CN116660099B - 一种水性涂料流动性检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性涂料流动性检测系统及方法，包括涂料存储模块,用于储存待测涂料；注液模块，用于将待测涂料注入涂层样品制备模块中；涂层样品制备模块，用于制备涂层样品；涂层样品运动控制模块，用于控制涂层样品的运动和位置；图像采集模块，用于采集涂层样品在运动过程中的图像；图像处理模块，用于对采集到的图像进行处理并得出涂料流动性指标；数据显示模块，用于显示涂料流动性指标；计算机控制模块，用于控制整个系统的运行；本发明具有操作简单、自动化程度高、数据处理精准等优点，可以快速、准确地检测涂料的流动性能，提高涂料质量的稳定性和一致性，大大提高生产效率，为涂料生产企业提供更好的产品质量保障。
Description
技术领域
本发明涉及流动性检测技术领域，尤其涉及一种水性涂料流动性检测系统及方法。
背景技术
涂料流动性检测是指评估在施工过程中的流动性能力，主要用于确定均匀性和保证涂装表面的平滑度。流平度测试是涂料流动性检测中的一种常见方法。通过将涂料施加在平坦的试板上，并倾斜试板，观察涂料的流平性和涂装表面的平滑度。通常使用倾斜槽或倾斜板进行测试，涂料的流动性能与试板上的流平长度和表面形貌有关。
目前，涂料流动性的检测主要依赖于人工操作，人工操作存在以下缺点：一是操作效率低，不能满足大批量检测的要求；二是操作过程中受到人为因素的影响，数据不够准确可靠；三是操作人员需要具备专业的技能和经验，对于普通人员不易操作。因此，需要一种能够自动化操作的涂料流动性评估系统及其方法，能够实现快速、准确地评估涂料的流动性，提高生产效率和产品质量。
发明内容
本发明目的在于提供一种水性涂料流动性检测系统及方法，以解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种水性涂料流动性检测系统，所述检测系统包括:
涂料存储模块, 用于储存待测涂料；
注液模块，用于将待测涂料注入涂层样品制备模块中；
涂层样品制备模块，用于制备涂层样品；
涂层样品分析模块，用于对制备好的涂层样品进行分析和测试；
涂层样品运动控制模块，用于控制涂层样品的运动和位置；
图像采集模块，用于采集涂层样品在运动过程中的图像；
图像处理模块，用于对采集到的图像进行处理并得出涂料流动性指标；
数据显示模块，用于显示涂料流动性指标；
计算机控制模块，用于控制整个系统的运行，包括控制所述涂料存储模块、注液模块、涂层样品制备模块、涂层样品运动控制模块、图像采集模块、图像处理模块和数据显示模块的运行和协调工作；
所述涂料存储模块、所述注液模块、所述涂层样品制备模块、所述涂层样品运动控制模块、所述图像采集模块、所述图像处理模块和所述数据显示模块依次连接以后分别与所述计算机控制模块相连接。
优选地，所述涂料存储模块包括涂料容器，所述注液模块包括注液泵、控制阀门以及与涂料存储模块和涂层样品制备模块分别相连接的注液管道，所述涂层样品制备模块包括涂料检测平台、涂刷头和涂刷电机，所述涂层样品运动控制模块包括检测平台移动电机和控制系统，所述图像采集模块包括摄像头和图像采集卡。
优选地，所述涂料检测平台上设置有多种传感器，具体包括温度传感器、流量传感器和湿度传感器：
优选地，所述涂料检测平台包括：
采样和制样单元，用于采集涂料样品，并将其制成规定尺寸和厚度的涂层样品，以便进行性能测试；
流变性能测试单元，用于测试涂料的流变性能，包括流平性、粘度、剪切模量、弹性模量和塑性模量；
流动性能测试单元，用于测试涂料的流动性能，包括流动长度、流动时间和表面张力；
干燥时间测试单元，用于测试涂料在不同温度和湿度条件下的干燥时间和固化效果；
附着力测试单元，用于测试涂料对基材的附着力，包括剥离强度、擦伤强度和划伤强度。
优选地，所述注液管道采用螺纹连接、法兰连接或快速接头其中一种连接方式。
优选地，所述图像处理模块采用计算机视觉技术，通过图像分析算法对采集到的图像进行处理得出涂料流动性指标，所述图像分析算法包括二值化、边缘检测、形态学处理和轮廓分析。
优选地，所述数据显示模块将涂料流动性指标以数字、曲线、图形或表格的方式进行显示，同时将数据存储到数据库中。
