一種聚合物薄膜高精度定厚儀的制作方法

本發明涉及一種聚合物薄膜測量裝置，更具體地說，涉及一種聚合物薄膜高精度定厚儀。

背景技術：

在聚合物薄膜材料的制備和測試方面，厚度測量是比較常用的一種測量手段，目前市場上和實驗中所使用的大都是直接測量材料厚度的儀器，如涂膜測厚儀、千分尺和螺旋測微器等，還沒有能夠直接對所測材料直接定厚的儀器，而一般聚合物薄膜材料需要經過壓膜的過程，不能控制材料厚度，測出的厚度也體現出不均勻的現象，導致測試聚合物薄膜材料的相關性能時，往往幾十甚至幾百個微米就能夠造成較大的實驗結果誤差，而一次性制備出想要厚度的材料，又是難上加難。

涂膜測厚儀可無損地測量磁性金屬基體（如鋼、鐵、合金和硬磁性鋼等）上非磁性涂層的厚度（如鋁、鉻、銅、琺瑯、橡膠、油漆等）及非磁性金屬基體（如銅、鋁、鋅、錫等）上非導電覆層的厚度（如：琺瑯、橡膠、油漆、塑料等）。涂膜測厚儀采用磁感應原理時，利用從測量探頭經過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小，來測定覆層厚度。此類磁感應測厚儀，分辨率達到0.1μm，允許誤差達1%，量程達10mm。

絕大多數聚合物有玻璃態、粘流態和高彈態三種狀態，對應有三種溫度，在制備聚合物薄膜時，若聚合物處于在粘流溫度以上時，聚合物變為熔融、粘滯的液體，受力可以流動，高聚物如合成塑料加工成型、合成纖維紡絲等，都是在高聚物的黏流態下進行的，因此處于粘流態的高聚物可塑性強，為聚合物薄膜材料的定厚提供了現實的依據。

技術實現要素：

針對上述的不足，本發明提供了一種聚合物薄膜高精度定厚儀，該定厚儀由底座、支撐桿、螺旋驅動裝置、傳送裝置、螺旋套、螺旋桿、涂膜測厚儀、兩個玻璃壓片器和數據采集與控制裝置組成。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種聚合物薄膜高精度定厚儀，包括底座、支撐桿、螺旋驅動裝置、傳送裝置、螺旋套、下降桿、涂膜測厚儀、兩個玻璃壓片器和數據采集與控制裝置，其特征是，所述傳送裝置包括聯軸器、齒輪a和齒輪b，所述螺旋驅動裝置包括電機和控制器，底座位于最底端，支撐桿豎直垂直放置，下面固定連接底座，上面連接螺旋驅動裝置的電機，電機另一端連接傳送裝置的聯軸器，螺旋驅動裝置的控制器連接數據采集與控制裝置，傳送裝置的聯軸器連接齒輪a，齒輪a和齒輪b相互嚙合，齒輪b連接螺旋套，整個傳送裝置的連接方式為正齒平行安裝，螺旋套連接下降桿，涂膜測厚儀集成于下降桿上，涂膜測厚儀的輸出線連接數據采集與控制裝置，兩個玻璃壓片器，上玻璃壓片器嵌套連接下降桿，下玻璃壓片器嵌套連接底座，所要測量定厚的聚合物薄膜材料傾倒于兩個玻璃壓片器之間。

作為優選，所述螺旋驅動裝置，電機用于維持齒輪a和齒輪b的轉動，控制器連接數據采集與控制裝置，用于控制與記錄螺旋套轉過的角度與下降桿下降的高度。

作為優選，所述下降桿為不規則凹型結構，與上玻璃壓片器嵌套連接，螺旋套每轉7.2度，下降桿下降高度為10μm。

作為優選，所述涂膜測厚儀包括表盤、探頭和輸出線，探頭具有磁性，表盤與探頭集成于下降桿上，探頭底端與下降桿底端平齊，輸出線連接數據采集與控制裝置，用于數據控制與傳輸。

作為優選，所述兩個玻璃壓片器為不規則凹形結構，厚度小于5mm，下玻璃壓片器上表面的長度與寬度均比上玻璃壓片器下表面的大。

作為優選，所述底座材質為鋼，具有磁性，設有圓孔，底座通過圓孔與支撐桿固定連接。

該專利的有益之處是：本發明提供了一種聚合物薄膜高精度定厚儀，利用螺旋驅動裝置的螺旋放大原理，通過數據采集與控制裝置與涂膜測厚儀和螺旋驅動裝置的數據通訊，結合涂膜測厚儀的磁吸力測量原理，能夠實現自定義厚度，得到想要的聚合物薄膜材料厚度，也即定厚，這種控制方式大大提高了裝置下降過程的精度，對于薄膜厚度的測量更精準，采用兩個玻璃壓片器，能夠使得聚合物薄膜材料厚度更為均一，設備成本低廉，效果顯著。

附圖說明

圖1為本發明一種聚合物薄膜高精度定厚儀的結構示意圖。

圖2為本發明一種聚合物薄膜高精度定厚儀的上玻璃壓片器與下降桿嵌套俯視圖。

圖3為本發明一種聚合物薄膜高精度定厚儀的下玻璃壓片器與底座嵌套俯視圖。

圖4為本發明一種聚合物薄膜高精度定厚儀的傳送裝置連接方式示意圖。

圖5為本發明一種聚合物薄膜高精度定厚儀的自動控制程序圖。

其中：1、底座，2、支撐桿，3、螺旋驅動裝置，4、傳送裝置，5、螺旋套，6、下降桿，7、涂膜測厚儀，8、上玻璃壓片器，9、下玻璃壓片器，10、數據采集與控制裝置，11、聚合物薄膜材料，12、涂膜測厚儀的探頭，13、圓孔，401、聯軸器，402、齒輪a，403、齒輪b。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明一種聚合物薄膜高精度定厚儀作進一步說明。

