CN109187281A - 一种便携式超双疏检测装置 - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
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Abstract
本发明创造提供了一种便携式超双疏检测装置，包括壳体、设置于壳体内的喷液装置及色差检测装置；壳体前端面外壁设有保护罩，壳体的前端面位于保护罩围起的区域内开设有第一开孔及第二开孔；喷液装置包括液体储盒、通过出液管与液体储盒内腔连通的喷头及控制喷头喷液的喷液开关，喷头经第一开孔探出壳体前端面；色差检测装置的检测镜头可经第二开孔探出壳体前端面，色差检测装置与安装于壳体上的处理显示装置连接。本发明创造所述的便携式超双疏检测装置适用范围广，能够持续对产品的后续使用效果进行跟进测试，更加符合实际应用。
Description
技术领域
本发明创造属于超双疏产品检测技术领域，尤其是涉及一种便携式超双疏检测装置。
背景技术
超双疏材料形式多样，近年来，以超双疏涂覆液或者超双疏喷剂为代表的产品问世，可将原本生活中普通的亲水、亲油材料，通过表面喷涂形成超双疏涂层，继而改变原本材料的表面润湿特性，形成具有“荷叶效应”的超疏水、超疏油表面，实现诸如自清洁、不沾污、减阻、抗结冰、抗水雾等多重功效。
随着超双疏喷剂的生产成本逐渐下降，超双疏喷剂产品已经被大众接受用于室内家装领域或工业领域，例如超双疏石材、玻璃、瓷砖、墙纸、吊顶、窗帘、纱窗、电线电缆等各类室内及室外材料。当产品表面有水珠时将自然滑落，在材料表面并不形成水渍，当材料表面沾污时，用水冲洗即可带走污染物，因此具有良好的自清洁效果，同时有效防止材料表面霉变、冰冻，因而受到了广泛的关注。然而超双疏产品在使用后如果长期经受雨淋、风吹日晒或是摩擦后，材料表面的超双疏特性将有所损耗，如何判断已使用的超疏水产品仍然保持良好性能是关键问题。
目前采用的测试手段是通过接触角进行测试，仅适用于实验室进行超双疏产品测定，这类测试方法要求待测产品水平放置，水滴/油滴依靠重力自上而下滴落，观察水滴/油滴与产品表面的接触角来判断，并不适用于壁纸、墙面瓷砖等垂直表面的产品，更无法用于诸如吊顶、天花板、天窗等超双疏表面朝下的产品，产品的后续使用效果难以进行跟进测试；而且由于仪器的局限性只能测试较小尺寸的待测样品，也不适用于已施工应用且无法取下的产品。此外，目前的接触角检测方式，是以检测接触角为目的，以超疏水为例，超疏水产品的接触角要求达到150°以上，但在实际使用超疏水产品时，人们关注的更多的是其使用效果，如材料表面有水珠时是否能自然脱落，避免因水渍残留而造成的材料潮解、变形、发黄、腐蚀、霉变等，而非接触角数值，仅对接触角测试难以考察其实际使用性能。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种适用范围广，更符合实际应用的便携式超双疏检测装置，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种便携式超双疏检测装置，包括壳体、设置于所述壳体内的喷液装置及色差检测装置；所述壳体前端面外壁设有保护罩，所述壳体的前端面位于所述保护罩围起的区域内开设有第一开孔及第二开孔；所述喷液装置包括液体储盒、通过出液管与所述液体储盒内腔连通的喷头及控制所述喷头喷液的喷液开关，所述喷头经所述第一开孔探出所述壳体前端面；所述色差检测装置的检测镜头可经第二开孔探出所述壳体前端面，所述色差检测装置与安装于壳体上的处理显示装置连接。
进一步的，所述色差检测装置包括保护壳、积分球、光源(如脉冲氙灯)、检测镜头、光电检测器及信号分析传送装置；所述积分球安装于所述保护壳内腔；所述积分球的顶部设有光源孔，所述光源安装于所述保护壳内腔顶部正对所述光源孔；所述积分球侧面开设有测量孔，所述测量孔处安装有所述检测镜头，所述检测镜头探出所述保护壳前端面；所述积分球上还开设有接收器孔，所述接收器孔设于所述测量孔的对面；所述光电检测器安装于所述积分球外侧并与所述接收器孔对应，所述光电检测器与所述检测镜头的中心轴线呈8°夹角；所述光电检测器与所述信号分析传送装置连接，所述信号分析传送装置与所述处理显示装置连接；
光电检测器可优选为硅光二极管阵列(双列40组)，与其他光电检测器相比，具有灵敏度更高(能够将实际测试过程中微弱的光信号高效率的转变成电信号)，响应速度快，稳定可靠，不受外界温度变化影响，提高设备整体在各种温度环境下检测结果的稳定性和可靠性；
