석유, 화학공업, 식품, 제약 및 화장품 등 업종에서 많은 반고체 또는 연고상 재료 (예를 들면 윤활지, 아스팔트, 바셀린, 버터, 치약, 연고 등) 의 물리적 성능은 그 사용 효과와 공정 적합성에 직접적인 영향을 미친다.그 중"테이퍼 입도"(Penetration) 는 이러한 재료의 연경 정도, 조도 및 가소성을 측정하는 핵심 지표로서 ASTM D217, GB/T 269, ISO 2137과 같은 국제 표준에 오랫동안 채택되어 왔다.그리고 자동 테이퍼 입도기의 출현은 전통적인 인공 테스트의 주관성과 비효율성을 바꾸어 고정밀도, 고중복성, 지능화 조작으로 현대 실험실에서"촉각의 눈"이 되었다.

1. 테이퍼 입도의 정의와 테스트 원리

테이퍼 진입도는 표준 원추체(질량 150g, 테이퍼 각도 30도, 테이퍼 끝 곡률 반지름 0.1~0.2mm)가 규정된 온도(일반 25℃)와 시간(일반 5초)에서 중력에 의해 0.1mm("테이퍼 진입도") 단위로 시료 표면을 수직으로 찌르는 깊이를 말한다.예를 들어, 테이퍼 외곽진입 측정 값은 320이고 테이퍼 외곽진입 깊이는 32.0mm입니다.

이 수치가 클수록 재료가 부드럽고 묽다는 것을 의미합니다.수치가 작을수록 재료가 단단하고 걸쭉해진다.윤활지의 경우, 원추의 입도는 그 작동 저항, 펌프 송출 성능과 밀봉 능력에 직접적으로 관계된다;아스팔트에 대해서는 시공과 역성과 고온 안정성에 영향을 미친다;식품과 연고에 대해서는 식감, 발림성, 방출 특성에 관계된다.

전통적인 테스트는 인공적으로 원추체를 방출하고 목시독수에 의존하여 오차가 크고 효률이 낮다.자동 테이퍼 입도 측정기는 전기 기계 일체화 설계를 통해 항온, 방출, 측정에서 데이터 출력에 이르는 전 과정을 자동화했다.

2. 계기 구조와 작업 절차

일반적인 자동 테이퍼 입도기는 주로 다음 모듈로 구성됩니다.

1.항온욕조 시스템: 고정밀 온도 제어 장치 (±0.1 ℃) 가 내장되어 있으며, 여러 개의 샘플 그릇을 수용할 수 있으며, 시료가 테스트 전에 25 ℃ 까지 충분히 항온할 수 있도록 보장한다 (또는 0 ℃ 가 저온 성능 평가에 사용되는 것과 같은 다른 설정 온도).

2.원추 승강 기구: 스텝 모터 또는 전자기 방출 장치가 표준 원추의 자동 향상과 무충격 방출을 제어하여 인위적인 조작 차이를 제거한다;

3.고정밀 변위 센서: 레이저 변위계, 래스터 자 또는 고해상도 인코더를 사용하여 송곳 찌르기 깊이를 실시간으로 포착합니다. 해상도는 0.01mm (즉, 0.1 송곳 찌르기 단위) 에 달합니다.

4.샘플 플랫폼과 포지셔닝 시스템: 수평 조절 기능을 갖추고 원추의 수직 낙하를 확보하며 일부 기종은 다점 테스트를 지원한다 (예를 들어 작업 원추의 입도는 60회 왕복 절단 후 테스트해야 한다).

5.마이크로컴퓨터 제어 시스템 및 터치스크린 인터페이스: ASTM, ISO, GB 등 다양한 표준 방법을 미리 설정하여 자동으로 시간을 재고, 계산하고, 결과를 저장하며, 인쇄 또는 USB 내보내기를 지원합니다.

6.청소 및 유지 보수 보조 장치: 예를 들어 자동 원추 세척 위치, 누출 방지 트레이 등 조작의 편리성을 향상시킨다.

전형적인 테스트 절차는 시료를 표준 그릇에 넣기 → 항온조에 놓고 정지 ≥ 1시간 → 기기가 자동으로 원추를 시료 표면에 위치 추적 → 테스트 시작 → 원추의 자유 낙하 5초 → 센서가 찌르는 깊이 기록 → 결과를 표시하고 보존하는 것이다.

3. 기술 우위와 업계 응용

자동 테이퍼 입도기는 수동 방법에 비해 다음과 같은 이점을 제공합니다.

높은 반복성 및 재현성: 인위적인 방출 강도, 시간 오차 및 판독 편차를 제거하고 RSD (상대적 표준 편차) 를 1% 이내로 제어할 수 있습니다.

다중 모드 테스트 지원: 클릭 한 번으로 비작동 테이퍼 진입도 작업 테이퍼 진입도 연장 작업 테이퍼 진입도 블록 테이퍼 진입도 등의 모드를 전환할 수 있습니다.

고효율 대량 처리: 일부 모델은 6공위 심지어 12공위 항온조를 장착하여 연속 자동 테스트를 실현한다;

데이터 추적 가능: 테스트 시간, 온도, 운영자, 결과를 자동으로 기록하여 GLP/GMP 사양을 준수합니다.

높은 안전성: 작업자가 고온의 목욕액이나 뾰족한 원추에 접촉하지 않도록 한다.

그 응용 장면은 매우 광범위하다.

윤활유 및 윤활지 생산: 품질 관리, 제품 등급 (예: NLGI 000# – 6# 등급 구분 근거는 테이퍼 입도);

도로 건설: 아스팔트 침입도 (송곳 입도 원리와 유사) 로 노면의 고온 안정성을 평가한다;

식품공업: 버터, 마가린, 잼의 질구조 분석;

제약과 화장품: 연고, 크림, 립스틱의 조도 일치성 검사;

과학 연구 기관: 신소재 유동성 연구의 기초 도구.

자동 테이퍼 입도기는 간단해 보이는 물리량인'테이퍼 깊이'에 집중하지만 뒤에서 수많은 제품의 성능 경계와 품질 마지노선을 지탱하고 있다.그것은 인류의"연경"에 대한 모호한 감지를 정확한 수자로 전환시켜 경험판단을 과학적결책으로 승화시켰다.제품의 일치성, 공예 안정성과 사용자 체험화를 추구하는 오늘날, 이 지능"촉각의 눈"은 실험실의 효율을 향상시켰을 뿐만 아니라 재료의 미시적 구조와 거시적 응용 성능을 연결하는 관건적인 교량이 되었다.