一种水性涂料流动性检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
S1，将待测涂料存放在所述涂料存储模块中；
S2，计算机控制模块控制所述注液模块将待测涂料注入所述涂层样品制备模块中，并制备出涂层样品；
S3，计算机控制模块控制所述图像采集模块采集所述涂层样品表面的图像，并将图像传输给所述图像处理模块；
S4，计算机控制模块控制所述图像处理模块对采集到的图像进行处理，并得出涂料流动性指标；
S5，计算机控制模块控制所述数据显示模块将所述涂料流动性指标显示出来。
其中，所述涂料流动性指标包括：直线流程长度指标、平行流程长度指标、K 值指标和摆涂长度指标；所述S4中，还包括所述图像处理模块对涂料流动性指标进行标准化，并根据标准化结果进行评估检测，其标准化流程具体为：
S401. 直线流程长度标准化：通过S LV = (LV - LV min) / (LV max - LV min)进行标准化，所述S LV表示直线流程长度标准化参数，所述 LV min 和 LV max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LV值；
S402. 平行流程长度标准化：使用公式 S LH = (LH - LH min) / (LH max - LHmin) 进行标准化，所述S LH表示平行流程长度标准化参数，所述 LH min 和 LH max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LH值；
S403. K 值标准化：使用公式 S K = (K - K min) / (K max - K min) 进行标准化，所述S K表示K 值标准化参数，所述 K min 和 K max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的K值；
S404. 摆涂长度标准化：使用公式 S SR = (SR - SR min) / (SR max - SRmin) 进行标准化，所述 S SR 表示摆涂长度标准化，所述 SR min 和 SR max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的Spreading Rate值。
优选地，所述S2包括以下步骤：
S21，所述注液泵控制所述待测涂料从所述涂料存储模块中流入所述注液管道，再经过所述注液模块中的所述控制阀门流入涂刷头处；
S22，通过所述涂刷电机的旋转控制涂刷头将所述待测涂料均匀地涂在所述涂料检测平台上，使得涂料形成一个较平滑的涂层；
S23,待涂料干燥后，所述涂层样品运动控制模块移动涂层样品到涂料检测平台上进行流动性测试；
S24，测试结束后，所述涂层样品运动控制模块将涂层样品移动到指定位置，待下一次测试使用。
优选地，所述S4中，图像处理模块还包括对图像进行图像预处理，其中，所述图像预处理具体包括以下步骤：
S411，图像预处理，对原始图像进行去噪、滤波、增强；
S412，物体分割，通过分割算法将图像中涂料表面与背景区分开来；
S413，特征提取，通过计算涂料表面特征来描述涂料流动性；
S414，物体跟踪，跟踪涂料表面的运动轨迹，以获得更准确的涂料流动性参数。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的一种水性涂料流动性检测系统及方法具有以下技术优点：
1. 实现自动化：通过计算机控制各个模块的运行，使得整个水性涂料流动性检测系统实现了全自动化的检测过程，无需人工干预，大大提高了检测效率和准确性；
2. 精准度高：涂料涂层样品的制备技术设计和涂料流动性检测传感器的选择与安装，确保了检测的精度和准确度；
3. 数据可视化：系统采用了显示模块，能够直观地显示涂料流动性检测结果，便于用户进行数据分析和处理；
4. 操作简便：涂料流动性检测系统的操作简单、方便，用户只需要按照指示进行操作即可完成涂料流动性检测；
5.测试数据多样性：涂料流动性检测系统通过计算机视觉技术将涂料特性通过不同数据展现方式呈现：数字、图形或表格形式；
