一种测定不锈钢水槽防凝露涂层效果的装置的制作方法

本实用新型涉及一种不锈钢水槽设备，特别是一种测定不锈钢水槽防凝露涂层效果的装置及其测试防凝露涂层效果的方法。

背景技术：

水槽防凝露涂层一般是指不锈钢水槽底部的无机类涂层，能够有效地减少冷凝水的产生和吸附冷凝水，降低水滴掉落的可能，避免柜体因受潮而发霉。

涂层的防凝露性能是指减少涂层表面水蒸气凝结成液滴以及防止滴落的能力。对于防凝露涂层，尤其是水槽涂层，一个很重要的参数是初露点，即涂层表面的第一滴凝结水滴落的时间。现有测试涂层防凝露效果的装置一般采用如下结构：由温湿度控制仓、循环水浴、涂层结露椎体、结露收集器、电子天平、计算机等构成，其中，温湿度控制仓用于调控测试环境的温度和湿度条件，循环水浴用于调控涂料载体内部的温度，涂层结露椎体、结露收集器和电子天平放置于温湿度控制仓内，结雾收集器放置在电子天平上，电子天平用数据线连接，循环水浴通过连接管线与涂层结露椎体相连。但是，上述测试装置存在以下问题：

1、现有的涂层结露椎体是将待测图样涂覆于其上，椎体正上方开有两个连接孔与循环水浴连接。因为椎体正上方的平面没有涂层的保护，其不锈钢上表面由于内外温差会产生大量的凝露，如果聚集过多滴落，会极大影响实验结果；使用椎体时，只能测试隔热部分的性能，无法模拟不锈钢水槽的真实情况。

2、使用电子天平装置测定水槽涂层的防凝露效果时，由于水槽凹凸不平的涂层本身可能会发生少量掉落的现象，从而影响到初露点的准确测定。

3、椎体的固定和防抖动并没有相关具体的装置来控制，这将影响到每次测量结果的稳定性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种可有效提高实验结果准确性的测定不锈钢水槽防凝露涂层效果的装置。

本实用新型所要解决的另一个技术问题是提供一种采用上述测试装置实现不锈钢水槽防凝露涂层效果的测试方法，该测试方法的抗干扰能力强，测试结果准确度高。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种测定不锈钢水槽防凝露涂层效果的装置，其特征在于：所述装置包括有

不锈钢水槽，固定设置于一恒温恒湿腔室内，水槽内涂覆有防凝露涂层；

接液装置，设置于所述不锈钢水槽的底部，该接液装置的底部开设有滴液口；

凝露感应装置，位于所述接液装置的下方，该凝露感应装置内设置有遇水可变色的试纸，所述试纸的一侧设置有可照射于该试纸上的发光装置，所述试纸的另一侧设置有可感应该试纸颜色变化的感应装置；

光电检测电路，用于记录所述感应装置检测到上述发光装置的光照在试纸上反射后的光照强度信号以及该光照强度信号发生变化的时间。

作为优选，所述的发光装置为LED单色灯。进一步地，该LED单色灯以LED蓝光灯或者LED红光灯为优选。

为了更好地反应LED蓝光灯或红光灯照射到试纸上的光照强度变化，提高检测灵敏度，作为优选，所述的试纸为氯化钴试纸。

作为优选，所述的感应装置可以简单地为光敏电阻，光敏电阻和LED光源配合形成光电检测组件。

光电检测电路可以采用现有技术中的各种功能电路实现，作为优选，所述的光电检测电路可以优选地包括有以下各功能模块：

发光电路，能够发出固定强度的光；

感应电路，能够检测到从发光电路发出并经所述试纸反射回来的光强；

供电电路，给所述的发光电路和感应电路提供电源；

信号放大电路，其输入端连接所述感应电路的输出端，该信号放大电路检测感应电路的输出信号，并对该输出信号进行放大；

信号处理电路，其输入端连接所述信号放大电路的输出端，该信号处理电路根据信号放大电路放大后的光强信号判断试纸上面是否有水；该信号处理电路还包括有连接至所述供电电路的控制端，在判断试纸有水时所述控制端发出信号并使得供电电路断电；

计时装置，连接信号处理电路的输出端，可显示试纸从无水到有水所经历的时间。

所述的计时装置为可手动控制启动和重置的数码管。

为了方便水槽的夹持固定，作为优选，所述不锈钢水槽由自动装夹系统固定于恒温恒湿腔室内，所述的自动装夹系统包括有

压紧装置，包括有夹爪，用于夹紧不锈钢水槽的边沿；

传动装置，与所述压紧装置连接，用于驱动压紧装置的夹爪打开和闭合；

驱动装置，与所述传动装置相连，用于驱动传动装置动作。

作为优选，所述的压紧装置包括有至少两个沿不锈钢水槽的槽口径向相对而设的夹爪，每个夹爪包括有可相互配合使用的固定夹部和活动夹部，所述固定夹部固定设置于恒温恒湿腔室的顶端上，所述活动夹部位于该固定夹部的上方，并且，所述活动夹部还具有摆臂，所述摆臂铰接于一立柱上，所述立柱固定设置在所述恒温恒湿腔室的顶端上。

