一种聚合物薄膜高精度定厚仪的制作方法

本发明涉及一种聚合物薄膜测量装置，更具体地说，涉及一种聚合物薄膜高精度定厚仪。

背景技术：

在聚合物薄膜材料的制备和测试方面，厚度测量是比较常用的一种测量手段，目前市场上和实验中所使用的大都是直接测量材料厚度的仪器，如涂膜测厚仪、千分尺和螺旋测微器等，还没有能够直接对所测材料直接定厚的仪器，而一般聚合物薄膜材料需要经过压膜的过程，不能控制材料厚度，测出的厚度也体现出不均匀的现象，导致测试聚合物薄膜材料的相关性能时，往往几十甚至几百个微米就能够造成较大的实验结果误差，而一次性制备出想要厚度的材料，又是难上加难。

涂膜测厚仪可无损地测量磁性金属基体（如钢、铁、合金和硬磁性钢等）上非磁性涂层的厚度（如铝、铬、铜、珐琅、橡胶、油漆等）及非磁性金属基体（如铜、铝、锌、锡等）上非导电覆层的厚度（如：珐琅、橡胶、油漆、塑料等）。涂膜测厚仪采用磁感应原理时，利用从测量探头经过非铁磁覆层而流入铁磁基体的磁通的大小，来测定覆层厚度。此类磁感应测厚仪，分辨率达到0.1µm，允许误差达1%，量程达10mm。

绝大多数聚合物有玻璃态、粘流态和高弹态三种状态，对应有三种温度，在制备聚合物薄膜时，若聚合物处于在粘流温度以上时，聚合物变为熔融、粘滞的液体，受力可以流动，高聚物如合成塑料加工成型、合成纤维纺丝等，都是在高聚物的黏流态下进行的，因此处于粘流态的高聚物可塑性强，为聚合物薄膜材料的定厚提供了现实的依据。

技术实现要素：

针对上述的不足，本发明提供了一种聚合物薄膜高精度定厚仪，该定厚仪由底座、支撑杆、螺旋驱动装置、传送装置、螺旋套、螺旋杆、涂膜测厚仪、两个玻璃压片器和数据采集与控制装置组成。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚合物薄膜高精度定厚仪，包括底座、支撑杆、螺旋驱动装置、传送装置、螺旋套、下降杆、涂膜测厚仪、两个玻璃压片器和数据采集与控制装置，其特征是，所述传送装置包括联轴器、齿轮a和齿轮b，所述螺旋驱动装置包括电机和控制器，底座位于最底端，支撑杆竖直垂直放置，下面固定连接底座，上面连接螺旋驱动装置的电机，电机另一端连接传送装置的联轴器，螺旋驱动装置的控制器连接数据采集与控制装置，传送装置的联轴器连接齿轮a，齿轮a和齿轮b相互啮合，齿轮b连接螺旋套，整个传送装置的连接方式为正齿平行安装，螺旋套连接下降杆，涂膜测厚仪集成于下降杆上，涂膜测厚仪的输出线连接数据采集与控制装置，两个玻璃压片器，上玻璃压片器嵌套连接下降杆，下玻璃压片器嵌套连接底座，所要测量定厚的聚合物薄膜材料倾倒于两个玻璃压片器之间。

作为优选，所述螺旋驱动装置，电机用于维持齿轮a和齿轮b的转动，控制器连接数据采集与控制装置，用于控制与记录螺旋套转过的角度与下降杆下降的高度。

作为优选，所述下降杆为不规则凹型结构，与上玻璃压片器嵌套连接，螺旋套每转7.2度，下降杆下降高度为10µm。

作为优选，所述涂膜测厚仪包括表盘、探头和输出线，探头具有磁性，表盘与探头集成于下降杆上，探头底端与下降杆底端平齐，输出线连接数据采集与控制装置，用于数据控制与传输。

作为优选，所述两个玻璃压片器为不规则凹形结构，厚度小于5mm，下玻璃压片器上表面的长度与宽度均比上玻璃压片器下表面的大。

作为优选，所述底座材质为钢，具有磁性，设有圆孔，底座通过圆孔与支撑杆固定连接。

该专利的有益之处是：本发明提供了一种聚合物薄膜高精度定厚仪，利用螺旋驱动装置的螺旋放大原理，通过数据采集与控制装置与涂膜测厚仪和螺旋驱动装置的数据通讯，结合涂膜测厚仪的磁吸力测量原理，能够实现自定义厚度，得到想要的聚合物薄膜材料厚度，也即定厚，这种控制方式大大提高了装置下降过程的精度，对于薄膜厚度的测量更精准，采用两个玻璃压片器，能够使得聚合物薄膜材料厚度更为均一，设备成本低廉，效果显著。

附图说明

图1为本发明一种聚合物薄膜高精度定厚仪的结构示意图。

图2为本发明一种聚合物薄膜高精度定厚仪的上玻璃压片器与下降杆嵌套俯视图。

图3为本发明一种聚合物薄膜高精度定厚仪的下玻璃压片器与底座嵌套俯视图。

图4为本发明一种聚合物薄膜高精度定厚仪的传送装置连接方式示意图。

图5为本发明一种聚合物薄膜高精度定厚仪的自动控制程序图。

其中：1、底座，2、支撑杆，3、螺旋驱动装置，4、传送装置，5、螺旋套，6、下降杆，7、涂膜测厚仪，8、上玻璃压片器，9、下玻璃压片器，10、数据采集与控制装置，11、聚合物薄膜材料，12、涂膜测厚仪的探头，13、圆孔，401、联轴器，402、齿轮a，403、齿轮b。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种聚合物薄膜高精度定厚仪作进一步说明。

