[發明專利]谷物籽粒硬度測定方法

無效

• 申請號: 200910165438.4
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101713718A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 張鋒偉;趙武云;韓正晟;郭維俊;吳勁鋒;王關平;趙春花;馮全;戴飛
• 申請（專利權）人: 甘肅農業大學
• 主分類號: G01N3/40
• 分類號: G01N3/40
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張真

技術領域

本發明涉及一種通用的谷物籽粒硬度測定方法。

背景技術

目前，國內針對小麥籽粒硬度的研究和測定的方法比較多，而針對其他谷物籽粒硬度測定的方法很少，甚至還未涉及。測定小麥硬度的方法主要有角質率法、壓力法、研磨法、硬度指數法、近紅外法等，不同方法所測得的硬度數值可比性差，并且這些方法和相應的測試設備不能完全適用于其他谷物籽粒的硬度測試，例如，使用國產JFS型谷物粉碎機可以測定玉米硬度，但不能測定小麥的硬度。

布氏硬度和洛氏硬度測定法是用壓入法測定金屬硬度的，但這兩種方法并不能直接用于測定谷物的硬度，由于谷物籽粒的大小形狀各異，各組分厚度大小情況也不盡相同，所以采用針尖壓入法就能方便的測到不同谷物籽粒及其不同組分，不同部位的硬度情況。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術的不足，提供一種谷物籽粒硬度測定方法。實現不同谷物硬度數值的統一性和可比性，還可以解決對同一種子的外表及內部不同部位的硬度進行精確測定，本發明適合于籽粒直徑或厚度不小于1mm的各種谷物的硬度測定。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種谷物籽粒硬度測定方法，其主要特點是測定步驟為：

(1)谷物測定前的準備：

將待測谷物籽粒的一側磨平，形成底座面；谷物籽粒的另一側為待測面，直接測定谷物籽粒表面硬度或磨平，露出相應的待測部位，形成待測面；底座面與待測面應盡可能保持平行；

(2)試驗機的選擇：

選用微機控制的電子萬能試驗機；

(3)鋼針的選用與夾持：

將鋼針垂直夾持到試驗機活動橫梁端；

(4)測定過程：

將制作好的待測谷物籽粒放在微機控制電子萬能試驗機平臺上，將鋼針對準待測面，進行壓入試驗；

(5)硬度確定：

試驗完成后，微機自動給出彈性模量，該彈性模量定義為谷物籽粒的硬度值。

所述的谷物籽粒硬度測定方法，其步驟(1)所述的磨平步驟為用0號-4號砂紙或細紋銼刀磨平。

所述的谷物籽粒硬度測定方法，其步驟(2)所述的微機控制的電子萬能試驗機，試驗機最大量程在100-500N，以保證測量精度。

所述的谷物籽粒硬度測定方法，其步驟(3)所述的鋼針直徑為1.2-1.5mm，長度為70-100mm，針尖1mm長度內錐度為20°-30°。最佳選用20°錐度的鋼針，錐度選定后不再改動，否則會影響硬度數值。針尖錐度過小容易損壞，過大容易使作物籽粒破裂。

所述的谷物籽粒硬度測定方法，其步驟(4)所述的壓入試驗為將試樣標距輸入為100mm，將試樣直徑輸為10mm，鋼針壓入深度為0.3-1mm，加載速度為0.5mm/min。

現有的應用較廣的最大量程在100-500N以內微機控制電子萬能材料試驗機，對所有谷物籽粒，在試驗時，統一將標距輸為100mm，將直徑輸為10mm，試驗完成后，微機會自動得出一個虛擬的彈性模量數值，該彈性模量值定義為谷物籽粒的硬度值，本硬度值按無量綱單位處理。目前國家標準中，只有針對小麥的硬度測定方法，不同方法的定義和硬度單位不同，如研磨時間法的單位為s(秒)，角質率法為％(百分比)。

在數據采集處理上，針尖壓入法不能像布氏硬度和洛氏硬度測定法一樣，測定壓痕深度，而是通過壓入過程中，得到的負荷位移曲線的斜率求出谷物籽粒的硬度數值。

在材料力學實驗中，桿狀材料壓縮時，只要輸入桿狀材料的截面尺寸，標距長度，就可以算出材料的彈性模量。而曲線的斜率大小可以通過彈性模量表示，所以，在針尖對谷物籽粒的壓縮過程中，給系統輸入假設的試樣標距、試樣直徑，可得一個虛擬的彈性模量數值，該彈性模量數值跟曲線的斜率成正比，所以可以通過該“虛擬彈性模量”值，而不是真實的彈性模量值就可以確定谷物籽粒的硬度數值。實際操作中，對不同組分、不同作物籽粒進行硬度測量時，取多組數據，并取平均值。

通過對干燥的玉米，小麥，豌豆等谷物籽粒的實驗測定，當把試樣標距選為100mm，試樣直徑選為10mm，加載速度定為0.5mm/min時，谷物的最大“虛擬彈性模量”接近100，而在濕潤情況下，最低可接近于零，將該“虛擬彈性模量”定為硬度數值時，就能得到較好的硬度測定分辨率。

本發明的有益效果是：提供了一種統一的不同谷物之間可以相互比較的谷物單粒籽粒硬度定方法，可對谷物籽粒的外表及內部不同部位的硬度進行測定，硬度分辨率高，應用范圍廣，操作方便，檢測速度快，使用儀器為500N以內的普通微機萬能材料試驗機和普通鋼針，無須另外專門的設備。

附圖說明：

圖1為本發明的示意圖；