一种涂层性能检测装置及方法

本发明涉及涂层检测领域，具体涉及一种涂层性能检测装置及方法。

背景技术：

1、表面涂层尤其是不粘涂层已被广泛应用于食品加工以及炊具领域。在目前所有不粘涂层中，部分含氟涂层因其优异的不粘性和耐腐蚀性应用较为广泛。然而含氟涂层的效果虽然好，但实际应用中，由于其耐磨性、抗划性较差，在使用一段时间后往往会出现涂层脱落问题，严重限制了涂层内胆的寿命。同时含氟涂层的主要成分为含氟聚合物，在应用于食品加工、炊具等领域时，涂层脱落以及长期高温使用容易对人体和环境造成危害，替代含氟涂层的新型涂层的研发过程中，需要对新型涂层的性能进行检验。

2、在食品领域，对涂层不粘性能的检验方法主要是通过加热或烹饪食材等主观经验法，其无法定量表征涂层不粘性能，尤其是一些粘性流体食材。中国专利(公开号：cn104897567 a)中公开了一种定量检测涂层不粘性能装置，通过向试样板倾倒定量热态重油，依据测量的重油残余量来衡量涂层的不粘性能；但其与实际烹饪场景区别较大，在进行烹煮、烹炸操作时，涂层会在溶液中长时间浸泡，涂层会受到溶液更长时间的影响，而现有测试方法无法还原此实际使用场景；同时，目前的检测方法或者装置均难以对涂层性进行多样化检测，带有涂层的物品在实际使用时往往要经受高温、浸泡等外界因素，导致目前的涂层性能检测设备及相关方法难以满足研发过程的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种涂层性能检测装置及方法，设置天平杆带动样件浸入介质或脱离介质，通过调整介质类型、介质温度以及浸入时间模拟涂层实际使用场景，利用天平杆连接的调平电机间接测取两组检测组件上样件重量偏差，并利用重力传感器直接测取样件重量偏差，互为参照以提高检测精度，并通过样件上附着物的量、失效情况来定量检测涂层性能，满足涂层性能多样化检测的需求。

2、本发明的第一目的是提供一种涂层性能检测装置，采用以下方案：

3、包括：

4、温控容器，设有容纳介质的箱体和介质温控组件，介质温控组件作用于箱体内的介质以调整介质的温度；

5、调位组件，包括升降机构和天平杆，天平杆支点处通过调平电机连接升降机构输出端，天平杆上对称安装有两组检测组件，检测组件包括依次连接的上连杆、力传感器和夹具，夹具用于夹持样件；调平电机用于调平天平杆并将其运行参数发送至控制组件，力传感器用于获取样件及其上附着介质的重量发送至控制组件，控制组件用于控制升降机构带动样件浸入或脱离介质。

6、进一步地，所述检测组件还包括安装于天平杆的调角元件，上连杆连接于调角组件的输出端，调角组件带动夹具调整所夹持样件的倾角。

7、进一步地，所述夹具上安装有样件温控机构，样件温控机构包括样件温度传感器和样件加热元件，样件加热元件作用于样件并调整样件的温度，样件温度传感器用于获取样件的温度并发送至控制组件。

8、进一步地，所述介质温控组件包括介质温度传感器、介质加热元件，介质温度传感器用于获取介质温度并发送至控制组件，介质加热元件用于加热介质。

9、进一步地，所述箱体内壁接触介质的区域涂覆有隔离涂层，箱体内设有能够延伸至介质内的搅拌组件。

10、进一步地，所述箱体上开设有导风口，导风口内安装有排风元件，排风元件被开启时，能够抽取箱体浮于介质上方的蒸汽并排出箱体外。

11、进一步地，还包括介质供应组件，介质供应组件包括储液罐、输送泵，输送泵一端接入储液罐，另一端接入箱体。

12、本发明的第二目的是提供一种如第一目的所述的涂层性能检测装置的工作方法，包括：

13、于检测组件的夹具安装样件，箱体内注入介质，调整介质的温度达到设定状态；

14、获取天平杆初始倾角，调平电机将天平杆调平并保持水平，记录初始扭矩值，升降机构带动样件浸入介质中，待浸入达到设定时间后，样件脱离介质并待介质脱水风干，获取并记录调平电机此时的扭矩值和力传感器测取的样件重量；