积分球是一个内壁呈白色的圆球，其内壁有极高的反射和散射性能(比如内壁均匀涂刷硫酸钡)，工作时，光源发光，光线会通过积分球内壁进行完全漫反射，从而这些漫反射光能够从不同方向照射到待测的样品表面，样品因自身颜色不同表面粗糙程度不同的因素对光进行吸收和反射，其反射后的与检测镜头中心轴线呈8°方向的光被感应器(通常是光电检测器)接收进行颜色分析；
光电检测器通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接收的光学信息，然后将光学信息量变换成电量，并进一步经过信号分析传送装置的处理，以达到电信号输出的目的，显示于处理显示装置上，并对检测前后的结果进行对比。
进一步的，所述壳体顶部及所述保护壳顶部均设有光源检修口。
进一步的，所述色差检测装置的前端面外壁通过弹簧与所述壳体前端面内壁连接，所述色差检测装置的后端面外壁设有推动按钮，所述推动按钮探出所述壳体后端面。
进一步的，所述壳体前端面外壁位于所述第二开孔处设有镜头盖。
进一步的，所述液体储盒有三个，每个液体储盒都设有各自独立的出液管、喷头及喷液开关。
进一步的，所述液体储盒包括相互连通的液体注入室及液体储存室；所述液体注入室顶部设有安装有盖子的加液口，所述加液口穿过所述壳体至所述壳体外侧；所述出液管的进液端伸入所述液体储存室内。
进一步的，所述加液口内安装有单向阀。
进一步的，所述液体储盒的盒体上设有液位可视窗，所述壳体与所述液位可视窗对应的位置处开设有观察窗。
进一步的，所述喷液开关包括设置于所述出液管上的且与所述出液管连通的临时储液室、安装于所述临时储液室内的活塞及可推动所述活塞在所述临时储液室内做往返运动的喷液按钮，所述喷液按钮远离所述活塞的一端延伸至所述壳体外侧。
喷液原理：按下喷液按钮，在按压和释放的过程中，活塞会被推动在临时储液室做往返运动，带动气体流动，使局部压强变小形成压强差，液体储存室中的液体经出液管由喷头喷出。
相对于现有技术，本发明创造所述的便携式超双疏检测装置具有以下优势：
(1)本发明创造所述的便携式超双疏检测装置适用于石材、玻璃、电子器件、金属等多材质、多尺寸的超疏水产品，适用于水平放置、垂直放置、倾斜放置的超疏水产品，适用于室内或室外测试，适用范围更广，能够持续对产品的后续使用效果进行跟进测试，更加符合实际应用；
(2)本发明创造所述的便携式超双疏检测装置结构简单，使用、清洗、检修、携带均方便；
(3)本发明创造所述的便携式超双疏检测装置设有保护罩，能够在户外有风的情况下使用，避免外界有风的情况下水滴被强风吹落，同时保证了喷射出的液滴不会在喷射过程由于风力作用吹散，或是轨迹变化导致检测镜头难以捕捉的问题；
(4)本发明创造所述的便携式超双疏检测装置避免了人为直接观测材料表面是否有残留水珠不符合标准化规定的问题，解决了对于一些材料表面色彩花纹较多，肉眼不易观测的问题，通过色差检测装置对产品表面双疏效果进行检测，更加程序化、标准化、规范化，精准化；
(5)本发明创造所述的便携式超双疏检测装置中的色差检测装置前端面通过弹簧与壳体连接，后端面设有推动按钮，在使用的时候，可将检测镜头推出，避免喷射出的液体污染检测镜头；
(6)本发明创造所述的便携式超双疏检测装置的液体储盒及与其配套的出液管、喷头及喷液开关均有三个，可分别用于喷射标准有色水、标准无色水(去离子水)、标准油，可避免液体混用造成标样纯度下降。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述便携式超双疏检测装置的结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的色差检测装置与处理显示装置的连接示意图；
图3为本发明创造实施例所述的喷液装置的结构示意图。
附图标记说明：
1-壳体；2-喷液装置；21-液体储盒；211-液体注入室；212-液体储存室；213-加液口；214-液位可视窗；22-出液管；23-喷头；24-喷液开关；241-临时储液室；242-活塞；243-喷液按钮；3-色差检测装置；31-检测镜头；32-保护壳；33-积分球；34-光源；35-光电检测器；36-信号分析传送装置；4-保护罩；5-处理显示装置；6-光源检修口；7-弹簧；8-推动按钮；9-镜头盖。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1到3所示，一种便携式超双疏检测装置，包括壳体1、设置于壳体1内的喷液装置2及色差检测装置3；
其中壳体1前端面外壁设有保护罩4，壳体1的前端面位于保护罩4围起的区域内开设有第一开孔及第二开孔；
