專利名稱：自動化流盤儀及流盤試驗的方法
技術領域：
本發明涉及海運中適運水份極限試驗領域，尤其涉及一種自動化流盤儀及流盤試驗的方法。
背景技術：
國際海事組織海上安全委員會第85屆會議通過了《經修正的1974年國際海上人命安全公約》第VI章和第VII章的修正案，同時通過了《國際海運固體散裝貨物規則》(以下簡稱《MSBC規則》)，該修正案和規則將于2011年I月I日強制生效。根據《MSBC規則》的規定，部分固體散裝貨物在交付船舶運輸前，應對其物理、化學性質和技術指標進行檢測。對于《MSBC規則》中規定的易流態化物質，海事管理機構在辦理固體散裝貨物申報備案手續時，應要求提交貨物適運水分極限和貨物含水量證明。貨物適運水分極限的檢測應在裝貨前六個月內按照《MSBC規則》的規定進行取樣和檢測，如期間發生可改變貨物適運水分極限的情況，應予以重新取樣和檢測。貨物含水量的檢測應在裝貨前7日內按照《MSBC規則》的規定進行取樣和檢測，如期間發生可改變貨物含水量的降水等情況，應予以重新取樣和檢測。貨物含水量超過貨物適運水分極限的，不得裝船運輸。目前在國際海運試驗適運水份極限(TML )的通用方法中的流盤試驗，其用于試驗易流態化物質的水份含量、易流態化物質的流盤振動力或離心力作用下的流動水份點(FMP)及試驗物質的適運水份極限。在流盤實驗中，目前的技術是將待測易流化物質按照標準要求圓模中搗實，待測易流化物質在圓模中分成三層(形成試樣)，第一層約占圓模深度的三分之一，第二層應約達到圓模深度的三分之二，第三層應剛好達到圓模頂邊的下部，然后撤去圓模，然后通過手工對試樣在流盤上25次/分，12. 5毫米高處升落50次，如果試樣散落，則說明試樣的含水量低于流動水份點，此時需要對待測易流化物質進行噴灑水份，然后再取樣試驗，直到試樣試驗不會散落為止。在上述試驗過程中，對流盤的升落通過人工手動的操作，采用人工手動升落的操使操作人員的工作量比較大，也會相當的辛苦，而且轉速和升落的高度都不容易達到完全精準的控制，這對試驗的準確度帶來一定的誤差，甚至嚴重的試驗失誤。因此亟需一種能夠提高試驗準確度、減輕試驗人員工作強度的自動化流盤儀及流盤試驗的方法。
發明內容
本發明的目的之一是提供一種能夠提高試驗準確度、減輕試驗人員工作強度的自動化流盤儀。本發明的目的之二是提供一種能夠提高試驗準確度、減輕試驗人員工作強度的流盤試驗的方法。為了實現上述目的之一，本發明的技術方案是提供一種自動化流盤儀，包括控制系統及與所述控制系統電性連接的主體結構。所述控制系統包括工控機和信號解析板，所述工控機用于給第一驅動裝置及第二驅動裝置發送控制命令，所述信號解析板連接于所述工控機與驅動裝置之間，根據所述控制命令生成適于控制所述第一驅動裝置及第二驅動裝置的驅動信號；所述主體結構包括流盤裝置，所述流盤裝置包括與所述控制系統電性連接的第一驅動裝置、轉盤及模具，所述第一驅動裝置用于接收所述驅動信號驅動所述轉盤轉動，所述模具承載于所述轉盤上且用于盛裝被測物質；第二驅動裝置，所述第二驅動裝置用于驅動搗棒，所述搗棒固定安裝在所述第二驅動裝置上，位于所述模具的上方處，所述第二驅動裝置用于接收所述驅動信號驅動所述搗棒對被測物質進行壓實。所述第二驅動裝置包括步進電機及懸臂系統，所述懸臂系統包括X懸臂、Y懸臂及Z懸臂，所述步進電機驅動所述X懸臂、Y懸臂及Z懸臂帶動所述搗棒對被測物質進行壓實。所述自動化流盤儀還設置有視覺系統，所述視覺系統與所述控制系統電性連接，所述視覺系統對所述模具的位置信息進行跟蹤，并將所述模具的位置信息反饋至所述控制系統，所述控制系統根據所述位置信息，調整所述懸臂系統的初始位置后，控制所述第二驅動裝置驅動所述懸臂系統帶動所述搗棒對被測物質進行壓實。所述信號解析板與所述第一驅動裝置及第二驅動裝置之間還設置有用于產生匹配所述第一驅動裝置及第二驅動裝置的功率的的功率驅動板。所述控制系統裝設于機柜上，所述機柜設置有溫度顯示窗口及濕度顯示窗口，所述溫度顯示窗口及濕度顯示窗口分別用于安裝溫度顯示裝置及濕度顯示裝置。