CN111089822B - 玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置及测试方法 - Google Patents
玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置及测试方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于包括注射器、推动气缸、推块、安置架、探头组件及计时模块,安置架设于前述注射器的下方并具有供待测玻璃放置的倾斜端面;探头组件设于前述安置架的下端,待测玻璃上的液滴脱离玻璃时能发送生信号;计时模块能记录时间并依据探头组件发来的信号而计算出液滴滴落的时间。本发明还公开了一种防雾效果的测试方法。通过测量滴落时间,这一参量充分考虑到纳米级别的粗糙表面和接触角这两者的影响,能准确地测试出涂层的疏水效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种防雾效果的测试装置,尤其涉及一种玻璃表面疏水涂层防雾效果的测试装置。本发明还涉及一种防雾效果的测试方法。
背景技术
透明光学材料,如硅酸盐玻璃,石英玻璃,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯),PE(聚乙烯),PC(聚碳酸酯)板,是现代人们生产、生活与工作中不可或缺的材科。过去几十年人们一直致力于解决透明光学材料表面雾化的问题。事实上,雾化现象无所不在,像浴室玻璃,眼镜,护目镜,面罩,双筒望远镜,汽车挡风玻璃,照相机镜头等等都会发生结雾。
透明光学材料的雾化问题给人们造成了很大困扰。光学器件表面(如石英玻璃,碳酸盐玻璃)结雾时,表面的透光率就会受到影响,进而破坏科学实验测得结果的准确性。雾化现象在其他领域也同样让人头疼不已,比如食品包装或电子设备的应用等。
当表面结雾的时候,会形成很多大小不一的小水珠,不同水珠对光的反射和散射的方向也不同,从而降低透明材料的透光率,影响人们透过表面观察其他物体的效果。原来透明的固体表面会结雾,从而失去其原有的光学透光性。
玻璃表面的润湿性决定液滴在表面的形状,疏水表面上形成的液滴比亲水表面更圆。当玻璃表面形成疏水基团时,液滴对玻璃的润湿性能降低,液滴与玻璃的接触角增大,当形成水珠后十分容易从玻璃上滚落,类似荷叶效应。而影响涂层表面疏水效果的主要决定因素有纳米级别的粗糙表面和极大的接触角。
现有测试方法主要从光学方法测量疏水表面的接触角,该测试方法有如下缺点:
1.并未考虑和模拟实际生活中(例如汽车前挡风玻璃)疏水效果发生的过程,给出对应更加有应用价值的参量。
2.只是片面地考虑了疏水效果的一个方面,而疏水效果还受纳米级别的粗糙表面的影响。因此不够准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种利用液滴在疏水层表面液滴滑落时间测试玻璃表面疏水涂层防雾效果装置。
本发明所要解决的又一个技术问题是待测试的表面倾斜角度能调整的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置。
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种利用液滴在疏水层表面液滴滑落时间的测试玻璃表面疏水涂层防雾效果方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于包括
注射支架;
注射器,设于前述的注射支架上,该注射器的推杆朝上设置,而注射输出端朝向设置;
推动气缸,纵向设置并位于注射支架上方且具有竖直向下的动力输出端;
推块,设于前述推动气缸的动力输出端上,该推块的下端具有下移状态下能推动推杆的推部;
安置架,设于前述注射器的下方并具有供待测玻璃放置的倾斜端面;
探头组件,设于前述安置架的下端,待测玻璃上的液滴脱离玻璃时能发送生信号;
计时模块,能记录时间并依据探头组件发来的信号而计算出液滴滴落的时间;以及数显面板,与前述计时模块连接,能显示液滴滴落时间。
进一步,所述推动气缸两侧设有导向杆,对应地,所述的推块具有与前述导向杆导向配合的导向孔。
进一步,所述的推块的下方设有限制推块继续下移的限位块,所述导向杆的下端套设有弹簧,该弹簧的上端与推块的下底面相抵,下端与限位块相抵。
作为优选,所述的注射器包括注射筒、注射针及推杆,前述的注射筒设于注射支架上,前述的注射针中空并设于注射筒的出液端上,前述注射针的出液端则形成注射输出端;前述推杆能伸缩的设于注射筒的尾端。
进一步,所述的推动气缸、导向杆、限位块及注射支架均设于一框架上。
作为优选,所述的安置架包括
第一支架;
第二支架,与前述第一支架间隔布置并顶端低于第一支架的顶端;以及
安置框,倾斜地设于前述第一支架和第二支架上,所述的探头组件则设于安置框的下端。
为适应不同的倾斜角度,所述安置框的上端与第一支架的顶端活动连接,下端与第二支架的顶端活动连接,并且,所述第二支架通过升降驱动机构连接而能升降。
