針入度試驗器是一種測定物質硬度和粘稠度的儀器,主要用于瀝青針入度的測試和潤滑脂(或石油脂)錐入度的測試,同時也可應用于固體細粒、粉劑、膠體、凍體等材料,以及乳酪、糖膠、牛油、麥其淋、奶油、發酵體等食品原料的檢驗。其工作原理是:用一個標準化的針頭在一定的壓力下插入材料表面,然后通過測量針頭插入材料的深度來確定材料的硬度,這個深度稱為“針入度”。理論上,越硬的材料所可以承受的壓力就越高,如果試驗時針頭插入深度比標準值更淺,那么這個材料的硬度就會比標準值大。
1、底座(Base)
功能:支撐整個儀器,提供穩定的工作平臺。
特點:通常采用重型金屬材質(如鑄鐵或鋁合金),底部設有調平螺絲,確保儀器水平放置。
作用:防止測試時因底座不穩導致針桿傾斜,影響測量精度。
2、升降機構(Elevating Mechanism)
功能:調節針桿的升降,控制針尖與樣品表面的接觸。
組成:
絲桿或導軌:實現平穩的垂直運動。
手柄或電機:手動或自動驅動升降。
鎖緊裝置:固定針桿位置,確保測試時針桿不會松動。
作用:精確控制針桿的初始高度和壓入深度。
3、針桿與針頭(Needle Assembly)
功能:核心部件,用于刺入樣品并測量針入深度。
組成:
針桿:通常由不銹鋼或硬化鋼制成,長度約50~100 mm,直徑2~3 mm,表面光滑以減少摩擦。
針頭:尖d角度為9°~12°(標準要求),確保刺入時阻力均勻。
導向套:固定針桿,防止偏離垂直方向。
特點:針桿需保持筆直,針頭需定期檢查磨損情況。
4、荷載系統(Loading System)
功能:提供標準試驗荷載(如100 g±0.1 g)。
組成:
砝碼組:包括標準砝碼(如100 g)和附加砝碼(用于不同試驗條件)。
釋放裝置:
機械式:通過手柄或電磁鐵控制砝碼下落。
電子式:由傳感器和計時器自動記錄荷載時間。
作用:確保荷載符合標準(如GB/T 4509),避免因荷載偏差導致數據誤差。
5、刻度盤與測量系統(Scale&Measuring System)
功能:顯示針入深度并記錄試驗數據。
組成:
刻度盤:最小分度值通常為0.1 mm或0.5 mm,用于直接讀取針入深度。
指針或傳感器:
機械指針:隨針桿下降同步移動,人工讀數。
電子傳感器:自動檢測位移并傳輸至顯示屏(數字式儀器)。
特點:需定期校準刻度盤,確保讀數準確性。
6、恒溫水浴(Optional)
功能:控制樣品溫度,模擬實際使用環境(如瀝青試驗需25℃±0.1℃)。
組成:
加熱裝置:電熱管或半導體控溫。
溫度傳感器:實時監測水溫并反饋至控制系統。
攪拌器:保持水溫均勻。
作用:溫度對針入度結果影響顯著,恒溫水浴是高精度試驗的備配件。
7、樣品臺(Sample Stage)
功能:放置樣品容器(如瀝青罐或潤滑脂杯),并與其一起升降。
特點:通常配有夾具或磁性固定裝置,確保樣品穩定。
作用:保證針桿與樣品表面垂直,避免偏載。
8、計時器(Timer)
功能:記錄荷載作用時間(通常為5秒)。
類型:
機械式:手動啟動/停止,精度較低。
電子式:自動計時,精度達0.1秒。
作用:確保試驗時間符合標準,避免人為誤差。
9、控制系統(Control System)
功能:協調升降、加載、計時和數據顯示(數字式儀器)。
組成:
微處理器:處理傳感器信號并計算針入度。
顯示屏:顯示試驗數據、溫度、時間等信息。
操作面板:設置參數(如荷載、時間)并啟動試驗。
特點:智能化程度高,可存儲多組數據并連接計算機。
10、附件與配件
標準樣品杯:用于盛放瀝青或潤滑脂樣品。
清潔工具:如軟布、無水乙醇、石油醚等,用于清理針桿和儀器。
校準塊:用于校驗針桿垂直度和荷載準確性。