CN106908471A - 一种薄膜试样热缩性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开薄膜试样热缩性能检测装置。该装置包括底座；薄膜固定架，其安装于底座上；薄膜固定架上至少设置有一个收缩率检测工位和一个收缩力检测工位；可升降的加热腔，其设于薄膜固定架正上方；加热腔用于对薄膜固定架上的薄膜试样加热；编码器与控制器相连；滚轮安装于编码器主轴上且与收缩率检测工位上的薄膜试样固定连接，当薄膜试样受热收缩时，编码器用于检测薄膜试样受热收缩时滚轮的转动角度信息并传送至控制器，由控制器再根据所述滚轮的直径而计算出薄膜试样的收缩率；拉力传感器，其安装于底座上且直接与收缩力检测工位上的薄膜试样相连，用于检测薄膜试样受热收缩过程中拉力大小并传送至控制器，进而得到薄膜试样的热收缩力。

Description

一种薄膜试样热缩性能检测装置

技术领域

本发明属于测试技术领域，尤其涉及一种薄膜试样热缩性能检测装置。

背景技术

薄膜广泛应用于包装行业中，但是大部分薄膜都具有一定的热收缩性，这样会影响薄膜的包装性能，所以需要对薄膜进行热收缩性的试验测试。薄膜的热收缩性包括热收缩率和热收缩力。针对不同的产品，薄膜的热收缩率和热收缩力必须合适且稳定，其中合适的热收缩率和热收缩力可以让被包装产品看上去饱满、紧实、贴合；稳定的热收缩率和热收缩力能够保持被包装产品尺寸的均一性。因此，定量检测热收缩率和热收缩力有重要意义。

现有的薄膜试样热缩性能检测设备的加热介质往往通过热风或液体浴的方式对薄膜试样环境温度进行加热。但热风加热其温度稳定性较差，对检测结果影响较大。而液体浴的方式由于有液体的参与，导致试验环境较脏，而且有一定潜在的危险性。其次，现有的薄膜试样热缩性能检测设备对薄膜试样收缩率检测时，往往采用尺量或位移传感器，尺量的误差不可估量；然而位移传感器在工作过程中存在一定大小的摩擦力，会对薄膜收缩产生影响。因此现有的检测设置只适用于大收缩力的薄膜。当薄膜收缩力值较小，以往的检测方法则会产生较大的误差，甚至无法进行检测。

综上所述，现有的薄膜试样热缩性能检测设备存在薄膜试样热缩性能检测的误差大且准确率低的问题。

发明内容

为了解决现有的薄膜试样热缩性能检测设备存在薄膜试样热缩性能检测的误差大且准确率低的问题，本发明提供了一种薄膜试样热缩性能检测装置。

本发明的一种薄膜试样热缩性能检测装置，包括：

底座；

薄膜固定架，其安装于底座上；所述薄膜固定架上至少设置有一个收缩率检测工位和一个收缩力检测工位；

可升降的加热腔，其设于薄膜固定架上；加热腔用于对薄膜固定架上的薄膜试样加热；

编码器，其安装于底座上且与控制器相连；

滚轮，其安装于编码器主轴上且与收缩率检测工位上的薄膜试样固定连接，当薄膜试样受热收缩时，编码器用于检测薄膜试样受热收缩时滚轮的转动角度信息并传送至控制器，由控制器再根据所述滚轮的直径而计算出薄膜试样的收缩率；

拉力传感器，其安装于底座上且直接与收缩力检测工位上的薄膜试样相连，用于检测薄膜试样受热收缩过程中拉力大小并传送至控制器，进而得到薄膜试样的热收缩力。

进一步的，所述加热腔为四个加热板及防护罩组成的空腔结构。

其中，加热板可分别加热控温也可同时加热控温。防护罩对内部结构起支撑保护作用，加热腔底部开孔仅允许薄膜固定架及相关固定薄膜结构进出，以减小腔内与外界环境热量交换。

进一步的，所述加热腔与升降装置相连，所述升降装置也与控制器相连。

其中，所述升降装置为丝杆传动机构、气动机构、链条传动机构或皮带传动机构。

本发明利用升降装置对加热腔的位置高度进行精确控制。

进一步的，所述加热腔的升降速度可调，以满足不同加热工况要求。

进一步的，所述加热腔为阶梯升温控制的加热腔。

这样为薄膜试样提供检测所需环境。

进一步的，所述加热腔内设置有保温层，所述保温层用于对加热腔内进行保温，使加热腔内温度恒定准确。

进一步的，所述滚轮上缠绕有耐高温线，耐高温线与薄膜试样固定连接。

进一步的，所述滚轮上还缠有一条与耐高温线相反方向的线，其使滚轮沿薄膜试样收缩反向旋转，用于对薄膜试样夹紧后进行张紧作用。

进一步的，所述防护罩的顶部开有散热孔，用于对腔内温度进行控制调节，使腔内温度稳定，减小温度波动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用加热腔空气加热，且加热腔内部温度更加恒定，解决了液体浴检测方式导致试样及环境不卫生等问题。