作为优选,所述的升降驱动机构可以包括升降电机、螺杆及升降块,前述螺杆设于升降电机的动力输出端,所述升降块上具有与前述螺杆外螺纹转动配合的内螺纹,所述第二支架的下端则设于升降块上。
进一步,所述的升降电机两侧设有导杆,所述的升降块具有与前述导杆导向配合的通孔。
所述导杆外侧设有挡块,该挡块的内侧与升降块的外侧限位导向配合。
作为优选,所述探头组件包括光信号发射探头和光信号检测探头,前述光信号发射探头和光信号检测探头间隔布置于安置框的下端。
作为优选,所述计时模块包括供电电路及与供电电路相连的光电电路、信号处理电路及计时电路,前述信号处理电路与光电电路和计时电路相连,当信号处理电路判断光信号中断时,转达到计时电路,计时电路停止计时。
一种测试方法,包括如下步骤:
①涂覆待测试涂层的玻璃倾斜地置于安置架上,并且,待测试涂层朝上;
②启动推动气缸,推块作用于注射器上,将液滴注射到玻璃上,同时计时模块开始计时,探头组件连续检测信号,信号出现明显减弱时,计时模块计算出液滴滴落时间;
③测试结束。
与现有技术相比,本发明的优点在于:推动气缸作用于注射器上,将液滴滴落到待测物件上,然后液滴脱离待测物件时所用的时间通过数显面板直观的显示出来,疏水效果越好的涂层,说明液滴与涂层表面的接触面积和摩擦力越小,直接反应到滴落时间(也就是液滴在疏水层上的停留时间)越短。滴落时间,这一参量充分考虑到纳米级别的粗糙表面和接触角这两者的影响,能准确地测试出涂层的疏水效果。
附图说明
图1为实施例结构示意图。
图2为图1中安置架放大图。
图3为计时模块原理框图。
图4为实施例测试流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示,玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置包括注射支架34、注射器3、推动气缸1、推块2、安置架4、探头组件、计时模块9及数显面板95。
注射器3设于注射支架34上,该注射器3的推杆31朝上设置,而注射输出端朝向设置;推动气缸1纵向设置并位于注射支架34上方且具有竖直向下的动力输出端;推块2设于推动气缸1的动力输出端上,该推块2的下端具有下移状态下能推动推杆31 的推部23。推块2有第一推块21和第二推块22装配而成。安置架4设于注射器3的下方并具有供待测玻璃放置的倾斜端面。
探头组件设于安置架4的下端,待测玻璃上的液滴脱离玻璃时能发送生信号;结合图2所示,探头组件包括光信号发射探头96和光信号检测探头97,光信号发射探头96 和光信号检测探头97间隔布置于安置框43的下端。
计时模块9能记录时间并依据探头组件发来的信号而计算出液滴滴落的时间;数显面板95,与计时模块9连接,能显示液滴滴落时间。
推动气缸1两侧设有导向杆24,对应地,推块2具有与导向杆24导向配合的导向孔。
推块2的下方设有限制推块2继续下移的限位块,导向杆24的下端套设有弹簧25,该弹簧25的上端与推块2的下底面相抵,下端与限位块相抵。
本实施例中的限位块包括第一限位块27及位于第一限位块27上的第二限位块26,第一限位块27呈三角形状。
注射器3包括注射筒32、注射针33及推杆31,注射筒32设于注射支架34上,注射针33中空并设于注射筒32的出液端上,注射针33的出液端则形成注射输出端;推杆31能伸缩的设于注射筒32的尾端。
本实施例中的推动气缸1、导向杆24、限位块及注射支架34均设于框架7上。
安置架4包括第一支架41、第二支架42及安置框43,第二支架42与第一支架41 间隔布置并顶端低于第一支架41的顶端;安置框43倾斜地设于第一支架41和第二支架42上,安置框43的上端与第一支架41的顶端活动连接,下端与第二支架42的顶端活动连接,并且,第二支架42通过升降驱动机构连接而能升降。具体地,安置框43上端通过轴套61和固定栓62实现转动连接,下端通过轴套63和固定栓64配合安置框43 上端轴部431,实现转动连接。探头组件设于安置框43的下端。
升降驱动机构包括升降电机5、螺杆51及升降块52,螺杆51设于升降电机5的动力输出端,升降块52上具有与螺杆51外螺纹转动配合的内螺纹,第二支架42的下端则设于升降块52上。
升降电机5两侧设有导杆53,升降块52具有与导杆53导向配合的通孔。导杆53 外侧设有挡块54,该挡块54的内侧与升降块52的外侧限位导向配合。
结合图4所示,计时模块9包括供电电路91及与供电电路91相连的光电电路92、信号处理电路93及计时电路94,信号处理电路93与光电电路92和计时电路94相连,当信号处理电路93判断光信号中断时,转达到计时电路94,计时电路94停止计时,并在数显面板95上显示数值。
结合图4所示,测试方法,包括如下步骤:
①通过升降驱动机构调节好安置框的倾斜角度,例如汽车前挡风玻璃的倾斜角为45°;
②涂覆待测试涂层的玻璃10倾斜地置于安置架4上,并且,待测试涂层朝上;
③启动推动气缸1,推块2作用于注射器3上,将液滴注射到玻璃10上,同时计时模块9开始计时,探头组件连续检测信号,信号出现明显减弱时,计时模块9计算出液滴滴落时间;
④测试结束。
Claims (11)