喷液装置2包括液体储盒21、通过出液管22与液体储盒21内腔连通的喷头23及控制喷头23喷液的喷液开关24，喷头23经第一开孔探出壳体1前端面；液体储盒21包括相互连通的液体注入室211及液体储存室212；液体注入室211顶部设有安装有盖子的加液口213，加液口213内安装有单向阀，加液口213穿过壳体1至壳体1外侧；出液管22的进液端伸入液体储存室212内；液体储盒21的盒体上设有液位可视窗214，壳体1与液位可视窗214对应的位置处开设有观察窗；喷液开关24包括设置于出液管22上的且与出液管22连通的临时储液室241、安装于临时储液室241内的活塞242及可推动活塞242在临时储液室241内做往返运动的喷液按钮243，喷液按钮243远离活塞242的一端延伸至壳体1外侧；液体储盒21有三个，每个液体储盒21都设有各自独立的出液管22、喷头23及喷液开关24；三个液体储盒21中分别储存有标准有色水、标准无色水(去离子水)、标准油，避免液体混用造成标样纯度下降；
色差检测装置3包括保护壳32、积分球33、光源34(如脉冲氙灯)、检测镜头31、光电检测器35及信号分析传送装置36；积分球33安装于保护壳32内腔；积分球33的顶部设有光源孔，光源34安装于保护壳32内腔顶部正对所述光源孔，壳体1顶部及保护壳32顶部均设有光源检修口6；积分球33侧面开设有测量孔，测量孔处安装有检测镜头31，检测镜头31探出保护壳32前端面且经第二开孔探出壳体1前端面；积分球33上还开设有接收器孔，接收器孔设于测量孔的对面；光电检测器35安装于积分球33外侧并与接收器孔对应，光电检测器35与检测镜头31的中心轴线呈8°夹角；光电检测器35与信号分析传送装置36连接，信号分析传送装置36与处理显示装置5连接；处理显示装置5配套有图像处理软件，具有标配Lab模式和RGB模式；
光电检测器35可优选为硅光二极管阵列(双列40组)；
积分球33是一个内壁呈白色的圆球，其内壁有极高的反射和散射性能，工作时，光源发光，光线会通过积分球33内壁进行完全漫反射，从而这些漫反射光能够从不同方向照射到样品待测的样品表面，样品因自身颜色不同表面粗糙程度不同的因素对光进行吸收和反射，其反射的与检测镜头31中心轴线呈8°方向的光被光电检测器35接收进而进行颜色分析；
光电检测器35通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接收的光学信息，然后将光学信息量变换成电量，并进一步经过信号分析传送装置36的处理，以达到电信号输出的目的，显示于处理显示装置5上，并对检测前后的结果进行对比；
色差检测装置3的前端面外壁通过弹簧7与壳体1前端面内壁连接，色差检测装置3的后端面外壁设有推动按钮8，推动按钮8探出壳体1后端面，壳体1前端面外壁位于第二开孔处设有镜头盖9；推送推动按钮8可将色差检测装置3整体向前移动，检测镜头31被推出第二开孔。
本实施例所述的便携式超双疏检测装置的使用过程：
1.使用前检查：确定液体储盒内有足量标液，若标液不足可打开上方的盖子进行补液；
2.初始颜色测试：将保护罩扣在待测区域表面，推送推动按钮，检测镜头探出，启动色差检测装置，对待测物体表面的颜色检测，RGB值结果显示在显示器上，并记录下对应数值；
3.确定使用的标液，例如：当待测表面为白色或浅色时，对待测表面进行超疏水性能测试，可以选择有色标液；当表面颜色较深的，可选择无色标液；对待测样品进行超疏油性能测试，选择标准油(例如正十六烷)；
4.喷液及喷后色彩检测：待第三步确定好使用的标液，按下对应的液体喷液按钮，则液体喷出在待测表面上，推送推动按钮，检测镜头探出，启动色差检测装置，此时再次对标定的检测区域内进行第二次颜色测试；
5.对比喷液前后两次的颜色差值，前后两次颜色差值反映被检测物体表面是否存在液体，当差值的变化在一定范围内(根据标准确定)则认为材料仍然保持良好的超疏水、超疏油特性，当结果超过一定的界限，则认为材料已丧失特性。
具体使用案例1
检测某室内已经铺装完毕使用3年的黄色壁纸的超疏水特性是否丧失，客户要求色差在±5范围内：
(1)标定壁纸待测区域，补充蓝色水性标准液；
(2)将保护罩扣在待测区域表面，对待测物体表面的颜色检测，结果显示为L82a+3b+85；
(3)按喷涂按钮，将蓝色水性标准液喷出在待测表面上，此时再次对标定的检测区域内进行第二次颜色测试，结果显示为L82a+4b-9；
(4)b通道变化值为94，不符合客户要求±5范围，判定为不合格。且黄色壁纸表面被蓝色液体浸润，宏观确实丧失超疏水特性，与检测结果一致；
(5)经过厂家二次喷涂超疏水涂覆液，再次测量该壁纸的色差值，前后两次结果分别为L82a+3b+84和L82a+3b+85，符合要求，壁纸表面无水珠残留，超疏水特性良好，与检测结果吻合。
具体使用案例2
(1)检测刚装修完毕的厨房墙面酒红色瓷砖的超疏油性能。
(2)由客户随机抽样标定瓷砖的待测区域，补充正十六烷标准液。
(3)将壳体前端玻璃罩扣在待测区域表面，对待测物体表面的颜色检测，结果显示为R102 G0 B 18。
