一种物料压缩比测试仪及测试系统的制作方法

本实用新型涉及物料检测技术领域，具体而言，涉及一种物料压缩比测试仪及测试系统。

背景技术：

随着中国制药行业的自动化技术的飞速发展，同时药品生产质量管理规范(Good Manufacture Practices，GMP)对于制药行业产品数据的可追溯性和唯一性要求越来越严格，国内的制药厂商的设备以及标准操作程序(Standard Operation Procedure，SOP)也将依据最新的GMP及时更新。药品在制造过程中，因某一指标微小的偏移到最后成品时就会出现很大的偏差，在物料的压制过程中因挤压填充的力度不同会影响最终产品的重量含量及物理特性的一致性，因此有必要在物料进行填充压制的过程中进行实时检测和数据分析，以保证生产出的产品的一致性。

目前制药行业固体制剂(胶囊剂、片剂)的物料密度可以通过现有的设备进行测量以及数据化分析，对固体制剂的形状特点可通过图影技术来分析。对于物料在压制过程中的物理形状特点的分析依靠传统的人工模拟量推算法来完成，所记录的数据为测试人员手工记录，数据最终结果由测试人员手动计算得出，这种方式具有如下缺点：数据安全性低，容易被篡改；数据的计算分析过程容易出错，导致结果出现偏差；数据容易丢失，不具备可追溯性。

因此，解决现有解决方案中物料压缩比测试存在的工作量大、数据安全性低、易丢失、计算结果偏差大以及不可追溯性的问题，一直以来是本领域技术人员关注和研究的重点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种物料压缩比测试仪及测试系统，以解决现有技术中物料压缩比测试存在的工作量大、数据安全性低、易丢失、计算结果偏差大以及不可追溯性的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种物料压缩比测试仪，所述物料压缩比测试仪包括第一滑轨、第一滑块、第二滑轨、第二滑块、第一连接件、第二连接件、粉压针、压力传感器、移动传感器及处理器，所述第一滑块与所述第一滑轨滑动连接，所述第二滑块与所述第二滑轨滑动连接，所述第二滑块与所述第一滑块通过所述第一连接件连接，所述压力传感器设置于所述第一滑块，所述第二连接件的一端与所述压力传感器连接，所述第二连接件的另一端与所述粉压针连接，所述移动传感器设置于所述第二滑轨的一端，所述处理器分别与所述压力传感器、所述移动传感器电连接；

所述压力传感器用于测试所述粉压针的受到的压力值，并将所述压力值传输至所述处理器；

所述移动传感器用于测试所述第二滑块移动的位移值，并将所述位移值传输至所述处理器；

所述处理器用于在接收到所述压力值及所述位移值后，依据所述压力值、所述位移值生成数据分析报表。

进一步地，所述物料压缩比测试仪还包括联轴器、电机及电机驱动器，所述联轴器的一端与所述第一滑轨的一端连接，所述联轴器的另一端与所述电机连接，所述电机与所述电机驱动器电连接，所述电机驱动器与所述处理器电连接，所述处理器用于通过控制所述电机驱动器驱动所述电机运转。

进一步地，所述移动传感器与所述电机驱动器电连接，所述电机驱动器用于依据所述移动传感器采集并传输的位移值精确控制所述电机的运转。

进一步地，所述物料压缩比测试仪还包括开关模块，所述开关模块与所述处理器电连接，所述开关模块用于传输打开信号或关闭信号至所述处理器，所述处理器用于接收到所述打开信号后控制所述电机驱动器驱动所述电机运转，所述处理器还用于接收到所述关闭信号后控制所述电机驱动器驱动所述电机停止运转。

进一步地，所述物料压缩比测试仪还包括信号放大模块，所述压力传感器通过所述信号放大模块与所述处理器电连接，所述信号放大模块用于放大所述压力值，并将所述放大后的压力值传输至所述处理器。

进一步地，所述物料压缩比测试仪还包括显示模块，所述显示模块与所述处理器电连接，用于显示所述数据分析报表。

进一步地，所述物料压缩比测试仪还包括指令输入模块，所述指令输入模块与所述处理器电连接，所述指令输入模块用于在响应用户的操作后生成开机信号或关机信号，所述处理器用于接收到所述开机信号后被唤醒，所述处理器还用于接收到所述关机信号后进入睡眠状态。

进一步地，所述物料压缩比测试仪还包括防尘壳和基座，所述第一滑轨、所述第二滑轨分别与所述基座连接，所述防尘壳罩设于所述第一滑轨、所述第二滑轨、所述第一滑块、所述第二滑块及所述移动传感器外，且所述防尘壳与所述基座可拆卸连接。