所述第二驅動裝置還包括有搗棒固定件，所述搗棒固定件包括有用于固定安裝到所述懸臂系統上的安裝部，所述安裝部水平彎折延伸形成用于固定所述搗棒的安裝孔。所述搗棒內設有與所述控制系統電性連接的壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測被測物質與所述搗棒的搗棒頭之間的壓力大小的信息，并轉化為電信號傳遞給所述控制系統，所述控制系統根據所述壓力大小的信息決定是否停止對被測物質進行壓實。為了實現上述目的之二，本發明提供的技術方案是，提供一種利用所述自動化流盤儀，對被測物質進行流盤試驗的方法，包括如下步驟(I)初始化控制系統，且將被測物質放置于模具內部，進入待試驗狀態；(2)用視覺系統對所述模具的位置信息進行跟蹤，所述控制系統根據所述模具的位置信息調整搗棒的初始位置，處于默認狀態；(3)所述控制系統控制第二驅動裝置驅動搗棒對被測物質進行壓實，壓力傳感器實時檢測被測物質與搗棒的搗棒頭之間的壓力大小的信息，當所述壓力大小達到預設的壓力數值時，所述控制系統控制所述第二驅動裝置停止搗棒對被測物質進行壓實；(4)判斷是否仍需繼續向模具內放置被測物質，若是，則繼續向模具內放置被測物質，并執行步驟(2)- (5)，若否，則執行下一步驟；(5)將模具從轉盤上取出，通過所述控制系統控制所述第一驅動裝置對所述轉盤進行轉動，對被測物質進行試驗。在步驟(3)中，控制系統中預存有至少一個所述壓力數值，控制系統對比所述壓力大小與預存的所述壓力數值的差異，若差異在誤差范圍之內，則控制系統控制第二驅動裝置停止搗棒對被測物質進行壓實，若差異超出誤差范圍，則控制系統控制第二驅動裝置驅動搗棒繼續對被測物質進行壓實。在步驟(5)中，控制系統對第一驅動裝置的轉速和轉動時間進行預先編程，并進行存儲，且通過設置變頻器對所述第一驅動裝置的轉速進行控制。相對于現有技術的手工對被測物質進行搗實，由于在所述模具內，手工無法控制對被測物質進行精確的、均勻的搗實，造成被測物質的結實程度不均勻，手工搗實后的被測物質并不能成為一個整體，使得試驗的準確度無法掌握。而由于本發明自動化流盤儀中，所述自動化流盤儀包括控制系統及與所述控制系統電性連接的主體結構，所述主體結構包括流盤裝置及第二驅動裝置，所述流盤裝置包括與所述控制系統電性連接的第一驅動裝置、轉盤及模具，所述第一驅動裝置用于接收所述驅動信號驅動所述轉盤轉動，所述模具承載于所述轉盤上且用于盛裝被測物質；所述第二驅動裝置用于驅動搗棒，所述搗棒固定安裝在所述第二驅動裝置上，位于所述模具的上方處，所述第二驅動裝置用于接收所述驅動信號驅動所述搗棒對被測物質進行壓實。所述搗棒是固定安裝到所述驅動裝置上，所述驅動裝置對搗棒對被測物質的搗實力度和移動位移均可以達到精確控制，因此能夠確保被測物質被搗實之后是一個完整的均勻硬度的整體，而且可以根據自己的需要預先對搗棒和被測物質之間的最大壓力進行預先編程，因此可以對被搗實后的被測物質的硬度進行精確控制，而所述轉盤則可以通過所述第一驅動裝置的驅動進行轉動，能夠精確的試驗出被測物質所能承受的最大轉速，超過這個最大轉速，將由于過大的離心力而松散。通過以下的描述并結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發明的實施例。
圖1為本發明自動化插入度試驗儀的一個實施例的結構示意圖。圖2為如圖1所示的自動化插入度試驗儀的主體結構的結構示意圖。圖3為如圖1所示的自動化插入度試驗儀的驅動裝置安裝有搗棒的結構示意圖。圖4為如圖1所示的自動化插入度試驗儀的控制系統與驅動裝置連接的電路原理圖。圖5為如圖1所示的自動化插入度試驗儀的工作原理圖。
