CN111413242A - 一种平板玻璃温差试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板玻璃温差试验装置，属于测量领域，包括一种平板玻璃温差试验装置，包括试验罩（3），所述试验罩（3）内设置有低温模块（2），所述低温模块（2）上活动设置有高温模块（1）；所述高温模块（1）、所述低温模块（2）与所述试验罩（3）内壁四周均设置有第一空间；所述高温模块（1）顶面与所述试验罩（3）内顶面之间设置有第二空间。一种平板玻璃温差试验方法，在平板玻璃的一面加高温，另一面加低温，高温和低温同时施加，形成温差，在经历规定的试验时间后，检查玻璃是否有裂纹、破碎、崩边和崩角等现象，以验证玻璃耐受温差的能力，确保玻璃使用安全和使用玻璃的设备可靠工作。

Description

一种平板玻璃温差试验装置及试验方法

技术领域

本发明属于测量领域，具体涉及一种平板玻璃温差试验装置及试验方法。

背景技术

玻璃，通常由石英砂、硼砂、硼酸、纯碱、重晶石、长石、碳酸钡、石灰石和少量辅助材料等，经熔融后合成。屏玻璃中的无碱玻璃，其主要成分是石英砂、三氧化二铝、硼酸、 氧化钡等。由于玻璃由多种无机材料混合而成，则其膨胀系数不确定，具有不稳定性。

而且，玻璃是由熔融态经快速冷却而成，在冷却过程中其粘度急剧上升，来不及形成晶体，没有释放出结晶潜热，使得玻璃内部具有较高的内能，加剧了玻璃的不稳定性。

玻璃在高温和低温同时作用下会膨胀、变形，极其“脆弱”，轻微的撞击极有可能引发爆裂。尤其是居民家中窗户玻璃、衣帽间、浴室使用的是普通玻璃玻璃，在内外有显著温差的情况下更容易碎裂，且碎裂后边缘锐利，更易造成切割伤。全国报道的玻璃伤人伤害及通讯设备故障屡见不鲜。特别是，在我国的北方地区，冬天，室外温度-25℃，室内温度+20℃，室内室外温差达到45℃，室外温度-25℃和室内温度+20℃同时作用在玻璃上，温差极大；如北方地区建筑物的窗玻璃、幕墙玻璃、门玻璃等，在极大温差下，轻轻一碰一推就碎裂，造成了人身伤害。在通讯基站中，有较多4G、5G设备及终端上使用玻璃；在寒冷地区，由于内外温差大，数十度的温差同时作用在4G、5G设备及终端的玻璃A、另一面上，造成碎裂，导致4G、5G设备及终端工作异常，甚至***瘫痪。

因此，亟需一种设备可以对同一玻璃的两面同时施加高温和低温的试验装置，进行温差试验，确保玻璃使用安全和设备可靠工作。

现有市场上温度变化试验装置主要为温度变化试验箱，其原理是先将一个试验样品置于低温气体环境中若干时间，再将试验样品置于高温气体环境中若干时间，实现温度变化，此为一个温度变化循环；循环次数由产品标准规定。其特点是，低温气体和高温气体不同时作用在试验样品上，且有温度变化和循环次数。

温度变化试验装置有一箱法、两箱法和三箱法。

一箱法，又称温度循环试验，其特点是温度转换的时间较长，通常需0.5~2小时；如果低温很低，高温很高，则温度转换时间更长，其温度曲线如图5。

两箱法和三箱法，又称温度冲击试验，其特点是温度转换时间较短，通常为（2~3）分钟、（20~30）秒、＜10秒，其温度曲线如图6。

现有温度变化试验装置是将玻璃样品整体暴露于高温或低温状态下，不能实现在玻璃试验样品的一面施加高温的同时在另一面施加低温。

而玻璃检测还需要一种温差试验装置，在玻璃试验样品的一面施加高温的同时在另一面施加低温，低温和高温同时作用在玻璃试验样品的上下两个面上，没有温度转换，而是低温恒定和高温恒定，也没有循环次数，其温度曲线如图7。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种平板玻璃温差试验装置，在平板玻璃的一面施加高温、另一面施加低温，高温和低温同时施加，形成温差，在经历规定的试验时间后，检查玻璃是否有裂纹、破碎、崩边和崩角等现象，以验证玻璃耐受温差的能力，确保玻璃使用安全和设备可靠工作。

同时，本发明提供一种平板玻璃温差试验方法，该法操作简便，可高效监测玻璃的耐温差性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种平板玻璃温差试验装置，包括试验罩，所述试验罩内设置有低温模块，所述低温模块上活动设置有高温模块；所述高温模块、所述低温模块与所述试验罩内壁四周均设置有第一空间；所述高温模块顶面与所述试验罩内顶面之间设置有第二空间。

