專利名稱：紅外水分快速分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種簡(jiǎn)便、靈敏、快速分析儀器，具體涉及一種便攜折疊式用于現(xiàn)場(chǎng)快速定量檢測(cè)物質(zhì)中水分含量的快速分析儀器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)生活質(zhì)量的也要求越來越高。同時(shí)，與生活質(zhì)量相關(guān)的分析及檢驗(yàn)設(shè)備也越來越先進(jìn)。本實(shí)用新型紅外水分快速測(cè)定儀就是其中之一。在面粉、淀粉、奶粉、大豆粉等產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，需要快速測(cè)定和控制固體物料的含水量，物料水分是一個(gè)十分普遍而又相當(dāng)重要的監(jiān)測(cè)和控制參數(shù)之一。目前，水分測(cè)定儀的種類很多，如CN02265940.4公開一種快速水分測(cè)定儀，屬智能型機(jī)電一體化水分測(cè)定裝置，其在加熱腔體2內(nèi)安裝有紅外加熱器12a、微波加熱器12b、稱重升降裝置12c、抽風(fēng)排濕系統(tǒng)12d、轉(zhuǎn)動(dòng)托架裝置12e、控制接口12、溫度傳感器13a、稱重傳感器13b、溫度、重量接口13和單片系統(tǒng)機(jī)10，整臺(tái)儀器在單片機(jī)系統(tǒng)10的控制和指揮下快速完成對(duì)樣品的水分含量的測(cè)定，該儀器具有樣品加熱干燥時(shí)間短、樣品不須粉碎、測(cè)量精度高和可在0℃以下使用的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于在糧食收購(gòu)，儲(chǔ)藏及食品加工過程中，對(duì)樣品的水分含量的測(cè)定。但是，該儀器仍然存在一些缺陷，如采用紅外加熱管和微波器雙重加熱，雖然對(duì)樣品加熱的均勻性有改善，但部件的組合增加了儀器的復(fù)雜性和體積；抽風(fēng)排濕系統(tǒng)通過風(fēng)扇工作，會(huì)對(duì)待測(cè)樣品的稱重造成誤差；另外，該儀器稱重傳感器是精度0.1ms的磁敏傳感器或50mg的壓力傳感器，靈敏度較低。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的主要目的是提供一種便攜、折疊式紅外水分快速分析儀，使用它可以簡(jiǎn)便、快速、定量檢測(cè)物質(zhì)中水分含量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的紅外水分快速分析儀，包括機(jī)體、樣品盤、以及加熱系統(tǒng)、溫度檢測(cè)系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、控制計(jì)算系統(tǒng)、和顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)體包括上、下兩部分，機(jī)體上部和機(jī)體下部通過一使上、下兩部分自由開合的中間軸連接；機(jī)體上部設(shè)加熱系統(tǒng)和溫度檢測(cè)系統(tǒng)，機(jī)體下部設(shè)稱重系統(tǒng)、控制計(jì)算系統(tǒng)、和顯示系統(tǒng)。
上述紅外水分快速分析儀中設(shè)于機(jī)體上部的加熱系統(tǒng)為紅外加熱盤，所述溫度檢測(cè)系統(tǒng)為紅外傳感器。
上述紅外水分快速分析儀中所述紅外加熱盤為半導(dǎo)瓷厚膜發(fā)熱元件。
上述紅外水分快速分析儀中機(jī)體下部設(shè)稱重系統(tǒng)、控制計(jì)算系統(tǒng)、和顯示系統(tǒng)，其中稱重系統(tǒng)由從下至上依次排布的電子天平、稱重盤、和樣品盤組成，控制計(jì)算系統(tǒng)由單片機(jī)、控制按鍵、以及電源插座、電源開關(guān)組成，顯示系統(tǒng)由液晶顯示屏、RS232接口組成。
上述紅外水分快速分析儀中在機(jī)體下部殼體兩側(cè)設(shè)通風(fēng)孔，該通風(fēng)孔與樣品盤的上部連通。
上述紅外水分快速分析儀中所述紅外加熱盤、樣品盤及稱重盤尺寸大小相互配合。
上述紅外水分快速分析儀中所述紅外加熱盤、樣品盤及稱重盤尺寸大小相互配合。
