CN109632582A - 美术绘画的颜料分散性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种美术绘画的颜料分散性检测方法，包括：配置颜料过滤设备；输入一定质量g的颜料，检测颜料过滤设备的进口压力值P0，单位为Pa，质量g的单位为kg；检测颜料过滤设备的出口压力值Pmax，单位为Pa；根据如下公式计算颜料的过滤值FV：FV＝(Pmax‑P0)/g；过滤值越低，颜料的分散性越好。其中颜料过滤设备包括：挤出机、筛分机，内部装设温度和压力传感器、减速机，通过联轴器带动筛分机中熔体泵运转；控制电路板，采集压力、温度信号并调理转换后输送到工控机，将工控机的控制信号输送到变频器，控制挤出机和筛分机的动作；以及工控机，用于接收信号并进行逻辑/数字运算，输出控制信号。

Description

美术绘画的颜料分散性检测方法

技术领域

本发明涉及颜料检测领域，特别是一种美术绘画的颜料分散性检测方法。

背景技术

在美术作品中，我们大量使用颜料给画板或其他绘制图案的载体着色，有些还会应用在建筑物类绘画作品的彩色涂料，以及用于制作大量塑料美术作品的彩色塑料，都是用颜料均匀分散到这些被着色的涂料和塑料物质中，使他们显示相应的颜色，给人以视觉美的感觉，因此颜料是否容易分散以及分散体系的稳定性直接影响被着色美术作品的寿命以及质量。分散性作为美术颜料的一项重要应用性能，受到检测行业的重视，目前国内尚无评定分散性用的系列方法，即现有技术通常的做法是通过颜料的颗粒度分布反映颜料的分散性，颗粒度分布越均匀，分散性越好。然而，这种分散性检测指标单一且不便于检测，检测获得的值主观性比较强，无法全面反映颜料的分散性，因此需要设计一种新的美术绘画的颜料分散性检测方法。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种美术绘画的颜料分散性检测方法，包括：