进一步地，所述物料压缩比测试仪还包括多个限位块，每个所述限位块皆设置于所述第一滑轨的一侧。

第二方面，本发明实施例还提供了一种物料压缩比测试系统，包括物料压缩比测试仪及外接智能终端，所述物料压缩比测试仪包括第一滑轨、第一滑块、第二滑轨、第二滑块、第一连接件、第二连接件、粉压针、压力传感器、移动传感器及处理器，所述第一滑块与所述第一滑轨滑动连接，所述第二滑块与所述第二滑轨滑动连接，所述第二滑块与所述第一滑块通过所述第一连接件连接，所述压力传感器设置于所述第一滑块，所述第二连接件的一端与所述压力传感器连接，所述第二连接件的另一端与所述粉压针连接，所述移动传感器设置于所述第二滑轨的一端，所述处理器分别与所述压力传感器、所述移动传感器电连接；所述压力传感器用于测试所述粉压针的受到的压力值，并将所述压力值传输至所述处理器；所述移动传感器用于测试所述第二滑块移动的位移值，并将所述位移值传输至所述处理器；所述处理器用于在接收到所述压力值及所述位移值后，依据所述压力值、所述位移值生成数据分析报表；所述外接智能终端与所述物料压缩比测试仪电连接或通信连接，所述外接智能终端用于显示及分析所述数据分析报表。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的物料压缩比测试仪及测试系统，通过压力传感器采集并传送压力值至处理器，移动传感器采集并传送位移值至处理器，再通过处理器根据预设值计算压缩比，并依据压缩比、压力值及位移值生成数据分析报表，该数据分析报表可通过物料压缩比测试仪显示，也可通过外接智能终端显示。通过该物料压缩比测试仪及测试系统可提高测试压缩比的工作效率高，同时采集的数据准确性高、安全性高、不易丢失且具有可追溯性，压缩比的计算结果直观、灵活、可靠。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的物料压缩比测试仪的结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例提供的物料压缩比测试仪的电路结构框图。

图3示出了本实用新型实施例提供的物料压缩比测试系统的一种结构框图。

图4示出了本实用新型实施例提供的物料压缩比测试系统的另一种结构框图。

图标：100-物料压缩比测试仪；110-基座；120-防尘壳；130-第一滑轨；132-第一滑块；134-第二连接件；136-粉压针；138-限位块；140-压力传感器；150-第一滑轨；152-第二滑块；154-第一连接件；160-移动传感器；170-联轴器；180-电机；210-处理器；220-电机驱动器；230-信号放大模块；240-显示模块；250-开关模块；260-指令输入模块；300-物料压缩比测试系统；310-外接智能终端；312-移动终端；314-远程终端；320-无线网络。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种物料压缩比测试仪100，用于测试物料的压缩比，压缩比用于反映物料的可压性和填充性。该物料压缩比测试仪100包括防尘壳120、基座110、第一滑轨130、第一滑块132、第二滑轨150、第二滑块152、第一连接件154、第二连接件134、粉压针136、压力传感器140、移动传感器160。其中，第一滑轨130、第二滑轨150分别与基座110连接，防尘壳120罩设于第一滑轨130、第二滑轨150、第一滑块132、第二滑块152及移动传感器160外，且防尘壳120与基座110可拆卸连接。第一滑块132与第一滑轨130滑动连接，第二滑块152与第二滑轨150滑动连接，第二滑块152与第一滑块132通过第一连接件154连接。压力传感器140设置于第一滑块132，第二连接件134的一端与压力传感器140连接，第二连接件134的另一端与粉压针136连接，移动传感器160设置于第二滑轨150的一端。

请参阅图2，此外，物料压缩比测试仪100还包括处理器210、电机180、电机驱动器220、开关模块250、信号放大模块230、显示模块240及指令输入模块260。其中，电机驱动器220、开关模块250、信号放大模块230、显示模块240及指令输入模块260分别与处理器210电连接，电机180与电机驱动器220电连接，移动传感器160与电机驱动器220电连接，压力传感器140与信号放大模块230电连接。

基座110用于固定第一滑轨130、第二滑轨150，通过将第一滑轨130、第二滑轨150固定于基座110，便于搬运物料压缩比测试仪100。

第一滑轨130的一端与基座110固定连接，第一滑块132设置于第一滑轨130上，并与第一滑轨130滑动连接。第一滑轨130的另一端与联轴器170的一端连接，当联轴器170转动时，可带动第一滑块132沿第一滑轨130的纵向移动。