15、更换样件，改变介质类型、介质温度和/或浸入时间，重复获取扭矩值和样件重量，定量判定样件的不粘性能、耐水性能和耐温性能。

16、进一步地，还能够对样件温度进行调节；

17、力传感器测取的样件重量为样件本体质量和样件上附着物的质量和，以获取的扭矩值和样件重量相互参照，得到样件上附着物的质量变化。

18、进一步地，当获取的扭矩值和样件重量发生突变时，判定样件上的涂层失效，记录涂层失效对应检测时的介质类型、介质温度和浸入时间。

19、与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

20、(1)针对目前涂层检测与实际使用场景差别较大而无法实现多样化检测的问题，设置天平杆带动样件浸入介质或脱离介质，通过调整介质类型、介质温度以及浸入时间模拟涂层实际使用场景，利用天平杆连接的调平电机间接测取两组检测组件上样件重量偏差，并利用重力传感器直接测取样件重量偏差，互为参照以提高检测精度，并通过样件上附着物的量、失效情况来定量表征涂层性能，满足涂层性能多样化检测的需求。

21、(2)利用天平杆两侧所对应样件进行对照检测，以其中一个样件为基准来衡量带有涂层的样件上附着物的量，同时，利用介质温度、浸入时间和介质类型作为参数，定量化表征涂层的不粘性能、耐温性能、耐水性能，尤其能够适用于粘性流体介质对应的涂层性能检测。

22、(3)通过调角元件能够改变样件的倾角，天平杆所连接两组检测组件上的样件能够分别调节倾角，保持倾角一致进行对照试验，并利用样件温控元件来改变样件本身的温度，模拟涂层在干燥状态下的高温场景，对涂层性能进行多样化的表征。

23、(4)箱体内壁接触介质的区域设有隔离涂层，避免箱体吸附介质内的溶质导致介质质地不均匀的问题，结合搅拌组件对介质进行搅拌，保证介质的质地均匀和温度均匀，使两组检测组件上的样件处于相同的环境内，提高检测精度。

技术特征：

1.一种涂层性能检测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的涂层性能检测装置，其特征在于，所述检测组件还包括安装于天平杆的调角元件，上连杆连接于调角组件的输出端，调角组件带动夹具调整所夹持样件的倾角。

3.如权利要求2所述的涂层性能检测装置，其特征在于，所述夹具上安装有样件温控机构，样件温控机构包括样件温度传感器和样件加热元件，样件加热元件作用于样件并调整样件的温度，样件温度传感器用于获取样件的温度并发送至控制组件。

4.如权利要求1所述的涂层性能检测装置，其特征在于，所述介质温控组件包括介质温度传感器、介质加热元件，介质温度传感器用于获取介质温度并发送至控制组件，介质加热元件用于加热介质。

5.如权利要求4所述的涂层性能检测装置，其特征在于，所述箱体内壁接触介质的区域涂覆有隔离涂层，箱体内设有能够延伸至介质内的搅拌组件。

6.如权利要求5所述的涂层性能检测装置，其特征在于，所述箱体上开设有导风口，导风口内安装有排风元件，排风元件被开启时，能够抽取箱体浮于介质上方的蒸汽并排出箱体外。

7.如权利要求1所述的涂层性能检测装置，其特征在于，还包括介质供应组件，介质供应组件包括储液罐、输送泵，输送泵一端接入储液罐，另一端接入箱体。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述涂层性能检测装置的工作方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的涂层性能检测装置的工作方法，其特征在于，还能够对样件温度进行调节；

10.如权利要求8所述的涂层性能检测装置的工作方法，其特征在于，当获取的扭矩值和样件重量发生突变时，判定样件上的涂层失效，记录涂层失效对应检测时的介质类型、介质温度和浸入时间。

技术总结本发明提供一种涂层性能检测装置及方法，涉及涂层检测领域，针对目前涂层检测与实际使用场景差别较大而无法实现多样化检测的问题，设置天平杆带动样件浸入介质或脱离介质，通过调整介质类型、介质温度以及浸入时间模拟涂层实际使用场景，利用天平杆连接的调平电机间接测取两组检测组件上样件重量偏差，并利用重力传感器直接测取样件重量偏差，互为参照以提高检测精度，并通过样件上附着物的量、失效情况来定量表征涂层性能，满足涂层性能多样化检测的需求。技术研发人员：蔡玉奎,唐宽鑫,蔺达,王松冕,郭威受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29