CN111366523B - 背膜水汽透过率测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水汽透过率测定技术领域，尤其是一种背膜水汽透过率测定装置，其壳体内置至少两组测试单元，所述测试单元包含固定腔和活动腔，固定腔设置有进气口和出气口，活动腔底部有重量传感器，重量传感器上设置有盛放吸水材料的镂空杯，活动腔与壳体底壁滑动相连，所述壳体侧壁固定直线执行元件，所述固定腔和活动腔分界线的正上方设置送料装置，送料装置上固定夹持装置，所述测试单元的侧部设置有预处理工位，所述壳体内壁设置压缩气体喷嘴，所述喷嘴对准预处理工位，通过压缩气体将待测背膜两侧的杂质及水汽除去，通过送料装置将待测背膜移送至检测工位，自动化程度高，检测效率高；水汽透过率的测定排除水汽重力的影响，保证测试的准确性。

Description

背膜水汽透过率测定装置

技术领域

本发明涉及水汽透过率测定技术领域，尤其是一种背膜水汽透过率测定装置。

背景技术

太阳电池背膜是应用在太阳电池组件上的关键封装材料之一，主要由耐候性极佳的氟材料和电气绝缘性优良的PET基材构成。太阳电池产品因节能、环保、使用寿命长等优势而在诸多行业中使用。此类产品使用年限一般按照25年以上设计，而背膜是确保如此长的寿命的关键。因电池片对水汽及其敏感，背膜用于阻隔大气使核心区域电池片做到真空密封，而密封的首要任务在于做到水汽阻隔，空气阻隔和电气阻隔，因此优质太阳电池背膜应具备高电气绝缘性、高耐候性、高粘接性、低水气透过率。

因此，目前在背膜的生产制造过程中，测定其水汽透过性能，是其质量过程中的重要步骤，现有的水汽透过率需要专用的仪器测定。

水汽透过率的测定可采用增重法的原理进行测定，中国专利CN103471951中公开了一种增重法水汽透过率测定仪，包括测试机台，所述测试机台内设置测试腔，所述测试腔内设置用于卡设测试样品的夹具，所述测试样品和夹具将所述测试腔分割成上腔和下腔，所述下腔的底部安装有称重天平，其内壁上设置有可上下移动的气缸支撑架，所述气缸支撑架上设置有透湿杯，所述上腔的侧壁上设置有水汽输入口和水汽输出口，所述上腔的外部套设有保温盖。其具有测试方法合理、测试结果更准确，误差更小的优点，但是背膜的测定过程中，需要对其进行除尘和干燥，该装置无相应的功能，造成工序不集中，影响检测效率，且其测试腔为上下腔，不能排除重力对水汽透过率测定的影响。

发明内容

为了克服现有的背膜生产过程中水汽透过率测定的不足，本发明提供了一种背膜水汽透过率测定装置，该装置具有预处理工位，可将待测背膜的杂质和水汽除去，然后运送至检测工位，并且采用固定腔和活动腔的结构形式，克服重力对水汽透过率测定的影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种背膜水汽透过率测定装置，包含立方体的壳体，所述壳体内置至少两组测试单元，所述测试单元分为前后两腔，包含固定腔和活动腔，所述固定腔设置有进气口和出气口，所述活动腔底部固定有重量传感器，所述重量传感器上设置有盛放吸水材料的镂空杯，所述活动腔与壳体底壁滑动相连，所述壳体侧壁固定有使活动腔与固定腔分离或接触的直线执行元件，所述直线执行元件的执行端与活动腔的侧壁固定连接，所述固定腔和活动腔分界线的正上方设置有左右移动的送料装置，所述送料装置上固定有夹持待测背膜的夹持装置，所述测试单元的侧部设置有预处理工位，所述壳体的前后内壁设置有压缩气体喷嘴，所述喷嘴对准预处理工位。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述活动腔通过直线导轨与壳体底壁滑动相连。使用直线导轨起到较好地直线运动导向作用，保证固定腔和活动腔实现精准的位置接触，保证密封效果。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述直线执行元件为气缸或电动缸，可根据需要择一选用。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述送料装置包含固定在壳体左右侧壁的齿轮，所述齿轮与齿形皮带啮合，所述齿轮通过电机提供动力，选用齿形皮带，既能与齿轮形成良好的啮合关系，齿轮的旋转动作转化为齿形皮带的直线动作，从而夹持装置能随着齿形皮带做直线运动。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述送料装置固定的夹持装置为夹爪气缸，所述夹持装置有两组，一组固定在齿形皮带的上侧皮带上，另一组固定在齿形皮带的下侧皮带上，通过一组送料装置可以实现对两组夹持装置的同步移送，控制方便且节约成本。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述固定腔内设置有湿度传感器和温度传感器。通过湿度传感器和温度传感器控制固定腔内的温度和湿度，保证测试条件的精准性。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述固定腔的进气口处设置有流量阀。通过流量阀可以有效地调整气体流量，以保证固定腔内的湿度要求。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述进气口至少两组。通过多组进气口可以保证固定腔内气体分布的均匀性。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述壳体底部设置有隔振器。设置有隔振器可以避免外界振动对测试结果的影响。

