凝膠強(qiáng)度測定儀是一種用于精準(zhǔn)測量凝膠類物質(zhì)（如食品凝膠、生物凝膠、工業(yè)凝膠等）機(jī)械強(qiáng)度與彈性特性的專業(yè)檢測設(shè)備，廣泛應(yīng)用于食品加工（如果凍、豆腐、明膠）、生物醫(yī)藥（如膠原蛋白凝膠、組織工程支架）、日用化工（如化妝品凝膠）及材料研發(fā)領(lǐng)域，核心功能是通過模擬外力作用下凝膠的形變、破裂過程，量化其硬度、彈性、咀嚼性、黏附性等力學(xué)指標(biāo)，為產(chǎn)品質(zhì)量控制、配方優(yōu)化及性能研究提供數(shù)據(jù)支撐。

　　從工作原理來看，凝膠強(qiáng)度測定儀主要基于“質(zhì)地剖面分析（TPA）”或“穿刺測試”技術(shù)。TPA模式通過探頭（如圓柱探頭、球形探頭）對凝膠樣品進(jìn)行兩次往復(fù)壓縮，模擬人體咀嚼動作，記錄壓力-時間曲線，計算硬度（s次壓縮峰值力）、彈性（恢復(fù)形變能力）、黏聚性（內(nèi)部結(jié)合力）等多維度指標(biāo)；穿刺測試則利用針形或錐形探頭勻速刺入凝膠，以探頭穿透凝膠所需的最大力作為“凝膠強(qiáng)度”核心參數(shù)，適用于果凍、瓊脂等需評估破裂強(qiáng)度的樣品，部分設(shè)備還可搭配剪切、拉伸探頭，拓展測試維度。

　　凝膠強(qiáng)度測定儀的核心功能模塊：

　　該模塊是儀器實(shí)現(xiàn)“力的施加與感知”的關(guān)鍵，直接決定檢測精度，主要包括以下組件：

　　1、驅(qū)動系統(tǒng)（力的施加單元）

　　作用：按照預(yù)設(shè)模式（如勻速、定位移、定力）向凝膠樣品施加可控作用力，模擬實(shí)際使用或加工中凝膠承受的外力（如擠壓、穿刺、剪切）。

　　常見組件：

　　精密電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)/伺服電機(jī)）：提供穩(wěn)定、低噪音的動力，確保作用力或位移的線性輸出，避免因動力波動導(dǎo)致檢測誤差；

　　傳動機(jī)構(gòu)（滾珠絲杠/同步帶）：將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動，保證位移精度（通?？蛇_(dá)0.01mm級）；

　　行程限位器：防止執(zhí)行機(jī)構(gòu)過度移動導(dǎo)致樣品或傳感器損壞，是儀器的安全保護(hù)組件。

　　2、力學(xué)傳感器（力的感知單元）

　　作用：實(shí)時采集凝膠樣品在受力過程中產(chǎn)生的反作用力（或形變對應(yīng)的力信號），將力學(xué)信號轉(zhuǎn)化為電信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊。

　　關(guān)鍵參數(shù)：

　　量程：根據(jù)凝膠類型選擇（如食品凝膠通常為0-500N，生物凝膠可能需0-50N高精度量程）；

　　精度：通常為滿量程的0.1%~0.05%，確保微小力變化可被捕捉；

　　類型：以拉壓力傳感器為主（適配穿刺、壓縮、拉伸等多種檢測模式），部分特殊場景會搭配剪切傳感器。

　　3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（力的傳遞單元）

　　作用：連接驅(qū)動系統(tǒng)與傳感器，直接與凝膠樣品接觸并傳遞作用力，其結(jié)構(gòu)需適配不同檢測方法（如穿刺法、壓縮法、TAP法）。

　　常見類型：

　　穿刺探頭：尖頭/平頭金屬探頭（如直徑2mm、5mm的圓柱形探頭，或圓錐形探頭），用于“穿刺凝膠至破裂”的強(qiáng)度檢測（如果凍、明膠的凝膠強(qiáng)度測定）；

　　壓縮平板：圓形/方形金屬平板（面積通常大于樣品截面積），用于“勻速壓縮凝膠至特定形變”的檢測（如豆腐、卡拉膠凝膠的壓縮強(qiáng)度）；

　　夾具：用于拉伸類凝膠（如凝膠膜、彈性凝膠）的固定，避免拉伸過程中樣品打滑。