上述紅外水分快速分析儀中所述電子天平采用高精度荷重元件制成，解析度高達(dá)1/150000，精度達(dá)1/30000-1/60000，稱重分辨率0.001g，樣品稱重量量程150克，內(nèi)置多種稱量單位選擇，具有毛重去除功能，零點(diǎn)自動(dòng)跟蹤功能。
上述紅外水分快速分析儀中所述電子天平為解析度高達(dá)1/150000，精度達(dá)1/30000-1/60000，稱重分辨率0.001g的天平。
本實(shí)用新型紅外水分儀是在電子天平的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，采用盤狀紅外加熱元件對(duì)樣品進(jìn)行加熱，樣品受熱均勻，加熱速度快。采用紅外傳感器對(duì)樣品溫度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)溫度準(zhǔn)確。整機(jī)在單片機(jī)的控制下操作，配置稱量校準(zhǔn)，具有溫度、時(shí)間設(shè)定，手動(dòng)、自動(dòng)加熱選擇，以及顯示參數(shù)可調(diào)等多種功能。而且配有RS232接口，可以與打印機(jī)或電腦聯(lián)機(jī)，體積小巧，功能完善，使用方便。本實(shí)用新型紅外水分測(cè)定儀可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工、環(huán)保等行業(yè)的過程控制中。
本實(shí)用新型提供的紅外水分測(cè)定儀的顯著特點(diǎn)是1、儀器采用高精度稱重元件，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
2儀器采用盤狀紅外加熱元件，加熱效果好。
3儀器采用紅外傳感器檢測(cè)樣品溫度，溫度控制精度高。
4、采用單片機(jī)控制，具有測(cè)量、設(shè)置、記錄、保存和數(shù)據(jù)處理功能。設(shè)有RS-232/USB接口，與PC機(jī)聯(lián)機(jī)通信，并設(shè)有幫助等功能，自動(dòng)化程度高。
5、大屏幕液晶中文顯示，人機(jī)交互式操作。
6、儀器采用折疊式設(shè)計(jì)，體積小、重量輕、便于攜帶與使用。
本實(shí)用新型可用于現(xiàn)場(chǎng)樣品中水分含量的快速檢測(cè)。


圖1為本實(shí)用新型外部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型機(jī)體上部與機(jī)體下部打開時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式。
參見圖1和圖2，本實(shí)用新型提供的紅外水分快速分析儀，與現(xiàn)有智能水分分析儀類似，包括機(jī)體、樣品盤、以及加熱系統(tǒng)、溫度檢測(cè)系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、控制計(jì)算系統(tǒng)、和顯示系統(tǒng)，所不同的是，本實(shí)用新型中機(jī)體包括上、下兩部分，機(jī)體上部1和機(jī)體下部2通過一中間軸3連接；使得上、下兩部分可以自由開合，放置樣品時(shí)開啟，測(cè)定和收藏時(shí)則閉合呈折疊狀，減小儀器體積，搬運(yùn)時(shí)便于攜帶。
本實(shí)用新型中的機(jī)體上部1主要由機(jī)殼11、紅外加熱盤12、紅外傳感器13組成加熱系統(tǒng)及溫度檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型中，加熱元件采用盤狀，所述紅外加熱盤12為半導(dǎo)瓷厚膜發(fā)熱元件，是一種新型的微電熱膜材料制成的直熱式加熱元件，它是將含有稀土元素的厚膜漿料涂覆在陶瓷基體上(氧化鋁等)經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成的結(jié)合牢固、具有耐溫、耐濕、耐酸堿、不易老化的半導(dǎo)瓷電熱膜。該紅外加熱盤12具有發(fā)熱溫區(qū)寬、發(fā)熱溫度高、功率密度大、電熱轉(zhuǎn)換效率高、加熱無明火等特點(diǎn)?？稍?00V以下各種交直流電壓下工作，能滿足無感加熱的要求。紅外加熱盤12具有遠(yuǎn)紅外輻射功能，表面溫度可達(dá)600-700℃，電熱輻射效率高達(dá)65％，遠(yuǎn)紅外輻射率達(dá)90％以上，比傳統(tǒng)發(fā)熱元件省電30％，該紅外加熱盤12節(jié)能環(huán)保，不含鉛、汞、鎘、六價(jià)格、聚溴二苯醚、苯等有害物質(zhì)，符合歐盟環(huán)保指令2002/95/EC(ROHS)及2002/96/EC(WEEE)要求，如重慶銳思電子有限公司生產(chǎn)的紅外加熱盤，此類紅外加熱盤用于本實(shí)用新型中，可以使樣品加熱均勻與快速。