作为优选，所述固定夹部和活动夹部上分别设置有聚氨酯垫块。采用聚氨酯垫块具有弹性，对于不同法兰边厚度的水槽都具有夹紧功能，防止因水槽的晃动而导致水滴滴落，提高实验结果的准确性。

为了进一步提高水槽夹固的稳定性，保证受力均匀，作为优选，所述的夹爪有四个且呈十字形布置于所述不锈钢水槽的边沿四周。

为了能够更好地与恒温恒湿腔室相适配，作为优选，所述传动装置为一设置于所述恒温恒湿腔室外部的支架，该支架的主体部分截面呈U形，U型结构正好包裹恒温恒湿腔室的外轮廓，支架的U形两端分别与每一所述夹爪的摆臂尾端铰接连接。

为了提高传动装置的强度，作为优选，所述支架在U形的折弯处分别设置有加强筋。

作为优选，所述的驱动装置包括有导轨和电机，相应地，所述支架的底部还具有一可沿所述导轨滑移的底座，所述电机的输出轴与所述底座相连。

为了保证水滴完全能够滴入到接液装置内，作为优选，所述接液装置为一不锈钢盆体，该不锈钢盆体的开口大于底部，并且，所述不锈钢盆体的内表面涂覆有疏水涂层。

作为优选，所述的疏水涂层为聚四氟乙烯涂层。疏水涂层可以使滴落的第一滴水迅速流入凝露感应装置中，而不会粘附到接液装置的器壁上。

作为优选，所述接液装置与所述不锈钢水槽底部的距离为10～30cm。接液装置与不锈钢水槽底部的距离过小，接液装置可能会受水槽温度影响而降温，可能在接液装置的表面结露，影响结果；接液装置与不锈钢水槽底部的距离过大，水滴滴落的时间过长，造成一定测量误差。

作为优选，所述接液装置的滴液口孔径为1～2cm。滴液口的孔径过小，水滴形成毛细管效应，无法流入到检测试纸上；孔径过大，可能滴落的试纸区域变大，光电检测系统检测光斑需要变大，影响结果准确性。

作为优选，所述接液装置的下部与所述凝露感应装置的上开口端之间为焊接密封。

为了进一步提高检测精度，作为优选，所述凝露感应装置内还设置有除湿器。

本实用新型解决上述另一个技术问题所采用的技术方案为：一种测试不锈钢水槽防凝露涂层效果的方法，采用上述装置，其特征在于，所述的测试不锈钢水槽防凝露涂层效果的方法包括有如下步骤：

(1)、在不锈钢水槽内倒入冰水混合物，控制不锈钢水槽内的温度在冰熔点附近；

(2)、在试纸干燥状态下，开启发光电路，记录信号放大电路输出的光强信号；重复本步骤多次并取平均值，记录为试纸无水时的光强参考照度P1；

(3)、在试纸有水状态下，开启发光电路，记录信号放大电路输出的光强信号；重复本步骤多次并取平均值，记录为试纸有水时的光强参考照度P2；

(4)、求得试纸从无水到有水状态变化的光强参考照度中间值P’＝(P1+P2)/2；

(5)、开启计时装置，保持光电检测电路的接通，待水留下并滴入试纸上面时，检测信号放大电路输出的光强信号并传送给信号处理电路，信号处理电路根据光强参考照度中间值P’判断当前试纸是否有水，若当前光强照度小于P’，则试纸无水，循环本步骤；若当前光强照度大于等于P’，则试纸有水，计时装置停止计时，计时装置显示从试纸无水到试纸有水所经历的时间。

为了防止溢出，造成检测干扰，作为优选，所述不锈钢水槽内的冰水混合物的液面低于水槽内防凝露涂层的最高点位置。

为了提高参考照度的准确度，作为优选，所述步骤(2)和(3)中N的范围为N≥20。

作为优选，所述计时装置可以通过人工方式控制开启和重置，以便于灵活控制。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、水槽槽底的涂层可能会因为摩擦或者结块会发生少量的掉落，传统的采用电子天平装置无法区分涂层颗粒掉落和水滴掉落的情况，而本申请的测试装置只能检测水滴滴落的情况，使用遇水立即变色的试纸，并通过光电检测电路检测试纸颜色的变化，来判断是否有水滴落，这种检测装置相比现有采用电子天平装置的抗干扰能力更强，测试结果也更为准确。