具體實施例方式現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，如圖1-5所示，本發明實施例提供的自動化流盤儀100，包括控制系統IOOa及與所述控制系統IOOa電性連接的主體結構100b，所述控制系統IOOa包括工控機I和信號解析板2，所述工控機I用于給第一驅動裝置11及第二驅動裝置20發送控制命令，所述信號解析板2連接于所述工控機I與第一驅動裝置11及第二驅動裝置20之間，根據所述控制命令生成適于控制所述第一驅動裝置11及第二驅動裝置20的驅動信號；所述主體結構IOOb包括流盤裝置10，所述流盤裝置10包括與所述控制系統IOOa電性連接的第一驅動裝置11、轉盤12及模具13，所述第一驅動裝置11用于接收所述驅動信號驅動所述轉盤12轉動，所述模具13承載于所述轉盤12上且用于盛裝被測物質，所述模具13是放置于所述轉盤12上，被測物質成型好之后，需將所述模具13從所述轉盤12上取出，然后通過所述控制系統IOOa控制所述第一驅動裝置11驅動所述轉盤12轉動，對已經成型好的被測物質進行試驗，測出被測物質所能承受的最大轉速，由于所述流盤裝置10需要比較穩固的基礎，因此所述流盤裝置10固定安裝在水泥座14上，使所述流盤裝置10和水泥座14成為一體，增大慣性；第二驅動裝置20，所述第二驅動裝置20用于驅動搗棒22，所述搗棒22固定安裝在所述第二驅動裝置20上，位于所述模具13的上方處，所述第二驅動裝置20用于接收所述驅動信號驅動所述搗棒22對被測物質進行壓實。如圖3所示，所述第二驅動裝置20包括步進電機23及懸臂系統24，所述懸臂系統24包括X懸臂24a、Y懸臂24b及Z懸臂24c,而所述X懸臂24a、Y懸臂24b及Z懸臂24c均與所述步進電機23驅動所述X懸臂24a、Y懸臂24b及Z懸臂24c帶動所述搗棒22對被測物質進行壓實，在實際操作過程中，工作人員可以對所述控制系統IOOa進行預先設定，即預存有控制所述驅動裝置20運行的驅動程序，所述X懸臂24a、Y懸臂24b及Z懸臂24c按照預存的驅動程序運轉，而所述X懸臂24a、Y懸臂24b及Z懸臂24c均為通過所述步進電機23進行驅動，所述搗棒22是固定安裝在所述Z懸臂24c上，因此所述搗棒22將按照預定的運行軌跡對被測物質進行搗實。如圖1及2所示，所述自動化流盤儀100還設置有視覺系統70，所述視覺系統70與所述控制系統IOOa電性連接，所述視覺系統70對所述模具13的位置信息進行跟蹤，并將所述模具13的位置信息反饋至所述控制系統100a，所述控制系統IOOa根據所述位置信息，調整所述懸臂系統24的初始位置后，控制所述驅動裝置20驅動所述懸臂系統24帶動所述搗棒22對被測物質進行壓實。如圖4所示，所述信號解析板2與所述第一驅動裝置11及第二驅動裝置20之間還設置有用于產生匹配所述第一驅動裝置11及第二驅動裝置20的功率的的功率驅動板3。如圖1所示，所述控制系統IOOa裝設于機柜4上，所述機柜4設置有溫度顯示窗口及濕度顯示窗口，所述溫度顯示窗口及濕度顯示窗口分別用于安裝溫度顯示裝置5及濕度顯示裝置6，通過所述溫度顯示裝置5及濕度顯示裝置6能夠讓工作人員隨時掌握自動化插入度試驗所處的環境的環境參數。如圖3所示,所述驅動裝置20還包括有搗棒固定件25,所述搗棒固定件25包括有用于固定安裝到所述懸臂系統24上的安裝部25a，所述安裝部25a水平彎折延伸形成用于固定所述搗棒22的安裝孔25b，所述搗棒22套設于所述安裝孔25b上，對搗棒22進行固定。如圖1所示，所述搗棒22內設有與所述控制系統IOOa電性連接的壓力傳感器(圖上未視)，所述壓力傳感器用于檢測被測物質與所述搗棒22的搗棒頭之間的壓力大小的信息，所述壓力傳感器可以裝設于所述搗棒22的內部對所述搗棒22的棒頭與被測物質之間的壓力大小進行檢測，并通過電流的形式輸出所述壓力大小的信息給所述控制系統100a，所述控制系統IOOa根據所述壓力大小的信息決定是否停止對被測物質進行壓實。