本實(shí)用新型中所用的紅外溫度傳感器13，置于紅外加熱盤12的旁邊，傳感器窗口對(duì)準(zhǔn)加熱盤，具體位置由嚴(yán)格的數(shù)學(xué)計(jì)算得出，使加熱盤表面都納入傳感器信號(hào)采集范圍內(nèi)，并與機(jī)體下部2的樣品盤24正對(duì)，直接檢測(cè)被加熱物質(zhì)表面的溫度，測(cè)量準(zhǔn)確，并將測(cè)得的溫度信號(hào)傳送給控制計(jì)算系統(tǒng)。
機(jī)體下部由機(jī)殼21、電子天平、樣品盤24，稱重盤25、液晶顯示屏22、按鍵291～294、通風(fēng)孔23、電源插座26、電源開關(guān)27、RS232接口28以及單片機(jī)組成稱重系統(tǒng)、控制計(jì)算系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)，其中稱重系統(tǒng)由從下至上依次排布的電子天平、稱重盤25、和樣品盤24組成，控制計(jì)算系統(tǒng)由單片機(jī)、控制按鍵291～294、以及電源插座26、電源開關(guān)27組成，顯示系統(tǒng)由液晶顯示屏22、RS232接口28組成。其中液晶顯示屏22、按鍵291～294設(shè)于機(jī)殼21的外表面以便于觀察和操作；通風(fēng)孔23開在殼體21的兩側(cè)，該通風(fēng)孔23與樣品盤24的上部連通，用于將樣品加熱蒸發(fā)的水分帶走；電源插座26、電源開關(guān)27、RS232接口28可設(shè)在機(jī)殼21后部；電子天平和單片機(jī)置于機(jī)殼21內(nèi)，單片機(jī)與電子秤、溫度傳感器13、液晶顯示22、按鍵291～294、電源插座26、電源開關(guān)27、以及RS232接口28均電路連接，該電路為常規(guī)電路，用CN02265940.4公開的電路就可以實(shí)現(xiàn)控制、計(jì)算、顯示輸出功能，通過按鍵291～294對(duì)所述功能進(jìn)行設(shè)定，如，溫度校準(zhǔn)，溫度設(shè)定，重量校準(zhǔn)，重量設(shè)定，稱量單位選擇，測(cè)量程序轉(zhuǎn)換，在此不再贅述。
電子天平采用高精度荷重元件制成，解析度高達(dá)1/150000，精度達(dá)1/30000-1/60000，稱重分辨率0.001g，樣品稱重量量程150克，內(nèi)置多種稱量單位選擇，毛重去除功能，零點(diǎn)自動(dòng)跟蹤功能，可選用長(zhǎng)青儀器儀表廠的電子天平；稱重盤25為電子天平的秤盤，樣品盤24用于盛放待檢測(cè)的樣品，檢測(cè)時(shí)，樣品盤24放在稱重盤25的上面。紅外加熱盤12、樣品盤24及稱重盤25的尺寸大小相互配合，如加熱盤為直徑70，樣品盤應(yīng)為直徑60，稱重盤為直徑70。
以下結(jié)合具體操作來介紹本實(shí)用新型紅外水分快速分析儀的使用方法。
操作一、將紅外水分測(cè)定儀放置在水平平面上，留出足夠的空間確保散熱，儀器周圍留出20cm的空間，儀器上方留出1m的空間。
操作二、接通電源后，按儀器使用步驟對(duì)儀器進(jìn)行設(shè)定通過選擇鍵291對(duì)所需參數(shù)--重量單位進(jìn)行選擇，然后通過設(shè)定鍵292進(jìn)行設(shè)定；通過選擇鍵291對(duì)所需參數(shù)--重量校準(zhǔn)進(jìn)行選擇，通過設(shè)定鍵292對(duì)重量校準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，然后按校準(zhǔn)鍵293進(jìn)行校準(zhǔn)；通過選擇鍵291對(duì)所需參數(shù)一溫度校準(zhǔn)進(jìn)行選擇，通過設(shè)定鍵292對(duì)溫度校準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，然后按校準(zhǔn)鍵293進(jìn)行校準(zhǔn)；通過選擇鍵291對(duì)所需參數(shù)—程序運(yùn)行進(jìn)行選擇，通過設(shè)定鍵292對(duì)程序運(yùn)行進(jìn)行設(shè)定，然后按校準(zhǔn)鍵293進(jìn)行校準(zhǔn)；通過選擇鍵291，可以選擇與電腦連接或與打印機(jī)的連接。
