CN114264797A - 一种抑泡性和消泡性的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于泡沫检测技术领域，具体涉及一种抑泡性和消泡性的检测系统，包括支撑组件、起泡组件、定量测试组件和控制组件；定量测试组件包括定量测试容器、夹具和试板；起泡组件包括通气转轴和转盘；控制组件包括气体供给装置、控制器和为通气转轴旋转以及夹具升降提供动力的动力系统；支撑组件用于支撑所述起泡组件、动力系统和夹具。本发明能够真实模拟起泡过程，准确、定量、多角度的反映样品的抑泡性和消泡性。

Description

一种抑泡性和消泡性的检测系统及方法

技术领域

本发明属于泡沫检测技术领域，具体涉及一种抑泡性和消泡性的检测系统及方法。

背景技术

对于水性双组分涂料、浸涂漆等易起泡材料，施工后，易造成漆膜表面缺陷，影响漆膜的防腐性、耐候性及漆膜美观度，且容易拖慢施工进度，增加施工成本。现有国标、行标中未给出相应抑泡性、消泡性的指标要求及配套检测方法。

专利CN202011337996.7公开一种用于水性涂料测试的起泡装置，存在起泡方法单一、涂料抑泡性和消泡性的评价指标单一、不能量化等缺点。专利CN201720118679.3公开一种消泡剂消泡性能测试装置，存在：1)起泡方式单一，不能很好的模拟起泡实际产生过程；2)选用量筒作为容器，不易清洗；3)管路容易存留涂料导致涂料抑泡性和消泡性量化数据不准；

4)评价方式单一等缺点。专利CN201821664269.X公开一种用于水性涂料泡沫测试的起泡装置，存在起泡方法单一、涂料抑泡性和消泡性的评价指标单一、不能量化等缺点。专利CN202022104662.7公开一种起泡装置，存在起泡方式单一、涂料抑泡性和消泡性量化数据不准、评价指标单一等缺点。

因此，亟需开发一种能够真实模拟实际起泡过程、评价方式多样、准确量化样品抑泡性和消泡性的检测系统，以实现抑泡性和消泡性的快速定量评价。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种抑泡性和消泡性的检测系统及方法，能够真实模拟气泡实际产生过程，准确、定量、多角度的反映样品的抑泡性和消泡性。

为解决现有技术的不足，本发明提供的技术方案为：

一种抑泡性和消泡性的检测系统，包括支撑组件、起泡组件、定量测试组件和控制组件；

所述定量测试组件包括定量测试容器、夹具和试板；所述定量测试容器设有体积刻度；所述夹具位于所述定量测试容器上方，用于固定所述试板；

所述起泡组件包括通气转轴和转盘；所述通气转轴为中空结构，下端与所述转盘固定连接，内部与转盘连通，位于所述定量测试容器上方；所述转盘为中空结构，带有通气孔；

所述控制组件包括气体供给装置、控制器和为所述通气转轴旋转以及所述夹具升降提供动力的动力系统；所述控制器与气体供给装置、动力系统电连接；所述气体供给装置的出气管通过旋转接头与通气转轴的上端固定相连，所述出气管与所述旋转接头的固定端相连，所述旋转接头的旋转端与通气转轴的上端连通；

所述支撑组件用于支撑所述起泡组件、动力系统和夹具。

优选的，所述动力系统包括电机二；所述电机二和控制器电连接；电机二的输出轴位于竖直方向，电机二的输出轴下部套设有皮带轮一，所述通气转轴的上部套设有皮带轮二，电机二通过套设在皮带轮一和皮带轮二上的皮带带动通气转轴旋转。

优选的，所述动力系统包括电机三，所述电机三与控制器电连接；电机三的输出轴位于水平方向，电机三的输出轴套设有卷盘二，所述卷盘二上缠绕拉线，所述拉线的自由端与所述夹具的上端固定连接，电机三通过控制卷盘二的正反转控制夹具的上升和下降。

优选的，所述支撑组件包括底板、支架、电机一和支板；

所述底板水平设置，设于所述定量测试容器下方；

所述支架竖直设立，与底板固定连接，位于定量测试容器一侧；

所述支板水平设置，架设于支架上，支板上表面固定有所述动力系统、所述控制器、所述气体供给装置和所述旋转接头，使所述通气转轴和所述夹具位于定量测试容器上方；

所述电机一用于控制支板沿支架上升和下降。

优选的，所述支架设有限位轨道，所述支板套设在支架上，所述电机一位于支架最上端，电机一的输出轴位于水平方向，电机一的输出轴套设有卷盘一，所述卷盘一上缠绕拉绳，所述拉绳的自由端与支板固定连接，电机一通过拉绳控制支板上升和下降。