如圖5所示，本發明還公開了一種利用所述自動化流盤儀100，對被測物質進行流盤試驗的方法，包括如下步驟SOOl初始化控制系統，且將被測物質放置于模具內部，進入待試驗狀態；S002用視覺系統對所述模具的位置信息進行跟蹤，所述控制系統根據所述模具的位置信息調整搗棒的初始位置，處于默認狀態；S003所述控制系統控制第二驅動裝置驅動搗棒對被測物質進行壓實，壓力傳感器實時檢測被測物質與搗棒的搗棒頭之間的壓力大小的信息，當所述壓力大小達到預設的壓力數值時，所述控制系統控制所述第二驅動裝置停止搗棒對被測物質進行壓實；S004判斷是否仍需繼續向模具內放置被測物質，若是，則繼續向模具內放置被測物質，并執行步驟(2)- (5)，若否，則執行下一步驟；S005將模具從轉盤上取出，通過所述控制系統控制所述第一驅動裝置對所述轉盤進行轉動，對被測物質進行試驗。在步驟S003中，控制系統中預存有至少一個所述壓力數值，控制系統對比所述壓力大小與預存的所述壓力數值的差異，若差異在誤差范圍之內，則控制系統控制第二驅動裝置停止搗棒對被測物質進行壓實，若差異超出誤差范圍，則控制系統控制第二驅動裝置驅動搗棒繼續對被測物質進行壓實。在步驟S005中，控制系統對第一驅動裝置的轉速和轉動時間進行預先編程，并進行存儲，且通過設置變頻器對所述第一驅動裝置的轉速進行控制。結合圖1-5相對于現有技術的手工對被測物質進行搗實，由于在所述模具13內，手工無法精確的控制對被測物質進行均勻的搗實，造成被測物質的結實程度不均勻，手工搗實后的被測物質并不能成為一個整體，使得試驗的準確度無法掌握。而由于本發明自動化流盤儀中，所述自動化流盤儀100包括控制系統IOOa及與所述控制系統IOOa電性連接的主體結構100b，所述主體結構IOOb包括流盤裝置10，所述流盤裝置10包括與所述控制系統IOOa電性連接的第一驅動裝置11、轉盤12及模具13，所述第一驅動裝置11用于接收所述驅動信號驅動所述轉盤12轉動，所述模具13承載于所述轉盤12上且用于盛裝被測物質，所述模具13是放置于所述轉盤12上，被測物質成型之后，需將所述模具13從所述轉盤12上取出；第二驅動裝置20，所述第二驅動裝置20用于驅動搗棒22，所述搗棒22固定安裝在所述第二驅動裝置20上，位于所述模具13的上方處，所述第二驅動裝置20用于接收所述驅動信號驅動所述搗棒22對被測物質進行壓實。所述搗棒22是固定安裝到所述驅動裝置20上，所述驅動裝置20對搗棒22對被測物質的搗實力度和移動位移均可以達到精確控制，因此能夠確保被測物質被搗實之后是一個完整的均勻硬度的整體，而且可以根據自己的需要預先對搗棒22和被測物質之間的最大壓力進行預先編程，因此可以對被搗實后的被測物質的硬度進行精確控制，而所述轉盤12則可以通過所述第一驅動裝置11的驅動進行轉動，能夠精確的試驗出被測物質所能承受的最大轉速，超過這個最大轉速，將由于過大的離心力而松散。以上所揭露的僅為本發明的優選實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。
權利要求
1.一種自動化流盤儀，包括控制系統及與所述控制系統電性連接的主體結構，其特征在于 所述控制系統包括工控機和信號解析板，所述工控機用于給第一驅動裝置及第二驅動裝置發送控制命令，所述信號解析板連接于所述工控機與驅動裝置之間，根據所述控制命令生成適于控制所述第一驅動裝置及第二驅動裝置的驅動信號； 所述主體結構包括 流盤裝置，所述流盤裝置包括與所述控制系統電性連接的第一驅動裝置、轉盤及模具，所述第一驅動裝置用于接收所述驅動信號驅動所述轉盤轉動，所述模具承載于所述轉盤上且用于盛裝被測物質； 第二驅動裝置，所述第二驅動裝置用于驅動搗棒，所述搗棒固定安裝在所述第二驅動裝置上，位于所述模具的上方處，所述第二驅動裝置用于接收所述驅動信號驅動所述搗棒對被測物質進行壓實。
2.如權利要求1所述的自動化流盤儀，其特征在于，所述第二驅動裝置包括步進電機及懸臂系統，所述懸臂系統包括X懸臂、Y懸臂及Z懸臂，所述步進電機驅動所述X懸臂、Y懸臂及Z懸臂帶動所述搗棒對被測物質進行壓實。