所述高温模块从下往上依次包括导热板、绝缘导热层和配重保温层，所述绝缘导热层内夹有加热元件；所述导热板和所述配重保温层之间通过连接件相连，所述导热板侧面中下端开设水平方向的第一孔洞，所述第一孔洞内装有第一温度传感器，所述第一温度传感器通过高温传感器引线与控制器相连，所述控制器与电源相连。

所述低温模块包括低温块，所述低温块内部镂空成若干交叉的U型通道，所述U型通道的开口朝下并贯穿所述低温块的底面，形成冷气管输入口和冷气管输出口，冷气输入管一端连接冷气管输入口，所述冷气输入管另一端与低温发生器相连，所述冷气输出口一端连接所述冷气管输出管，所述低温块侧面中上端开设水平方向的第二孔洞，所述第二孔洞内装有第二温度传感器，所述第二温度传感器另一端通过低温传感器引线与所述控制器相连，所述低温发生器与所述控制器相连。

所述低温块包括铝块或铜块；所述低温发生器包括制冷机。

所述试验罩包括试验罩体和罩门，所述试验罩体和罩门相铰接，所述试验罩体背部设有冷气管入口孔、冷气管出口孔、低温传感器引线孔、高温传感器引线孔和加热元件电源线孔，所述试验罩体和所述罩门为有机玻璃。

所述导热板包括铜板或铝板；所述绝缘导热层的材料包括双层云母；所述配重保温层包括水泥块；所述连接件包括螺栓和螺母。

所述高温模块和所述低温模块的长宽高均为15厘米，所述试验罩长宽高均大于55厘米。。

所述试验样品包括5G通讯设备屏平板玻璃、非中空平板建筑玻璃或光伏玻璃。

采用所述装置的平板玻璃温差试验方法，包括如下步骤：

步骤1：检查平板玻璃试验样品外观并在平板玻璃的上下两面粘覆铝箔，避免上下两面的铝箔相接；

步骤2：放置步骤1的试验样品于高温模块和低温模块之间；

步骤3：设置高温模块和低温模块的温度；

步骤4：持续对试验样品进行温差试验；

步骤5：试验结束后，移开高温模块，取出平板玻璃试验样品，取下铝箔并检查平板玻璃试验样品外观状况。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明提供的一种平板玻璃温差试验装置及平板玻璃温差试验方法，在平板玻璃的一面施加高温，在平板玻璃的另一面施加低温，高温和低温同时施加，形成温差，在经历规定的试验时间后，检查玻璃是否有裂纹、破碎、崩边 和崩角等现象，以验证玻璃耐受温差的能力，确保玻璃使用安全和设备可靠运行。

1、高温模块与低温模块同时与平板玻璃试验样品紧密接触。高温模块用于对玻璃一面施加温，低温模块用于对玻璃另一面施加低温，从而进行温差试验，并保持平板玻璃试验样品一面、另一面温度同时衡定，并且能够长时间测试。

2、高温模块中，加热元件用于对试验样品提供热源，云母作为绝缘层。水泥层，一是起加重作用，使得高温模块跟试验样品的贴合度更高；二是其导热慢，不易使电热件的热量快速散发，从而减小加热耗电；三是具有保温作用。

3、U型通道的设置是为了使冷气快速、足量地传递到低温块，保证低温块与试验样品接触面温度均匀的，确保温差试验所测温度均匀。

4、罩体能够防止操作者接触到工作状态下的高温模块和低温模块，确保装置操作者的安全。

5、第一温度传感器和第二温度传感器的位置设置确保尽量测量到玻璃A、另一面的真实温度，提高试验结果的准确性。

附图说明

图1为本发明的温差试验装置结构示意图；

图2为本发明的高温模块的结构示意图；

图3为本发明的低温模块的结构示意图；

图4为本发明的试验罩的结构示意图；

图5为温度循环试验一箱法的温度曲线图；

图6为冷热冲击试验二箱法和三箱法的温度曲线图；

图7为本发明的平板玻璃温差试验装置的温度曲线图。

附图标记说明：

1-高温模块、2-低温模块、3-试验罩；

11-铜板、12-加热元件、13-云母层、14-水泥层、15-高温传感器引线、16-第一温度传感器；

21-低温块、22-U型通道、23-冷气管输入口、24-冷气管输出口、25-冷气输入管、26-冷气输出管、27-第二温度传感器、28-低温传感器引线；

31-试验罩体、32-罩门、33-冷气管入口孔、34-冷气管出口孔、35-低温传感器引线孔、36-高温传感器引线孔、37-加热元件电源线孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步地说明。