优选的，所述转盘的直径为所述定量测试容器直径的1/4～1/3，高度为定量测试容器高度的1/15～1/12。

优选的，所述转盘为圆柱形，外周设有对称齿；

所述转盘底面为封闭平面；所述通气孔为圆孔，位于所述对称齿顶面中心。

优选的，所述对称齿数量为6个，形状为长方体形，单个对称齿对应的圆心角为30°；所述通气孔直径为10mm。

优选的，所述定量测试容器为带体积刻度的透明圆筒，用于盛装待测样品。

优选的，所述定量测试系统还包括防溢装置，所述防溢装置为环形槽，与定量测试容器上部的外侧面固定连接，紧密环绕在所述定量测试容器外围。

一种抑泡性和消泡性的检测方法，包括，

将样品装入前述的定量测试容器中；

通过电机一降低支板高度，使转盘浸没在定量测试容器中的样品中并维持在预定高度；

待样品稳定后读取样品的初始体积，标为V₀，

按照预定测试步骤对样品进行起泡操作，结束后读取当前样品的体积，标为V₁，记录当前时刻，标为T₁₀；

当定量测试容器内样品体积等于V₀时，记录当前时刻，标为T₁₁；

按照预定测试步骤对样品进行起泡操作，结束后，将试板夹持在夹具上，通过控制器控制动力系统，降低试板高度，使试板完全浸入样品，浸泡预定时间；通过控制器控制动力系统，提升试板，待试板完全离开样品后，将试板取下平放；记录当前试板表面气泡个数，标为N，记录当前时刻，标为T₂₀；

记录试板表面样品消泡后的时刻为T₂₁；

通过V₁与V₀的差值、N表征样品的抑泡性；通过T₁₁与T₁₀的差值、T₂₁与T₂₀的差值表征样品的消泡性。

优选的，所述预定测试步骤包括，

按预定搅拌速度、预定搅拌时间，控制器通过动力系统控制通气转轴对样品进行搅拌；

或者，按预定压力，控制器通过控制气体供给装置经由通气转轴向样品通入气体；

或者，按预定压力，控制器通过控制气体供给装置经由通气转轴向样品通入气体，同时按预定搅拌速度、预定搅拌时间，控制器通过动力系统控制通气转轴对样品进行搅拌。

本发明的有益效果：

本发明通过定量测试容器直接测试样品起泡前后以及消泡前后的体积差、消泡时间，并且通过试板观察样品起泡量及消泡时间，能够准确、定量、多角度的反映样品的抑泡性和消泡性；同时可根据需要选用搅拌模式、通气模式和搅拌-通气模式对样品进行起泡操作，能够真实模拟实际起泡过程，增加数据的准确性。

附图说明

图1为本发明提供的抑泡性和消泡性的检测系统示意图；

图2为本发明提供的转盘的俯视图；

图3为本发明提供的转盘的仰视图；

其中：1、支架，2、底板，3、电机一，4、支板，5、控制组件，6、通气转轴，7、转盘，8、圆孔，9、对称齿，10、定量测试容器，11、防溢装置，12、夹具。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明作进一步描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种抑泡性和消泡性的检测系统，参见图1，包括支撑组件、起泡组件、定量测试组件和控制组件5。参见图1，定量测试组件包括定量测试容器10、夹具12和试板。定量测试容器10设有体积刻度。夹具12位于定量测试容器10上方，用于固定试板。起泡组件包括通气转轴6和转盘7；通气转轴6为中空结构，通气转轴6下端与转盘7固定连接，通气转轴内部与转盘连通，位于定量测试容器10上方，通气转轴长度应能保证转盘可以完全浸入定量测试容器内的测试样品且不与定量测试容器底面接触。转盘7为中空结构，带有通气孔。控制组件5包括气体供给装置、为通气转轴旋转以及夹具升降提供动力的动力系统和控制器；控制器与气体供给装置、动力系统电连接，气体供给装置的出气管通过旋转接头与通气转轴的上端固定相连，出气管与旋转接头的固定端相连，旋转接头的旋转端与通气转轴的上端连通。支撑组件用于支撑起泡组件、动力系统和夹具。

