直條型食品力學(xué)特性綜合測定儀的開發(fā).pdf

1、直條型食品包括掛面、粉絲、干米線等細(xì)直條食品,這類食品現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)中,對力學(xué)特性的評價很少,缺乏相應(yīng)的指標(biāo),且檢測的儀器化程度低。直條食品力學(xué)特性(后屈曲形變行為和彈性模量)主要反映食品的原料品質(zhì),同時反映加工過程中的工藝好壞,是直條型食品的一個綜合評定指標(biāo)。因此,建立準(zhǔn)確的直條食品后屈曲形變行為和彈性模量分析測量方法是十分重要的。通過研究直條食品力學(xué)特性的分析檢測方法,根據(jù)檢測方法的原理研制開發(fā)直條型食品力學(xué)特性綜合測定儀

2、,為相關(guān)食品品質(zhì)提供科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀的評價依據(jù),也為相關(guān)食品標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考。
　　 運用掃描圖像法對不同長度的掛面、粉絲、干米線和細(xì)直意大利面進(jìn)行后屈曲形變行為參數(shù)的測量和驗證。結(jié)果表明,意大利面的后屈曲中點撓度實測值與理論值的誤差小于1.0%,掛面的后屈曲中點撓度誤差小于2.0%,粉絲、米線后屈曲中點撓度誤差都小于5%;意大利面的后屈曲端部轉(zhuǎn)角實測值與理論值誤差小于2.0%,掛面和米線的端部轉(zhuǎn)角誤差小于5.0%,粉絲的端部

3、轉(zhuǎn)角誤差小于6.0%,證明了掃描圖像法測量分析掛面、直條粉絲、米線和細(xì)直意大利面的后屈曲形變行為參數(shù)是可行的。掃描圖像法提高了后屈曲形變特性參數(shù)分析的精度,為直條型食品的力學(xué)特性測定儀的構(gòu)建提供了方法基礎(chǔ)。
　　 運用濾波、閾值化和細(xì)線化等圖像處理預(yù)處理方法,以及提取后屈曲形變行為特征參數(shù)的計算方法,研制了直條型食品(直條彈性材料)后屈曲形變掃描圖像處理分析的軟件,實現(xiàn)了直條型食品(直條彈性材料)形變行為參數(shù)的自動測定。經(jīng)驗證,

4、所開發(fā)的圖像處理分析軟件是可行的、準(zhǔn)確的,提高了形變行為參數(shù)的測定精度。
　　 綜合運用PLC控制技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動技術(shù)、力傳感器技術(shù)、圖像掃描技術(shù)和計算機(jī)圖像處理技術(shù),研制開發(fā)了直條型食品力學(xué)特性綜合測定儀(即直條彈性材料后屈曲形變特性及彈性模量測定儀)。綜合測定儀可以實現(xiàn)對直條型食品彈性模量和后屈曲形變行為參數(shù)的測定,還能評價直條型食品的抗彎能力,同時也適用于其它直條彈性材料后屈曲形變特性及彈性模量的測定。經(jīng)實驗驗證是可行、

5、可靠的,使直條型食品(直條彈性材料)后屈曲力學(xué)特性測定更科學(xué)、更簡便,測試精度高。
　　 運用圖像法測定了65Mn鋼、20#碳鋼、不銹鋼、銅片、PVC、PET、雙面高光銅版紙和竹片等八種材料的后屈曲形變行為參數(shù),除竹材外的七種材料的中點撓度實測值與理論值的偏差都保持在2%以內(nèi)。端部轉(zhuǎn)角小于20°時,端部轉(zhuǎn)角實測值的偏差均小于5%;端部轉(zhuǎn)角在20°以后,實測值的偏差基本在1%以內(nèi)。結(jié)果表明直條型食品壓桿后屈曲大撓度理論適用于一般的

6、工程彈性材料。在TA-XT2i物性儀上運用壓桿后屈曲法測定了八種材料的彈性模量,同時比較三點彎曲法和壓桿后屈曲法兩種方法測量65Mn鋼的彈性模量,并對各種材料彈性模量的測定條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明壓桿后屈曲彈性模量測試方法比三點彎曲法更準(zhǔn)確,測試結(jié)果與公稱值更吻合。各種材料壓桿后屈曲法彈性模量測定條件的優(yōu)化結(jié)果為:長度為180ram的65Mn鋼片的最佳測試厚度為0.25mm、端部轉(zhuǎn)角為15°;20#碳鋼片的最佳測試長度為150mm,厚度為

7、0.300mm,端部轉(zhuǎn)角為20°;不銹鋼片最佳測試長度為180mm,厚度為0.200mm,端部轉(zhuǎn)角為20°;銅片的最佳測試長度為120mm,厚度為0.300mm,端部轉(zhuǎn)角為20°;厚度0.38mm的PVC薄片彈性模量測量的最佳長度為150mm,端部轉(zhuǎn)角為25°;80mm長度的PET薄片的最佳測試厚度為0.500mm,端部轉(zhuǎn)角為20°;300g/m2雙面高光銅版紙彈性模量的最佳測試長度為120mm,端部轉(zhuǎn)角為25°,寬度為30mm;竹片的