首先需要明确的是：本发明不是将平板玻璃的一面暴露在高温气体环境中、另一面暴露在低温气体环境中，进行试验，这是难以实现的。本发明是通过高温模块与玻璃试验样品的一面接触，使玻璃的一面承受高温，同时，通过低温模块与玻璃试验样品的另一面接触，使玻璃另一面承受低温，高温模块和低温模块同时工作，从而在平板玻璃的两面实现温差。

实施例1

如图1所示，一种平板玻璃温差试验装置，包括试验罩3，所述试验罩3内设置有低温模块2，所述低温模块2上活动设置有高温模块1；所述高温模块1、低温模块2的四周与所述试验罩3内壁间设置有第一空间，所述高温模块顶面与所述试验罩内顶面之间设置有第二空间。所述第一空间和所述第二空间的设置确保高温模块2可上下移动，方便平板玻璃放置在试验样品上。所述高温模块1和所述低温模块2的长宽高均为15厘米，所述试验罩3长宽高均大于55厘米，确保所述高温模块2的取放自如。所述高温模块1和所述低温模块2之间放入平板玻璃试验样品，所述平板玻璃试验样品与所述高温模块1和所述低温模块2紧密接触。

使用时，将高温模块1取下，将平板玻璃试验样品放置在低温块21上，使得所述平板玻璃试验样品和所述低温块21四角对齐，再将所述高温模块1放置在所述平板玻璃试验样品上，同样，使得所述高温模块1和平板玻璃试验样品四角对齐。

所述平板玻璃试验样品包括5G通讯设备屏平板玻璃、非中空平板建筑玻璃或光伏玻璃。所述试验样品为自基板离边缘 3cm 处制取的玻璃，所述试验样品的尺寸为：（15±0.1）cm×（15±0.1）cm×（3.2±0.1）mm。

优选的，所述平板玻璃试验样品的A、B两面均覆有铝箔，所述A、B两面的铝箔不得接触，以免热量通过相接铝箔传递。所述铝箔为光洁无皱褶、厚度不超过 12um 的非涂胶铝箔。所述铝箔也可以用铜箔替代。

如图2和图4所示，所述高温模块1从下往上依次包括导热板11、绝缘导热层13和配重保温层14，所述绝缘导热层13内夹有加热元件12；所述导热板11和所述配重保温层14之间通过连接件相连，所述导热板11侧面中间离所述高温模块1下端面5mm处开设水平方向的第一孔洞，所述第一孔洞深度为7.5cm，所述温度传感器16从第一孔洞内***并紧接触所述导热板11。所述第一温度传感器16通过高温传感器引线15与控制器相连，所述控制器与电源相连。所述控制器可选用日本OYO控制器，如型号为U-8226S-ACCU1,可以同时实现高、低温度信号接收及调控。所述导热板11包括铜板或铝板，优选铜板；所述绝缘导热层13的材料包括双层云母。所述配重保温层14包括水泥块，水泥块一是起加重作用，使得高温模块1跟所述试验样品的紧密接触；二是其散热慢，不易使电热件的热量散发，从而减小加热耗电量；三是具有保温作用。

加热元件12通过软导线与所述控制器相连，软导线在箱内部分有安装余量，能够保证高温模块1的取下和装上的移动。软导线从罩体31背面的孔或接线端子连接到所述控制器上的端子。

所述连接件包括螺栓和螺母。所述导热板11和所述配重保温层14的四个角上分别设有螺纹孔，位于同一侧的螺纹孔上有螺栓穿过，并在螺栓的末端通过螺母紧固。所述铜板11尺寸为15cm×15cm×3cm，所述水泥层14尺寸为15cm×15cm×8cm。

如图3和图4所示，所述低温模块2包括低温块21，所述低温块21尺寸为 15cm×15cm×15cm（±1mm）。所述低温模块2包括低温块21，所述低温块21内部镂空成若干交叉的U型通道22，所述U型通道22的开口朝下并贯穿所述低温块21的底面，形成冷气管输入口23和冷气管输出口24，冷气输入管25一端连接冷气管输入口23，所述冷气输入管25另一端与低温发生器相连，冷气输出管26一端连接所述冷气管输出口24，冷气输出管26另一端直接排出，排出口外侧装有平衡器，所述低温块21侧面中间离所述低温块21上端面5mm处开设水平方向的第二孔洞，所述第二孔洞深度为7.5cm，所述孔洞内装有第二温度传感器27，并使第二温度传感器紧密接触低温块，所述第二温度传感器27另一端通过低温传感器引线28与所述控制器相连。所述低温发生器电源由所述控制器提供。所述低温块21包括铝块或铜块，便于所述U型通道22和所述第二孔洞的加工操作。所述低温发生器包括制冷机。所述U型通道22间不互通。所述U型通道22的设置，是为了使冷气快速、足量地传递到低温块21，并保证低温块21与平板玻璃试验样品接触面温度的均匀性，确保所测温度均匀。

