CN212568393U - 一种光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，包括冷却装置、智能电脑室和测试室，测试室用于检测、收集样品的耐紫外疲劳性的相关数据，智能电脑室用于处理数据，冷却装置用于为灯管降温。本实用新型可以模拟室外太阳自然暴晒环境，测试结果更加真实准确；并配有智能冷却装置，节能的同时可以起到给灯管快速降温的效果，还可以调节紫外光强度，达到模拟不同的季节和不同时间段的太阳光效果，也可监测特定照射时间后光致变色材料的紫外疲劳衰减程度，实现实时地监控紫外疲劳性能，装置结构合理，具有智能化、误差小、效率高的优点，适用于各种光致变色材料的耐疲劳性测试，如纺织品、皮革、塑料、橡胶、纸张、陶瓷等。

Description

一种光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置

技术领域

本实用新型涉及耐紫外疲劳性测试领域，具体涉及一种光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置。

背景技术

光致变色材料在用紫外光照射的时候，会发生化学反应而显现为某种颜色，在紫外光消失后又恢复为原本颜色。光致变色材料均存在着一定的紫外疲劳性，即光致变色材料会随着紫外照射时间延长而慢慢失效，失效后不会再发生变色，因此耐紫外疲劳性是一项重要的性能指标。光致变色耐紫外疲劳性测试方法是，将被检测的光致变色材料放在一定强度紫外光下照射，根据紫外光照射一定时间后检测样变色色深的衰减程度百分比，评价试样的耐紫外疲劳性。

专利CN 206387703 U《一种日晒气候色牢度测试仪》，有使用者使用该专利仪器进行测试光致变色材料的耐紫外疲劳性，该专利装置有以下四点原因不适用于测试光致变色耐紫外疲劳性，1.该专利中使用的氙弧灯与测试物之间未安装滤光片，这样的光谱不能有效模拟太阳光光谱；2.该专利装置不能调节紫外光的强度，也不能对紫外光强度进行读数，不能模拟不同季节下光致变色材料的耐疲劳性；3.该专利装置没有冷却水装置，只有一个水箱的循环水无法满足给持久工作状态下的灯管周围降温需求，灯管工作时会产生大量的热，不及时散热会降低灯管及装置寿命。4.该专利装置无法测试光致变色材料的具体耐紫外疲劳时间，如设定的测试时间结束时可能早已过了检测样的耐紫外疲劳时间，并且在不取出测试样前提下也无法在线测试某一时间光致变色材料的紫外疲劳衰减程度。

目前市场上针对光致变色材料的耐紫外疲劳性测试，没有统一的标准方法，测试方法各异，测试装置简单(如只有紫外灯管)，结构不合理，效率低，导致测试结果误差大，很难实现再现性，且暴露的紫外线可能会对使用者的身体造成危害，比如光致变色材料需要在紫外光下才能变色，在无保护测试时会对人体有一定伤害。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，可以模拟室外太阳自然暴晒环境，使测试结果更加真实准确，可以调节紫外光强度，达到模拟不同的季节和不同时间段的太阳光效果，并配有智能测试装置，快捷测试出耐紫外疲劳性结果。

本实用新型采用的技术方案是：一种光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，包括冷却装置和测试装置，测试装置包括智能电脑室和测试室，测试室内设置有测试室开关、摄像机、智能电阻变阻器、紫外测试仪、电机、测试面、冷凝管、氙灯灯管和滤光片；电机固定在测试室顶部，电机转动轴向下与电机连接架固定连接，测试面为长条形，若干测试面围成圆柱形，圆柱形的上下两端通过测试面固定环固定，上端的测试面固定环与电机连接架固定连接，测试面内侧设置有样品测试卡片，测试面之间的空隙镶嵌有紫外测试仪，氙灯灯管设置在冷凝管内，滤光片设置在氙灯灯管和冷凝管之间，滤光片过滤后的光线与日光具有相似的光谱能量分布；冷凝管设置在测试面围成的圆柱的内部中心处，冷凝管内装有去离子水，底部设置有冷凝管固定架，冷凝管的入水口和出水口分别与冷却装置的出水口和入水口连接；摄像机附在冷凝管壁上；智能电阻变阻器与氙灯灯管串联，用于调节氙灯灯管的工作功率，释放出所需的紫外强度；测试室开关控制着整个测试室的开关；智能电脑室用于控制智能电阻变阻器的电阻，并接收、处理摄像机和紫外测试仪收集的数据；冷却装置用于冷却冷凝管内的去离子水。电机带动测试面转动，使摄像机可以检测所有的样品测试卡片；冷凝管可以及时的散去氙灯散发出的热量，延长装置的使用寿命；滤光片过滤后的光线与日光具有相似的光谱能量分布，可以有效的模拟太阳光光谱，通过智能电阻变阻器调节紫外光强度，达到模拟不同的季节和不同时间段的太阳光效果。