6.数据导出方便：涂料流动性检测系统将测试出来的数据实时存储在计算机模块的存储器中，随时可以以不同形式导出，方便于不同的科研人员去研究观察。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一种水性涂料流动性检测系统的组成结构示意图；
图2为本发明一种水性涂料流动性检测方法的步骤流程示意图；
图3为本发明一种水性涂料流动性检测方法的步骤2的具体流程图；
图4为本发明一种水性涂料流动性检测方法的步骤4的具体流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。
本实施例提供的一种水性涂料流动性检测系统，结合图1，图1为本发明一种水性涂料流动性检测系统的组成结构示意图；图中水性涂料流动性检测系统包括涂料存储模块、注液模块、涂层样品制备模块、涂层样品运动控制模块、图像采集模块、图像处理模块和数据显示模块和计算机控制模块。
涂料存储模块是涂料流动性测试系统的一个重要组成部分，主要用于储存待测涂料，本实施例涂料存储模块中的涂料容器选用储液罐，本实施例该模块主要由储液罐、液位传感器、搅拌器、输送泵组成，所述储液罐底部开有与注液模块连接的输液口，本实施例可以根据测试需求调整涂料的储存量和搅拌方式，其作用是保证待测涂料的充分混合和稳定性，从而保证测试结果的准确性和可靠性。同时，涂料存储模块还能够提高测试效率和节约人力成本，因为测试人员无需手动制备涂料，只需将待测涂料放入储液罐即可进行测试。
注液模块是一个用于将待测涂料注入涂层样品制备模块中的设备或组件，本实施例中的注液模块包括注液泵、控制阀门以及与涂料存储模块和涂层样品制备模块分别相连接的注液管道，注液泵可以通过控制阀门控制其打开和关闭，将待测涂料从涂料存储模块中抽取并注入涂层样品制备模块中，控制阀门的开启和关闭是由计算机控制模块中的控制器实现的，可以根据测试需要进行控制。注液管道的设计和连接方式也非常重要，要确保涂料可以平稳地流入涂层样品制备模块中，从而得到准确的测试结果，本实施例注液管道直径和长度的选择：注液管道的直径和长度需要根据涂料的流变特性和流速要求进行选择，正常情况下，较大的直径和较短的长度可以减少管道摩擦损失和液体流动阻力，从而提高流速和流量的精度；本实施例注液管道的材质选择不锈钢或者聚四氟乙烯（PTFE），具有良好的耐腐蚀性、不易吸附涂料并且易于清洗；本实施例注液管道采用螺纹连接、法兰连接或快速接头其中一种连接方式，具有较好的密封性和稳定性，采用支架、吸盘等方式进行支撑和固定，以防止管道移动或晃动对测试结果的影响；本实施例注液管道采用紫外线灯或消毒液进行定期消毒，采用流动水或清洗液进行定期冲洗或者清洗。
涂层样品制备模块，用于制备涂层样品，本实施例涂层样品制备模块包括涂料检测平台、涂刷头和涂刷电机，涂料检测平台用于支撑待测涂料的涂覆样品，涂刷头用于将涂料涂覆在样品表面，涂刷电机用于驱动涂刷头的运动。本实施例的涂料检测平台还包括：采样和制样单元，用于采集涂料样品，并将其制成规定尺寸和厚度的涂层样品，以便进行性能测试；流变性能测试单元，用于测试涂料的流变性能，包括粘度、剪切模量、弹性模量、塑性模量等指标；流动性能测试单元，用于测试涂料的流动性能，包括流动长度、流动时间、表面张力等指标；干燥时间测试单元，用于测试涂料在不同温度和湿度条件下的干燥时间和固化效果；附着力测试单元，用于测试涂料对基材的附着力，包括剥离强度、擦伤强度、划伤强度等指标；还包括其他性能测试单元，可以根据具体需求，加入其他测试模块，如耐腐蚀性测试模块、硬度测试模块、光泽度测试模块等，以全面评估涂料的性能表现。在进行涂料测试时，涂料样品首先经过采样和制样模块处理后，分别进行不同的性能测试，通过测试模块收集的数据可以评估涂料的质量和性能，帮助用户选择最适合应用场景的涂料类型和品牌。
涂层样品分析模块，用于对制备好的涂层样品进行分析和测试，包括涂层厚度、硬度、附着力等指标，从而更全面地评估涂料的质量和性能，该模块可以通过一些常见的测试方法，如划痕测试、拉伸测试等来实现，同时，该模块也可以将测试结果与涂料流动性指标相结合，提供更准确的涂料评估报告，涂层样品分析模块还包括实时监测功能，能够在涂层样品制备后对其进行定时监测，以捕捉可能出现的涂层缺陷和问题，当发现问题时，该模块可以通过警报或其他方式及时通知操作人员，以便采取必要的措施，此外，该模块还可以记录和存储每次测试的数据和结果，以便进行比较和分析，提高涂料质量的稳定性和可靠性。
