专利名称：粉质仪扭矩测试装置的制作方法
技术领域：
所属领域本实用新型涉及一种主要测试面团流变学特性用的试验设备，具体的说是一种粉质仪的扭矩测试装置，适合测试面粉筋力强度和吸水性能。
背景技术：
粉质仪是通过测试面团的流变学特性来衡量面粉筋力强度的测试仪器，主要指标有吸水量、形成时间、稳定时间和衰减度等。
当前常用的是一种机械式粉质仪，主要包括揉面钵、自由动力计、杠杆系统、油阻尼器、机械绘图系统。主要工作原理是面团在搅拌过程中的阻力力矩传递给电机，电机将这一力矩的大小转变为位移信号，经杠杆系统传递给机械绘图装置，从而得到反映搅拌扭矩的粉质曲线。在试验结束后由试验员对该粉质曲线进行测量计算来评价面粉品质状况。
这种机械式粉质仪的扭矩测试装置，结构复杂，操作调试繁琐，测量精度和准确度较差，需要人工对粉质图进行分析和测量，人为误差大。
近几年发展的电子式扭矩测试系统，采用动态扭矩传感器串联在电机与揉面钵之间，扭矩传感器的转子随动力轴旋转。这种扭矩传感器的信号由转子向定子输出的方式为非接触式或接触式。这种扭矩测试方式主要问题是对扭矩传感器的技术要求较高，机构复杂，价格高或者可靠性不好。非接触式的扭矩传感器采用了转子和定子能源与信号交换的无接触耦合，结构较为复杂，价格昂贵。接触式扭矩传感器采用碳刷式由转子向定子传递能量和信号的方式，使用时间长碳刷易磨损，造成接触不良，结果不准确或无法使用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种粉质仪扭矩测试装置，它采用一种结构较为简单的、可靠耐用的静态扭矩传感器来测定粉质仪的搅拌力矩。扭矩传感器应变轴不随动力轴旋转，而是固定于电机架或直接固定于电机外壳体上，根据扭矩平衡原理，电机架或电机外壳的反作用力矩等同与减速器动力输出轴传递给搅拌刀的力矩。扭矩传感器的扭矩信号经变换处理传递给计算机，由计算机绘制粉质图，并分析粉质试验结果。
本实用新型的技术方案是粉质仪扭矩测试装置，包括揉面钵、减速电机和扭矩传感器，电机直联减速器，减速器输出轴连接并驱动揉面钵内的一对搅拌刀，其特征在于电机的输出端直联机械式减速器，减速电机固定于悬浮于支撑架上的检测装置上，检测装置的一端固定于静态扭矩传感器上，该扭矩传感器连接在数据采集卡和计算机上。
所述的检测装置为悬浮的可自由转动的盘架，减速电机固定于盘架中，盘架的一端固定于静态扭矩传感器上，静态扭矩传感器的另端固定于静态基座或者静态机体上。
所述的检测装置还可为通过减速器输出轴轴伸或电机尾端轴伸各用轴承悬在支撑架上，电机外壳体固定于扭矩传感器上，静态扭矩传感器的另端固定于静态基座或者静态机体上。
前述盘架或电机外壳与扭矩传感器采用联轴器连接、拨叉连接或直联连接。
前述减速器输出轴与连接搅拌刀的之间采用联轴器连接、拨叉连接或直联连接。
前述揉面钵中含有的一对搅拌刀，其中一个与减速器动力输出轴通过联轴器连接为主搅拌刀，主搅拌刀通过揉面钵齿轮箱中的一对齿轮连接有另外一个为副搅拌刀，主搅拌刀和副搅拌刀的转动速度比为1∶1.5。
本实用新型的工作原理在面粉在揉面钵加水搅拌过程中，电机减速器动力输出轴传递给揉面钵主搅拌刀力矩，驱动揉面钵中的两个搅拌刀按规定的速度转动。根据力矩平衡条件定理，电机架或电机外壳体的反作用力矩等于减速器动力输出轴传递给揉面钵主搅拌刀的力矩。与电机架或电机外壳体相连接的扭矩传感器自动把扭矩信号变换为电信号，并将信号传输给数据采集卡和计算机，由计算机对数据绘图并分析、记录、打印。
