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测试耐高温涂层对不锈 钢表面的防变色保护效果的方法

阅读：116发布：2020-05-08

专利汇可以提供测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：包括有以下步骤：1)将待测不锈钢板夹紧；2)室温下，开启位于待测不锈钢板两侧的光源和光电检测探头，记录待测不锈钢板上下表面的光信号值A1和B1；3)开启加热装置和测温探头，达到预设加热温度值T时，保持时间t；4)打开排风散热系统，当温度值降至室温后，开启光源和光电检测探头，记录待测不锈钢板上下表面的光信号值A2和B2；5)计算Z值：Z＝(B2/B1)/(A2/A1)并输出。本发明的优点在于：测试方法可以直接获得定量的测试结果，保证检测结果的稳定性；考虑了不同不锈钢表面在烘烤之前可能存在的颜色差异因素的影响，使得测试结果更加准确可靠，更具备信服力。，下面是测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述测试方法通过如下测试装置实现，所述的测试装置包括有
夹紧机构，用于装夹并固定待测不锈钢板(S)，其中，待测不锈钢板(S)的其中一面涂覆有耐高温涂层；
加热装置(5)，分别设置于待测不锈钢板(S)的两侧，用于实现高温加热；
测温探头(6)，分别设置于待测不锈钢板(S)的两侧，用于检测待测不锈钢板(S)的表面温度；
排风散热系统(7)，用于实现对待测不锈钢板(S)的快速散热降温；
光源(8)，分别设置于所述待测不锈钢板(S)的两侧，用于对待测不锈钢板(S)的表面进行照射；
光电检测探头(9)，分别设置于待测不锈钢板(S)的两侧，用于检测由待测不锈钢板(S)表面反射所述光源(8)所产生的光信号；
光电检测电路，接收所述光电检测探头(9)检测到的光信号并传输至主控制器；
所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法包括有以下步骤：
(1)、将待测不锈钢板(S)放入测试装置内，并用夹紧机构夹紧固定；
(2)、在室温下，同时开启位于待测不锈钢板(S)两侧的光源(8)和光电检测探头(9)，光电检测电路记录待测不锈钢板(S)上下表面的光信号值，涂覆有耐高温涂层的一面记为A1，未涂覆耐高温涂层的一面记为B1；
(3)、关闭光源(8)和光电检测探头(9)，同时开启位于待测不锈钢板(S)两侧的加热装置(5)和测温探头(6)，持续加热和测温，当达到预设加热温度值T时，开始计时并保持时间t；
(4)、加热完成后，关闭加热装置(5)，打开排风散热系统(7)，当测温探头(6)检测到温度值降至室温后，同时开启位于待测不锈钢板(S)两侧的光源(8)和光电检测探头(9)，光电检测电路记录待测不锈钢板(S)上下表面的光信号值，涂覆有耐高温涂层的一面记为A2，未涂覆耐高温涂层的一面记为B2；
(5)、定义参数Z：Z＝(B2/B1)/(A2/A1)，将检测得到的光信号值A1、B1、A2和B2分别代入上述公式中，计算Z值并输出。
2.根据权利要求1所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述夹紧机构在待测不锈钢板(S)的两侧还分别设置有隔热板(4)，所述隔热板(4)的中心开设有通孔(41)，所述步骤(3)中的加热装置(5)和测温探头(6)对露出于所述隔热板(4)通孔(41)部分的待测不锈钢板(S)区域进行持续加热和测温。
3.根据权利要求2所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述隔热板(4)的四周分别设置有一限位块(42)。
4.根据权利要求2所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述隔热板(4)采用高温硅酸钙材料。
5.根据权利要求1所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述步骤(5)中计算参数Z所代入的光信号值A1、B1、A2和B2分别为由所述光电检测电路记录N个预设数量的检测值后取平均值得到。
6.根据权利要求5所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述的N取值范围为20～100。
7.根据权利要求1所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的预设加热温度值T的取值范围为270～370℃。
8.根据权利要求(1)所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的时间t的取值范围为0.5～3h。
9.根据权利要求1所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述的夹紧机构包括有至少两个对称设置的可开合的夹爪(11)和驱动该夹爪(11)动作的摆臂(12)，所述摆臂(12)的中部与间隔所述夹爪(11)设置的立柱(13)铰接相连，该摆臂(12)的端部与所述夹爪(11)铰接相连，该摆臂(12)的尾部连接有可驱动该摆臂(12)摆动的传动机构。
10.根据权利要求9所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述的传动装置为呈U形结构的框架(2)，所述框架(2)的底部设置有气缸(3)，所述框架(2)的U形底部和所述气缸(3)的活塞杆(31)固定连接，所述框架(2)的U形两端分别与对应的所述摆臂(12)的尾部铰接连接。
11.根据权利要求1所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述光源(8)为LED蓝光。
12.根据权利要求1所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述加热装置(5)为激光加热系统，并且，位于所述待测不锈钢板(S)两侧的加热装置(5)在加热过程中保持功率一致。
13.根据权利要求1所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述测温探头(6)为红外测温探头(6)。
14.根据权利要求1所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述光电检测探头(9)为光敏电阻。

