Trong các ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất, thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm, tính chất vật lý của nhiều vật liệu bán rắn hoặc dán (như mỡ, nhựa đường, vaseline, bơ, kem đánh răng, thuốc mỡ, v.v.) ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sử dụng và sự phù hợp của quy trình. Trong đó, Penetration là thước đo cốt lõi về độ mềm, tính nhất quán và độ dẻo của các vật liệu này, từ lâu đã được các tiêu chuẩn quốc tế như ASTM D217, GB/T 269, ISO 2137 thông qua. Và sự xuất hiện của máy đo độ côn tự động đã thay đổi tính chủ quan và tính không hiệu quả của thử nghiệm nhân tạo truyền thống, với độ chính xác cao, độ lặp lại cao và hoạt động thông minh, trở thành "mắt xúc giác" trong phòng thí nghiệm hiện đại.

I. Định nghĩa và nguyên tắc kiểm tra độ thâm nhập hình nón

Sự thâm nhập hình nón đề cập đến độ sâu mà một hình nón tiêu chuẩn (khối lượng 150 gram, góc hình nón 30 °, bán kính cong của đầu hình nón 0,1-0,2 mm) đâm thẳng đứng vào bề mặt của mẫu vật dưới tác động của lực hấp dẫn ở nhiệt độ quy định (thường là 25 ° C) và thời gian (thường là 5 giây). Ví dụ, độ thâm nhập hình nón đo được là 320, có nghĩa là độ sâu đâm của hình nón là 32,0 mm.

Giá trị càng lớn, cho thấy vật liệu càng mềm và loãng; Giá trị càng nhỏ, thì vật liệu càng cứng, càng dày. Đối với mỡ, sự thâm nhập hình nón liên quan trực tiếp đến sức đề kháng khởi động, hiệu suất bơm và khả năng niêm phong của nó; Đối với nhựa đường thì ảnh hưởng đến việc xây dựng và dễ dàng và ổn định nhiệt độ cao; Đối với thực phẩm và thuốc mỡ thì liên quan đến hương vị, tính bôi trơn và đặc tính giải phóng.

Thử nghiệm truyền thống dựa vào việc phát hành hình nón nhân tạo, đọc trực quan, với sai số lớn và hiệu quả thấp. Và máy đo độ thâm nhập hình nón tự động thông qua thiết kế tích hợp cơ điện tử, nhận ra toàn bộ quá trình tự động hóa từ nhiệt độ không đổi, phát hành, đo lường đến đầu ra dữ liệu.

II. Cấu trúc dụng cụ và quy trình làm việc

Một máy đo thâm nhập hình nón tự động điển hình chủ yếu bao gồm các mô-đun sau:

1. Hệ thống bồn tắm nhiệt độ không đổi: Được xây dựng trong thiết bị kiểm soát nhiệt độ chính xác cao (± 0,1 ℃), có thể chứa nhiều đĩa mẫu, đảm bảo rằng mẫu thử không đổi nhiệt độ đầy đủ đến 25 ℃ (hoặc nhiệt độ cài đặt khác, chẳng hạn như 0 ℃ để đánh giá hiệu suất nhiệt độ thấp) trước khi thử nghiệm;

2. Cơ chế nâng hình nón: điều khiển tự động nâng và phát hành không có tác động của hình nón tiêu chuẩn bằng động cơ bước hoặc thiết bị phát hành điện từ, loại bỏ sự khác biệt trong hoạt động của con người;

3. Cảm biến dịch chuyển độ chính xác cao: sử dụng máy đo dịch chuyển laser, thước đo raster hoặc bộ mã hóa độ phân giải cao để chụp độ sâu đâm của hình nón trong thời gian thực, độ phân giải có thể đạt 0,01 mm (tức là đơn vị nhập hình nón 0,1);

4. Nền tảng mẫu và hệ thống định vị: với chức năng điều chỉnh ngang để đảm bảo thả hình nón theo chiều dọc, một số mô hình hỗ trợ kiểm tra đa điểm (chẳng hạn như độ thâm nhập hình nón làm việc cần 60 lần kiểm tra sau khi cắt qua lại);

