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在高分子材料研发、生产及质量控制领域,准确测量材料在一定负荷和升温速率下的软化行为至关重要。维卡软化点温度(VST)和热变形温度(HDT)是衡量塑料、橡胶等高分子材料耐热性能的关键指标,直接影响产品的应用范围和安全可靠性。传统的手动或半自动测量仪器操作繁琐、效率低下,已难以满足现代工业对高精度、高重复性和智能化操作的迫切需求。
北京北广精仪仪器设备有限公司凭借深厚的技术底蕴和对市场趋势的敏锐洞察,成功推出了全新一代触摸屏维卡软化点温度测定仪(RBWK-300B液晶升级版)。本产品在原有机型基础上进行了全面升级,核心亮点在于采用了高灵敏度液晶触摸屏控制系统,实现了人机交互的智能化革命。仪器严格遵循GB/T 1633、GB/T 1634、GB 8802及ISO 306、ISO 75等国内外权威标准,集成了高精度温度控制、自动变形测量与数据记录功能,旨在为用户提供一套操作简便、性能稳定、结果精准的完整测试解决方案,是化工企业、科研院所、质检机构及高等院校的理想测试工具
第一章:产品概述与核心技术优势
1.1 产品定义及适用范围
触摸屏维卡软化点温度测定仪是一种用于测定非晶体聚合物及某些热塑性材料(如通用塑料、工程塑料、电缆绝缘材料、尼龙、管材管件等)维卡软化点温度(VST) 与热变形温度(HDT) 的专用检测设备。其工作原理是:在均匀升温的液体传热介质(甲基硅油)中,对试样施加特定的恒定静载荷,通过测量试样在规定变形量(如维卡针压入1mm)时所对应的介质温度,来精确表征材料的耐热变形能力。
1.2 核心技术优势
- 智能触摸操作:彻底摒弃传统机械按键与独立仪表,采用大尺寸高清液晶触摸屏作为核心控制与显示单元。全中文图形化界面,操作直观明了,参数设置、过程监控、数据读取一气呵成,极大降低了人员培训成本和操作复杂性。
- 一体化集成设计:将温控系统、变形采集系统、计时系统及逻辑控制系统高度集成于一体,仪器结构紧凑,稳定性高,减少了外部干扰,确保了测试结果的重复性与准确性。
- 多工位并行测试:仪器标配三个独立的试样架,可同时安装三个试样进行测试。控制系统能够独立监测每个试样的变形并记录其对应的温度,显著提升了测试效率,尤其适用于大批量样品的对比试验或质量控制抽检。
- 高精度核心组件:
- 全方位安全防护:设计有超温保护、试样异常报警、介质液位监控、电源接地保护等多重安全机制,并强调使用环境通风(建议配备抽油烟设备),确保操作安全。
第二章:详细技术规格与性能参数
本章节将全面解析RBWK-300B触摸屏版的核心性能参数,所有参数均基于严格的企业内部测试与标准验证。
2.1 主机与温度控制系统参数
| 参数类别 | 具体规格 | 技术指标说明 |
|---|---|---|
| 电源配置 | 输入电源 | AC 220V ±10%, 50Hz |
| 整机功率 | ≤ 4.5 kW(最大加热功率),用户需确保供电线路容量满足要求。 | |
| 温度范围 | 可控温度范围 | 室温 ~ 300°C |
| 升温速率 | 标准升温速率 | 两档可编程控制: • A速率: 120°C/h (即 12°C / 6分钟) ± 2°C/6min • B速率: 50°C/h (即 5°C / 6分钟) ± 1°C/6min 用户可根据测试标准(如维卡常用120°C/h,热变形常用120°C/h或50°C/h)在触摸屏上直接选择。 |
| 控温精度 | 温度波动度 | ± 1°C / 6分钟 (适用于热变形试验) ± 0.5°C / 6分钟 (适用于维卡试验,要求更高) |
| 温度测量误差 | ≤ ± 0.5°C (全量程范围内) | |
| 加热介质 | 介质类型 | 推荐使用:甲基硅油 |
| 介质要求 | 粘度建议在200厘斯以下,闪点需高于300°C。试验温度必须低于闪点至少40°C以确保安全。 | |
| 介质容量 | 约 18 - 20升,液面高度需维持在上端面约35mm处,需定期检查补充。 | |
| 冷却系统 | 冷却方式 | 程序化冷却机制: • 高于150°C时: 采用自然风冷(气冷)。 • 低于150°C时: 可连接外部水源进行水冷以加速降温,或继续自然冷却。试验结束后需排尽管内余水。 |
2.2 机械加载与变形测量系统参数