在本发明的可选实施例中，动力系统包括电机二和电机三，电机二和电机三与控制器电连接。电机二的输出轴位于竖直方向，电机二的输出轴下部套设有皮带轮一，通气转轴的上部套设有皮带轮二，电机二通过套设在皮带轮一和皮带轮二上的皮带带动通气转轴旋转。电机三的输出轴位于水平方向，电机三的输出轴套设有卷盘二，卷盘二上缠绕拉线，拉线的自由端与夹具的上端固定连接，电机三通过控制卷盘二的正反转控制夹具的上升和下降。电机三为200w调速正反转电机。参见图1，支撑组件包括底板2、支架1、电机一3和支板4；底板2水平设置，设于定量测试容器10下方；支架1竖直设立，与底板2固定连接，位于定量测试容器10一侧。电机一3固定于支架1顶部，用于控制支板沿支架上下移动。支板4水平设置，架设于支架1上，支板上表面固定有电机二、电机三、控制器和气体供给装置，即控制组件5位于支板4上表面，支板设有通孔一、通孔二和通孔三，其中通孔一位于电机二正下方，便于电机二的输出轴穿过，通孔一图1中未画出；通孔二位于定量测试容器10中心的正上方，旋转接头的固定端架设于通孔二的正上方，与支板固定连接，旋转接头的旋转端和通气转轴从通孔二中穿过，旋转接头图1中未画出；通孔三位于定量测试容器10上方，便于拉线穿过，使夹具12位于定量测试容器10上方。

本发明对支板的形式不做限制，满足支板能够支撑电机二、电机三、气体供给装置、控制器、旋转接头以及旋转接头依次连接的通气转轴、转盘即可。

本发明对支架以及支架与支板连接的形式不做限制，满足支板能够沿支架上下滑动即可。在本发明的可选实施例中，支架设有限位轨道，支板打孔套在支架上，电机一位于支架最上端，电机一的输出轴位于水平方向，电机一的输出轴套设有卷盘一，卷盘一上缠绕拉绳，拉绳的自由端与支板固定连接，电机一通过拉绳控制支板上升和下降。

在本发明的可选实施例中，夹具的种类不限，能够夹持试板，使试板固定在竖直方向即可。

在本发明的可选实施例中，气体供给装置的形式不限，可以为气瓶或空压机，能为通气转轴提供气体即可。

在本发明的可选实施例中，转盘的直径为定量测试容器直接的1/4～1/3，高度为定量测试容器高度的1/15～1/12。

在本发明的可选实施例中，转盘上表面中心设有通孔，通孔内设有内螺纹，通气转轴下端外侧面设有外螺纹，通气转轴和转盘通过螺纹连接。

在本发明的可选实施例中，参见图2及图3，转盘7为圆柱形，外周设有对称齿9。

在本发明的可选实施例中，参见图2及图3，转盘7底面为封闭平面，通气孔为圆孔8，位于对称齿9顶面中心。

在本发明的可选实施例中，参见图2及图3，对称齿数量为6个，形状为长方体形，单个对称齿对应的圆心角为30°；通气孔直径为10mm。

在本发明的可选实施例中，定量测试容器为带体积刻度的透明圆筒，用于盛装待测样品。

在本发明的可选实施例中，参见图1，定量测试系统还包括防溢装置11，防溢装置11为环形槽，与定量测试容器10上部的外侧面固定连接，紧密环绕在定量测试容器10外围。

在本发明的可选实施例中，通气转轴、转盘、定量测试容器、防溢装置、试板应采用可长时间接触液体物质且易清洗的材质。

本发明实施例还提供一种抑泡性和消泡性的检测方法，包括以下步骤：

将样品装入前述的定量测试容器中，样品体积不超过定量测试容器体积的1/2；

通过电机一降低支板高度，使转盘浸没在定量测试容器中的样品中，转盘距离定量测试容器底面30-50mm；

待样品稳定后读取样品的初始体积，标为V₀，

按照预定测试步骤对样品进行起泡操作，结束后读取当前样品的体积，标为V₁，记录当前时刻，标为T₁₀；

当定量测试容器内样品体积等于V₀时，记录当前时刻，标为T₁₁；

按照预定测试步骤对样品进行起泡操作，结束后，将试板夹持在夹具上，通过控制器控制电机三降低试板高度，使试板完全浸入样品，浸泡预定时间；通过控制器控制电机三提升试板，待试板完全离开样品后，将试板取下平放；记录当前试板表面气泡个数，标为N，记录当前时刻，标为T₂₀；

记录试板表面样品消泡后的时刻为T₂₁；

通过V₁与V₀的差值、N表征样品的抑泡性；通过T₁₁与T₁₀的差值、T₂₁与T₂₀的差值表征样品的消泡性。

在本发明的可选实施例中，控制器通过控制电机二的旋转控制通气转轴按预定搅拌速度、预定搅拌时间对样品进行搅拌，使样品起泡。

在本发明的其他实施例中，控制器控制气体供给装置按预定压力经通气转轴向样品通入气体，使样品起泡。

在本发明的其他实施例中，控制器控制气体供给装置按预定压力经通气转轴向样品通入气体，同时控制电机二的旋转控制通气转轴按预定搅拌速度、预定搅拌时间对样品进行搅拌，使样品起泡。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，包括支撑组件、起泡组件、定量测试组件和控制组件；