进一步，冷却装置设置有冷却装置面板、制冷压缩机和水槽，冷却装置面板安装在冷却装置前侧，用于控制冷却装置的运行；水槽固定在冷却装置内侧顶部中心处，水槽内装有去离子水，通过进测试室上水管与出测试室下水管与冷凝管连通，实现去离子水循环，制冷压缩机设置在水槽底部，用于制造冷气，并将冷气排入水槽冷却管中，水槽冷却管为弹簧型环状，置于水槽内水面以下，给水槽中的去离子水降温。冷却装置可以更有效的循环吸收氙灯发出的热量，使装置能长时间的稳定运行。

进一步，冷却装置还包含温度探测器，温度探测器由温度探针、连接线和智能调温器构成，温度探针设置在冷凝管壁上，实时探测冷凝管处的温度，并通过连接线传送给智能调温器，智能调温器安装在冷却装置内部，根据温度探针测得的温度来控制制冷压缩机的运行。通过温度探针来实时监测冷凝管的温度，当温度超过设定值时，智能调温器启动制冷压缩机制冷，降低水槽内去离子水的温度，通过水循环从而降低冷凝管的温度，当温度低于设定值时，智能调温器关闭制冷压缩机，从而节省电能。

进一步，水槽开口处设置有水槽盖，用于防止水槽中的去离子水被外界污染以及方便换水。

进一步，冷却装置面板上设置有冷却键、循环键、开关键和温度显示屏，冷却键用于控制制冷压缩机的开关；循环键用于控制水槽和冷凝管中的水环循开关；开关键用于控制冷却装置的开关；温度显示屏用于显示温度探针测得的温度。

进一步，智能电脑室包含智能电脑室开关、集成主板、液晶触屏面板、USB接孔和HDMI 接孔，智能电脑室开关控制整个智能电脑室的开关；集成主板装有日期软件、时间软件、测试颜色色深datacolor软件和蓝牙软件，日期软件和时间软件用于记录每次的测试时间，测试颜色色深datacolor软件会根据不同时间段样品变色后颜色的色深差异，计算变色后的衰减百分比并绘制随时间的衰减曲线，蓝牙软件可以将测试装置内的摄像机与移动设备相连接，从而可以使用移动设备拍照或者录像，实时观测样品的变色情况；液晶触屏面板用于显示设备信息及控制按钮；USB接孔用于将测试的数据及曲线传输到外置U盘中；HDMI接孔用于输出摄像机拍摄到的图片和录像。

进一步，紫外测试仪有两个，相对的镶嵌在测试面之间，实时测试氙灯灯管释放的紫外强度，工作时以两个紫外测试仪的测试结果中较大的为准，避免因紫外光线被摄像机遮挡而引起的读数偏低现象。

进一步，摄像机的拍摄角度与摄像机位置处的紫外光的照射角度呈垂直关系，摄像机包括摄像头和滤镜，滤镜用于过滤强紫外光线，保护摄像头，摄像头有两个，一个摄像头将拍的照片传递给集成主板的测试颜色色深datacolor软件，另一个摄像头将拍摄的照片或录像传给外置设备。

