[发明专利]谷物籽粒硬度测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用的谷物籽粒硬度测定方法。

背景技术

目前，国内针对小麦籽粒硬度的研究和测定的方法比较多，而针对其他谷物籽粒硬度测定的方法很少，甚至还未涉及。测定小麦硬度的方法主要有角质率法、压力法、研磨法、硬度指数法、近红外法等，不同方法所测得的硬度数值可比性差，并且这些方法和相应的测试设备不能完全适用于其他谷物籽粒的硬度测试，例如，使用国产JFS型谷物粉碎机可以测定玉米硬度，但不能测定小麦的硬度。

布氏硬度和洛氏硬度测定法是用压入法测定金属硬度的，但这两种方法并不能直接用于测定谷物的硬度，由于谷物籽粒的大小形状各异，各组分厚度大小情况也不尽相同，所以采用针尖压入法就能方便的测到不同谷物籽粒及其不同组分，不同部位的硬度情况。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种谷物籽粒硬度测定方法。实现不同谷物硬度数值的统一性和可比性，还可以解决对同一种子的外表及内部不同部位的硬度进行精确测定，本发明适合于籽粒直径或厚度不小于1mm的各种谷物的硬度测定。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种谷物籽粒硬度测定方法，其主要特点是测定步骤为：

(1)谷物测定前的准备：

将待测谷物籽粒的一侧磨平，形成底座面；谷物籽粒的另一侧为待测面，直接测定谷物籽粒表面硬度或磨平，露出相应的待测部位，形成待测面；底座面与待测面应尽可能保持平行；

(2)试验机的选择：

选用微机控制的电子万能试验机；

(3)钢针的选用与夹持：

将钢针垂直夹持到试验机活动横梁端；

(4)测定过程：

将制作好的待测谷物籽粒放在微机控制电子万能试验机平台上，将钢针对准待测面，进行压入试验；

(5)硬度确定：

试验完成后，微机自动给出弹性模量，该弹性模量定义为谷物籽粒的硬度值。

所述的谷物籽粒硬度测定方法，其步骤(1)所述的磨平步骤为用0号-4号砂纸或细纹锉刀磨平。

所述的谷物籽粒硬度测定方法，其步骤(2)所述的微机控制的电子万能试验机，试验机最大量程在100-500N，以保证测量精度。

所述的谷物籽粒硬度测定方法，其步骤(3)所述的钢针直径为1.2-1.5mm，长度为70-100mm，针尖1mm长度内锥度为20°-30°。最佳选用20°锥度的钢针，锥度选定后不再改动，否则会影响硬度数值。针尖锥度过小容易损坏，过大容易使作物籽粒破裂。

所述的谷物籽粒硬度测定方法，其步骤(4)所述的压入试验为将试样标距输入为100mm，将试样直径输为10mm，钢针压入深度为0.3-1mm，加载速度为0.5mm/min。

现有的应用较广的最大量程在100-500N以内微机控制电子万能材料试验机，对所有谷物籽粒，在试验时，统一将标距输为100mm，将直径输为10mm，试验完成后，微机会自动得出一个虚拟的弹性模量数值，该弹性模量值定义为谷物籽粒的硬度值，本硬度值按无量纲单位处理。目前国家标准中，只有针对小麦的硬度测定方法，不同方法的定义和硬度单位不同，如研磨时间法的单位为s(秒)，角质率法为％(百分比)。

在数据采集处理上，针尖压入法不能像布氏硬度和洛氏硬度测定法一样，测定压痕深度，而是通过压入过程中，得到的负荷位移曲线的斜率求出谷物籽粒的硬度数值。

在材料力学实验中，杆状材料压缩时，只要输入杆状材料的截面尺寸，标距长度，就可以算出材料的弹性模量。而曲线的斜率大小可以通过弹性模量表示，所以，在针尖对谷物籽粒的压缩过程中，给系统输入假设的试样标距、试样直径，可得一个虚拟的弹性模量数值，该弹性模量数值跟曲线的斜率成正比，所以可以通过该“虚拟弹性模量”值，而不是真实的弹性模量值就可以确定谷物籽粒的硬度数值。实际操作中，对不同组分、不同作物籽粒进行硬度测量时，取多组数据，并取平均值。

通过对干燥的玉米，小麦，豌豆等谷物籽粒的实验测定，当把试样标距选为100mm，试样直径选为10mm，加载速度定为0.5mm/min时，谷物的最大“虚拟弹性模量”接近100，而在湿润情况下，最低可接近于零，将该“虚拟弹性模量”定为硬度数值时，就能得到较好的硬度测定分辨率。

本发明的有益效果是：提供了一种统一的不同谷物之间可以相互比较的谷物单粒籽粒硬度定方法，可对谷物籽粒的外表及内部不同部位的硬度进行测定，硬度分辨率高，应用范围广，操作方便，检测速度快，使用仪器为500N以内的普通微机万能材料试验机和普通钢针，无须另外专门的设备。

附图说明：

图1为本发明的示意图；