配置颜料过滤设备；

输入一定质量g的颜料，检测颜料过滤设备的进口压力值P0，单位为Pa，所述质量g的单位为kg；

检测颜料过滤设备的出口压力值Pmax，单位为Pa；

根据如下公式计算所述颜料的过滤值FV：FV＝(Pmax-P0)/g；

过滤值越低，所述颜料的分散性越好。

优选的，所述颜料过滤设备包括：

挤出机，用于将按一定比例配好的颜料以及颜料的混合物作为试验原料进行预热和熔融，当温度达到试验温度后送入到筛分机；

筛分机，内部装设温度传感器和压力传感器，用于对所述试验原料进行增压、稳压和过滤，同时在保证试验温度的条件下检测压力数据；

减速机，通过联轴器带动所述筛分机中的熔体泵运转；

控制电路板，用于采集压力、温度信号并将其调理转换后输送到工控机，同时将所述工控机的控制信号输送到变频器，控制所述挤出机和所述筛分机的动作；以及

工控机，用于接收传感器检测到的温度、压力信号，并进行逻辑/数字运算，最后输出控制信号。

优选的，所述挤出机包括挤压系统、传动系统和加热冷却系统，所述挤压系统由料斗、螺杆、机筒、以及机头组成，是挤出机工作的核心部分，其作用是使原料化成均匀的熔体，并在此过程中建立压力，再由螺杆连续、定压、定温、定量的挤出机头，所述螺杆由耐高温、耐腐蚀的特定材料制成，经过氮化处理，通过旋转使颜料移动、搅拌和压缩，所述机筒用于容纳螺杆的零件并与螺杆摩擦，所述机筒采用38CrMoA1制成，表面经过氮化处理，在检验设备中，挤出机是检验的预备部分，其作用是预热试验原料，将颜料和塑料加热成熔融状态并混合均匀，在此过程中并不建立很大的压力，当试验原料温度达到试验温度后被连续挤入筛分机，所述机头位于所述机筒的前端并采用活络螺栓连接，在所述机头内部放置过滤板，根据产品及工艺要求在过滤前设置滤网，从而滤去杂质，及需要时增加其挤出阻力，在机头外面设置电阻加热器，并能自动控制其温度，满足工艺要求，同时在机头上设置一个温度显示调节仪；所述传动系统由电机、调速装置及传动装置组成，其作用是驱动螺杆，并保证供给螺杆工作过程中所需的扭矩和转速，所述传动系统是螺杆传动的桥梁，螺杆适应不同颜料从而具有不同转速，采用变频器调速并通过皮带传动至摆线针轮减速器，使螺杆的转速在10-90r/min之间平滑无级调速；加热冷却系统由温度控制设备组成，其作用是对机筒进行加热和冷却，保证挤出系统的成型在工艺要求的温度范围内进行，所述料筒加热分为三部分控制，由铸铜加热器加热，机头加热，单段控制，由电阻加热器加热，分别在0-600摄氏度范围内由温度指示调节仪表自动控制温度；控制系统包括电器、仪表和执行机构，用于调节控制螺杆转速和机筒温度，所述螺杆转速采用变频器控制主电机调节，点击通过皮带传动带动挤出机螺杆转动，所述加热部分的控制包括机筒上均匀分布的三段铸铁加热器，分别采用三个温度指示调节仪指示温度并自动的控制温度，加热电流由交流电流表指示，所述机头采用电阻加热器加热并采用一只温度指示调节仪指示温度并自动的控制温度，所述加热部分设置四个温度控制点，其中三个设置在机筒内，一个设置在机头内，采用双数显示调节仪达到控制温度的目的，并且调节仪全部安装在电气控制屏上，分别指示割断温度，所述加热部分采用加热板环状加热器，需要加热时将控制柜上控制按钮置于“通”的位置上，然后按下工艺参数逐个设定，SP为温度控制设定，AL为超温报警设定，当控制按钮置于“通”的位置上而未达到设定温度时，加热部分响应闭合加温，当温度将达到设定温度前，由调节仪中PID产生作用，接触器相应闭合，间断反复加温直至设定温度，此时释放接触器以结束加温。

优选的，所述挤出机包括立式/卧式挤出机；以及无螺杆、单螺杆、双螺杆或多螺杆挤出机。

优选的，筛分机在一定的温度条件下检测试验原料的压力性能，试验的温度条件由加热棒、加热板实现，由温度传感器检测，所述筛分机内设置熔体泵，作为增压、稳压设备，从而保证压力的相对稳定。

优选的，所述温度传感器为热电阻温度探测器，外形根据筛分机内部结构设计。

优选的，所述压力传感器为高温熔体压力传感器，包括感压膜片(1)、毛细管及传压液体(2)、刚性外套杆(3)、弯曲柔性杆(4)、传感器应变杆(5)以及电连接插头(6)。

优选的，所述工控机采用模糊控制方法进行出口压力和所述进口压力的数值的采集，将待检测的数据的误差量作为模糊控制器的输入变量，模糊控制器的输出变量作为所述颜料的检测量，所述模糊控制方法包括实时检测监控程序，从而对所述颜料索要检测的数据进行显示、分析、处理、记录和趋势分析，实现报警功能。

采用本发明的方法，配合颗粒度分布这一检测指标设计过滤值检测方式，可以全面反映颜料的分散性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：

附图1为根据本发明实施例的颜料过滤设备结构框图；

附图2为根据本发明实施例的筛分及机构框图；

附图3为根据本发明实施例的温度传感器安装孔结构示意图；

附图4为根据本发明实施例的高温熔体压力传感器结构示意图；

附图5为根据本发明实施例的系统控制原理框图。

具体实施方式

本实施例的一种美术绘画的颜料分散性检测方法，包括：配置颜料过滤设备；输入一定质量g的颜料，检测颜料过滤设备的进口压力值P0，单位为Pa，所述质量g的单位为kg；检测颜料过滤设备的出口压力值Pmax，单位为Pa；根据如下公式计算所述颜料的过滤值FV：FV＝(Pmax-P0)/g；过滤值越低，所述颜料的分散性越好。其原理在于如果颜料的分散性能符合美术作品要求，并且在试验过程中其物理、化学性能不发生变化，则筛分级进、出口的压力差是一个稳定的值。