所述定量测试组件包括定量测试容器、夹具和试板；所述定量测试容器设有体积刻度；所述夹具位于所述定量测试容器上方，用于固定所述试板；

所述起泡组件包括通气转轴和转盘；所述通气转轴为中空结构，下端与所述转盘固定连接，内部与转盘连通，位于所述定量测试容器上方；所述转盘为中空结构，带有通气孔；

所述控制组件包括气体供给装置、控制器和为所述通气转轴旋转以及所述夹具升降提供动力的动力系统；所述控制器与气体供给装置、动力系统电连接；所述气体供给装置的出气管通过旋转接头与通气转轴的上端固定相连，所述出气管与所述旋转接头的固定端相连，所述旋转接头的旋转端与通气转轴的上端连通；

所述支撑组件用于支撑所述起泡组件、动力系统和夹具。

2.根据权利要求1所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述动力系统包括电机二；所述电机二和控制器电连接；电机二的输出轴位于竖直方向，电机二的输出轴下部套设有皮带轮一，所述通气转轴的上部套设有皮带轮二，电机二通过套设在皮带轮一和皮带轮二上的皮带带动通气转轴旋转。

3.根据权利要求1所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述动力系统包括电机三，所述电机三与控制器电连接；电机三的输出轴位于水平方向，电机三的输出轴套设有卷盘二，所述卷盘二上缠绕拉线，所述拉线的自由端与所述夹具的上端固定连接，电机三通过控制卷盘二的正反转控制夹具的上升和下降。

4.根据权利要求1所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述支撑组件包括底板、支架、电机一和支板；

所述底板水平设置，设于所述定量测试容器下方；

所述支架竖直设立，与底板固定连接，位于定量测试容器一侧；

所述支板水平设置，架设于支架上，支板上表面固定有所述动力系统、所述控制器、所述气体供给装置和所述旋转接头，使所述通气转轴和所述夹具位于定量测试容器上方；

所述电机一用于控制支板沿支架上升和下降。

5.根据权利要求4所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述支架设有限位轨道，所述支板套设在支架上，所述电机一位于支架最上端，电机一的输出轴位于水平方向，电机一的输出轴套设有卷盘一，所述卷盘一上缠绕拉绳，所述拉绳的自由端与支板固定连接，电机一通过拉绳控制支板上升和下降。

6.根据权利要求1所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述转盘的直径为所述定量测试容器直径的1/4～1/3，高度为定量测试容器高度的1/15～1/12。

7.根据权利要求1所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述转盘为圆柱形，外周设有对称齿；

所述转盘底面为封闭平面；所述通气孔为圆孔，位于所述对称齿顶面中心。

8.根据权利要求7所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述对称齿数量为6个，形状为长方体形，单个对称齿对应的圆心角为30°；所述通气孔直径为10mm。

9.根据权利要求1所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述定量测试容器为带体积刻度的透明圆筒，用于盛装待测样品。

10.根据权利要求1所述的一种抑泡性和消泡性的检测系统，其特征在于，所述定量测试系统还包括防溢装置，所述防溢装置为环形槽，与定量测试容器上部的外侧面固定连接，紧密环绕在所述定量测试容器外围。

11.一种抑泡性和消泡性的检测方法，其特征在于，包括，

将样品装入权利要求1～10中任意一项权利要求所述的定量测试容器中；

通过电机一降低支板高度，使转盘浸没在定量测试容器中的样品中并维持在预定高度；

待样品稳定后读取样品的初始体积，标为V₀，

按照预定测试步骤对样品进行起泡操作，结束后读取当前样品的体积，标为V₁，记录当前时刻，标为T₁₀；

当定量测试容器内样品体积等于V₀时，记录当前时刻，标为T₁₁；

按照预定测试步骤对样品进行起泡操作，结束后，将试板夹持在夹具上，通过控制器控制动力系统，降低试板高度，使试板完全浸入样品，浸泡预定时间；通过控制器控制动力系统，提升试板，待试板完全离开样品后，将试板取下平放；记录当前试板表面气泡个数，标为N，记录当前时刻，标为T₂₀；

记录试板表面样品消泡后的时刻为T₂₁；

通过V₁与V₀的差值、N表征样品的抑泡性；通过T₁₁与T₁₀的差值、T₂₁与T₂₀的差值表征样品的消泡性。

12.根据权利要求11所述的一种抑泡性和消泡性的检测方法，其特征在于，所述预定测试步骤包括，

按预定搅拌速度、预定搅拌时间，控制器通过动力系统控制通气转轴对样品进行搅拌；

或者，按预定压力，控制器通过控制气体供给装置经由通气转轴向样品通入气体；

或者，按预定压力，控制器通过控制气体供给装置经由通气转轴向样品通入气体，同时按预定搅拌速度、预定搅拌时间，控制器通过动力系统控制通气转轴对样品进行搅拌。

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