进一步，测试面内侧焊接有卡槽，样品测试卡片比卡槽略高，自上向下装入卡槽内。

进一步，冷却装置、智能电脑室和测试室均设置有用于降温的风扇。

本实用新型使用了氙灯光源及滤光片，可以模拟室外太阳自然暴晒环境，测试结果更加真实准确；并配有智能冷却装置，节能的同时可以起到给灯管快速降温的效果，还可以调节紫外光强度，达到模拟不同的季节和不同时间段的太阳光效果，也可监测特定照射时间后光致变色材料的紫外疲劳衰减程度，实现实时地监控紫外疲劳性能，装置结构合理，具有智能化、误差小、效率高的优点，适用于各种光致变色材料的耐疲劳性测试，如纺织品、皮革、塑料、橡胶、纸张、陶瓷等。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图；

图2为本实用新型冷却装置内部结构示意图；

图3为本实用新型的智能电脑室内部结构示意图；

图4为本实用新型的测试室内部结构示意图；

图5为本实用新型的测试面结构示意图；

图6为本实用新型摄像机拍摄角度及紫外测试仪位置俯视图。

图中：1、冷却装置；2、测试装置；3、智能电脑室；4、测试室；5、智能电脑室开关； 6、液晶触屏面板；7、测试室开关；8、测试仓门；9、进测试室上水管；10、出测试室下水管；11、探针线；12、冷却装置面板；13、冷却键；14、循环键；15、开关键；16、水槽盖；17、水槽；18、水槽冷却管；19、制冷压缩机；20、智能调温器；21、制冷装置风扇；22、智能电脑室风扇；23、集成主板；24、USB接孔；25、HDMI接孔；26、氙灯灯管； 27、固定架；28、电机；29、电机连接架；30、冷凝管；31、卡槽；32、样品测试卡片； 33、测试面；34、冷凝管固定架；35、固定台；36、温度探针；37、智能电阻变阻器；38、摄像机；39、紫外测试仪；40、温度显示屏；41、测试面固定环；42、滤光片；43、测试室风扇。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本实施例包括冷却装置1和测试装置2，测试装置2包含智能电脑室3和测试室4。冷却装置1和测试装置2通过进水管9和出水管10相连接，

如图2所示，冷却装置1内部结构有水槽17和制冷压缩机19，水槽17内装有去离子水，去离子水液面下内置有弹簧型的环状水槽冷却管18，水槽17顶部有水槽盖16，水槽 17下方分别接有进测试室上水管9和出测试室下水管10。制冷压缩机19的接头与环状冷却管18相通。冷却装置1内部装有温度探测器，温度探测器由温度探针36、连接线11和智能调温器20组成，智能调温器20与测试室4的温度探针36通过探针线11相连接，并且智能调温器20与制冷压缩机19有导线相连接。当温度探针36处温度大于25℃时，智能调温器20会发出指令给制冷压缩机19工作，制冷压缩机19通过水槽冷却管18给水槽 17中水降温，降温后的水回流到测试室4的冷凝管30，从而给测试室4的氙灯灯管26处降温，当温度探针36处温度低于20℃时，智能调温器20会发出指令让制冷压缩机19暂时停止工作，处于待机状态，从而节省电能。

冷却装置1外部结构前面有冷却装置面板12，冷却装置面板12上面有冷却键13、循环键14、开关键15、温度显示屏40，开关键15打开后会接通整个冷却装置电源，循环键14打开后会使进测试室上水管9和出测试室下水管10内的循环水开始循环流动，冷却键 13打开后会使制冷压缩机19处于待机状态，温度显示屏40会实时显示温度探针36处的温度。冷却装置1外部结构右边壁上装有制冷装置风扇21，用来给制冷压缩机19降温。

如图3所示，智能电脑室3内部结构主要是集成主板23，集成主板23是整个测试装置2的控制中心。智能电脑室3外部结构前方是液晶触屏面板6，液晶显触摸面板6上的对话框包含：日期、时间、已疲劳程度百分比、紫外强度调节按钮、蓝牙开关按钮，液晶显触摸面板6下方有一个USB接孔24和一个HDMI接孔25。外部结构前方右上处是智能电脑室开关5，控制着整个智能电脑室3的电源，外部结构右壁上装有智能电脑室风扇22，用来给集成主板23降温。