参见图1，颜料过滤设备包括：挤出机，用于将按一定比例配好的颜料以及颜料的混合物作为试验原料进行预热和熔融，当温度达到试验温度后送入到筛分机；筛分机，内部装设温度传感器和压力传感器，用于对所述试验原料进行增压、稳压和过滤，同时在保证试验温度的条件下检测压力数据；减速机，通过联轴器带动所述筛分机中的熔体泵运转；控制电路板，用于采集压力、温度信号并将其调理转换后输送到工控机，同时将所述工控机的控制信号输送到变频器，控制所述挤出机和所述筛分机的动作；以及工控机，用于接收传感器检测到的温度、压力信号，并进行逻辑/数字运算，最后输出控制信号。

其中，挤出机包括挤压系统、传动系统和加热冷却系统，挤压系统由料斗、螺杆、机筒、以及机头组成，是挤出机工作的核心部分，其作用是使原料化成均匀的熔体，并在此过程中建立压力，再由螺杆连续、定压、定温、定量的挤出机头，所述螺杆由耐高温、耐腐蚀的特定材料制成，经过氮化处理，通过旋转使颜料移动、搅拌和压缩，所述机筒用于容纳螺杆的零件并与螺杆摩擦，所述机筒采用38CrMoA1制成，表面经过氮化处理，在检验设备中，挤出机是检验的预备部分，其作用是预热试验原料，将颜料和塑料加热成熔融状态并混合均匀，在此过程中并不建立很大的压力，当试验原料温度达到试验温度后被连续挤入筛分机，机头位于机筒的前端并采用活络螺栓连接，在机头内部放置过滤板，根据产品及工艺要求在过滤前设置滤网，从而滤去杂质，及需要时增加其挤出阻力，在机头外面设置电阻加热器，并能自动控制其温度，满足工艺要求，同时在机头上设置一个温度显示调节仪；所述传动系统由电机、调速装置及传动装置组成，其作用是驱动螺杆，并保证供给螺杆工作过程中所需的扭矩和转速，所述传动系统是螺杆传动的桥梁，螺杆适应不同颜料从而具有不同转速，采用变频器调速并通过皮带传动至摆线针轮减速器，使螺杆的转速在10-90r/min之间平滑无级调速；加热冷却系统由温度控制设备组成，其作用是对机筒进行加热和冷却，保证挤出系统的成型在工艺要求的温度范围内进行，所述料筒加热分为三部分控制，由铸铜加热器加热，机头加热，单段控制，由电阻加热器加热，分别在0-600摄氏度范围内由温度指示调节仪表自动控制温度；控制系统包括电器、仪表和执行机构，用于调节控制螺杆转速和机筒温度，所述螺杆转速采用变频器控制主电机调节，点击通过皮带传动带动挤出机螺杆转动，加热部分的控制包括机筒上均匀分布的三段铸铁加热器，分别采用三个温度指示调节仪指示温度并自动的控制温度，加热电流由交流电流表指示，所述机头采用电阻加热器加热并采用一只温度指示调节仪指示温度并自动的控制温度，所述加热部分设置四个温度控制点，其中三个设置在机筒内，一个设置在机头内，采用双数显示调节仪达到控制温度的目的，并且调节仪全部安装在电气控制屏上，分别指示割断温度，所述加热部分采用加热板环状加热器，需要加热时将控制柜上控制按钮置于“通”的位置上，然后按下工艺参数逐个设定，SP为温度控制设定，AL为超温报警设定，当控制按钮置于“通”的位置上而未达到设定温度时，加热部分响应闭合加温，当温度将达到设定温度前，由调节仪中PID产生作用，接触器相应闭合，间断反复加温直至设定温度，此时释放接触器以结束加温。