5. Hệ thống điều khiển vi tính với giao diện màn hình cảm ứng: ASTM, ISO, GB và nhiều phương pháp tiêu chuẩn khác được cài đặt sẵn, tự động chấm công, tính toán, lưu trữ kết quả và hỗ trợ in hoặc xuất USB;

6. Thiết bị hỗ trợ làm sạch và bảo trì: chẳng hạn như vị trí làm sạch hình nón tự động, khay chống rò rỉ, v.v., nâng cao tính dễ vận hành.

Quy trình kiểm tra điển hình là: nạp mẫu vào đĩa tiêu chuẩn → đặt trong khe nhiệt độ không đổi và để ≥1 giờ → Dụng cụ tự động định vị hình nón trên bề mặt mẫu → bắt đầu thử nghiệm → thả tự do hình nón trong 5 giây → cảm biến ghi lại độ sâu đâm → hiển thị và lưu kết quả.

III. Lợi thế công nghệ và ứng dụng công nghiệp

So với phương pháp thủ công, máy đo độ côn tự động có lợi thế đáng kể:

Độ lặp lại và khả năng tái tạo cao: loại bỏ lực phát hành nhân tạo, lỗi thời gian và độ lệch đọc, RSD (độ lệch chuẩn tương đối) có thể được kiểm soát trong vòng 1%;

Hỗ trợ kiểm tra đa chế độ: có thể chuyển đổi các chế độ như "thâm nhập hình nón không hoạt động", "thâm nhập hình nón làm việc", "thâm nhập hình nón làm việc mở rộng", "thâm nhập hình nón khối" bằng một cú nhấp chuột;

Xử lý hàng loạt hiệu quả cao: một số mô hình được trang bị khe cắm nhiệt độ không đổi 6 trạm hoặc thậm chí 12 trạm để thực hiện kiểm tra tự động liên tục;

Truy xuất dữ liệu: Tự động ghi lại thời gian kiểm tra, nhiệt độ, người vận hành, kết quả, phù hợp với thông số kỹ thuật GLP/GMP;

An toàn cao: Tránh tiếp xúc với bồn tắm nhiệt độ cao hoặc hình nón sắc nhọn của người vận hành.

Các kịch bản ứng dụng của nó là cực kỳ rộng:

Sản xuất dầu bôi trơn và mỡ: kiểm soát chất lượng, phân loại sản phẩm (ví dụ: NLGI 000 # - 6 # phân loại dựa trên mức độ hình nón);

Xây dựng đường: độ thấm của kim nhựa đường (tương tự như nguyên tắc của độ thấm hình nón) đánh giá sự ổn định nhiệt độ cao của mặt đường;

Ngành công nghiệp thực phẩm: phân tích chất lượng bơ, kem thực vật, mứt;

Dược phẩm và mỹ phẩm: kiểm tra tính nhất quán của thuốc mỡ, kem, son môi;

Viện nghiên cứu khoa học: công cụ cơ bản cho nghiên cứu tính chất lưu biến của vật liệu mới.

Máy đo độ côn tự động mặc dù chuyên chú vào một lượng vật lý nhìn như đơn giản - - "độ sâu hình nón", nhưng ở phía sau chống đỡ giới hạn tính năng và chất lượng của vô số sản phẩm. Nó biến nhận thức mơ hồ của con người về "mềm và cứng" thành những con số chính xác, để những phán đoán thực nghiệm thăng hoa thành những quyết định khoa học. Trong việc theo đuổi tính nhất quán của sản phẩm, sự ổn định của quá trình và trải nghiệm người dùng ngày nay, "mắt xúc giác" thông minh này không chỉ nâng cao hiệu quả phòng thí nghiệm mà còn là cầu nối quan trọng để kết nối cấu trúc vi mô vật liệu với hiệu suất ứng dụng vĩ mô.