说明书全文

测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法。

背景技术

[0002] 不锈钢变色现象是食品加工领域相当普遍的现象，如果在烤箱中使用不锈钢作为内胆材质，当加热时，不锈钢内胆长期经受200度以上的温度环境，就会出现发黄的现象。

[0003] 不锈钢表面形成的颜色主要与不锈钢抗氧化性能相关的几个因素有关：一、钢的成分，铬含量是影响抗氧化性的重要成分。铬含量越高，抗氧化性能越好，变色越慢；二、温度，温度越高，颜色越深；三、空气，氧含量也影响变色程度；四、时间，加热温度与变色测试的实验室测试一般为1小时，时间越长，颜色越深；五、表面粗糙度，越粗糙的表面，越易氧化，在相同条件下颜色越深。

[0004] 如果不锈钢表面有耐高温涂层，则可以对不锈钢起保护防氧化的作用，并明显缓解发黄的现象。现有技术中，对于不锈钢表面耐高温涂层的性能检测主要通过以下方式实现：将带有涂层的不锈钢板与不带涂层的不锈钢板同时进行高温烘烤，然后，通过肉眼比较颜色的差别。这种测试方式存在如下的问题：

[0005] 1、肉眼比较是一种定性的测试，没有最终的定量数据作对比，缺乏一定说服力，而且肉眼判断依赖于人工经验，还可能会因为采光的角度有偏差。

[0006] 2、用来比较不同涂层的效果时，当不同涂层之间彼此的色差比较接近，则肉眼不容易分辨出来，无法得到精准的测试结果，存在较大的局限性。

[0007] 3、没有排除不同不锈钢表面在烘烤之前可能存在颜色差异因素的影响。

[0008] 综上，目前基本没有专门的针对耐高温涂层对不锈钢表面防变色保护效果的测试装置，已有的测试方法也存在一定局限性，测试结果不够准确和稳定，还有待于作出进一步的改进。

发明内容

[0009] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种操作简单易行且测试结果稳定性和可靠性均较高的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法。

[0010] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法，其特征在于：所述测试方法通过如下测试装置实现，所述的测试装置包括有

[0011] 夹紧机构，用于装夹并固定待测不锈钢板，其中，待测不锈钢板的其中一面涂覆有耐高温涂层；

[0012] 加热装置，分别设置于待测不锈钢板的两侧，用于实现高温加热；

[0013] 测温探头，分别设置于待测不锈钢板的两侧，用于检测待测不锈钢板的表面温度；

[0014] 排风散热系统，用于实现对待测不锈钢板的快速散热降温；

[0015] 光源，分别设置于所述待测不锈钢板的两侧，用于对待测不锈钢板的表面进行照射；

[0016] 光电检测探头，分别设置于待测不锈钢板的两侧，用于检测由待测不锈钢板表面反射所述光源所产生的光信号；

[0017] 光电检测电路，接收所述光电检测探头检测到的光信号并传输至主控制器；

[0018] 所述的测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的方法包括有以下步骤：

[0019] (1)、将待测不锈钢板放入测试装置内，并用夹紧机构夹紧固定；

[0020] (2)、在室温下，同时开启位于待测不锈钢板两侧的光源和光电检测探头，光电检测电路记录待测不锈钢板上下表面的光信号值，涂覆有耐高温涂层的一面记为A1，未涂覆耐高温涂层的一面记为B1；