(2)本发明利用拉力传感器直接与检测薄膜试样相连接，检测试样受热收缩过程中拉力大小并传送至控制器，进而得到薄膜试样的热收缩力，其结果直接准确，无其他结构对力值结果产生影响。

(3)本发明利用编码器检测薄膜试样受热收缩过程中的滚轮转动角度信息并传送至控制器，由控制器再根据所述滚轮的直径而计算出薄膜试样的收缩率，提高了收缩率的测量精度，并解决了小收缩力值薄膜检测结果不准确或无法检测的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的薄膜试样热缩性能检测装置结构示意图。

图2是本发明的薄膜试样热缩性能检测装置的加热腔结构示意图。

其中，1、底座，2、薄膜固定架，3、升降装置，4、加热腔，5、编码器，6、滚轮，7、耐高温线，8、拉力传感器，9、夹板，10、薄膜试样，11、加热板，12、保温层，13、防护罩，14、散热孔，15、连接板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在薄膜试样热缩性能检测的误差大且准确率低的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种薄膜试样热缩性能检测装置。

图1是本发明的薄膜试样热缩性能检测装置结构示意图。

如图1所示，膜试样热缩性能检测装置包括：

底座1；薄膜固定架2，其安装于所述底座1上；所述薄膜固定架2上至少设置有一个收缩率检测工位和一个收缩力检测工位；

可升降的加热腔4，其设于所述薄膜固定架2上；所述加热腔4用于对薄膜固定架2上的薄膜试样10加热；

编码器5，其安装于底座1上且与控制器相连；

滚轮6，其安装于编码器5主轴上且与收缩率检测工位上的薄膜试样10固定连接，当薄膜试样10受热收缩时，编码器5用于检测薄膜试样10受热收缩时的滚轮6转动角度信息并传送至控制器；

在控制器中，通过公式S＝θπD/360，η＝S/S₀；

计算出薄膜试样10的收缩量及收缩率；

公式中：S为试样收缩量，θ为编码器主轴旋转角度，D为滚轮的直径，η为试样收缩率，S₀为试样初始长度。

拉力传感器8，其安装在所述底座1上且直接与收缩力检测工位上的薄膜试样10相连；拉力传感器8用于检测薄膜试样10受热收缩过程中拉力大小并传送至控制器，进而得到薄膜试样10的热收缩力。

如图2所示，加热腔4通过连接板15与升降装置3相连，所述升降装置3也与控制器相连。本发明利用升降装置3对加热腔4的高度进行精确控制。

本发明的加热腔4可进行升降控制，且速度可调。

加热腔升起至指定位置时进行加温，温度达到所需检测温度时，加热腔下降，将试样罩在腔内对其进行加热。

升降装置3为丝杆传动机构、气动机构、链条传动机构或皮带传动机构。

本发明利用夹板9将薄膜试样10夹持固定在薄膜固定架2上。

薄膜固定架2上至少设置有一个收缩率检测工位和一个收缩力检测工位，收缩率检测工位和收缩力检测工位上分别夹持固定有薄膜试样10。这样可以同时对薄膜试样的收缩率及热收缩力进行测量。

其中，本发明的编码器不局限于普通的编码器，包含一切可用于输出角度变量的装置。

其中，滚轮6上缠绕有耐高温线7，耐高温线7与薄膜试样10的下端固定连接。

此外，滚轮6上还缠有一条与耐高温线7相反方向的线，其使滚轮6沿薄膜试样10收缩反向旋转，用于对薄膜试样10夹紧后进行张紧作用。

加热腔4为阶梯升温控制的加热腔，即可按要求以不同的升温速率阶梯性对加热腔温度进行控制，以使腔内得到精准的目标温度。结构如图2所示。

图2是本发明的薄膜试样热缩性能检测装置的加热腔结构示意图。

加热腔由加热板11及外防护罩13组成的空腔结构，这样为薄膜试样提供检测所需环境。

加热腔内还设置有保温层12，所述保温层12用于对加热腔内进行保温，使加热腔内温度恒定准确。

通过15连接板与升降装置3相连接固定。加热板11可分别加热控温也可同时加热控温。保温层12防止腔内热量的散失。防护罩13对内部结构起支撑保护作用，加热腔底部开孔仅允许薄膜固定架及相关固定薄膜结构进出，以减小腔内与外界环境热量交换。防护罩顶部开有散热孔14，易于对腔内温度进行控制调节，使腔内温度稳定，减小温度波动。

本发明采用加热腔空气加热，且加热腔内部温度更加恒定，解决了液体浴检测方式导致试样不卫生的问题。

本发明利用拉力传感器直接与检测薄膜试样相连接，检测试样受热收缩过程中拉力大小并传送至控制器，进而得到薄膜试样的热收缩力，其结果直接准确，无其他结构对检测到的热收缩力结果而产生影响。