3.如權利要求2所述的自動化流盤儀，其特征在于，所述自動化流盤儀還設置有視覺系統，所述視覺系統與所述控制系統電性連接，所述視覺系統對所述模具的位置信息進行跟蹤，并將所述模具的位置信息反饋至所述控制系統，所述控制系統根據所述位置信息，調整所述懸臂系統的初始位置后，控制所述第二驅動裝置驅動所述懸臂系統帶動所述搗棒對被測物質進行壓實。
4.如權利要求1所述的自動化流盤儀，其特征在于，所述信號解析板與所述第一驅動裝置及第二驅動裝置之間還設置有用于產生匹配所述第一驅動裝置及第二驅動裝置的功率的的功率驅動板。
5.如權利要求1所述的自動化流盤儀，其特征在于，所述控制系統裝設于機柜上，所述機柜設置有溫度顯示窗口及濕度顯示窗口，所述溫度顯示窗口及濕度顯示窗口分別用于安裝溫度顯示裝置及濕度顯示裝置。
6.如權利要求2所述的自動化流盤儀，其特征在于，所述第二驅動裝置還包括有搗棒固定件，所述搗棒固定件包括有用于固定安裝到所述懸臂系統上的安裝部，所述安裝部水平彎折延伸形成用于固定所述搗棒的安裝孔。
7.如權利要求2所述的自動化流盤儀，其特征在于，所述搗棒內設有與所述控制系統電性連接的壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測被測物質與所述搗棒的搗棒頭之間的壓力大小的信息，并轉化為電信號傳遞給所述控制系統，所述控制系統根據所述壓力大小的信息決定是否停止對被測物質進行壓實。
8.一種利用如權利要求1-7任一項所述的自動化流盤儀，對被測物質進行流盤試驗的方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)初始化控制系統，且將被測物質放置于模具內部，進入待試驗狀態； (2)用視覺系統對所述模具的位置信息進行跟蹤，所述控制系統根據所述模具的位置信息調整搗棒的初始位置，處于默認狀態； (3)所述控制系統控制第二驅動裝置驅動搗棒對被測物質進行壓實，壓力傳感器實時檢測被測物質與搗棒的搗棒頭之間的壓力大小的信息，當所述壓力大小達到預設的壓力數值時，所述控制系統控制所述第二驅動裝置停止搗棒對被測物質進行壓實； (4)判斷是否仍需繼續向模具內放置被測物質，若是，則繼續向模具內放置被測物質，并執行步驟(2)- (5)，若否，則執行下一步驟FFlB (5)將模具從轉盤上取出，通過所述控制系統控制所述第一驅動裝置對所述轉盤進行轉動，對被測物質進行試驗。
9.如權利要求8所述的流盤試驗的方法，其特征在于，在步驟(3)中，控制系統中預存有至少一個所述壓力數值，控制系統對比所述壓力大小與預存的所述壓力數值的差異，若差異在誤差范圍之內，則控制系統控制第二驅動裝置停止搗棒對被測物質進行壓實，若差異超出誤差范圍，則控制系統控制第二驅動裝置驅動搗棒繼續對被測物質進行壓實。
10.如權利要求8所述的流盤試驗的方法，其特征在于，在步驟(5)中，控制系統對第一驅動裝置的轉速和轉動時間進行預先編程，并進行存儲，且通過設置變頻器對所述第一驅動裝置的轉速進行控制。
全文摘要
本發明公開了一種自動化流盤儀及流盤試驗的方法，流盤儀包括控制系統及與控制系統電性連接的主體結構，控制系統包括工控機和信號解析板，工控機通過信號解析板控制第一驅動裝置及第二驅動裝置；主體結構包括流盤裝置及第二驅動裝置，流盤裝置包括與控制系統電性連接的第一驅動裝置、轉盤及模具，第一驅動裝置用于接收驅動信號驅動轉盤轉動，模具承載于轉盤上且用于盛裝被測物質；第二驅動裝置用于驅動搗棒，搗棒固定安裝在第二驅動裝置上，位于模具的上方處，第二驅動裝置用于接收驅動信號驅動搗棒對被測物質進行壓實。本發明是一種能夠提高試驗準確度、減輕試驗人員工作強度的自動化流盤儀及流盤試驗的方法。
文檔編號G01N1/28GK103048197SQ20121059353
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者邱利明, 陳益思, 范靜宏, 郭冰 申請人:深圳國技儀器有限公司