[0021] (3)、关闭光源和光电检测探头，同时开启位于待测不锈钢板两侧的加热装置和测温探头，持续加热和测温，当达到预设加热温度值T时，开始计时并保持时间t；

[0022] (4)、加热完成后，关闭加热装置，打开排风散热系统，当测温探头检测到温度值降至室温后，同时开启位于待测不锈钢板两侧的光源和光电检测探头，光电检测电路记录待测不锈钢板上下表面的光信号值，涂覆有耐高温涂层的一面记为A2，未涂覆耐高温涂层的一面记为B2；

[0023] (5)、定义参数Z：Z＝(B2/B1)/(A2/A1)，将检测得到的光信号值A1、B1、A2和B2分别代入上述公式中，计算Z值并输出。

[0024] 为了减少不锈钢板的散热面积，使不锈钢板更容易加热到设定高温且减少恒温阶段的温度波动，作为优选，所述夹紧机构在待测不锈钢板的两侧还分别设置有隔热板，所述隔热板采用高温硅酸钙材料，所述隔热板的四周分别设置有一限位块，所述隔热板的中心开设有通孔，所述步骤(3)中的加热装置和测温探头对露出于所述隔热板通孔部分的待测不锈钢板区域进行持续加热和测温。

[0025] 为了使得每次隔热板放置的位置固定，从而保证中心通孔的位置固定，确保检测的精度，作为优选，所述隔热板的四周分别设置有一限位块。各个方向的限位块能够限定隔热板安装的位置，确保安装一次到位，提高检测精度。

[0026] 作为优选，所述隔热板采用高温硅酸钙材料。

[0027] 为了防止干扰影响，提高检测准确性，所述步骤(5)中计算参数Z所代入的光信号值A1、B1、A2和B2分别为由所述光电检测电路记录N个预设数量的检测值后取平均值得到。

[0028] 作为优选，所述的N取值范围为20～100。

[0029] 作为进一步优选，所述步骤(3)中的预设加热温度值T的取值范围为270～370℃。

[0030] 为了避免温度波动，作为进一步优选，所述步骤(3)中的时间t的取值范围为0.5～3h。

[0031] 为了方便待测不锈钢板的夹持，作为优选，所述的夹紧机构包括有至少两个对称设置的可开合的夹爪和驱动该夹爪动作的摆臂，所述摆臂的中部与间隔所述夹爪设置的立柱铰接相连，该摆臂的端部与所述夹爪铰接相连，该摆臂的尾部连接有可驱动该摆臂摆动的传动机构。

[0032] 为了更好的配合待测不锈钢板和夹紧机构，作为优选，所述的传动装置为呈U形结构的框架，所述框架的底部设置有气缸，所述框架的U形底部和所述气缸的活塞杆固定连接，所述框架的U形两端分别与对应的所述摆臂的尾部铰接连接。

[0033] 为了提高加热后的反差，提高信号采集的敏感度，作为优选，所述光源优选为LED蓝光。在烘烤前，因为基本不吸收任何颜色的可见光，不锈钢为银白色；在烘烤后，不锈钢开始发黄，开始吸收一定强度的蓝光，并反射黄光；因此，在没有涂层的保护下，烘烤后相比烘烤前光电探头检测到的信号明显变弱，而在涂层的保护下，烘烤后相比烘烤前信号变弱的幅度应当明显变小，甚至完全不变。

[0034] 为了实现快速加热到设定的高温，并且保证不锈钢两面加热的一致性，作为优选，所述加热装置为激光加热系统，并且，位于所述待测不锈钢板两侧的加热装置在加热过程中保持功率一致。

[0035] 为了提高检测的灵敏度，简化检测布线，作为优选，所述测温探头为红外测温探头。

[0036] 作为优选，所述光电检测探头为光敏电阻。

[0037] 与现有技术相比，本发明的优点在于：1、测试方法简单有效，可以直接获得定量的测试结果，相比肉眼的判别更可信，不会受环境光源的干扰，保证检测结果的稳定性；2、对没有涂覆耐高温涂层的不锈钢表面也进行了检测，考虑了不同不锈钢表面在烘烤之前可能存在的颜色差异因素的影响，避免人工检测和判断存在的误差，使得测试结果更加准确可靠，更具备信服力；3、检测过程可通过计算机控制和处理，检测结果一致性高，可用于比较不同涂层之间的防变色效果，应用范围更广，实用性强。附图说明