挤出机可以采用立式/卧式挤出机；以及无螺杆、单螺杆、双螺杆或多螺杆挤出机，其他公知类型同样在本发明的保护范围内。

参见图2，筛分机是整个实验设备的核心，实验原料在挤出机中预热后被送入筛分机，经过筛分机中的熔体泵加压后，通过出口处的过滤网，筛分机需要满足三个条件：

1、能够保证试验的温度条件，使试验原料在筛分机内处于熔融状态；

2、具有增压、稳压功能，保证在挤出机的转速发生变化或挤出机喂料多少发生变化时，筛分及进出口压力差不会发生太大的变化；

3、能够实时的反馈试验的温度、压力数据。

筛分机在一定的温度条件下检测试验原料的压力性能，试验的温度条件由加热棒、加热板保证，由温度传感器检测，熔体泵作为一种增压、稳压设备保证压力的相对稳定。

本实施例中，温度传感器采用热电阻温度探测器，外形根据筛分机内部结构设计，其安装孔如图3所示。当然其他温度传感器如果能实现本发明的功能同样也在本发明的保护范围内。

压力传感器采用高温熔体压力传感器，包括感压膜片1、毛细管及传压液体2、刚性外套杆3、弯曲柔性杆4、传感器应变杆5以及电连接插头6。当然其他压力传感器如果能实现本发明的功能同样也在本发明的保护范围内。

本实施例中集中体现发明构思的另一点在于工控机采用模糊控制方法进行出口压力和所述进口压力的数值的采集，将待检测的数据的误差量作为模糊控制器的输入变量，模糊控制器的输出变量作为所述颜料的检测量，所述模糊控制方法包括实时检测监控程序，从而对所述颜料索要检测的数据进行显示、分析、处理、记录和趋势分析，实现报警功能。

参见图5，电路中调理板、变送器均需要10V直流电，ADAM系列模块需要24V直流电源，直流电由调压整流电源提供，调压整理电源可以将220V交流电经过调压整流转换成10V或20V直流电。

采用本实施例的装置和方法，配合颗粒度分布这一检测指标设计过滤值检测方式，可以全面反映颜料的分散性。

虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改。

Claims (8)