操作三、將處理好的待測(cè)樣品裝入樣品盤24，然后放入稱重盤25上，機(jī)體上部1與機(jī)體下部2相合，紅外加熱盤12正對(duì)樣品盤24，紅外能量全部輻射到待檢測(cè)樣品上。
操作四、按控制鍵294進(jìn)行水分測(cè)定。測(cè)定結(jié)果通過液晶顯示屏26顯示出來，也可通過RS232接口28連接的計(jì)算機(jī)顯示或打印機(jī)輸出。
操作二中可選用的運(yùn)行程序主要有對(duì)樣品盤24空載時(shí)重量控制，樣品盤24加入樣品時(shí)重量控制，紅外加熱盤12起始加熱溫度控制，樣品最后加熱溫度設(shè)定控制，紅外傳感器13溫度檢測(cè)控制，加熱時(shí)間控制，監(jiān)測(cè)結(jié)果自動(dòng)處理控制。
權(quán)利要求1.一種紅外水分快速分析儀，包括機(jī)體、樣品盤、以及加熱系統(tǒng)、溫度檢測(cè)系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、控制計(jì)算系統(tǒng)、和顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)體包括上、下兩部分，機(jī)體上部和機(jī)體下部通過一使上、下兩部分自由開合的中間軸連接；機(jī)體上部設(shè)加熱系統(tǒng)和溫度檢測(cè)系統(tǒng)，機(jī)體下部設(shè)稱重系統(tǒng)、控制計(jì)算系統(tǒng)、和顯示系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的紅外水分快速分析儀，其特征在于設(shè)于機(jī)體上部的加熱系統(tǒng)為紅外加熱盤，所述溫度檢測(cè)系統(tǒng)為紅外傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的紅外水分快速分析儀，其特征在于所述紅外加熱盤為半導(dǎo)瓷厚膜發(fā)熱元件。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的紅外水分快速分析儀，其特征在于機(jī)體下部設(shè)稱重系統(tǒng)、控制計(jì)算系統(tǒng)、和顯示系統(tǒng)，其中稱重系統(tǒng)由從下至上依次排布的電子天平、稱重盤、和樣品盤組成，控制計(jì)算系統(tǒng)由單片機(jī)、控制按鍵、以及電源插座、電源開關(guān)組成，顯示系統(tǒng)由液晶顯示屏、RS232接口組成。
5.如權(quán)利要求4所述的紅外水分快速分析儀，其特征在于在機(jī)體下部殼體兩側(cè)設(shè)通風(fēng)孔，該通風(fēng)孔與樣品盤的上部連通。
6.如權(quán)利要求4所述的紅外水分快速分析儀，其特征在于所述紅外加熱盤、樣品盤及稱重盤尺寸大小相互配合。
7.如權(quán)利要求5或6所述的紅外水分快速分析儀，其特征在于所述紅外加熱盤、樣品盤及稱重盤尺寸大小相互配合。
8.如權(quán)利要求4所述的紅外水分快速分析儀，其特征在于所述電子天平采用高精度荷重元件制成，解析度高達(dá)1/150000，精度達(dá)1/30000-1/60000，稱重分辨率0.001g，樣品稱重量量程150克，內(nèi)置多種稱量單位選擇，具有毛重去除功能，零點(diǎn)自動(dòng)跟蹤功能。
9.如權(quán)利要求8所述的紅外水分快速分析儀，其特征在于所述電子天平為解析度高達(dá)1/150000，精度達(dá)1/30000-1/60000，稱重分辨率0.001g的天平。
專利摘要一種紅外水分快速分析儀，包括機(jī)體、置于機(jī)體外表面的多個(gè)按鍵、液晶顯示屏、電源插座、電源開關(guān)及RS232接口，置于機(jī)體內(nèi)部的紅外加熱盤、紅外傳感器、電子天平系統(tǒng)、樣品盤、稱重盤以及為實(shí)現(xiàn)本儀器功能的相關(guān)電路；本實(shí)用新型可以應(yīng)用于食品、制藥、化工、環(huán)保等行業(yè)中物質(zhì)的含水率的測(cè)定。如可以快速測(cè)定食品面粉、豆粉、牛奶、植物油、白砂糖、茶葉等物質(zhì)中水的含量。
文檔編號(hào)G01N5/04GK2872349SQ200620007770
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者于愛民, 李成波, 王世和, 王振德 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春吉大·小天鵝儀器有限公司