进一步地，本实施例涂料检测平台上设置有多种传感器，用于监测和测量涂料的不同性能参数具体包括：温度传感器，用于测量涂料的温度，温度对涂料的流动性有影响，因此监测温度可以提供更准确的流动性数据；流量传感器，用于测量涂料的流量，可以监测涂料的流动速度和量，对于评估涂料的流动性能很有用；湿度传感器，用于测量涂料周围的湿度，湿度对涂料的干燥速度和流动性有影响，因此监测湿度可以提供更全面的流动性数据。这些传感器与计算机控制模块相连接，通过传感器采集的数据，计算机可以进行实时监测、分析和控制，以获得涂料的流动性指标，具体的传感器配置和数量根据涂料检测平台的设计和要求进行设置。
涂层样品运动控制模块，用于控制涂层样品的运动和位置，以便进行精准测试，包括检测平台移动电机和控制系统，其中检测平台移动电机用于控制检测平台的运动，使得涂刷头能够均匀地将涂料涂覆在样品表面。控制系统用于控制涂层样品的运动速度和涂覆的涂料量，从而保证涂层样品的涂覆均匀性和涂料流动性测试的准确性。
图像采集模块，用于采集涂层样品在运动过程中的图像，为后续的图像处理和数据分析提供基础数据，包括摄像设备和图像采集卡，图像采集模块采用的摄像设备是高分辨率的相机或摄像机，来实现图像的采集，本实施例中图像采集包括以下步骤：设置相机参数：选择合适的相机、适当的光源和适当的曝光时间等，以获得高质量的图像；调整采集角度和距离：根据实验要求调整相机的采集角度和距离，确保涂层样品的图像能够完整地被采集到；采集图像：开始采集图像，通常情况下需要采集多张图像，以获得更加全面和准确的数据；存储图像数据：将采集到的图像数据传送至图像处理模块，并且保存在计算机或其他数据存储设备中，以便后续的图像处理和数据分析。
图像处理模块，用于对采集到的图像进行处理并得出涂料流动性指标，采用计算机视觉技术，通过图像分析算法对采集到的图像进行处理得出涂料流动性指标，其中图像分析算法包括二值化、边缘检测、形态学处理和轮廓分析等，通过一系列图像分析算法实现以下功能：图像预处理，对采集到的图像进行灰度化、滤波、二值化等预处理操作，以便后续的处理；边缘检测，通过边缘检测算法，检测出涂层样品的边缘，并提取出涂料边缘的像素坐标；涂料流动距离计算，通过分析涂层样品的边缘像素坐标，计算出涂料在涂层样品上的流动距离；流动速度计算，根据涂料流动距离和采集图像的时间间隔，计算出涂料在单位时间内的流动速度；流动性指标计算，根据流动速度等数据，计算出涂料的流动性指标，如流动时间、流动度等，其中所述涂料流动性指标包括：直线流程长度指标、平行流程长度指标、K 值指标和摆涂长度指标；所述图像处理模块对涂料流动性指标进行标准化，并根据标准化结果进行评估检测，其标准化流程具体为：直线流程长度标准化：通过S LV = (LV - LVmin) / (LV max - LV min) 进行标准化，所述S LV表示直线流程长度标准化参数，所述LV min 和 LV max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LV值；平行流程长度标准化：使用公式 S LH = (LH - LH min) / (LH max - LH min) 进行标准化，所述SLH表示平行流程长度标准化参数，所述 LH min 和 LH max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LH值；K 值标准化：使用公式 S K = (K - K min) / (K max - K min) 进行标准化，所述S K表示K 值标准化参数，所述 Kmin 和 K max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的K值；摆涂长度标准化：使用公式 S SR = (SR - SR min) / (SR max - SRmin) 进行标准化，所述 S SR 表示摆涂长度标准化，所述 SR min 和 SR max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的Spreading Rate值；图像处理模块由计算机模块控制实现，可以根据实际需求选择合适的图像处理算法和计算方法，从而得出准确可靠的涂料流动性指标；总的来说，图像处理模块通过计算机视觉技术，结合涂料学理论和流体力学等知识，对采集到的图像进行处理，从而得出涂料流动性指标等相关参数，为涂料研发和生产提供有效的支持。