[0038] 图1为本发明实施例的测试装置结构示意图。

[0039] 图2为本发明实施例的隔热板结构示意图。

[0040] 图3为本发明实施例的测试方法流程图。

具体实施方式

[0041] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

[0042] 如图1、图2所示，本实施例公开了一种测试耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的装置，该装置包括有腔室I，所述腔室I内设置有夹紧机构、传动机构、加热装置5、测温探头6、排风散热系统7、光源8、光电检测探头9和光电检测电路。

[0043] 其中，夹紧机构设置于腔室I的中间位置，用于装夹并固定待测不锈钢板S，为了方便待测不锈钢板的夹持，夹紧机构包括有至少两个对称设置的可开合的夹爪11和驱动该夹爪11动作的摆臂12，摆臂12的中部与间隔夹爪11设置的立柱13铰接相连，该摆臂12的端部与夹爪11铰接相连，该摆臂12的尾部连接有可驱动该摆臂12摆动的传动机构。

[0044] 传动装置为呈U形结构的框架2，框架2的底部设置有气缸3，框架2的U形底部和气缸3的活塞杆31固定连接，框架2的U形两端分别与对应的摆臂12的尾部铰接连接。当气缸3工作并驱动活塞杆31伸缩时，与活塞杆31相连的U形框架2可以随着活塞杆31一起上下移动。

[0045] 为了减少不锈钢板的散热面积，使不锈钢板更容易加热到设定高温且减少恒温阶段的温度波动，夹紧机构在待测不锈钢板S的两侧还分别设置有隔热板4；隔热板4采用高温硅酸钙材料，能长期耐受300度左右的温度，隔热板4的中心开设有圆形的通孔41，不锈钢板S外露于隔热板4的中心通孔41的区域为加热装置5、测温探头6、光源8、光电检测探头9实现加热和检测的有效区域，这种集中在中心通孔41上测试的方式使得数据的采集和检测更加有针对性，准确可靠，避免大范围面积加热速度慢，且光源8打在整个不锈钢板上，大面积反射后数据的分散和干扰，只对隔热板4的中心通孔41外露的不锈钢板进行加热和检测，可以有效提高测试的精准度，保证数据采集的可靠性。

[0046] 由于每次装夹不锈钢板都需要重新安装隔热板4，为了使得每次隔热板4放置的位置固定，从而保证中心通孔41的位置固定，确保检测的精度，隔热板4呈矩形，在隔热板4的四周分别设置有一大小形状相同的限位块42，各个方向上的限位块42能够限定隔热板4安装的位置，确保每次安装一次到位。当隔热板4在首次夹装时，一次调整加热装置5、测温探头6、光源8、光电检测探头9各装置的方位、朝向和距离即可，无需后续再进行调整。

[0047] 本实施例在待测不锈钢板S的两侧分别设置有相同的一套检测系统，每套检测系统包括有加热装置5、测温探头6、排风散热系统7、光源8和光电检测探头9，其中，加热装置5、测温探头6、光源8和光电检测探头9距离不锈钢板的待测区域(即隔热板4的中心通孔41位置)距离间隔以大于20cm为佳，距离太小的话，可能会导致过热，设备会受到损坏。

[0048] 为了实现快速加热到设定的高温，并且保证不锈钢两面加热的一致性，本实施例所采用的加热装置5为激光加热装置5，可以实现快速高温加热，并且，位于待测不锈钢板两侧的加热装置5在加热过程中保持功率一致。

[0049] 测温探头6采用红外线测温探头6，可以安装于加热装置5的前端，用于检测待测不锈钢板的表面温度，红外线测温探头6可以实现非接触式检测，简化布线结构；

[0050] 排风散热系统7设置在检测装置腔室I的上下两侧壁上，用于实现对待测不锈钢板的快速散热降温；

[0051] 光源8用于对待测不锈钢板的表面进行照射，考虑在烘烤前，因为不锈钢板基本不吸收任何颜色的可见光，不锈钢表面为银白色；在烘烤后，不锈钢板表面开始发黄，开始吸收一定强度的蓝光，并反射黄光，因此，光源8采用可发射平行光的 LED灯，优选为LED蓝光。