参见图1与图4，一种聚合物薄膜高精度定厚仪包括底座1、支撑杆2、螺旋驱动装置3、传送装置4、螺旋套5、下降杆6、涂膜测厚仪7、上玻璃压片器8、下玻璃压片器9、数据采集与控制装置10、圆孔13，其特征是，所述传送装置4包括联轴器401、齿轮a402和齿轮b403，所述螺旋驱动装置3包括电机和控制器，底座1位于最底端，支撑杆2竖直垂直放置，下面固定连接底座1，上面连接螺旋驱动装置3的电机，电机另一端连接传送装置4的联轴器401，螺旋驱动装置3的控制器连接数据采集与控制装置10，传送装置4的联轴器401连接齿轮a402，齿轮a402与齿轮b403相互啮合，齿轮b403连接螺旋套5，整个传送装置4的连接方式为正齿平行安装，螺旋套5连接下降杆6，涂膜测厚仪7和涂膜测厚仪的探头12均集成于下降杆6上，涂膜测厚仪7的输出线连接数据采集与控制装置10，两个玻璃压片器，上玻璃压片器8嵌套连接下降杆6，下玻璃压片器9嵌套连接底座1，所要测量定厚的聚合物薄膜材料11倾倒于两个玻璃压片器之间。

结合图1、图2、图3和图4，所述螺旋驱动装置3，电机用于维持齿轮a402和齿轮b403的转动，控制器连接数据采集与控制装置10，用于控制与记录螺旋套5转过的角度与下降杆6下降的高度；所述下降杆6为不规则凹型结构，与上玻璃压片器8嵌套连接，螺旋套5每转7.2度，下降杆6下降高度为10µm；所述涂膜测厚仪7包括表盘、探头12和输出线，探头12具有磁性，表盘与探头12集成于下降杆6上，探头12底端与下降杆6底端平齐，输出线连接数据采集与控制装置10，用于数据控制与传输；所述两个玻璃压片器为不规则凹形结构，厚度小于5mm，下玻璃压片器9上表面的长度与宽度均比上玻璃压片器8下表面的大；所述底座1材质为钢，具有磁性，设有圆孔13，底座1通过圆孔13与支撑杆2固定连接。

本发明一种聚合物薄膜高精度定厚仪选用的材料为聚合物薄膜材料11，因为一般聚合物材料在制备薄膜的过程中，升温使其与其他颗粒混合或者材料本身处于熔融状态，便于制备成膜，但在降温凝固成膜的过程中，聚合物材料会经历粘流态，变为熔融、粘滞的液体，此时的聚合物材料未成膜，但受力会流动，不会破坏分子结构，适用于聚合物成型与合成纤维纺丝等，此处便是利用聚合物粘流态对材料进行定厚，将粘流态液体倾倒在两个玻璃压片器之间，通过下降杆控制其厚度。

如图1与图5，本发明一种聚合物薄膜高精度定厚仪的工作原理：

当把聚合物薄膜材料11倾倒于两个玻璃压片器之间时，涂膜测厚仪7的表盘有一个具体的示数为实际数值，数据采集与控制装置10给出一个预设值，将涂膜测厚仪7示数输出到数据采集与控制装置10，比较实际数值与预设值，并进行判定，若实际数值大于预设值，则将命令传给螺旋驱动装置3，螺旋驱动装置3的电机令齿轮a和齿轮b的转动，控制器连接数据采集与控制装置10，使其按照螺旋套5每转7.2度，下降杆6下降高度为10µm的原则，利用螺旋放大原理，通过传送装置4的联轴器401、齿轮a402和齿轮b403齿轮传送，控制与记录螺旋套5转过的角度与下降杆6下降的高度，并输出到数据采集与控制装置10，同时涂膜测厚仪的探头12也下降，此时涂膜测厚仪7的表盘示数变化，采集此时的实际数值输出到数据采集与控制装置10，如此循环，当涂膜测厚仪7的实际数值不大于预设值时，得到并记录所需要的涂膜测厚仪7的数值，此数值减去两个玻璃压片器的厚度，即得到薄膜的厚度，使得聚合物薄膜高精度定厚仪停止工作，这种数控联合装置的工作方式实现了聚合物薄膜高精度定厚仪高度下降的自动控制。本发明利用螺旋驱动装置3的螺旋放大原理，通过数据采集与控制装置10与涂膜测厚仪7和螺旋驱动装置3的数据通讯，结合涂膜测厚仪7的磁吸力测量原理，能够实现自定义厚度，得到想要的聚合物薄膜材料厚度，也即定厚，这种控制方式大大提高了装置下降过程的精度，对于薄膜厚度的测量更精准，采用两个玻璃压片器，能够使得聚合物薄膜材料厚度更为均一，设备成本低廉，效果显著。

以上对本发明做了详细说明，但是这些说明仅为本发明的较佳实施例而已，因此不能认定本发明只局限于以上说明，凡是对本申请范围所作若干简单替换或者修改，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，仍在本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围以内。