1.一种玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于包括
注射支架(34);
注射器(3),设于前述的注射支架(34)上,该注射器(3)的推杆(31)朝上设置,而注射输出端朝下设置;
推动气缸(1),纵向设置并位于注射支架(34)上方且具有竖直向下的动力输出端;
推块(2),设于前述推动气缸(1)的动力输出端上,该推块(2)的下端具有下移状态下能推动推杆(31)的推部(23);
安置架(4),设于前述注射器(3)的下方并具有供待测玻璃放置的倾斜端面;
探头组件,设于前述安置架(4)的下端,待测玻璃上的液滴脱离玻璃时能发送生信号;
计时模块(9),能记录时间并依据探头组件发来的信号而计算出液滴滴落的时间;以及
数显面板(95),与前述计时模块(9)连接,能显示液滴滴落时间;
所述的安置架(4)包括
第一支架(41);
第二支架(42),与前述第一支架(41)间隔布置并顶端低于第一支架(41)的顶端;以及
安置框(43),倾斜地设于前述第一支架(41)和第二支架(42)上,所述的探头组件则设于安置框(43)的下端;
所述安置框(43)的上端与第一支架(41)的顶端活动连接,下端与第二支架(42)的顶端活动连接,并且,所述第二支架(42)通过升降驱动机构连接而能升降。
2.根据权利要求1所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述推动气缸(1)两侧设有导向杆(24),对应地,所述的推块(2)具有与前述导向杆(24)导向配合的导向孔。
3.根据权利要求2所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述的推块(2)的下方设有限制推块(2)继续下移的限位块,所述导向杆(24)的下端套设有弹簧(25),该弹簧(25)的上端与推块(2)的下底面相抵,下端与限位块相抵。
4.根据权利要求3所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述的注射器(3)包括注射筒(32)、注射针(33)及推杆(31),前述的注射筒(32)设于注射支架(34)上,前述的注射针(33)中空并设于注射筒(32)的出液端上,前述注射针(33)的出液端则形成注射输出端;前述推杆(31)能伸缩的设于注射筒(32)的尾端。
5.根据权利要求4所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述的推动气缸(1)、导向杆(24)、限位块及注射支架(34)均设于一框架(7)上。
6.根据权利要求1所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述的升降驱动机构包括升降电机(5)、螺杆(51)及升降块(52),前述螺杆(51)设于升降电机(5)的动力输出端,所述升降块(52)上具有与前述螺杆(51)外螺纹转动配合的内螺纹,所述第二支架(42)的下端则设于升降块(52)上。
7.根据权利要求6所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述的升降电机(5)两侧设有导杆(53),所述的升降块(52)具有与前述导杆(53)导向配合的通孔。
8.根据权利要求7所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述导杆(53)外侧设有挡块(54),该挡块(54)的内侧与升降块(52)的外侧限位导向配合。
9.根据权利要求1所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述探头组件包括光信号发射探头(96)和光信号检测探头(97),前述光信号发射探头(96)和光信号检测探头(97)间隔布置于安置框(43)的下端。
10.根据权利要求1所述的玻璃表面疏水涂层防雾效果测试装置,其特征在于所述计时模块(9)包括供电电路(91)及与供电电路(91)相连的光电电路(92)、信号处理电路(93)及计时电路(94),前述信号处理电路(93)与光电电路(92)和计时电路(94)相连,当信号处理电路(93)判断光信号中断时,转达到计时电路(94),计时电路(94)停止计时。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: Testing device and method for anti fog effect of hydrophobic coating on glass surface Effective date of registration: 20231102 Granted publication date: 20210723 Pledgee: Bank of China Limited Ningbo Hangzhou Bay New Area sub branch Pledgor: NINGBO FOTILE KITCHEN WARE Co.,Ltd. Registration number: Y2023980063518 |