間，操作人員可及時(shí)停止加載。
4.操作簡(jiǎn)單，操作人員只要更換料球，按動(dòng)按鈕和記錄數(shù)據(jù)即可。測(cè)試時(shí)間大大縮短。測(cè)試結(jié)果能及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)。
5.本實(shí)用新型實(shí)用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所用原材料及配件均可在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上買到，電子數(shù)顯儀表設(shè)計(jì)成熟，加工設(shè)備為普通機(jī)床。一般中小型機(jī)械廠和電子儀表廠配合即可實(shí)施。該儀器稍加改造可以擴(kuò)大到0－－150牛頓的使用范圍。


圖1┈料球強(qiáng)度測(cè)定儀示意圖一┈齒輪箱二┈立柱三┈底座1┄總電源開關(guān)2┄清零按鈕3┄增益旋鈕4┄調(diào)零旋鈕5┄數(shù)字顯示屏6┄向上按鈕7┄向下按鈕8┄應(yīng)變式力傳感器9┄托樣盤10－－料球11－－壓頭12－－并帽13－－加壓桿圖2┈電動(dòng)加載機(jī)構(gòu)示意圖
11┈壓頭12┈并帽13┈加壓桿14┈交流伺服電機(jī)15┈小齒輪16┈大齒輪17┈螺套18┈凸形鍵19┈撞塊20，21┈微動(dòng)開關(guān)
權(quán)利要求1.料球強(qiáng)度測(cè)定儀，是用于水泥廠的立窯和立波爾窯的水泥生料球強(qiáng)度測(cè)定的儀器，它是由齒輪箱、立柱和底座組成，在底座內(nèi)裝有數(shù)顯儀表和電器控制按鈕，本實(shí)用新型的特征在于采用電動(dòng)加載，電子應(yīng)變式力傳感器測(cè)力，數(shù)字顯示屏顯示力值，放大器采用斬波穩(wěn)零放大器和數(shù)字式峰值保持電路，并備有隨時(shí)檢定儀器示值精度的五等砝碼組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料球強(qiáng)度測(cè)定儀，其特征在于電動(dòng)加載機(jī)構(gòu)裝配在齒輪箱上，由壓頭、并帽和加壓桿組成，加壓桿由交流伺服電機(jī)通過(guò)大小齒輪和螺套傳動(dòng)，加壓桿在凸形鍵限制下作上下直線運(yùn)動(dòng)，加壓桿上部裝有撞塊，由上下微動(dòng)開關(guān)控制加壓桿停止的上下位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料球強(qiáng)度測(cè)定儀，其特征在于采用精度等級(jí)為0.05級(jí)的電子應(yīng)變式力傳感器測(cè)力，測(cè)量范圍0┈30牛頓，輸出靈敏度2.223毫伏／伏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料球強(qiáng)度測(cè)定儀，其特征在于采用數(shù)字顯示屏顯示力值，數(shù)顯部份采用單片大規(guī)模集成電路作為基本部件，組成模一數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字顯示電路，同時(shí)采用具有溫度補(bǔ)償?shù)募呻娐纷鳛榛鶞?zhǔn)源，該電路還具有運(yùn)行／保持控制端，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字式峰值保持，峰值保持時(shí)間大于5分鐘，前置放大器采用斬波穩(wěn)零放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料球強(qiáng)度測(cè)定儀，其特征在于備有隨時(shí)檢定儀器示值精度的五等砝碼組，力值為每塊砝碼6牛頓。
專利摘要料球強(qiáng)度測(cè)定儀，是用于水泥廠的立窯和立波爾窯的水泥生料球強(qiáng)度測(cè)定的儀器，它是采用電動(dòng)加載，電子應(yīng)變式力傳感器測(cè)力，數(shù)字顯示，屏顯示力值，測(cè)力范圍為0-30牛頓，電動(dòng)加載加壓桿下降速度穩(wěn)定不變，數(shù)字顯示儀表抗干擾力強(qiáng)，能保持峰值5分鐘，顯示最大力值，操作簡(jiǎn)單，測(cè)試時(shí)間短，精度高，能及時(shí)指導(dǎo)料球生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/08GK2080666SQ9022227
公開日1991年7月10日 申請(qǐng)日期1990年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月19日
發(fā)明者王象明, 王伯興, 汪宜光, 周錦奎, 佟貴山, 徐正菲, 王業(yè)華, 錢善良 申請(qǐng)人:江蘇省無(wú)錫市建材儀器機(jī)械廠, 中國(guó)建材研究院水泥科學(xué)研究所