进一步的，对于上述流动度计算，提出一种优选的具体实施方式，其中，分别对涂料的粘度、涂料的密度、测量工具的摩擦系数、测量温度和湿度上述因素进行考虑，具体的：
涂料的粘度：粘度越小，涂料流动度越高；
涂料的密度：密度越小，涂料流动度越高；
测量工具的摩擦系数：测量工具内部的摩擦系数会对涂料的流动时间和量产生影响，通常需要对该因素进行修正；
测量温度和湿度：不同的温度和湿度条件下，涂料的流动度可能会发生变化。
则，涂料流动度的具体计算方式如下：
其中，所述表示涂料流动度，单位为毫米/秒，所述/>表示涂料从流动量杯中流出所需时间，单位为秒，所述/>表示流动量杯出口的直径，单位为毫米，所述/>表示流动量杯容积，单位为毫升，所述/>表示涂料的密度，单位为千克/立方米，所述/>表示涂料的粘度，单位为帕斯卡秒，所述表示/>测量工具内部的摩擦系数修正系数，通常为0.8-1.0之间的数值。
数据显示模块，用于显示涂料流动性指标，包括显示器、显卡、操作系统以及软件程序，将处理得出的涂料流动性指标以数字、曲线、图形或表格的方式进行显示呈现，同时将数据存储到数据库中，以便用户查看和分析，方便用户快速了解涂料的流动性能，并对涂料的配方进行调整和优化。
计算机控制模块，用于控制整个系统的运行，通过程序对上述涂料存储模块、注液模块、涂层样品制备模块、涂层样品运动控制模块、图像采集模块、图像处理模块和数据显示模块的运行和协调工作进行控制和调度；通过控制注液泵和阀门的开关，控制涂料的注入量和速度；通过控制涂层样品运动控制模块中的电机，控制检测平台的移动速度和方向；通过对图像采集模块和图像处理模块的控制，获取涂料流动性测试中的关键数据并进行分析和处理；所述涂料存储模块、所述注液模块、所述涂层样品制备模块、所述涂层样品运动控制模块、所述图像采集模块、所述图像处理模块和所述数据显示模块依次连接以后分别与所述计算机控制模块相连接，所述计算机控制模块的控制器件采用单片机或者PLC，单片机适合较小规模的测试系统，而PLC适合较大规模和复杂的测试系统。
本实施例还提供了一种水性涂料流动性检测方法，所述检测方法基于前述的水性涂料流动性检测系统，如图2、图3和图4，具体包括以下步骤：
S1，将待测涂料存放在所述涂料存储模块中，具体地，本实施例中，将待测涂料放在储液罐中，液位传感器检测到待测涂料到达检测系统中计算机模块设定的液位高度时，搅拌器根据计算机模块设定的搅拌方式进行搅拌，计算机模块通过液位传感器的值和搅拌器搅拌方式，设定出搅拌时间，搅拌时间到则进入S2，
S2，计算机控制模块控制所述注液模块将待测涂料注入所述涂层样品制备模块中，并制备出涂层样品；具体地包括，注液泵控制所述待测涂料从所述涂料存储模块中流入所述注液管道，再经过所述注液模块中的控制阀门流入涂刷头处；通过所述涂刷电机的旋转控制涂刷头将所述待测涂料均匀地涂在所述涂料检测平台上，使得涂料形成一个较平滑的涂层以便进行流动性测试；待涂料干燥后，所述涂层样品运动控制模块移动涂层样品到涂料检测平台上进行流动性测试；测试结束后，所述涂层样品运动控制模块将涂层样品移动到指定位置或者一个区域，使得涂料能够充分干燥，待下一次测试使用。
S3，计算机控制模块控制所述图像采集模块采集所述涂层样品表面的图像，并将图像传输给所述图像处理模块；具体为，计算机控制模块发送指令给图像采集模块，让图像采集模块开始进行图像采集；图像采集模块中的对涂层样品进行拍摄，将拍摄到的图像数据传输给计算机控制模块；计算机控制模块将图像数据传输给图像处理模块进行处理；
S4，计算机控制模块控制所述图像处理模块对采集到的图像进行处理，并得出涂料流动性指标；本实施例采用计算机视觉技术对采集到的图像进行处理，以获取涂料流动性指标等相关参数，具体地，图像处理模块需要进行以下几个步骤：图像预处理，对原始图像进行去噪、滤波、增强等处理，以减少噪声干扰，提高图像质量；物体分割，通过分割算法将图像中如涂料表面与背景区分开来；特征提取，通过计算涂料表面特征即涂料颜色、纹理、形状等来描述涂料流动性；物体跟踪，跟踪涂料表面的运动轨迹，以获得更准确的涂料流动性参数。其中，所述涂料流动性指标包括：直线流程长度指标、平行流程长度指标、K 值指标和摆涂长度指标；所述步骤S4中，还包括所述图像处理模块对涂料流动性指标进行标准化，并根据标准化结果进行评估检测，其标准化流程具体为：