[0052] 光电检测探头9为光敏电阻，用于检测由待测不锈钢板表面反射光源8所产生的光信号，并将检测到的光信号传输至光电检测电路，经光电检测电路放大处理后，最终传输至主控制器。

[0053] 本实施例的光电检测电路为常规电路，包括有信号放大电路和信号处理电路，其中，信号放大电路电连接光电检测探头9，将由光电检测探头9(即光敏电阻)检测到的光信号进行放大处理；信号处理电路和信号放大电路的输出端相连，该信号处理电路对所检测到的多个光信号求平均值并传输至主控制器，本实施例中，为了避免干扰信号影响，提高检测结果的准确性，光电检测探头9可以持续采集20～100个光信号，然后经信号放大电路的放大处理和信号处理电路取平均值后，再最终输出至主控器。

[0054] 如图3所示，采用本实施例的装置实现耐高温涂层对不锈钢表面的防变色保护效果的测试方法包括有如下步骤：

[0055] (1)、将待测不锈钢板S放入测试装置内，并用夹紧机构夹紧固定，气缸3可以带动传动系统上下移动，夹紧机构的摆臂12通过杠杆原理实现待测不锈钢板S与隔热板4的夹紧与松开；

[0056] 待测不锈钢板的大小要求小于隔热板4的大小，而且至少要大于隔热板4中心圆形开孔区域，并且，待测不锈钢板S一面涂有耐高温涂层，而另一面不带涂层。放置时，理论上没有规定不锈钢板的哪一面朝上设置，但是，为了最后计算参数时的方便和避免混淆，通常，规定涂覆有耐高温涂层的一面朝上放置。

[0057] (2)、在室温下，同时开启位于待测不锈钢板S两侧的光源8和光电检测探头9，光电检测电路记录待测不锈钢板S上下表面的光信号值，涂覆有耐高温涂层的一面记为A1，未涂覆耐高温涂层的一面记为B1；A1和B1的存在，考虑了不同不锈钢面在烘烤之前可能存在的颜色差异因素的影响，使得测试结果更具备信服力。

[0058] (3)、关闭光源8和光电检测探头9，同时开启位于待测不锈钢板S两侧的加热装置5和测温探头6，持续加热和测温，当达到预设加热温度值T时，开始计时并保持时间t，其中，预设加热温度值T的取值范围为270～370℃，时间t的取值范围为0.5～3h。

[0059] (4)、加热完成后，关闭加热装置5，打开排风散热系统7，当测温探头6检测到温度值降至室温后，同时开启位于待测不锈钢板S两侧的光源8和光电检测探头9，光电检测电路记录待测不锈钢板S上下表面的光信号值，涂覆有耐高温涂层的一面记为A2，未涂覆耐高温涂层的一面记为B2。

[0060] (5)、定义参数Z：Z＝(B2/B1)/(A2/A1)，参数Z用于描述耐高温对不锈钢的保护和防变色效果；将检测得到的光信号值A1、B1、A2和B2分别代入上述公式Z＝(B2/B1)/(A2/A1)中，计算Z值并输出；其中，计算参数Z所代入的光信号值A1、B1、A2和B2分别为由光电检测电路记录N个预设数量的检测值后取平均值得到，N取值范围为20～100为佳。

[0061] 上述公式Z＝(B2/B1)/(A2/A1)中，B2/B1代表无涂层面在加热前后的信号降低程度，A2/A1代表有涂层面在加热前后的信号降低程度。当耐高温涂层的保护效果越差时，有涂层面的信号降低程度越接近于无涂层面的信号降低程度，即B2/B1与A2/A1越接近相等，即Z的值越接近于1；当耐高温涂层的保护效果越好时，有涂层面的信号降低程度很大，即B2/B1很小，趋向于0，而无涂层面的信号降低程度很小，即A2/A1接近于1，所以Z的值也越小，越接近于0。因此，Z的值越接近于0，耐高温涂层的保护效果越好；Z的值越接近1，耐高温涂层的保护效果越差，由此可以定量地比较不同涂层对同种不锈钢的保护效果以及同一涂层不同不锈钢的保护效果。

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