本发明利用编码器检测薄膜试样受热收缩过程中的滚轮转动角度信息并传送至控制器，由控制器再根据所述滚轮的直径而计算出薄膜试样的收缩率，提高了收缩率的测量精度，并解决了小收缩力值薄膜检测结果不准确或无法检测的问题。

本发明的薄膜试样热缩性能检测装置的检测方法，包括：

步骤1：将薄膜试样夹持固定在薄膜固定架上；

步骤2：利用加热腔对薄膜固定架上的薄膜试样进行加热；

步骤3：编码器检测薄膜试样受热收缩过程中的滚轮转动角度信息并传送至控制器，由控制器再根据所述滚轮的直径而计算出薄膜试样的收缩率；

拉力传感器检测薄膜试样受热收缩过程中拉力大小并传送至控制器，进而得到薄膜试样的热收缩力。

具体地，在步骤2之前，还包括：对加热腔按预设控制要求进行升温，当加热腔温度到达设定要求温度后，加热腔下降至设定位置。

该方法还包括：为满足不同加热工况要求，可对加热腔进行任意斜率的升温控制，并可以使加热腔以不同的速度下降。

该方法还包括：利用加热腔内的保温层对加热腔内进行保温，使加热腔内温度恒定准确。

本发明的工作原理：

将需要检测收缩率的薄膜试样10，一端固定于薄膜固定架2，将耐高温线7拉出合适长度，与薄膜试样10另一端连接固定，然后拉动另一根耐高温线7线头，将薄膜试样轻轻张紧即可。

将需要检测收缩力的薄膜试样10，一端固定于薄膜固定架2，另一端与拉力传感器8相连。薄膜试样装夹固定完成后，对加热腔4温升方式及温度范围进行设置，然后加热腔4开始加热，达到设定要求后，升降装置3使加热腔4下降，将薄膜试样10完全罩住后停止。

当测拉力工位试样受热收缩时，薄膜试样对拉力传感器产生拉力，进而通过拉力传感器得到试样收缩过程中拉力相关参数；

当测收缩率试样工位受热收缩时，薄膜试样收缩通过耐高温线拉动绕线滚轮转动，带动编码器主轴转动，通过编码器主轴转动角度输出，根据滚轮直径已知，进而得到试样收缩量及收缩率。

本发明采用加热腔空气加热，且加热腔内部温度更加恒定，解决了液体浴检测方式导致试样及环境不卫生的问题。

本发明利用拉力传感器直接与检测薄膜试样相连接，检测试样受热收缩过程中拉力大小并传送至控制器，进而得到薄膜试样的热收缩力，其结果直接准确，无其他结构对力值结果产生影响。

本发明利用编码器检测薄膜试样受热收缩过程中的滚轮转动角度信息并传送至控制器，由控制器再根据所述滚轮的直径而计算出薄膜试样的收缩率，提高了收缩率的测量精度，并解决了小收缩力值薄膜检测结果不准确或无法检测的问题。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，包括：

底座；

薄膜固定架，其安装于底座上；所述薄膜固定架上至少设置有一个收缩率检测工位和一个收缩力检测工位；

可升降的加热腔，以对薄膜固定架上的薄膜试样加热；

编码器，其安装于底座上且与控制器相连；

滚轮，其安装于编码器主轴上且与收缩率检测工位上的薄膜试样固定连接，当薄膜试样受热收缩时，编码器用于检测薄膜试样受热收缩时滚轮的转动角度信息并传送至控制器，由控制器再根据所述滚轮的直径而计算出薄膜试样的收缩率；

拉力传感器，其安装于底座上且直接与收缩力检测工位上的薄膜试样相连，用于检测薄膜试样受热收缩过程中拉力大小并传送至控制器，进而得到薄膜试样的热收缩力。

2.如权利要求1所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述加热腔为四个加热板及防护罩组成的空腔结构。

3.如权利要求1所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述加热腔与升降装置相连，所述升降装置也与控制器相连。

4.如权利要求3所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述升降装置为丝杆传动机构、气动机构、链条传动机构或皮带传动机构。

5.如权利要求1所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述加热腔升降速度可调，以满足不同加热工况要求。

6.如权利要求5所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述加热腔为阶梯升温控制的加热腔。

7.如权利要求1所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述加热腔内设置有保温层，所述保温层用于对加热腔内进行保温，使加热腔内温度恒定准确。

8.如权利要求1所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述滚轮上缠绕有耐高温线，耐高温线与薄膜试样固定连接。

9.如权利要求8所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述滚轮上还缠有一条与耐高温线相反方向的线，其使滚轮沿薄膜试样收缩反向旋转，用于对薄膜试样夹紧后进行张紧作用。

10.如权利要求2所述的一种薄膜试样热缩性能检测装置，其特征在于，所述防护罩的顶部开有散热孔，用于对腔内温度进行控制调节，使腔内温度稳定，减小温度波动。