电机180设置于联轴器170的另一端，当电机180运转时，带动联轴器170转动，从而带动第一滑块132在第一滑轨130上下移动。

在本实施例中，电机180为伺服电机，伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机180具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性。从而可以更加精确地控制第一滑块132上下移动的距离。

压力传感器140设置于第一滑块132，并与第一滑块132固定连接。第二连接件134用于连接压力传感器140和粉压针136。第二连接件134的一端与压力传感器140的一端固定连接，第二连接件134的另一端与粉压针136可拆卸连接。第二连接件134的另一端与粉压针136可拆卸连接的好处在于，若出现粉压针136损坏或是其他情况，便于用户更换粉压针136。

当第一滑块132在第一滑轨130上下移动时，压力传感器140及粉压针136会随第一滑块132一起上下移动，粉压针136会对物料形成压力，同时物料会对粉压针136形成反作用力，而压力传感器140则是用于测量物料对粉压针136形成反作用力的大小。

压力传感器140还与处理器210电连接，用于检测粉压针136受到的压力值，并将该压力值传输至处理器210。

优选地，物料压缩比测试仪100还包括多个限位块138。多个限位块138皆设置于第一滑轨130的一侧，用于限制第一滑块132的位置，以避免出现第一滑块132向联轴器170方向运动时与联轴器170接触；同时也能避免第一滑块132向基座110方向运动时，压坏粉压针136。在本实施例中，限位块138的个数为2个。需要说明的是，在其他实施例中，限位块138的个数也可以为3个、4个或是其他个数。

第二滑块152通过第一连接件154与第一滑块132固定连接。此外，第二滑块152设置于第二滑轨150，当第一滑块132在第一滑轨130上下移动时，第二滑块152随着第一滑块132的移动在第二滑轨150上下移动。

移动传感器160则设置于第二滑轨150远离基座110的一端，用于检测第二滑块152的位移值，即物料的压缩高度。此外，移动传感器160还与处理器210电连接，还用于将所述位移值输至处理器210。

防尘壳120与基座110可拆卸连接。同时，防尘壳120罩设于电机180、第一滑轨130、第二滑轨150、第一滑块132、第二滑块152以及处理器210等物体外，用于防止上述物体在测试过程中受到物料的污染。此外，压力传感器140、过渡件及粉压针136皆设置于防尘壳120外，防尘壳120通过开设一长条形开口将压力传感器140、过渡件及粉压针136露出，便于压力传感器140、过渡件及粉压针136三者上下移动。

另外，物料压缩比测试仪100还包括一容器，容器与物料压缩比测试仪100配套使用，该容器用于容纳待测物料。在需要使用物料压缩比测试仪100时，将容器内放入待测物料，并将容器放入粉压针136的下方，以粉压针136可无阻碍进入容器内为准。

处理器210还可根据预设值计算出所述物料的压缩比。预设值包括物料质量M、物料的松散体积V1以及物料的紧体积V2。

所述压缩比的计算公式为：K＝100％×(T-B)/T＝(M-B×V2)/M。其中，K表示所述物料的压缩比，也称为卡式指数，所述物料的压缩比可反映物料的可压性和填充性；B表示物料的松散密度；T表示物料的紧密度。

其中，物料的松散密度的计算公式为：B＝M/V1。

所述物料的紧密度的计算公式为：T＝M/V2。

此外，处理器210还用于接收压力传感器140采集并传输的压力值以及移动传感器160采集并传输的位移值。同时，处理器210依据压缩比、压力值及位移值生成数据分析。

在本实施例中，所述物料的每一压力值均对应一个位移值。例如物料的压力值在10N～100N时，均对应一个位移值，用户可自定义需要测试的数据组数，从而可形成整个压缩过程中的压力值与位移值的曲线走向，并显示在数据分析报表中。同时，所述数据分析报表的内容还包括物料的松散密度、紧密度及对应计算出的压缩比，如此能较为清楚地得知计算压缩比的中间值，使得压缩比的计算过程具有可追溯性，计算压缩比的准确性也能得以保证。

需要说明的是，处理器210可能是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。所述处理器210可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

电机驱动器220分别与电机180及处理器210电连接，处理器210用于通过控制电机驱动器220驱动所述电机180运转。此外，电机驱动器220还与移动传感器160电连接，用于接收移动传感器160采集到的位移值，并根据该位移值更加精确地控制电机180的运转。电机180、电机驱动器220及位移传感器三者形成电机180的闭环控制，采用闭环控制能得到比开环控制更高的运行速度，更稳定、更光滑的转速。