本发明的有益效果是，1.在水汽透过率的测定中，增加预处理工位，通过压缩气体将待测背膜两侧的杂质及水汽除去，并通过自动的送料装置将待测背膜移送至检测工位，自动化程度高，且能提高检测效率；2.采用固定腔和活动腔的结构形式，并通过直线执行元件控制固定腔和活动腔的接触和分离，便于操作，同时，水汽透过率的测定排除了水汽重力的影响，有利于测试的准确性；3.采用齿轮与齿形皮带啮合的结构形式，实现对双测试单元的两组夹持装置同步移送，自动化程度高。本发明结构紧凑、自动化程度高，适合快速和批量化测量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构立体示意图；

图2是本发明的结构俯视图一；

图3是本发明的结构俯视图二；

图4是本发明的结构剖视图一；

图5是本发明的结构剖视图二；

图6是本发明的结构剖视图三；

图7是送料装置的原理示意图。

图中1、壳体，2、测试单元，2-1、固定腔，2-2、活动腔，3、直线执行元件，3-1、执行端，4、送料装置，4-1、齿轮，4-2、齿形皮带，5、待测背膜，6、夹持装置，7、预处理工位，8、喷嘴，9、进气口，10、出气口，11、重量传感器，12、吸水材料，13、镂空杯，14、直线导轨，15、流量阀，16、隔振器，17、密封透视盖，18、透明盖板。

具体实施方式

如图1至6是本发明的结构示意图，一种背膜水汽透过率测定装置，包含立方体的壳体1，所述壳体1内置至少两组测试单元2，所述测试单元2分为前后两腔，包含固定腔2-1和活动腔2-2，所述固定腔2-1设置有进气口9和出气口10，所述活动腔2-2底部固定有重量传感器11，所述重量传感器11上设置有盛放吸水材料12的镂空杯13，所述活动腔2-2与壳体1底壁滑动相连，所述壳体1侧壁固定有使活动腔2-2与固定腔2-1分离或接触的直线执行元件3，所述直线执行元件3的执行端3-1与活动腔2-2的侧壁固定连接，所述固定腔2-1和活动腔2-2分界线的正上方设置有左右移动的送料装置4，所述送料装置4上固定有夹持待测背膜5的夹持装置6，所述测试单元2的侧部设置有预处理工位7，所述壳体1的前后内壁设置有压缩气体喷嘴8，所述喷嘴8对准预处理工位7。

水汽透过率测定原理如下：将待测背膜5放置于预处理工位7工位，如图4所示，由送料装置4上的夹持装置6夹持固定，启动前后内壁上的压缩气体喷嘴8，本申请中压缩气体喷嘴8与气源相连，利用压缩气体将待测背膜5上的杂质及水汽吹干，压缩气体喷嘴8关闭，此时启动送料装置4，送料装置4可以左右移动，固定腔2-1和活动腔2-2此时是分离状态，如图3和图5所示，送料装置4将待测背膜5由预处理工位7工位移动至检测工位，即固定腔2-1和活动腔2-2的分界线处，直线执行元件3动作，将活动腔2-2向固定腔2-1推送，即活动腔2-2将待测背膜5压紧在固定腔2-1上，如图6所示，实现固定，活动腔2-2和固定腔2-1间通过待测背膜5分隔，此后，夹持装置6松弛，送料装置4将夹持装置6退回至预处理工位7，而固定腔2-1的进气口9与湿度发生器相连，湿度发生器将一定湿度的气体由进气口9进入至固定腔2-1中，再从出气口10流出，在特定时间内，水汽透过待测背膜5进入活动腔2-2中，由镂空杯13中的吸水材料12吸收，吸水材料12增加的重量由重量传感器11所感应，最终用来衡量待测背膜5的水汽透过率。本申请中，镂空杯13不会妨碍水汽的吸收，而吸水材料12即为吸水性能优异的干燥剂。优选的，固定腔2-1和活动腔2-2均设置有密封透视盖17，既起到密封的作用，又便于拆装和观测内部情况；优选的，壳体1上方设置有透明盖板18，起到封装保护的作用。