2、直接采用水槽为涂层测试载体，更好地模拟现实环境，在水槽中加入定量的冰水混合物，既实现了温度的恒定，又能实现带涂层的不锈钢内外表面温度差，不需要其他的辅助设备就能够直接测试由涂层隔热性能以及吸水挂水性能综合带来的防凝露性能，得到的结果更具备现实参考意义。

3、采用自动装夹系统实现对水槽的自动夹紧，压紧装置采用的聚氨酯弹性夹块，对于不同法兰边厚度的水槽都具有夹紧功能，可有效防止因水槽的晃动而导致水滴滴落，从而提高实验结果的准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的不锈钢水槽防凝露涂层效果的测定装置结构示意图。

图2为图1所示测定装置的接液及检测机构的放大结构示意图。

图3为图1所示测定装置的俯视图。

图4为本实用新型实施例的光电检测电路的功能框图。

图5为本实用新型实施例的不锈钢水槽防凝露涂层效果的测定方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～4图所示，本实施例公开了一种测定不锈钢水槽1防凝露涂层效果的装置，该装置包括有不锈钢水槽1、自动装夹系统、接液装置6、凝露感应装置7和光电检测电路；

其中，不锈钢水槽1通过自动装夹系统固定设置于恒温恒湿腔室2内，不锈钢水槽1内涂覆有防凝露涂层11；

为了方便不锈钢水槽1的夹持固定，可以采用现有技术中的各种自动装夹系统来实现不锈钢水槽1法兰边的压紧，优选地，本实施例的自动装夹系统包括有压紧装置、传动装置和驱动装置，其中，压紧装置包括有至少两个沿不锈钢水槽1的槽口径向相对而设的夹爪31，用于夹紧不锈钢水槽1的边沿；为了进一步提高不锈钢水槽1夹固的稳定性，保证受力均匀，本实施例夹爪31有四个且呈十字形布置于不锈钢水槽1的边沿四周；每个夹爪31包括有可相互配合使用的固定夹部311和活动夹部312，固定夹部311固定设置于恒温恒湿腔室2的顶端上，活动夹部312位于该固定夹部311的上方，并且，活动夹部312还具有摆臂313，摆臂313铰接于一立柱32上，所述立柱32固定设置在恒温恒湿腔室2的顶端上；固定夹部311和活动夹部312上分别设置有聚氨酯垫块，采用聚氨酯垫块具有弹性，对于不同法兰边厚度的不锈钢水槽1都具有夹紧功能，防止因不锈钢水槽1的晃动而导致水滴滴落，提高实验结果的准确性。

传动装置与压紧装置连接，用于驱动压紧装置的夹爪31打开和闭合；为了能够更好地方便安装，并实现与恒温恒湿腔室2相适配，传动装置为一设置于所述恒温恒湿腔室2外部的支架4，该支架4的主体部分截面呈U形，U型结构正好包裹恒温恒湿腔室2的外轮廓，支架4的U形两端分别与每一夹爪31的摆臂313尾端铰接连接；本实施例的支架4有两个相互十字交叉的U型结构，可参见图3的俯视图；为了提高传动装置的强度，支架4在每个U形的折弯处还分别设置有加强筋41。

驱动装置与传动装置相连，用于驱动传动装置动作。本实施例的驱动装置包括有导轨51和电机52，为了提高控制精度，电机52优选步进电机52，相应地，支架4的底部还具有一可沿导轨51滑移的底座42，电机52的输出轴与底座42相连。

于是，当电机52启动后，电机52输出轴带动支架4底座42沿导轨51向前移动，进而推动整个U型支架4向上运动，支架4末端带动与之铰接的夹爪31的摆臂313运动，进而驱使夹爪31的活动夹部312与固定夹部311之间压紧；方向驱动电机52旋转，则可以使得夹爪31的活动夹部312与固定夹部311分开。

本实施例的接液装置6设置于不锈钢水槽1的底部，为了保证水滴完全能够滴入到接液装置6内，接液装置6为一不锈钢盆体，该不锈钢盆体的开口大于底部，并且，不锈钢盆体的内表面涂覆有聚四氟乙烯疏水涂层，疏水涂层可以使滴落的第一滴水迅速流入凝露感应装置7中，而不会粘附到接液装置6的器壁上。

接液装置6与不锈钢水槽1底部之间留有合适的间距，当两者距离过小，接液装置6可能会受不锈钢水槽1温度影响而降温，可能在接液装置6的表面结露，影响结果；当两者距离过大，水滴滴落的时间过长，造成一定测量误差。因此，本实施例优选地将接液装置6与不锈钢水槽1底部的距离设置为10～30cm为最佳。

接液装置6的底部开设有滴液口61，滴液口61的孔径过小，水滴形成毛细管效应，无法流入到检测试纸71上；孔径过大，可能滴落的试纸71区域变大，光电检测系统检测光斑需要变大，影响结果准确性，本实施例优选地设定滴液口61孔径为1～2cm。