1.一种美术绘画的颜料分散性检测方法，其特征在于包括：

配置颜料过滤设备；

输入一定质量g的颜料，检测颜料过滤设备的进口压力值P0，单位为Pa，所述质量g的单位为kg；

检测颜料过滤设备的出口压力值Pmax，单位为Pa；

根据如下公式计算所述颜料的过滤值FV：FV＝(Pmax-P0)/g；

过滤值越低，所述颜料的分散性越好。

2.根据权利要求1所述的一种美术绘画的颜料分散性检测方法，其特征在于所述颜料过滤设备包括：

挤出机，用于将按一定比例配好的颜料以及颜料的混合物作为试验原料进行预热和熔融，当温度达到试验温度后送入到筛分机；

筛分机，内部装设温度传感器和压力传感器，用于对所述试验原料进行增压、稳压和过滤，同时在保证试验温度的条件下检测压力数据；

减速机，通过联轴器带动所述筛分机中的熔体泵运转；

控制电路板，用于采集压力、温度信号并将其调理转换后输送到工控机，同时将所述工控机的控制信号输送到变频器，控制所述挤出机和所述筛分机的动作；以及

工控机，用于接收传感器检测到的温度、压力信号，并进行逻辑/数字运算，最后输出控制信号。

3.根据权利要求2所述的一种美术绘画的颜料分散性检测方法，其特征在于所述挤出机包括挤压系统、传动系统和加热冷却系统，所述挤压系统由料斗、螺杆、机筒、以及机头组成，是挤出机工作的核心部分，其作用是使原料化成均匀的熔体，并在此过程中建立压力，再由螺杆连续、定压、定温、定量的挤出机头，所述螺杆由耐高温、耐腐蚀的特定材料制成，经过氮化处理，通过旋转使颜料移动、搅拌和压缩，所述机筒用于容纳螺杆的零件并与螺杆摩擦，所述机筒采用38CrMoA1制成，表面经过氮化处理，当试验原料温度达到试验温度后被连续挤入筛分机，所述机头位于所述机筒的前端并采用活络螺栓连接，在所述机头内部放置过滤板，在过滤前设置滤网，从而滤去杂质，及需要时增加其挤出阻力，在机头外面设置电阻加热器，并能自动控制其温度，所述机头上设置一个温度显示调节仪；所述传动系统由电机、调速装置及传动装置组成，其作用是驱动螺杆，并保证供给螺杆工作过程中所需的扭矩和转速，采用变频器调速并通过皮带传动至摆线针轮减速器，使螺杆的转速在10-90r/min之间平滑无级调速；加热冷却系统由温度控制设备组成，其作用是对机筒进行加热和冷却，保证挤出系统的成型在工艺要求的温度范围内进行，所述料筒加热分为三部分控制，由铸铜加热器加热，机头加热，单段控制，由电阻加热器加热，分别在0-600摄氏度范围内由温度指示调节仪表自动控制温度；控制系统包括电器、仪表和执行机构，用于调节控制螺杆转速和机筒温度，所述螺杆转速采用变频器控制主电机调节，点击通过皮带传动带动挤出机螺杆转动，所述加热部分的控制包括机筒上均匀分布的三段铸铁加热器，分别采用三个温度指示调节仪指示温度并自动的控制温度，加热电流由交流电流表指示，所述机头采用电阻加热器加热并采用一只温度指示调节仪指示温度并自动的控制温度，所述加热部分设置四个温度控制点，其中三个设置在机筒内，一个设置在机头内，采用双数显示调节仪达到控制温度的目的，并且调节仪全部安装在电气控制屏上，分别指示割断温度，所述加热部分采用加热板环状加热器，需要加热时将控制柜上控制按钮置于“通”的位置上，然后按下工艺参数逐个设定，SP为温度控制设定，AL为超温报警设定，当控制按钮置于“通”的位置上而未达到设定温度时，加热部分响应闭合加温，当温度将达到设定温度前，由调节仪中PID产生作用，接触器相应闭合，间断反复加温直至设定温度，此时释放接触器以结束加温。

4.根据权利要求3所述的一种美术绘画的颜料分散性检测方法，其特征在于所述挤出机包括立式/卧式挤出机；以及无螺杆、单螺杆、双螺杆或多螺杆挤出机。

5.根据权利要求2所述的一种美术绘画的颜料分散性检测方法，其特征在于筛分机在一定的温度条件下检测试验原料的压力性能，试验的温度条件由加热棒、加热板实现，由温度传感器检测，所述筛分机内设置熔体泵，作为增压、稳压设备，从而保证压力的相对稳定。

6.根据权利要求2所述的一种美术绘画的颜料分散性检测方法，其特征在于所述温度传感器为热电阻温度探测器，外形根据筛分机内部结构设计。

7.根据权利要求2所述的一种美术绘画的颜料分散性检测方法，其特征在于所述压力传感器为高温熔体压力传感器，包括感压膜片(1)、毛细管及传压液体(2)、刚性外套杆(3)、弯曲柔性杆(4)、传感器应变杆(5)以及电连接插头(6)。

8.根据权利要求2所述的一种美术绘画的颜料分散性检测方法，其特征在于所述工控机采用模糊控制方法进行出口压力和所述进口压力的数值的采集，将待检测的数据的误差量作为模糊控制器的输入变量，模糊控制器的输出变量作为所述颜料的检测量，所述模糊控制方法包括实时检测监控程序，从而对所述颜料索要检测的数据进行显示、分析、处理、记录和趋势分析，实现报警功能。