如图4所示，测试室4内部结构自上而下是电机28、智能变阻器37、测试面33、测试面固定圆环41、氙灯灯管26、滤光片42、冷凝管30、温度探针36、摄像头38、固定台35。测试面固定环41通过连接架29与电机28相连接，电机28转速为10r/min；氙灯灯管长度是25cm，通过上下两个固定架27与冷凝管30相连接；冷凝管30高度为35cm，通过固定架34与固定台35相连接，固定台35放置在测试室内底部；氙灯灯管26与冷凝管30之间有滤光片42，并通过固定架27固定；冷凝管30上方与出测试室下水管10相连接，冷凝管30下方与进测试室上水管9相连接；冷凝管30壁上附有探针36；冷凝管30 中间壁上附有摄像机38，摄像机38周边有保护摄像头的滤镜，摄像机内置有两个摄像头，一个摄像头的作用是将拍的照片传递给集成主板23的datacolor软件测试色深，另一个摄像头的作用是与外置设备相连接。如图5、图6所示，装置中有8个测试面33，测试面 33的大小是4cm*30cm，8个测试面33通过上下两个固定圆环41固定在一起，固定圆环 41的半径是12.7cm，两个测试面间隔宽是6cm，测试面33上焊接有卡槽31，大小是4cm*7cm，卡槽内装有样品测试卡片32，大小是3.8cm*8cm，样品测试卡片32自上向下塞入卡槽31 内。两个测试面33间隔6cm中间处镶嵌有两个紫外测试仪39，并且两个紫外测试仪39相对放置，读数较大的紫外测试仪39将测得的紫外强度传输给集成主板23，集成主板23分析测得的紫外强度与液晶触摸面板6设置的紫外强度是否一致，如不一致将作出适当调节。测试室外部设置有测试室开关7和测试仓门8，测试仓门8可以放入和取出检测样。测试室4也设置有用于降温的测试室风扇43。

设备在使用时，先打开测试仓门8将待测的样品测试卡片32依次放入卡槽31中，然后关闭测试仓门8，启动冷却装置1中的开关键15、冷却键13和循环键14，再启动测试室4开关7和智能电脑室3开关5，根据需求设定紫外强度，两个紫外测试仪39实时测试氙灯灯管26释放的紫外强度(测定290-390nm波段的紫外线，测定强度范围是1-10000 μW/cm²)，以两个紫外测试仪39测试结果较大的为准，传送给集成主板23，集成主板23 对比设定的紫外强度和紫外测试仪39检测到的紫外强度是否一致，如不一致将做出适当调节。氙灯灯管26发出的光经滤光片42过滤后光谱接近太阳光光谱，样品在紫外光的作用下改变颜色，紫外强度调整完成之后，摄像机38记录下此时的变色深度，并以此变色深度为100％色深。温度探针36实时检测冷凝管30的温度，当冷凝管30因氙灯灯管26散发的热量而温度超过设定值25℃时，智能调温器20启动制冷压缩机19，降低水槽17内的去离子水的温度，通过水循环带走冷凝管30内的热量，从而降低冷凝管30处的温度，当温度探针36检测到冷凝管30处的温度低于设定值20℃时，智能调温器20控制制冷压缩机19暂时停止工作，处于待机状态。在装置的运行过程中，紫外测试仪39和摄像机38 一直实时的检测相关数据，并传输给集成主板23。集成主板23的日期软件和时间软件记录每次的测试时间，测试颜色色深datacolor软件会根据不同时间段变色后颜色的色深差异，计算变色后的衰减百分比，并绘制随时间的衰减曲线。如有需要，可以使用蓝牙软件将摄像机38与移动设备相连接，或者使用HDMI连接线将摄像机38与电脑相连接，从而可以使用移动设备或电脑拍照或者录像，实时观测测试装置内样品的变色情况。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，包括冷却装置(1)和测试装置(2)，所述测试装置(2)包括智能电脑室(3)和测试室(4)，其特征在于：