直线流程长度标准化：通过S LV = (LV - LV min) / (LV max - LV min) 进行标准化，所述S LV表示直线流程长度标准化参数，所述 LV min 和 LV max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LV值；
平行流程长度标准化：使用公式 S LH = (LH - LH min) / (LH max - LH min)进行标准化，所述S LH表示平行流程长度标准化参数，所述 LH min 和 LH max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LH值；
K 值标准化：使用公式 S K = (K - K min) / (K max - K min) 进行标准化，所述S K表示K 值标准化参数，所述 K min 和 Kmax 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的K值；
摆涂长度标准化：使用公式 S SR = (SR - SR min) / (SR max - SR min) 进行标准化，所述 S SR 表示摆涂长度标准化，所述 SR min 和 SR max 分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的Spreading Rate值。
优选地，所述S2包括以下步骤：
S21，所述注液泵控制所述待测涂料从所述涂料存储模块中流入所述注液管道，再经过所述注液模块中的所述控制阀门流入涂刷头处；
S22，通过所述涂刷电机的旋转控制涂刷头将所述待测涂料均匀地涂在所述涂料检测平台上，使得涂料形成一个较平滑的涂层；
S23,待涂料干燥后，所述涂层样品运动控制模块移动涂层样品到涂料检测平台上进行流动性测试；
S24，测试结束后，所述涂层样品运动控制模块将涂层样品移动到指定位置，待下一次测试使用。
优选地，所述S4中，图像处理模块还包括对图像进行图像预处理，其中，所述图像预处理具体包括以下步骤：
S411，图像预处理，对原始图像进行去噪、滤波、增强；
S412，物体分割，通过分割算法将图像中涂料表面与背景区分开来；
S413，特征提取，通过计算涂料表面特征来描述涂料流动性；
S414，物体跟踪，跟踪涂料表面的运动轨迹，以获得更准确的涂料流动性参数。
S5，计算机控制模块控制所述数据显示模块将所述涂料流动性指标显示出来，具体地，涂层样品的图像会通过图像采集模块传输给图像处理模块，通过对图像进行处理和分析，得出涂料的流动性指标，计算机控制模块会将处理后的数据传输给数据显示模块，数据显示模块则负责将涂料流动性指标显示出来，供操作人员参考和分析。
本发明提供的一种水性涂料流动性检测系统及方法具有以下优势：实现自动化，通过计算机控制各个模块的运行，使得整个水性涂料流动性检测系统实现了全自动化的检测过程，无需人工干预，大大提高了检测效率和准确性；精准度高，涂料涂层样品的制备技术设计和涂料流动性检测传感器的选择与安装，确保了检测的精度和准确度；数据可视化，系统采用了显示模块，能够直观地显示涂料流动性检测结果，便于用户进行数据分析和处理；操作简便，涂料流动性检测系统的操作简单、方便，用户只需要按照指示进行操作即可完成涂料流动性检测；测试数据多样性，涂料流动性检测系统通过计算机视觉技术将涂料特性通过不同数据展现方式呈现：数字、图形或表格形式；数据导出方便，涂料流动性检测系统将测试出来的数据实时存储在计算机模块的存储器中，随时可以以不同形式导出，方便于不同的科研人员去研究观察，本发明提供的水性涂料流动性检测系统以及检测方法具有广泛的应用前景，可在涂料生产和施工中得到广泛的应用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水性涂料流动性检测系统，其特征在于，所述检测系统包括:
涂料存储模块,用于储存待测涂料；
注液模块，用于将待测涂料注入涂层样品制备模块中；
涂层样品制备模块，用于制备涂层样品；
涂层样品分析模块，用于对制备好的涂层样品进行分析、测试和定时检测；
涂层样品运动控制模块，用于控制涂层样品的运动和位置；
图像采集模块，用于采集涂层样品在运动过程中的图像；
图像处理模块，用于对采集到的图像进行处理并得出涂料流动性指标；
数据显示模块，用于显示涂料流动性指标；
计算机控制模块，用于控制整个系统的运行，包括控制所述涂料存储模块、注液模块、涂层样品制备模块、涂层样品运动控制模块、图像采集模块、图像处理模块和数据显示模块的运行和协调工作；
所述涂料存储模块、所述注液模块、所述涂层样品制备模块、所述涂层样品运动控制模块、所述图像采集模块、所述图像处理模块和所述数据显示模块依次连接以后分别与所述计算机控制模块相连接；
所述涂料流动性指标包括：直线流程长度指标、平行流程长度指标、K值指标、摆涂长度指标和涂料流动度；其中，所述图像处理模块对涂料流动性指标进行标准化，并根据标准化结果进行评估检测，其标准化流程具体为：
直线流程长度标准化：通过S LV＝(LV-LV min)/(LV max-LV min)进行标准化，所述SLV表示直线流程长度标准化参数，所述LV min和LV max分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LV值；
平行流程长度标准化：使用公式S LH＝(LH-LH min)/(LH max-LH min)进行标准化，所述S LH表示平行流程长度标准化参数，所述LH min和LH max分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LH值；
K值标准化：使用公式S K＝(K-K min)/(K max-K min)进行标准化，所述S K表示K值标准化参数，所述K min和K max分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的K值；
摆涂长度标准化：使用公式S SR＝(SR-SR min)/(SR max-SR min)进行标准化，所述SSR表示摆涂长度标准化，所述SR min和SR max分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的Spreading Rate值；
所述涂料流动度的具体计算方式如下：
其中，所述F表示涂料流动度，单位为毫米/秒，所述t表示涂料从流动量杯中流出所需时间，单位为秒，所述d表示流动量杯出口的直径，单位为毫米，所述V表示流动量杯容积，单位为毫升，所述ρ表示涂料的密度，单位为千克/立方米，所述η表示涂料的粘度，单位为帕斯卡秒，所述表示f测量工具内部的摩擦系数修正系数，为0.8-1.0之间的数值。
2.根据权利要求1所述的水性涂料流动性检测系统，其特征在于，所述涂料存储模块包括涂料容器，所述注液模块包括注液泵、控制阀门以及与涂料存储模块和涂层样品制备模块分别相连接的注液管道，所述涂层样品制备模块包括涂料检测平台、涂刷头和涂刷电机，所述涂层样品运动控制模块包括检测平台移动电机和控制系统，所述图像采集模块包括摄像头和图像采集卡。
3.根据权利要求2所述的水性涂料流动性检测系统，其特征在于，所述涂料检测平台上设置有多种传感器，具体包括温度传感器、流量传感器和湿度传感器。
4.根据权利要求2所述的水性涂料流动性检测系统，其特征在于，所述涂料检测平台包括：
采样和制样单元，用于采集涂料样品，并将其制成规定尺寸和厚度的涂层样品，以便进行性能测试；
流变性能测试单元，用于测试涂料的流变性能，包括流平性、粘度、剪切模量、弹性模量和塑性模量；
流动性能测试单元，用于测试涂料的流动性能，包括流动长度、流动时间和表面张力；
干燥时间测试单元，用于测试涂料在不同温度和湿度条件下的干燥时间和固化效果；
附着力测试单元，用于测试涂料对基材的附着力，包括剥离强度、擦伤强度和划伤强度。
5.根据权利要求2所述的水性涂料流动性检测系统，其特征在于，所述注液管道采用螺纹连接、法兰连接或快速接头其中一种连接方式。