在本实施例中，电机驱动器220为伺服驱动器。

开关模块250与处理器210电连接，开关模块250用于传输打开信号或关闭信号至处理器210，处理器210用于接收到打开信号后控制电机驱动器220驱动电机180运转，处理器210还用于接收到关闭信号后控制电机驱动器220驱动电机180停止运转。

在本实施例中，开关模块250为一继电器。当继电器闭合时，电机180运转；当继电器断开时，电机180停止运转。需要说明的是，在其他实施例中，继电器也可以采用其他开关代替。

优选地，物料压缩比测试仪100还包括信号放大模块230。压力传感器140通过信号放大模块230与处理器210电连接，信号放大模块230用于放大压力值，并将放大后压力值传输至处理器210。

显示模块240与处理器210电连接，用于显示处理器210生成的数据分析报表。显示模块240可以是但不仅限于，LED显示器、液晶显示屏、触摸屏等。

指令输入模块260与处理器210电连接，指令输入模块260用于在响应用户的操作后生成开机信号或关机信号，处理器210用于接收到开机信号后被唤醒，处理器210还用于接收到关机信号后进入睡眠状态。

此外，指令输入模块260还可用于响应用户的操作后生成控制开关模块250打开或关闭的控制信号；同时，指令输入模块260可用于供用户输入预设值以便处理器210计算压缩比。

在本实施例中，显示模块240与指令输入模块260集成在一触摸屏上，触摸屏与处理器210电连接。用户可通过在触摸屏上的操作对物料压缩比测试仪100进行控制。

本实用新型实施例提供的物料压缩比测试仪100的工作原理为：

处理器210通过控制电机驱动器220以驱动电机180运转，电机180运转则会带动联轴器170转动，从而带动第一滑块132在第一滑轨130上运动；第一滑块132运动的同时会带动压力传感器140和粉压针136运动，粉压针136运动的过程中，会受到物料对其的压力，压力传感器140则是用于检测此压力值，并将该压力值通过一信号放大模块230的放大后传输至处理器210；同时，第一滑块132运动也会带动第二滑块152在第二滑轨150上运动，移动传感器160则是用于检测第二滑块152的位移值，并将该位移值传输至电机驱动器220，电机驱动器220接收到移动传感器160反馈的位移值后能获得电机180的运转情况，从而更加精确地控制电机180运动；此外，电机驱动器220接收到移动传感器160反馈的位移值后还将该位移值传输至处理器210；处理器210首先根据预设值计算出待测物料的压缩比，再依据压力值和位移值以及压缩比生成一数据分析报表，并将该报表的内容显示于显示模块240上。

第二实施例

请参阅图3，本实用新型实施例还提供了一种物料压缩比测试系统300，包括物料压缩比测试仪100及外接智能终端310。该物料压缩比测试系统300用于测试物料的压缩比，并通过外接智能终端310分析报表及采集到的数据。

在一种优选的实施例中，物料压缩比测试仪100还包括通信模块，通信模块与处理器210电连接；同时通信模块还与外接智能终端310建立通信连接，用于进行物料压缩比测试仪100和外接智能终端310之间的数据交换，如数据分析报表等。

需要说明的是，通信模块与外接智能终端310的连接方式可以是电连接，同样也可以是通信连接的方式。外接智能终端310可以是但不仅限于电脑、IPAD、手机等。

在一种优选的实施例中，请参阅图4，外接智能终端310可以包括远程终端314和移动终端312。其中，远程终端314与移动终端312通过无线网络320与物料压缩比测试仪100建立通信连接，以获得并显示数据分析报表，以此实现远程、灵活地获取数据分析报表。

综上所述，本实用新型实施例提供的物料压缩比测试仪及测试系统，通过电机驱动第一滑块、第二滑块运动，从而压力传感器采集粉压针受到的压力值，移动传感器采集第二滑块的位移值，再通过处理器根据预设值计算压缩比，并依据压缩比、压力值及位移值生成报表，最后通过物料压缩比测试仪的显示模块或外接智能终端显示处理器生成的报表。该物料压缩比测试仪可实现测量压缩比、压力值，计算压缩比，并依据压缩比、压力值及位移值生成并储存报表，由于采集、计算、存储数据的过程都由物料压缩比测试仪完成，因而使用物料压缩比测试仪可提高工作效率，同时采集的数据准确性高、安全性高、不易丢失且具有可追溯性，压缩比的计算结果直观、灵活、可靠。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。