所述测试室(4)内设置有测试室开关(7)、摄像机(38)、智能电阻变阻器(37)、紫外测试仪(39)、电机(28)、测试面(33)、冷凝管(30)、氙灯灯管(26)和滤光片(42)；所述电机(28)固定在测试室(4)顶部，电机(28)转动轴向下与电机连接架(29)固定连接，所述测试面(33)为长条形，若干测试面(33)围成圆柱形，圆柱形的上下两端通过测试面固定环(41)固定，上端的测试面固定环(41)与所述电机连接架(29)固定连接，所述测试面(33)内侧设置有样品测试卡片(32)，测试面(33)之间的空隙镶嵌有紫外测试仪(39)，所述氙灯灯管(26)设置在所述冷凝管(30)内，所述滤光片(42)设置在氙灯灯管(26)和冷凝管(30)之间，滤光片(42)过滤后的光线与日光具有相似的光谱能量分布；所述冷凝管(30)设置在测试面(33)围成的圆柱的内部中心处，所述冷凝管(30)内装有去离子水，底部设置有冷凝管固定架(34)和固定台(35)，所述冷凝管(30)的入水口和出水口分别与冷却装置(1)的出水口和入水口连接；所述摄像机(38)附在冷凝管(30)壁上；所述智能电阻变阻器(37)与所述氙灯灯管(26)串联，用于调节氙灯灯管(26)的工作功率，释放出所需的紫外强度；所述测试室开关(7)控制着整个测试室的开关；

所述智能电脑室(3)用于控制所述智能电阻变阻器(37)的电阻，并接收、处理所述摄像机(38)和紫外测试仪(39)收集的图片和数据；

所述冷却装置(1)用于冷却所述冷凝管(30)内的去离子水。

2.如权利要求1所述的光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，其特征在于，所述冷却装置(1)设置有冷却装置面板(12)、制冷压缩机(19)和水槽(17)，所述冷却装置面板(12)安装在冷却装置(1)前侧，用于控制冷却装置(1)的运行；所述水槽(17)固定在冷却装置(1)内侧顶部中心处，水槽(17)内装有去离子水，通过进测试室上水管(9)与出测试室下水管(10)与所述冷凝管(30)连通，实现去离子水循环，所述制冷压缩机(19)设置在水槽(17)下部，用于制造冷气，并将冷气排入水槽(17)冷却管(18)中，所述水槽冷却管(18)为弹簧型环状，置于水槽(17)内水面以下，给水槽(17)中的去离子水降温。

3.如权利要求2所述的光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，其特征在于，所述冷却装置(1)还包含温度探测器，所述温度探测器由温度探针(36)、连接线(11)和智能调温器(20)构成，所述温度探针(36)设置在冷凝管(30)壁上，实时探测冷凝管(30) 处的温度，并通过所述连接线(11)传送给智能调温器(20)，所述智能调温器(20)安装在冷却装置(1)内部，根据温度探针(36)测得的温度来控制制冷压缩机(19)的运行状态。

4.如权利要求2或3所述的光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，其特征在于，所述水槽(17)开口处设置有水槽盖(16)，用于防止水槽(17)中的去离子水被外界污染以及方便换水。

5.如权利要求4所述的光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，其特征在于，所述冷却装置面板(12)上设置有冷却键(13)、循环键(14)、开关键(15)和温度显示屏(40)，所述冷却键(13)用于控制制冷压缩机(19)的开关；所述循环键(14)用于控制水槽(17)和冷凝管(30)中的水环循开关；所述开关键(15)用于控制冷却装置(1)的开关；所述温度显示屏(40)用于显示温度探针(36)测得的温度。

6.如权利要求1所述的光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，其特征在于，所述紫外测试仪(39)有两个，相对的镶嵌在测试面(33)之间，实时测试氙灯灯管(26)释放的紫外强度，工作时以两个紫外测试仪(39)的测试结果中较大的为准，避免因紫外光线被摄像机(38)遮挡而引起的读数偏低现象。

7.如权利要求1所述的光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，其特征在于，所述测试面(33)内侧焊接有卡槽(31)，所述样品测试卡片(32)比卡槽(31)略高，自上向下装入卡槽(31)内。

8.如权利要求1所述的光致变色材料耐紫外疲劳性测试装置，其特征在于，所述冷却装置(1)、智能电脑室(3)和测试室(4)均设置有用于降温的风扇。

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