本实用新型的有益效果是，采用静态的扭矩传感器连接电机架或电机外壳体，传感器的应变轴不随动力轴旋转，相对应变轴随主轴旋转的动态扭矩传感器而言，这种扭矩传感器较为简单、耐用、价格低。相对机械式杠杆测力、绘图系统，本实用新型由扭矩传感器测出的数据由计算机自动分析，结果准确、快速、稳定性好、易操作。
图1为本实用新型实施方案一的结构示意图；图2为本实用新型实施方案二的结构示意图；图3为本实用新型实施方案三的结构示意图。
图中1扭矩传感器、2联轴器、3支撑架、4电机架、5电机和减速器、6支撑架、7联轴器、8揉面钵齿轮箱、9揉面钵、10计算机、11模数转换卡、12电机机壳固定架、13固定套、14浮动立盘。
具体实施方式
如图1所示的实施方案一中，粉质仪扭矩测试装置包括揉面钵9、揉面钵齿轮箱8、联轴器7、支撑架6和支撑架3、电机和减速器5、电机架4、联轴器2、扭矩传感器1、模数转换卡11、计算机10。
揉面钵9中含有两个搅拌刀，其中一个与减速器动力输出轴通过联轴器7连接，为主搅拌刀；另外一个为副搅拌刀，主搅拌刀和副搅拌刀的转动速度比为1∶1.5，这种速度差是通过揉面钵齿轮箱8中的一对齿轮来实现的。支撑架6和支撑架3固定在基座上，电机架4或者称之为盘架的两端悬浮于其上。扭矩传感器1在电机的尾端一侧与电机架4相连接，扭矩传感器的另端固定于静态基座上。由扭矩传感器1测出的扭矩信号通过模数转换卡11或数据采集卡传输给计算机10。
本实施方案中盘架与扭矩传感器1采用联轴器2连接，也可用拨叉连接或直联连接。
本实施方案中电机架4可采用一次铸造成形或焊接成形，最后加工；也可以采用分体加工，螺栓连接的方法。
本实施方案中电机和减速器5动力输出轴与主搅拌刀通过联轴器7与电机架4连接，也可采用拨叉连接或直联连接。
本实施方案中的扭矩传感器1为静态扭矩传感器，即扭矩传感器1的一端固定与机体或基座，应变轴端与待测量的非旋转系统如电机架4相连接，扭矩传感器1的应变轴不随动力轴旋转。
本实施方案中电机架4两端通过轴伸悬挂于支撑架3和支撑架6上，在电机架4一端不连接扭矩传感器1时，电机架4是可以自由转动的。
本实施方案中的扭矩传感器1与基座端固定处应可在一定角度转动，便于在需要时进行适当调整，保证电机架4处于垂直向下位置从而不产生偏转力矩。
本实施方案中电机直联机械减速器，通过选择合适的减速比得到所要求的输出速度，也可采用变频调速等其它调速方式。
本方案工作原理是在搅拌过程中，电机和减速器5动力输出轴传递给主搅拌刀的旋转扭矩，与揉面钵9中主搅拌刀和副搅拌刀克服面团阻力所需的扭矩相同，根据扭矩平衡原理，在电机架4垂直向下未产生扭矩时，电机架4的反作用扭矩与电机和减速器5动力输出轴的输出扭矩是相同的，所以，扭矩传感器1测出的扭矩等于面团的搅拌扭矩。扭矩传感器1将测出的扭矩直接转换为电信号，输出至数据采集卡即模数转换卡11，模数转换卡11把扭矩传感器1测定的连续模拟量转换为计算机可采集的、间歇性的数字量，最后计算机10对扭矩数字信号进行处理并绘制粉质图，并分析测试数据、记录测试结果。
如图2所示的实施方案二中，粉质仪扭矩测试装置，包括揉面钵9、揉面钵齿轮箱8、联轴器7、支撑架6和支撑架3、电机和减速器5、联轴器2、扭矩传感器1、模数转换卡11、计算机10、电机外壳体固定架12。
本方案与方案一的区别在于，本方案中没有电机架，而是减速电机通过其减速器输出轴和电机末端轴伸悬挂在支撑架3和支撑架6上，电机外壳固定架12固定在电机外壳上，扭矩传感器1通过联轴器2与电机外壳固定架12相连或直接连接。
