一种测试PVC材料热稳定性的智能全效型设备

技术领域

本申请涉及PVC材料热稳定性测试的领域，尤其是涉及一种测试PVC材料热稳定性的智能全效型设备。

背景技术

聚氯乙烯（以下简称PVC）是通用塑料，广泛应用在国民生产生活中。PVC材料存在天然缺陷，在高于150℃时会释放氯化氢导致材料分解，表现为PVC材料变黄、变黑，机器内难以加工。因此PVC材料必须添加热稳定剂，测试PVC热稳定性的设备非常必要。

目前在企业界测试PVC热稳定性的实验室静态方法主要有烘箱法和刚果红方法。烘箱法主要是在设定高温段内烘烤，观察材料变色情况。刚果红方法（例如：GB/T 8815中热稳定时间测试部分）主要是在油浴锅内观察试管内PVC材料在高温（如：200℃）下释放氯化氢导致的刚果红试纸变色时间。

刚果红方法的油浴需要使用导热油，存在油体高温焦化（经常更换导热油）、泄漏（高温烫伤）、烟气大（危害人体或环境）等风险。

发明内容

为了减少PVC材料热稳定性测试中的风险，本申请提供一种测试PVC材料热稳定性的智能全效型设备。

本申请提供的一种测试PVC材料热稳定性的智能全效型设备，采用如下的技术方案：

一种测试PVC材料热稳定性的智能全效型设备，包括支撑件、热源和石墨烯导热件，

所述支撑件用于供试管固定安装，

所述石墨烯导热件用于将热源产生的热能传递至试管。

通过采用上述技术方案，石墨烯导热层传热快，温度均匀，实现对试管及试管内PVC材料的加热；无需使用导热油，避免刚果红方法中高温油泄漏、挥发等危害。

优选的，还包括图像采集单元和分析单元，

所述图像采集单元用于采集刚果红试纸的试纸图像信息，

所述分析单元对试纸图像信息进行数据处理以生成试验结果。

通过采用上述技术方案，试验过程中，采集刚果红试纸的试纸图像信息，以自动记录试纸的颜色变化，并自动生成试验结果，实现智能化试验。

优选的，还包括图像采集单元和分析单元，

所述图像采集单元用于采集PVC材料的材料图像信息，

所述分析单元对材料图像信息进行数据处理以生成试验结果。

通过采用上述技术方案，试验过程中，采集PVC材料的材料图像信息，以自动记录PVC材料的颜色变化，并自动生成试验结果，实现智能化试验。

优选的，还包括图像采集单元和分析单元，

所述图像采集单元用于采集刚果红试纸的试纸图像信息、PVC材料的材料图像信息，

所述分析单元对试纸图像信息和/或材料图像信息进行数据处理以生成试验结果。

通过采用上述技术方案，一次试验，设备同时记录PVC材料的颜色变化和试纸的颜色变化，并自动生成试验结果，实现智能、全效试验。

优选的，还包括控制单元，

所述支撑件用于调节试管与石墨烯导热件之间的距离，

所述分析单元生成试验结果的情况下，所述控制单元控制支撑件动作以使得试管与石墨烯导热件之间的距离值等于预设的远离距离值。

通过采用上述技术方案，生成试验结果的情况下，自动控制支撑件动作，以使得试管远离石墨烯导热件，试验结束。试验期间无需人员值守、观察和记录。

优选的，还包括温度检测单元和控制单元，

所述支撑件用于调节试管与石墨烯导热件之间的距离，

所述温度检测单元用于检测石墨烯导热件的温度以输出实时温度值，

实时温度值等于预设的试验温度值的情况下，所述控制单元控制支撑件动作以使得试管与石墨烯导热件之间的距离值等于预设的试验距离值。

通过采用上述技术方案，实时温度值等于预设的试验温度值的情况下，自动控制支撑件动作，以使得试管靠近石墨烯导热件，对试管及试管内的PVC材料进行加热，即试验开始，并自动记录PVC材料的颜色变化和/或试纸的颜色变化。

优选的，所述支撑件用于调节试管与石墨烯导热件之间的距离，

所述支撑件包括固定架和升降架，

所述固定架用于供试管固定安装，

所述升降架用于驱使固定架升降。

通过采用上述技术方案，实现利用支撑件调节试管与石墨烯导热件之间的距离。

优选的，还包括保温件，

所述石墨烯导热件用于将热源产生的热能传递保温件，

所述保温件设有试验孔，所述试验孔用于供试管放入。

优选的，所述保温件采用硅酸盐材料。

通过采用上述技术方案，利于试管及试管内的PVC材料均匀受热，以完成试验。

优选的，所述热源用于将电能转换成热能。

通过采用上述技术方案，可通过程序控制热源的功率，利于稳定加热，进而完成试验。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.石墨烯导热层传热快，温度均匀，实现对试管及试管内PVC材料的加热；无需使用导热油，避免刚果红方法中高温油泄漏、挥发等危害；

