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原文传递试验温度、试样张力可控的接触角测量装置与方法及用途

专利名称：	试验温度、试样张力可控的接触角测量装置与方法及用途
摘要：	本发明提供一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置与方法及用途。该装置包括可三轴移动和联动倾斜的并可控制试验温度和试样张力的试验平台机构；可对布样进行平整化和施加均匀、稳定预张力和改进后自带转动偏心轴的夹持机构，并与控温试样板同体的张力夹持机构；水平摄像系统可以水平方向观测浸润接触角和滚动角；可实施定量滴液、补液和定压给液的滴定机构。其测量方法是将液体定量滴于试样表面，利用控温板的加温与恒定并配合张力夹持机构，测量液滴的接触角，配合质心转轴测量滚动角；配合可补液和吸液的滴定装置测量前进角和后退角；可用于如纺织品和薄膜等柔性材料表面浸润性能测量与评价。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	东华大学
发明人：	刘洪玲;冯浩;于伟东;杨海华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910885172.4
公开号：	CN110618075A
代理机构：	上海申汇专利代理有限公司
代理人：	徐俊;柏子雵
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	201600 上海市松江区人民北路2999号
主权项：	1.一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置，其特征在于，包括：质心转轴(13)，质心转轴(13)支撑带动机架(1)整体旋转；三轴向移动机构(2)，设于机架(1)上，三轴向移动机构(2)在计算机系统(9)的控制下带动多功能试样台沿x、y和z轴三个方向移动，方便测试；多功能试样台位于可开合的观察测量腔室(51)内，观察测量腔室(51)与排气系统相连通，由排气系统将观察测量腔室(51)内的气体排出，其中，多功能试样台包括：可由计算机系统(9)调控温度的控温试样板(31)，织物试样(10)平整铺展在控温试样板(31)上；张力夹持机构，与控温试样板(31)同体，用于对织物试样(10)进行平整化并施加均匀、稳定预张力，张力夹持机构(4)通过与多功能试样台相互配合，完成对织物试样(10)的张力和所受温度的检测与控制；供液补液滴定装置(7)，用于向织物试样(10)提供液体；接触角定位系统，用于精确测量试样的接触角和滚动角；设于机架(1)上的水平摄像系统(81)，用于测量织物试样(10)的接触角、前进角、后退角，水平摄像系统(81)与计算机系统(9)相连。 2.如权利要求1所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置，其特征在于，所述张力夹持机构包括：固定夹持齿轮轴(41)，固定夹持齿轮轴(41)用于平整夹持所述织物试样(10)一端并给予一定预张力的固定夹持齿轮轴(41)；装有力传感器的张力齿轮轴(42)以及夹样条(43)，夹样条(43)配合张力齿轮轴(42)用于平整固定所述织物试样(10)另一端；张力传感器(44)，设于张力齿轮轴(42)上；预张力夹(45)，夹持在所述织物试样(10)另一端的端部。 3.如权利要求1所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置，其特征在于，所述三轴向移动机构(2)包括试样平台机构升降装置(21)和三轴移动系统(22)；试样平台机构升降装置(21)带动三轴移动系统(22)及所述多功能试样台沿z轴上下移动；三轴移动系统(22)带动所述多功能试样台沿沿x、y和z轴三个方向移动。 4.如权利要求1所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置，其特征在于，所述多功能试样台还包括与控温试样台(31)相连的试样板热电偶(32)以及用于所述观察测量腔室(51)控温的腔室热电偶(33)。 5.如权利要求4所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置，其特征在于，所述接触角定位系统包括定位板(61)，定位板(61)上设有N个定位孔(62)，所述接触角定位系统还包括设于所述控温试样台(31)上的N个接触角定位点(63)。 6.如权利要求1所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置，其特征在于，所述排气系统包括排气管(52)，排气管(52)的一端为与所述观察测量腔室(51)相连通的排气口(51)，另一端设有抽气泵(53)。 7.如权利要求1所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置，其特征在于，所述供液补液滴定装置(7)设于连接组件(71)上，由连接组件(71)带动供液补液滴定装置(7)上下移动，完成对酸、碱等危险化学品溶液的滴定。 8.如权利要求1所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置，其特征在于，所述水平摄像系统(81)设于角度微调机构(82)上，在所述水平摄像系统(81)的对侧设有光源(83)。 9.如权利要求1所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、准备织物试样(10)，将试验布样裁剪成设定大小；第二步、打开观察测量腔室(51)上盖，将织物试样(10)平铺于多功能试样台的控温试样台(31)上，用张力夹持机构(4)夹住织物试样(10)，并根据设定的张力或张力升高程序对夹住织物试样(10)拉伸展平与展开到设定的张力值或在实测中按张力升高程序拉伸到设定的限值；第三步、利用接触角定位系统的定位板(61)在织物试样(10)上滴上M个滴液；盖上测量腔室(51)上盖，将控温试样台(31)温度调到预设温度，升高已经达到预设温度的控温试样台(31)使之接触织物试样(10)，并使得织物试样(10)平整铺展在控温试样台(31)上；第四步、用水平摄像系统(81)观察和测量滴液的接触角；第五步、采用供液补液滴定装置(7)注入液体，测量前进角和吸出液体测量后退角；第六步、利用转轴(13)完成整体倾斜，记录液滴在织物表面滚动时刻试验机构的倾斜角度，完成滚动角的观察和测量；第七步、收集废液、清理仪器、完成试验。 10.如权利要求1所述的一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置的应用，其特征在于：装置测试在不温度和张力下材料与液态化学品接触时的表面浸润性能，可以用于检测织物、薄膜等材料在不同试验温度和试样张力下表面浸润性能的变化；更加全面的评价织物等材料的浸润性及表面张力，指导相关拒液面料的开发。
所属类别：	发明专利