顆粒強度測定儀是一種通過向單個顆粒施加持續(xù)增大的機械力(通常為壓力)，直至其破碎，并實時記錄破碎時所承受最大力的實驗室儀器。其核心功能是定量測定顆粒的抗壓碎強度，單位為牛頓、千克力或兆帕，為評估顆粒質(zhì)量、工藝穩(wěn)定性及產(chǎn)品性能提供客觀數(shù)據(jù)。
一、關(guān)鍵功能與技術(shù)特性??
??微米級位移控制，捕捉顆粒彈性形變至脆性斷裂全過程；
??自動統(tǒng)計模式??：輸出平均強度、標(biāo)準(zhǔn)差及韋伯分布模數(shù)，量化批次一致性；
??拓展能力??：可選配溫濕度箱模擬存儲環(huán)境，或高速攝像分析破碎機理。
二、工作原理
顆粒強度測定儀的工作原理基于顆粒在受力時的變形和破壞行為。它通過對顆粒施加逐漸增大的壓力或載荷，觀察和記錄顆粒在不同壓力下的變形和破壞情況，從而分析和評估顆粒的強度。具體來說，主要包括斷裂行為分析、壓縮測試以及全自動化操作等幾個方面。
在斷裂行為分析中，會逐步增加對顆粒施加的壓力或載荷，同時觀察和記錄顆粒的變形和斷裂過程。通過分析這些數(shù)據(jù)，可以了解顆粒在不同壓力下的破壞機制和強度特性。
在壓縮測試過程中，顆粒樣品被放置在特定的試驗臺上，然后施加垂直向下的壓力或載荷。通過測量顆粒在不同壓力下的變形和破壞情況，可以進一步評估其強度特性。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，全自動顆粒強度測定儀已經(jīng)出現(xiàn)并逐步普及。這種儀器通過自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對顆粒的自動加載、測量和數(shù)據(jù)記錄，大大提高了測試效率和準(zhǔn)確性。
三、特點和優(yōu)勢
1.體積小、噪音低，方便攜帶和使用。
2.測量次數(shù)和測量值可以直接讀取，提高了測試效率。
3.測量精度高，能夠滿足多種顆粒強度測試需求。
4.用戶操作方便，只需將顆粒放入測定儀的夾具中，按下測試按鈕即可完成測量。
5.性能穩(wěn)定可靠，可長時間連續(xù)工作。
6.測量數(shù)據(jù)自動處理，包括異常值的標(biāo)注和剔除，測量次數(shù)和測量數(shù)據(jù)平均等，減少了人為錯誤。
7.自動打印樣品測量報告，方便用戶查看和記錄測試結(jié)果。
四、主要組件組成
1.載荷系統(tǒng)：該系統(tǒng)用于施加力量到樣品上。它通常包括一個電機或氣動裝置，通過提供控制的載荷施加速率來確保測試的準(zhǔn)確性。
2.樣品固定裝置：用于將樣品固定在測定儀的適當(dāng)位置。這可以通過夾具、螺紋接合或其他適當(dāng)?shù)姆椒▉韺崿F(xiàn)，以確保樣品不會在測試期間移動。
3.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：用于記錄和分析測試過程中的數(shù)據(jù)。這可能包括傳感器、計時器、壓力傳感器、位移傳感器等，以監(jiān)測加載、變形和破壞行為。
4.控制系統(tǒng)：用于控制載荷施加速率、測試時間和其他相關(guān)參數(shù)。控制系統(tǒng)通常由計算機軟件或編程控制，以確保測試的可重復(fù)性和精確性。
五、在進行顆粒強度測定時，通常需要以下步驟
1.樣品制備：將顆粒材料樣品按照預(yù)定的尺寸、形狀和含水量等要求進行制備，并確保樣品表面干凈且無雜質(zhì)。
2.樣品安裝：將樣品固定在測定儀的樣品固定裝置上，確保樣品位置正確且牢固。
3.載荷施加：通過控制載荷系統(tǒng)，以設(shè)定的載荷施加速率加載樣品。載荷的施加可以是靜態(tài)加載或動態(tài)加載，具體取決于測試要求。