2.一次试验，设备同时记录PVC材料的颜色变化和试纸的颜色变化，并自动生成试验结果，实现智能、全效试验；

3.生成试验结果的情况下，自动控制支撑件动作，以使得试管远离石墨烯导热件，试验结束；试验期间无需人员值守、观察和记录。

附图说明

图1是智能全效设备的结构示意图。

图2是智能全效设备的剖视图。

图3是智能全效设备的结构框图。

图4是支撑件的结构示意图。

附图标记说明：1、壳体；11、通孔；2、保温件；21、试验孔；3、热源；4、石墨烯导热件；5、支撑件；51、固定架；52、升降架；521、滑座；522、连接架；523、伸缩弹簧；524、高位磁体；525、低位磁体；526、电机；527、丝杆；528、导杆；61、温度检测单元；62、控制单元；63、图像采集单元；64、分析单元；65、提示单元。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，本申请实施例公开一种测试PVC材料热稳定性的智能全效型设备，包括壳体1、保温件2、热源3和石墨烯导热件4。

壳体1可采用金属材料。保温件2贴合于壳体1的内壁处，保温件2可采用硅酸盐材料。保温件2设有空腔，热源3和石墨烯导热件4均位于保温件2的空腔内。热源3用于将电能转换成热能。如：热源3可采用金属加热板。石墨烯导热件4贴合于热源3及保温件2，石墨烯导热件4用于将热源3产生的热能传递至保温件2。

本实施例附图中，为清楚展示结构，部件之间的比例存在调整，实际应用中，石墨烯导热件4可以是涂层或片状。

保温件2的上表面处设有试验孔21。壳体1设有通孔11。通孔11与试验孔21对应。具体的：通孔11与试验孔21连通，以使得试验孔21与外界连通。试验孔21用于供试管放入，即保温件2接收热能以加热试验孔21内的试管。

本申请实施例附图中：试验孔21、通孔11均设有六个，通孔11与试验孔21一一对应。

参照图1和图3，设备还包括支撑件5、温度检测单元61和控制单元62。

支撑件5设于壳体1处。支撑件5用于供试管固定安装。支撑件5用于调节试管与石墨烯导热件4之间的距离；即支撑件5用于调节试管的高度，以实现试管放入或离开试验孔21。

温度检测单元61用于检测石墨烯导热件4的温度以输出实时温度值。

具体的：温度检测单元61可采用温度传感器；温度传感器设于试验孔21内，实现直接检测试验孔21内的温度以输出实时温度值，即间接检测石墨烯导热件4的温度。

控制单元62接收实时温度值，控制单元62预设有试验温度值。控制单元62用于控制支撑件5动作。

实时温度值等于试验温度值的情况下，控制单元62控制支撑件5动作以使得试管与石墨烯导热件4之间的距离值等于预设的试验距离值。

试管与石墨烯导热件4之间的距离值等于预设的试验距离值的情况下，处于试管放入试验孔21内的状态。

控制单元62还用于控制热源3的功率，以控制实时温度值保持稳定至实验结束。

设备还包括图像采集单元63、分析单元64和提示单元65。

图像采集单元63用于采集刚果红试纸的试纸图像信息和PVC材料的材料图像信息。分析单元64对试纸图像信息和/或材料图像信息进行数据处理以生成试验结果。

试验结果包括刚果红时间和/或PVC材料颜色变色过程。

具体的：图像采集单元63可采用摄像头，摄像头固定于试管的玻璃盖处；对试纸图像信息进行数据处理以判断刚果红试纸颜色变蓝的情况下，分析单元64生成试验结果；对材料图像信息进行数据处理以判断PVC材料变黑的情况下，分析单元64生成试验结果。

分析单元64生成试验结果的情况下，控制单元62控制支撑件5动作以使得试管与石墨烯导热件4之间的距离值等于预设的远离距离值，控制单元62还控制提示单元65动作以提示操作人员试验结束。

分析单元64、控制单元62可以是本地计算机。

试管与石墨烯导热件4之间的距离值等于预设的远离距离值的情况下，处于试管离开试验孔21的状态。

提示单元65可采用蜂鸣器，蜂鸣器发出蜂鸣声以提示操作人员试验结束。

试验时，试管离开试验孔21的状态下，打开试管，向试管内加入PVC材料颗粒，放入刚果红试纸，拧紧透明的玻璃盖以密封试管；

设备启动，对热源3供电以产生热能，试验孔21内的温度上升，温度检测单元61输出的实时温度值增大，至实时温度值等于实验温度值的情况下，控制单元62控制支撑件5动作，将试管放入试验孔21内；