6.根据权利要求1所述的水性涂料流动性检测系统，其特征在于，所述图像处理模块采用计算机视觉技术，通过图像分析算法对采集到的图像进行处理得出涂料流动性指标，所述图像分析算法包括二值化、边缘检测、形态学处理和轮廓分析。
7.根据权利要求1-6任意一项权利要求所述的水性涂料流动性检测系统，其特征在于，所述数据显示模块将涂料流动性指标以数字、曲线、图形或表格的方式进行显示，同时将数据存储到数据库中。
8.一种水性涂料流动性检测方法，所述检测方法基于上述权利要求1-7任意一项权利要求所述的水性涂料流动性检测系统，其特征在于，所述检测方法包括：
S1，将待测涂料存放在所述涂料存储模块中；
S2，计算机控制模块控制所述注液模块将待测涂料注入所述涂层样品制备模块中，并制备出涂层样品；
S3，计算机控制模块控制所述图像采集模块采集所述涂层样品表面的图像，并将图像传输给所述图像处理模块；
S4，计算机控制模块控制所述图像处理模块对采集到的图像进行处理，并得出涂料流动性指标；
S5，计算机控制模块控制所述数据显示模块将所述涂料流动性指标显示出来；
其中，所述涂料流动性指标包括：直线流程长度指标、平行流程长度指标、K值指标、摆涂长度指标和涂料流动度；所述步骤S4中，还包括所述图像处理模块对涂料流动性指标进行标准化，并根据标准化结果进行评估检测，其标准化流程具体为：
S401.直线流程长度标准化：通过S LV＝(LV-LV min)/(LV max-LV min)进行标准化，所述S LV表示直线流程长度标准化参数，所述LV min和LV max分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LV值；
S402.平行流程长度标准化：使用公式S LH＝(LH-LH min)/(LH max-LH min)进行标准化，所述S LH表示平行流程长度标准化参数，所述LH min和LH max分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的LH值；
S403.K值标准化：使用公式S K＝(K-K min)/(K max-K min)进行标准化，所述S K表示K值标准化参数，所述K min和K max分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的K值；
S404.摆涂长度标准化：使用公式S SR＝(SR-SR min)/(SR max-SR min)进行标准化，所述S SR表示摆涂长度标准化，所述SR min和SR max分别表示涂料库中最差和最好的涂料所具有的Spreading Rate值；
其中，所述涂料流动度的具体计算方式如下：
其中，所述F表示涂料流动度，单位为毫米/秒，所述t表示涂料从流动量杯中流出所需时间，单位为秒，所述d表示流动量杯出口的直径，单位为毫米，所述V表示流动量杯容积，单位为毫升，所述ρ表示涂料的密度，单位为千克/立方米，所述η表示涂料的粘度，单位为帕斯卡秒，所述表示f测量工具内部的摩擦系数修正系数，为0.8-1.0之间的数值。
9.根据权利要求8所述的一种水性涂料流动性检测方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：
S21，所述注液泵控制所述待测涂料从所述涂料存储模块中流入所述注液管道，再经过所述注液模块中的所述控制阀门流入涂刷头处；
S22，通过所述涂刷电机的旋转控制涂刷头将所述待测涂料均匀地涂在所述涂料检测平台上，使得涂料形成一个较平滑的涂层；
S23,待涂料干燥后，所述涂层样品运动控制模块移动涂层样品到涂料检测平台上进行流动性测试；
S24，测试结束后，所述涂层样品运动控制模块将涂层样品移动到指定位置，待下一次测试使用。
10.根据权利要求8所述的一种水性涂料流动性检测方法，其特征在于，所述S4还包括图像预处理，具体包括以下步骤：
S411，图像预处理，对原始图像进行去噪、滤波、增强；
S412，物体分割，通过分割算法将图像中涂料表面与背景区分开来；
S413，特征提取，通过计算涂料表面特征来描述涂料流动性；
S414，物体跟踪，跟踪涂料表面的运动轨迹，以获得更准确的涂料流动性参数。
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