4.數(shù)據(jù)采集：利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)監(jiān)測和記錄測試過程中的載荷、變形和其他關(guān)鍵參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以用于后續(xù)分析和評估顆粒材料的強度特性。
5.結(jié)果分析：根據(jù)測試數(shù)據(jù)，對樣品的強度特性進行分析和評估。常見的分析指標(biāo)包括抗壓強度、抗拉強度、耐磨損性等。
6.實驗報告：根據(jù)實驗結(jié)果，生成詳細的實驗報告，包括測試條件、樣品信息、測試結(jié)果和分析結(jié)論等。
六、應(yīng)用
1.建筑材料：測量磚塊、水泥、混凝土等材料的壓縮強度、抗拉強度等指標(biāo)，以評估材料的質(zhì)量和性能。
2.化工原料：測量粉末、顆粒狀原料的剪切強度、彎曲強度等參數(shù)，以確定原料品質(zhì)和生產(chǎn)工藝。
3.礦山冶金：測量礦石、鑄造件等的強度參數(shù)，以確定其物理特性和適用范圍。
4.輕工制品：測量塑料、橡膠、紙張等制品的強度參數(shù)，以評估其材料特性和工藝特點。
顆粒強度測定儀在實際應(yīng)用中具有重要的意義。首先，它可以幫助工程師和科學(xué)家評估顆粒材料的質(zhì)量和性能。通過測量顆粒材料的強度，我們可以了解其是否符合特定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。這對于選擇合適的材料供應(yīng)商、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計以及提高生產(chǎn)效率都至關(guān)重要。
七、操作要點
1.準(zhǔn)備工作：
仔細閱讀儀器操作手冊和安全規(guī)范。
根據(jù)被測顆粒的預(yù)期強度范圍，選擇合適的量程和匹配的壓頭(尺寸、形狀需適合顆粒)。清潔壓頭表面。
準(zhǔn)備代表性樣品。顆粒應(yīng)清潔、干燥、無缺陷(肉眼可見的裂紋、凹陷等需剔除)。通常需測試一定數(shù)量(如10-50顆)以獲得統(tǒng)計意義。
開啟儀器，預(yù)熱(若需要)，進行力值校準(zhǔn)或歸零。
2.設(shè)置參數(shù)：
設(shè)定測試模式(單次測試、連續(xù)測試)。
設(shè)定加載速率(壓頭速度)，需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或研究要求。
設(shè)定數(shù)據(jù)記錄選項(如是否記錄位移)。
設(shè)置破碎判定閾值(可選，通常默認捕捉峰值力)。
3.放置樣品：
小心地將單顆顆粒放置在兩個壓頭的中心位置。確保顆粒放置穩(wěn)定，受力方向正確(如藥片需區(qū)分徑向/軸向)。這是影響結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟。
4.啟動測試：
啟動測試程序。儀器自動加載壓力，直至顆粒破碎。
觀察測試過程(部分儀器有觀察窗)，注意異常情況(如顆粒滑動、未居中破碎)。
5.數(shù)據(jù)記錄與清理：
儀器自動記錄并顯示破碎力值(強度)。記錄該數(shù)值。
清理破碎后的殘渣，用軟刷或壓縮空氣清潔壓頭及測試區(qū)域，避免殘留物影響下次測試。
6.重復(fù)測試：
重復(fù)步驟3-5，對足夠數(shù)量的顆粒進行測試。
7.數(shù)據(jù)分析：
測試完成后，計算所有測試顆粒強度的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值等統(tǒng)計量，分析強度分布情況。利用軟件功能繪制圖表(如強度分布直方圖)。
8.結(jié)束操作：
關(guān)閉顆粒強度測定儀電源(按規(guī)程操作)。
清潔儀器臺面和壓頭，妥善存放配件。