| 参数类别 | 具体规格 | 技术指标说明 |
|---|---|---|
| 试样架数量 | 独立工位 | 3个,可同步进行三个试样的测试,提升效率。 |
| 负载杆与托盘 | 总质量 | 88g ± 1g (包含负载杆、压头固定件及托盘自重),这是计算砝码配重的基础。 |
| 测试负荷 | A. 维卡软化点试验 | • A法负荷: 9.81 N (约1000g) • B法负荷: 49.05 N (约5000g) 用户需根据标准要求在触摸屏上选择对应方法,并配置相应总质量的砝码。 |
| B. 热变形温度试验 | 负荷需根据试样尺寸(宽度b、高度h)、支座跨距(L)及选定的表面弯曲应力(σ)计算: • 侧立放置试样公式:F = (2σ × h × b²) / (3L) • 平放放置试样公式:F = (2σ × b × h²) / (3L) 其中: • σA = 1.8 MPa (A法) • σB = 0.45 MPa (B法) 根据计算出的力F,查阅仪器提供的《砝码质量表》组合出所需总质量(需加上负载杆托盘系统的88g)。 | |
| 变形测量 | 测量范围 | 0 ~ 1.0 mm |
| 测量误差 | ≤ ± 0.005 mm (即±5µm),确保对微小变形的精确捕捉。 | |
| 指示方式 | 触摸屏上实时数字显示每个试样的变形量,分辨率可达0.001mm。 | |
| 变形设定 | 变形终点 | 根据试样类型和尺寸在触摸屏上设定: • 维卡试验: 标准压入深度为1.00 mm。 • 热变形试验: 标准挠度需根据试样宽度(侧立法)或高度(平放法)查询标准表格设定,范围通常在0.21 ~ 0.36 mm之间。设定后,仪器自动监测,达到设定变形即记录温度。 |
| 试验终止 | 上限温度保护 | 用户可设定上限温度(如300°C)。若变形未达设定值而温度已达上限,仪器自动停止加热并报警,保护试样和设备。 |
2.3 物理尺寸与环境要求
| 参数类别 | 具体规格 |
|---|---|
| 仪器外形尺寸 | 约 720 mm (宽) × 700 mm (深) × 1380 mm (高) |
| 仪器净重 | 约 180 kg |
| 环境温度 | 10°C ~ 35°C(保证电气元件稳定工作) |
| 环境湿度 | ≤ 85% RH,无冷凝 |
| 安装要求 | 需放置于稳固、水平的工作台面,周围预留足够空间(后方及上方建议预留≥0.5米)用于操作、散热和连接通风设备。必须可靠接地。 |
第三章:智能化操作流程详解(基于触摸屏系统)
3.1 试验前准备工作
- 介质准备:向油池内加入足量、合规的甲基硅油至规定液位。
- 压头选择与安装:根据试验类型(维卡或热变形),选择对应的针型压头或圆角压头,并将其牢固安装在负载杆下端。
- 负荷计算与砝码配置:
- 开机与系统检查:连接电源并确保接地良好。打开仪器主电源,触摸屏系统启动。检查搅拌电机运转是否正常(可通过触摸屏或独立旋钮调速)。
3.2 试样安装与参数设定
- 抬出试样架:通过手动或电动装置将试样架抬升出油面。
- 放置试样:将试样正确放置在支撑架(热变形)或平台上(维卡),确保位置居中。
- 施加预载:平稳放下负载杆,使压头轻触试样表面,然后锁紧负载杆。此步骤为模拟标准中“压头与试样接触并施加约10N接触力”的要求。
- 复位试样架:将试样架缓缓降回油池内。
- 加载砝码:将预先配置好总质量的砝码组小心放置在托盘上。
- 安装传感器:将位移传感器(或千分表)支架固定在砝码上方,调整传感器测头与砝码上表面轻微接触,并预留少量预行程。
- 触摸屏参数设置:
- 系统调零(关键步骤):
3.3 启动测试与数据记录
- 确认所有参数无误后,在触摸屏上点击 “启动” 按钮。
- 仪器开始按照设定速率程序升温。触摸屏主界面会实时动态显示:当前油浴温度、三个试样的实时变形量、已运行时间。
- 测试过程中,可随时查看各参数趋势图。
- 自动终点判定:当任一试样的变形量达到设定的终点值时,仪器将自动锁定并记录下该试样在此刻的介质温度,即为该试样的维卡软化点或热变形温度。该试样的数据显示将定格。
- 试验结束:当最后一个试样的变形也达到终点,或达到设定的上限温度时,仪器自动停止加热,并发出提示音。屏幕显示 “试验完成” 或 “END”。