本申请中，采用至少两组测试单元2，可以同时测试两组待测背膜5，提高检测效率；也可以一组用来测试待测背膜5，另一组用来测试标准样品，从而将两组结果进行比对。

本申请中，在水汽透过率的测定中，增加预处理工位，通过压缩气体将待测背膜5两侧的杂质及水汽迅速除去，并通过自动的送料装置4将待测背膜5移送至检测工位，自动化程度高，且能提高检测效率；本申请采用固定腔2-1和活动腔2-2的结构形式，并通过直线执行元件3控制固定腔2-1和活动腔2-2的接触和分离，便于操作，同时，水汽透过率的测定排除了水汽重力的影响，有利于测试的准确性。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述活动腔2-2通过直线导轨14与壳体1底壁滑动相连。本申请中，使用直线导轨14起到较好地直线运动导向作用，保证固定腔2-1和活动腔2-2实现精准的位置接触，保证密封效果。具体而言，直线执行元件3的执行端3-1伸出，会推动活动腔2-2沿着直线导轨14向固定腔2-1运动；直线执行元件3的执行端3-1缩回，会拉动活动腔2-2沿着直线导轨14远离固定腔2-1而实现分离。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述直线执行元件3为气缸或电动缸。气缸为常用的气动执行元件，通过其活塞杆的伸缩，来执行直线动作，其结构简单、动作轻快、维修便捷；而电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，能够实现精确位置控制；可根据需要择一选用。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述送料装置4包含固定在壳体1左右侧壁的齿轮4-1，所述齿轮4-1与齿形皮带4-2啮合，所述齿轮4-1通过电机提供动力。

本申请中，电机提供动力使齿轮4-1旋转，选用齿形皮带4-2，既能与齿轮4-1形成良好的啮合关系，齿轮4-1的旋转动作转化为齿形皮带4-2的直线动作，而夹持装置6固定在齿形皮带4-2上，从而，夹持装置6能随着齿形皮带4-2做直线运动。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述送料装置4固定的夹持装置6为夹爪气缸，所述夹持装置6有两组，一组固定在齿形皮带4-2的上侧皮带上，另一组固定在齿形皮带4-2的下侧皮带上。

本申请中，设置两组测试单元2，每组测试单元2的侧部设置预处理工位7，而齿形皮带4-2位于正上方，两组夹持装置6分别对应两组预处理工位7，如图7所示，当齿形皮带4-2运行时，下侧皮带向右运动，上侧皮带向左运动，因此，两侧的夹持装置6分别向其测试单元2移动，且两个夹持装置6的移动距离相等。这样，通过一组送料装置4可以实现对两组夹持装置6的移送，并且是同步移送，同时由预处理工位7移送至检测工位。

本申请中，夹持装置6为夹爪气缸，又名气动手指，是利用压缩空气作为动力，用来夹取或抓取工件的执行装置，动作精准，便于控制。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述固定腔2-1内设置有湿度传感器和温度传感器。通过湿度传感器和温度传感器控制固定腔2-1内的温度和湿度，保证测试条件的精准性。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述固定腔2-1的进气口9处设置有流量阀15。通过流量阀15可以有效地调整气体流量，以保证固定腔2-1内的湿度要求。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述进气口9至少两组。通过多组进气口9可以保证固定腔2-1内气体分布的均匀性。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述壳体1底部设置有隔振器16。由于背膜水汽透过率测定装置需要平稳的状态以保证测试的精准性，我们在壳体1底部设置有隔振器16可以避免外界振动对测试结果的影响。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种背膜水汽透过率测定装置，包含立方体的壳体（1），其特征是，所述壳体（1）内置至少两组测试单元（2），所述测试单元（2）分为前后两腔，包含固定腔（2-1）和活动腔（2-2），所述固定腔（2-1）设置有进气口（9）和出气口（10），所述活动腔（2-2）底部固定有重量传感器（11），所述重量传感器（11）上设置有盛放吸水材料（12）的镂空杯（13），所述活动腔（2-2）与壳体（1）底壁滑动相连，所述壳体（1）侧壁固定有使活动腔（2-2）与固定腔（2-1）分离或接触的直线执行元件（3），所述直线执行元件（3）的执行端（3-1）与活动腔（2-2）的侧壁固定连接，所述固定腔（2-1）和活动腔（2-2）分界线的正上方设置有左右移动的送料装置（4），所述送料装置（4）上固定有夹持待测背膜（5）的夹持装置（6），所述测试单元（2）的侧部设置有预处理工位（7），所述壳体（1）的前后内壁设置有压缩气体喷嘴（8），所述喷嘴（8）对准预处理工位（7），所述送料装置（4）包含固定在壳体（1）左右侧壁的齿轮（4-1），所述齿轮（4-1）与齿形皮带（4-2）啮合，所述齿轮（4-1）通过电机提供动力，所述送料装置（4）固定的夹持装置（6）为夹爪气缸，所述夹持装置（6）有两组，一组固定在齿形皮带（4-2）的上侧皮带上，另一组固定在齿形皮带（4-2）的下侧皮带上。

2.根据权利要求1所述的背膜水汽透过率测定装置，其特征是，所述活动腔（2-2）通过直线导轨（14）与壳体（1）底壁滑动相连。

3.根据权利要求1所述的背膜水汽透过率测定装置，其特征是，所述直线执行元件（3）为气缸或电动缸。

4.根据权利要求1所述的背膜水汽透过率测定装置，其特征是，所述固定腔（2-1）内设置有湿度传感器和温度传感器。

5.根据权利要求4所述的背膜水汽透过率测定装置，其特征是，所述固定腔（2-1）的进气口（9）处设置有流量阀（15）。

6.根据权利要求5所述的背膜水汽透过率测定装置，其特征是，所述进气口（9）至少两组。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的背膜水汽透过率测定装置，其特征是，所述壳体（1）底部设置有隔振器（16）。

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