凝露感应装置7位于接液装置6的下方，凝露感应装置7的上开口端与接液装置6的下部之间通过焊接密封。凝露感应装置7内设置有遇水可变色的试纸71，试纸71的一侧设置有可照射于该试纸71上的发光装置72，试纸71的另一侧设置有可感应该试纸71颜色变化的感应装置73；为了进一步提高检测精度，凝露感应装置7内还设置有除湿器74。

其中，发光装置72为LED单色灯，该LED单色灯以LED蓝光灯或者LED红光灯为优选；为了更好地反应LED蓝光灯或红光灯照射到试纸71上的光照强度变化，提高检测灵敏度，试纸71相应的为氯化钴试纸。这里，试纸无水和有水状态下的光照参考强度与LED灯的颜色(即光的波长)和试纸的类型(变色的不同类型)密切相关，其中LED灯颜色也要根据不同的变色试纸进行选择。感应装置73可以简单地为光敏电阻，光敏电阻和LED光源配合形成光电检测组件。

光电检测电路用于记录感应装置73检测到发光装置72的光照在试纸71上反射后的光照强度信号以及该光照强度信号发生变化的时间。光电检测电路可以采用现有技术中的各种功能电路实现，光电检测电路可以优选地包括有以下各功能模块：

发光电路A，能够发出固定强度的光；

感应电路B，能够检测到从发光电路A发出并经试纸71反射回来的光强；

供电电路F，给发光电路A和感应电路B提供电源；

信号放大电路C，其输入端连接所述感应电路B的输出端，该信号放大电路C检测感应电路B的输出信号，并对该输出信号进行放大；

信号处理电路D，其输入端连接信号放大电路C的输出端，该信号处理电路D根据信号放大电路C放大后的光强信号判断试纸71上面是否有水；该信号处理电路D还包括有连接至供电电路F的控制端，在判断试纸71有水时控制端发出信号并使得供电电路F断电；

计时装置E，包括有可手动控制启动和重置的四个数码管，两个数码管表示小时，两个数码管表示分钟，计时装置连接信号处理电路D的输出端，可显示试纸从无水到有水所经历的时间。

光电检测电路的上述各功能模块的具体电路为现有技术，可以采用已知的电路结构实现，在此不再赘述。

如图5所示，为本实施例采用上述测试不锈钢水槽1防凝露涂层效果的检测装置所实现的测试方法流程图，该测试方法包括有如下步骤：

(1)、为了实现恒温效果，可以采用传统的循环水浴方式，但是需要辅助设备，操作起来较为复杂；本实施例优选地在不锈钢水槽1内倒入冰水混合物12，操作更加简单方便，并且，控制不锈钢水槽1内的温度在冰熔点附近；为了防止溢出，造成检测干扰，不锈钢水槽1内的冰水混合物12的液面低于不锈钢水槽1内防凝露涂层的最高点位置。

(2)、在试纸干燥状态下，开启上述发光电路，记录检测信号放大电路输出的光强信号；重复本步骤N次并取平均值，为了提高参考照度的准确度，N的范围以N≥20为佳，记录为试纸无水时的光强参考照度P1。

(3)、在试纸有水状态下，开启发光电路，记录检测信号放大电路输出的光强信号；重复本步骤N次并取平均值，为了提高参考照度的准确度，N的范围以N≥20为佳，记录为试纸有水时的光强参考照度P2。

(4)、考虑到测试结果不一定完全刚好在P1或P2数值点上，求得试纸从无水到有水状态变化的光强参考照度中间值P’＝(P1+P2)/2，以中间值P’作为判断基准；

(5)、，开启计时装置，保持光电检测电路的接通，计时装置可以通过人工方式控制开启和重置，以便于灵活控制；待水留下并滴入试纸上面时，检测信号放大电路输出的光强信号并传送给信号处理电路，信号处理电路根据光强参考照度中间值P’判断当前试纸是否有水，若当前光强照度小于P’，则接近无水状态，认为试纸无水，循环本步骤；若当前光强照度大于等于P’，则更接近有水状态，认为试纸有水，计时装置停止计时，计时装置显示从试纸无水到试纸有水所经历的时间T。时间T即为初露点，即涂层表面的第一滴凝结水滴落的时间。

本实施例直接使用带涂层的不锈钢水槽1产品作为测试载体，模拟实际环境，测试涂层的隔热性能与吸水挂水能力的综合防凝露效果。通过自动装夹系统实现对不锈钢水槽1的夹紧，防止其因抖动而掉水。本实施例采用使用遇水立即变色的试纸，并通过光电检测电路检测试纸颜色的变化，来判断是否有水滴落，可以避免因涂层颗粒掉落而引起的信号误报，比现有采用电子天平装置的抗干扰能力更强，测试结果也更为准确。