參見圖1與圖4，一種聚合物薄膜高精度定厚儀包括底座1、支撐桿2、螺旋驅動裝置3、傳送裝置4、螺旋套5、下降桿6、涂膜測厚儀7、上玻璃壓片器8、下玻璃壓片器9、數據采集與控制裝置10、圓孔13，其特征是，所述傳送裝置4包括聯軸器401、齒輪a402和齒輪b403，所述螺旋驅動裝置3包括電機和控制器，底座1位于最底端，支撐桿2豎直垂直放置，下面固定連接底座1，上面連接螺旋驅動裝置3的電機，電機另一端連接傳送裝置4的聯軸器401，螺旋驅動裝置3的控制器連接數據采集與控制裝置10，傳送裝置4的聯軸器401連接齒輪a402，齒輪a402與齒輪b403相互嚙合，齒輪b403連接螺旋套5，整個傳送裝置4的連接方式為正齒平行安裝，螺旋套5連接下降桿6，涂膜測厚儀7和涂膜測厚儀的探頭12均集成于下降桿6上，涂膜測厚儀7的輸出線連接數據采集與控制裝置10，兩個玻璃壓片器，上玻璃壓片器8嵌套連接下降桿6，下玻璃壓片器9嵌套連接底座1，所要測量定厚的聚合物薄膜材料11傾倒于兩個玻璃壓片器之間。

結合圖1、圖2、圖3和圖4，所述螺旋驅動裝置3，電機用于維持齒輪a402和齒輪b403的轉動，控制器連接數據采集與控制裝置10，用于控制與記錄螺旋套5轉過的角度與下降桿6下降的高度；所述下降桿6為不規則凹型結構，與上玻璃壓片器8嵌套連接，螺旋套5每轉7.2度，下降桿6下降高度為10μm；所述涂膜測厚儀7包括表盤、探頭12和輸出線，探頭12具有磁性，表盤與探頭12集成于下降桿6上，探頭12底端與下降桿6底端平齊，輸出線連接數據采集與控制裝置10，用于數據控制與傳輸；所述兩個玻璃壓片器為不規則凹形結構，厚度小于5mm，下玻璃壓片器9上表面的長度與寬度均比上玻璃壓片器8下表面的大；所述底座1材質為鋼，具有磁性，設有圓孔13，底座1通過圓孔13與支撐桿2固定連接。

本發明一種聚合物薄膜高精度定厚儀選用的材料為聚合物薄膜材料11，因為一般聚合物材料在制備薄膜的過程中，升溫使其與其他顆粒混合或者材料本身處于熔融狀態，便于制備成膜，但在降溫凝固成膜的過程中，聚合物材料會經歷粘流態，變為熔融、粘滯的液體，此時的聚合物材料未成膜，但受力會流動，不會破壞分子結構，適用于聚合物成型與合成纖維紡絲等，此處便是利用聚合物粘流態對材料進行定厚，將粘流態液體傾倒在兩個玻璃壓片器之間，通過下降桿控制其厚度。

如圖1與圖5，本發明一種聚合物薄膜高精度定厚儀的工作原理：

當把聚合物薄膜材料11傾倒于兩個玻璃壓片器之間時，涂膜測厚儀7的表盤有一個具體的示數為實際數值，數據采集與控制裝置10給出一個預設值，將涂膜測厚儀7示數輸出到數據采集與控制裝置10，比較實際數值與預設值，并進行判定，若實際數值大于預設值，則將命令傳給螺旋驅動裝置3，螺旋驅動裝置3的電機令齒輪a和齒輪b的轉動，控制器連接數據采集與控制裝置10，使其按照螺旋套5每轉7.2度，下降桿6下降高度為10μm的原則，利用螺旋放大原理，通過傳送裝置4的聯軸器401、齒輪a402和齒輪b403齒輪傳送，控制與記錄螺旋套5轉過的角度與下降桿6下降的高度，并輸出到數據采集與控制裝置10，同時涂膜測厚儀的探頭12也下降，此時涂膜測厚儀7的表盤示數變化，采集此時的實際數值輸出到數據采集與控制裝置10，如此循環，當涂膜測厚儀7的實際數值不大于預設值時，得到并記錄所需要的涂膜測厚儀7的數值，此數值減去兩個玻璃壓片器的厚度，即得到薄膜的厚度，使得聚合物薄膜高精度定厚儀停止工作，這種數控聯合裝置的工作方式實現了聚合物薄膜高精度定厚儀高度下降的自動控制。本發明利用螺旋驅動裝置3的螺旋放大原理，通過數據采集與控制裝置10與涂膜測厚儀7和螺旋驅動裝置3的數據通訊，結合涂膜測厚儀7的磁吸力測量原理，能夠實現自定義厚度，得到想要的聚合物薄膜材料厚度，也即定厚，這種控制方式大大提高了裝置下降過程的精度，對于薄膜厚度的測量更精準，采用兩個玻璃壓片器，能夠使得聚合物薄膜材料厚度更為均一，設備成本低廉，效果顯著。

以上對本發明做了詳細說明，但是這些說明僅為本發明的較佳實施例而已，因此不能認定本發明只局限于以上說明，凡是對本申請范圍所作若干簡單替換或者修改，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，仍在本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍以內。