(4)按喷涂按钮，将正十六烷喷出在待测瓷砖表面上，此时再次对标定的检测区域内进行第二次颜色测试，结果显示为R102 G0 B 17。
(5)结果判定为超疏油。酒红色瓷砖无油滴附着，表现为超疏油特性，与检测结果一致。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种便携式超双疏检测装置，其特征在于：包括壳体(1)、设置于所述壳体(1)内的喷液装置(2)及色差检测装置(3)；所述壳体(1)前端面外壁设有保护罩(4)，所述壳体(1)的前端面位于所述保护罩(4)围起的区域内开设有第一开孔及第二开孔；所述喷液装置(2)包括液体储盒(21)、通过出液管(22)与所述液体储盒(21)内腔连通的喷头(23)及控制所述喷头(23)喷液的喷液开关(24)，所述喷头(23)经所述第一开孔探出所述壳体(1)前端面；所述色差检测装置(3)的检测镜头(31)可经第二开孔探出所述壳体(1)前端面，所述色差检测装置(3)与安装于壳体(1)上的处理显示装置(5)连接。
2.根据权利要求1所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述色差检测装置(3)包括保护壳(32)、积分球(33)、光源(34)、所述检测镜头(31)、光电检测器(35)及信号分析传送装置(36)；所述积分球(33)安装于所述保护壳(32)内腔；所述积分球(33)的顶部设有光源孔，所述光源(34)安装于所述保护壳(32)内腔顶部正对所述光源孔；所述积分球(33)侧面开设有测量孔，所述测量孔处安装有所述检测镜头(31)，所述检测镜头(31)探出所述保护壳(32)前端面；所述积分球(33)上还开设有接收器孔，所述接收器孔设于所述测量孔的对面；所述光电检测器(35)安装于所述积分球(33)外侧并与所述接收器孔对应，所述光电检测器(35)与所述检测镜头(31)的中心轴线呈8°夹角；所述光电检测器(35)与所述信号分析传送装置(36)连接，所述信号分析传送装置(36)与所述处理显示装置(5)连接。
3.根据权利要求2所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述壳体(1)顶部及所述保护壳(32)顶部均设有光源检修口(6)。
4.根据权利要求2或3任一项所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述色差检测装置(3)的前端面外壁通过弹簧(7)与所述壳体(1)前端面内壁连接，所述色差检测装置(3)的后端面外壁设有推动按钮(8)，所述推动按钮(8)探出所述壳体(1)后端面。
5.根据权利要求4所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述壳体(1)前端面外壁位于所述第二开孔处设有镜头盖(9)。
6.根据权利要求1所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述液体储盒(21)有三个，每个液体储盒(21)都设有各自独立的出液管(22)、喷头(23)及喷液开关(24)。
7.根据权利要求6所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述液体储盒(21)包括相互连通的液体注入室(211)及液体储存室(212)；所述液体注入室(211)顶部设有安装有盖子的加液口(213)，所述加液口(213)穿过所述壳体(1)至所述壳体(1)外侧；所述出液管(22)的进液端伸入所述液体储存室(212)内。
8.根据权利要求7所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述加液口(213)内安装有单向阀。
9.根据权利要求7所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述液体储盒(21)的盒体上设有液位可视窗(214)，所述壳体(1)与所述液位可视窗(214)对应的位置处开设有观察窗。
10.根据权利要求6到9任一项所述的便携式超双疏检测装置，其特征在于：所述喷液开关(24)包括设置于所述出液管(22)上的且与所述出液管(22)连通的临时储液室(241)、安装于所述临时储液室(241)内的活塞(242)及可推动所述活塞(242)在所述临时储液室(241)内做往返运动的喷液按钮(243)，所述喷液按钮(243)远离所述活塞(242)的一端延伸至所述壳体(1)外侧。
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