本方案的工作原理在于，在搅拌过程中，电机和减速器5动力输出轴传递给主搅拌刀的旋转扭矩，与揉面钵9中主搅拌刀和付搅拌刀克服面团阻力所需的扭矩相同，根据扭矩平衡原理，电机外壳体的反作用扭矩与电机减速器动力输出轴的输出扭矩是相同的，所以，扭矩传感器1测出的扭矩等于面团的搅拌扭矩。扭矩传感器1将测出的扭矩直接转换为电信号，输出至模数转换卡11或数据采集卡，模数转换卡11把扭矩传感器1测定的连续的模拟量转换为计算机可采集的、间歇性的数字量，最后计算机10对扭矩数字信号进行处理并绘制粉质图，并分析测试数据、记录测试结果。
本方案作用效果同方案一。
如图3所示的实施方案三中，粉质仪扭矩测试装置，包括揉面钵9、揉面钵齿轮箱8、联轴器7、电机和减速器5、联轴器2、扭矩传感器1、模数转换卡11、计算机10、固定套13、浮动立盘14。
本方案与方案一的区别在于，本方案中没有电机架，而是增加了固定套13和浮动立盘14。固定套13通过地脚固定在基座上，浮动立盘14通过两轴承悬浮在固定套13上，可以自由转动。电机和减速器5采用立式安装在浮动立盘14上，减速器动力输出轴通过浮动立盘14的内孔引出，与揉面钵9主搅拌刀通过联轴器7联接或直接连接。扭矩传感器1通过联轴器2与电机外壳体连接或直接连接。扭矩传感器1也可以通过连接架与浮动立盘14用联轴器连接或者直接连接。
本方案原理同方案二，作用效果同方案一。
权利要求1.粉质仪扭矩测试装置，包括揉面钵、减速电机和扭矩传感器，电机直联减速器，减速器输出轴连接并驱动揉面钵内的一对搅拌刀，其特征在于电机的输出端直联机械式减速器，减速电机固定于悬浮于支撑架上的检测装置上，检测装置的一端固定于静态的扭矩传感器上，该扭矩传感器连接在数据采集卡和计算机上。
2.根据权利要求1所述的粉质仪扭矩测试装置，其特征在于所述的检测装置为悬浮的可自由转动的盘架，减速电机固定于盘架中，盘架的一端固定于扭矩传感器上，扭矩传感器的另端固定于静态基座或者静态机体上。
3.根据权利要求1所述的粉质仪扭矩测试装置，其特征在于所述的检测装置为通过减速器输出轴轴伸或电机尾端轴伸各用轴承悬在支撑架上，电机外壳体固定于扭矩传感器上，扭矩传感器的另端固定于静态基座或者静态机体上。
4.根据权利要求1或2或3任何之一所述的粉质仪扭矩测试装置，其特征在于盘架或电机外壳与扭矩传感器采用联轴器连接、拨叉连接或直联连接。
5.根据权利要求4所述的粉质仪扭矩测试装置，其特征在于减速器输出轴与连接搅拌刀的之间采用联轴器连接、拨叉连接或直联连接。
6.根据权利要求1所述的粉质仪扭矩测试装置，其特征在于揉面钵中含有的一对搅拌刀，其中一个与减速器动力输出轴通过联轴器连接为主搅拌刀，主搅拌刀通过揉面钵齿轮箱中的一对齿轮连接有另外一个为副搅拌刀，主搅拌刀和副搅拌刀的转动速度比为1∶1.5。
专利摘要粉质仪扭矩测试装置，包括揉面钵、减速电机和扭矩传感器，减速电机驱动揉面钵内的一对搅拌刀。减速电机固定于悬浮的盘架中或通过两端轴伸悬浮、或固定在可以自由旋转的立盘上，悬浮的盘架或电机外壳体连接静态扭矩传感器。该传感器将电机的扭矩信号输出至数据采集卡和计算机，计算机直接绘出扭矩曲线并计算结果。它具有测试系统简单可靠，误差小、稳定性好、成本低廉等优点。本实用新型主要适合测试面粉筋力强度和吸水性能，同样也适合黑小麦粉、巧克力、口香糖等物质的测试。
文档编号G01N3/00GK2742428SQ20042009886
公开日2005年11月23日 申请日期2004年11月18日 优先权日2004年11月18日
发明者张先和 申请人:张先和