图像采集单元63采集试纸图像信息和材料图像信息，分析单元64进行数据处理；至分析单元64生成试验结果的情况下，控制单元62控制支撑件5动作，将试管离开试验孔21；

控制单元62控制热源3停止工作；控制单元62控制提示单元65动作，以提示操作人员试验结束。

支撑件5包括固定架51和升降架52。固定架51用于供试管固定安装。升降架52用于驱使固定架51升降。

一个实施例中：对应于六个试验孔21，支撑件5设有六个，可实现控制每个试管独立升降。

本申请实施例中：固定架51包括六个夹具（附图中未示出），实现控制六个试管同步升降。

升降架52包括滑座521、连接架522和伸缩弹簧523。

滑座521沿竖向滑动连接于壳体1。连接架522沿竖向滑动连接于滑座521，连接座用于供固定架51连接。伸缩弹簧523的一端连接于滑座521，伸缩弹簧523的另一端连接于连接架522。

具体的：滑座521固定连接有导杆528，导杆528竖直设置；连接架522滑动套于导杆528外；导杆528可并排设置两个及以上；伸缩弹簧523套于导杆528外。

升降架52还包括高位磁体524、低位磁体525和驱动源。

高位磁体524固定连接于壳体1。高位磁体524与连接架522之间通过磁力吸合的情况下，试管与石墨烯导热件4之间的距离值等于预设的远离距离值，即试管离开试验孔21。

低位磁体525固定连接于壳体1，低位磁体525的高度低于高位磁体524的高度。低位磁体525与连接架522之间通过磁力吸合的情况下，试管与石墨烯导热件4之间的距离值等于预设的试验距离值，即试管放入试验孔21内。

一个实施例中：驱动源可采用气缸，气缸的缸体固定连接于壳体1，气缸的活塞杆连接于滑座521。

本申请实施例中：驱动源包括电机526和丝杆527，电机526的机壳固定连接于壳体1，丝杆527连接于电机526的输出轴；滑座521连接于丝杆527，滑座521与丝杆527之间构成丝杠副；电机526可采用普通电机526，以降低成本。

例如：控制电机526转动N圈，以将试管放入试验孔21内的过程中，电机526转动N-1圈的情况下，低位磁体525对连接架522的磁力即可将连接架522吸附至连接架522与低位磁体525处于吸合状态（此时，伸缩弹簧523发生弹性变形以补偿连接架522与滑座521之间的相对位移）；随后，电机526继续转动1-2圈的情况下，连接架522与低位磁体525之间始终处于吸合状态，即使得试管在试验孔21内的位置保持稳定。

其中，优选：试管下端与试验孔21上边沿平齐的情况下，低位磁体525对连接架522的磁力即可将连接架522吸附至连接架522与低位磁体525处于吸合状态。

上述过程中，降低了对电机526输出轴转角精度的要求，即电机526可采用普通电机526；同时，控制系统可采用开环控制，无需对试管的高度进行检测并反馈。

并且，本申请实施例中：固定架51带动六个试管同步升降，为了提高固定架51升降的稳定性，升降架52可设置多个，且多个升降架52绕固定架51的周向分布；即控制所有升降架52中的电机526转动，以实现控制固定架51升降。

同时，本申请实施例中：导杆528中空设置，导杆528同轴滑动套设于丝杆527外；导杆528的数量与升降架52的数量一致，即导杆528与滑座521一一对应。

本申请实施例一种测试PVC材料热稳定性的智能全效型设备的实施原理为：

试验时，试管离开试验孔21的状态下，打开试管，向试管内加入PVC材料颗粒，放入刚果红试纸，拧紧透明的玻璃盖以密封试管；

设备启动，对热源3供电以产生热能，试验孔21内的温度上升，至试验孔21内温度达到实验温度的情况下，控制单元62控制支撑件5动作，将试管放入试验孔21内；

图像采集单元63采集试纸图像信息和材料图像信息，分析单元64进行数据处理；至分析单元64生成试验结果的情况下，控制单元62控制支撑件5动作，将试管离开试验孔21；

控制单元62控制热源3停止工作；控制单元62控制提示单元65动作，以提示操作人员试验结束。

上述试验过程中，一次试验，设备同时记录分析PVC材料热老化颜色变色情况和刚果红时间；设备自动识别试验结束过程，并记录、数据化保存，无纸化分析结果，可实现随时调用与之前的试验结果进行对比分析时间长短、颜色变化情况对比，试验结果与对比情况保存在电脑中，省去了传统纸质报告，有利于长期保存和无纸化、长距离办公分析。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。