- 结果读取:点击 “结果” 按钮,屏幕会依次显示三个试样架(I, II, III)的最终测试温度值。用户应记录这些数据。
- 若某个试样在达到上限温度时仍未变形至终点,则记录为“>上限温度值”,并在某些标准中可能判定为不合格。
3.4 试验后处理
- 点击 “复位” ,系统回归初始状态。
- 移除位移传感器和所有砝码。
- 升起试样架,用专用工具取下已测试的试样(严禁掉入油池)。
- 根据需要,启动冷却程序(自然冷却或水冷)。
- 关闭搅拌电机电源,最后关闭仪器主电源。
第四章:应用领域与案例解析
4.1 核心应用行业
- 塑料及高分子材料制造业:用于原材料入厂检验、配方开发(评价不同助剂、填料对耐热性的影响)、生产过程质量稳定性监控及成品出厂检验。
- 电线电缆行业:评估PVC、PE、XLPE等电缆绝缘护套材料的耐热等级,确保其在工作温度下的安全性。
- 管材管件行业:严格依据GB 8802等标准,测定UPVC、PP-R、PE等管材的维卡软化温度,是产品是否符合国家规范的关键测试。
- 汽车零部件:测试内饰塑料件(如仪表板、门板)、发动机周边非金属部件的热变形温度,以满足耐候性要求。
- 电子电器行业:评估外壳材料、接插件绝缘材料在高温环境下的尺寸稳定性。
- 科研院所与质检机构:作为材料基础性能研究、产品认证检测、仲裁检验及标准制修订工作的权威设备。
4.2 典型应用案例分享
- 案例一:改性塑料配方优化某工程塑料改性企业,在开发一款耐高温尼龙(PA)材料时,使用本仪器对比了不同比例玻璃纤维增强和不同种类耐热剂对材料热变形温度的影响。通过批量平行测试,快速筛选出最优配方,使产品的HDT(1.8MPa)从85°C提升至120°C,成功打入汽车发动机舱零部件供应链。
- 案例二:PVC管材质量控制一家大型PVC管材生产厂,在每批次产品中抽样,使用本仪器测试维卡软化点。他们将测试数据纳入统计过程控制系统(SPC)。当某次测试值连续接近规格下限时,系统预警,技术部门及时追溯到混料工序的温度偏差,避免了整批次不合格品的产生,节约了巨大成本。
- 案例三:第三方检测实验室效率提升某国家认可的质检中心,引进本触摸屏型号后,将原先依赖人工读数记录的单工位测试升级为三工位并行测试。测试人员一次性可完成三组样品的制备与设定,仪器自动完成全部测试与记录,实验室吞吐率提高近两倍,报告出具时间缩短35%,客户满意度显著提升。
第五章:维护保养与安全规范
5.1 日常维护与保养
- 清洁:定期用柔软干布清洁仪器表面及触摸屏。保持实验室环境整洁。
- 介质管理:定期检查硅油液位及清洁度。若油液颜色变深、粘稠或含有杂质,应全部更换新油。严禁使用不明或不符合闪点要求的油品。
- 运动部件维护:定期检查负载杆与导套之间的活动是否顺畅,可用无水乙醇清洗,严禁添加润滑油。检查搅拌电机运转是否平稳,根据需要按说明书添加合适润滑脂。
- 砝码校准:建议每年或每使用500次后,用精度更高的天平对整套砝码及负载杆托盘总质量进行校准,防止因磨损、锈蚀导致质量失准。
- 系统验证:定期(如每季度)使用标准物质或已知性能的样品进行系统适用性测试,验证仪器温度精度和变形测量精度是否持续符合要求。
5.2 安全操作规程(必须遵守)
- 电源安全:确保供电线路满足4.5kW功率要求,并绝对保证仪器良好接地。
- 防火防爆:
- 防烫伤与通风:
- 防介质泄露与污染:安装试样时务必小心,防止试样或工具掉入油池。若发生溅油或泄露,立即切断电源,妥善处理。
- 规范操作:严格按说明书步骤操作,特别是“调零后等待5分钟并复查”的步骤,是获得准确数据的关键,不可省略。
触摸屏维卡软化点温度测定仪是材料研发和质量控制的关键设备,主要用来测试塑料在受热承压时的变形温度,确保材料在高温环境下的稳定性。
核心应用领域
材料研发与质量控制:评估塑料的耐热性能,为产品选型提供数据支持。
工业生产与安全检测:在汽车、电子、建筑等领域,确保塑料部件在高温下的尺寸稳定性和安全性。
科研与教育:高校和研究机构用于高分子材料的教学与实验。
常见测试标准
热变形温度(HDT):在特定负载下测量材料开始变形的温度。
维卡软化点温度(VST):测量标准压针压入材料一定深度时的温度。
典型应用行业
汽车工业:测试发动机周边塑料件的耐热性。
电子电器:确保外壳和结构件在高温环境下的可靠性。
建筑与管道:检测PVC管材等建材的耐热性能。
消费品制造:评估家用电器、玩具等塑料制品的安全性。