优选的，所述U型通道22为3条。

优选的，所述第一温度传感器16和第二温度传感器27精度为±2℃。

如图4所示，所述试验罩4包括罩体31和罩门32，所述罩体31和罩门32相铰接，所述罩体31背部设有冷气管入口孔33、冷气管出口孔34、低温传感器引线孔35、高温传感器引线孔36和加热元件电源线孔37，所述加热元件12通过软导线经所述加热元件电源线孔37与所述控制器相连，软导线足够长，能够保证高温模块1取下和装上的移动，所述罩体31和所述罩门32为有机玻璃。

实施例2

一种平板玻璃温差试验方法，包括如下步骤：

步骤1：检查平板玻璃试验样品外观并在A、B两面粘覆铝箔，两面的铝箔不得相接；

步骤2：放置平板玻璃试验样品于高温模块1和低温模块2之间；

步骤3：设置高温模块1和低温模块2的温度；

步骤4：持续对试验样品进行温差试验；

步骤5：取下铝箔并检查平板玻璃试验样品外观状况。

其中，步骤3设置高温模块1和低温模块2的温度设定，可从（25℃，-15℃）、（35℃，-25℃）、（45℃，-55℃）中选取。

步骤4持续试验的时间为96h。

步骤5中，所述试验样品的外观状况包括玻璃表面是否出现汽泡、杂质、划伤、爆边、结石、裂纹、缺角的情况。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组间可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组间组合成一个模块或单元或组间，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组间。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种平板玻璃温差试验装置，其特征在于：包括试验罩（3），所述试验罩（3）内设置有低温模块（2），所述低温模块（2）上活动设置有高温模块（1）；所述高温模块（1）、所述低温模块（2）与所述试验罩（3）内壁四周均设置有第一空间；所述高温模块（1）顶面与所述试验罩（3）内顶面之间设置有第二空间。

2.根据权利要求1所述的一种平板玻璃温差试验装置，其特征在于：

所述高温模块（1）从下往上依次包括导热板（11）、绝缘导热层（13）和配重保温层（14），所述绝缘导热层（13）内夹有加热元件（12）；所述导热板（11）和所述配重保温层（14）之间通过连接件相连，所述导热板（11）侧面中下端开设水平方向的第一孔洞，所述第一孔洞内装有第一温度传感器（16），所述第一温度传感器（16）通过高温传感器引线（15）与控制器相连，所述控制器与电源相连。

3.根据权利要求2所述的一种平板玻璃温差试验装置，其特征在于：所述低温模块（2）包括低温块（21），所述低温块（21）内部镂空成若干交叉的U型通道（22），所述U型通道（22）的开口朝下并贯穿所述低温块（21）的底面，形成冷气管输入口（23）和冷气管输出口（24），冷气输入管（25）一端连接冷气管输入口（23），所述冷气输入管（25）另一端与低温发生器相连，所述冷气输出口（24）一端连接所述冷气管输出管（26），所述低温块（21）侧面中上端开设水平方向的第二孔洞，所述第二孔洞内装有第二温度传感器（27），所述第二温度传感器（27）另一端通过低温传感器引线（28）与所述控制器相连，所述低温发生器与所述控制器相连。

4.根据权利要求3所述的一种平板玻璃温差试验装置，其特征在于：所述低温块（21）包括铝块或铜块；所述低温发生器（24）包括制冷机。

5.根据权利要求3所述的一种平板玻璃温差试验装置，其特征在于：所述试验罩（3）包括试验罩体（31）和罩门（32），所述试验罩体（31）和罩门（32）相铰接，所述试验罩体（31）背部设有冷气管入口孔（33）、冷气管出口孔（34）、低温传感器引线孔（35）、高温传感器引线孔（36）和加热元件电源线孔（37），所述试验罩体（31）和所述罩门（32）为有机玻璃。

6.根据权利要求1所述的一种平板玻璃温差试验装置，其特征在于：所述导热板（11）包括铜板或铝板；所述绝缘导热层（13）的材料包括双层云母；所述配重保温层（14）包括水泥块；所述连接件包括螺栓和螺母。

7.根据权利要求1所述的一种平板玻璃温差试验装置，其特征在于：所述高温模块（1）和所述低温模块（2）的长宽高均为15厘米，所述试验罩（3）的长宽高均大于55厘米。

8.根据权利要求1所述的一种平板玻璃温差试验装置，其特征在于：所述试验样品包括5G通讯设备屏平板玻璃、非中空平板建筑玻璃或光伏玻璃。

9.采用权利要求1~8任一项所述装置的平板玻璃温差试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：检查平板玻璃试验样品外观并在平板玻璃的上下两面粘覆铝箔，避免上下两面的铝箔相接；

步骤2：放置步骤1的试验样品于高温模块（1）和低温模块（2）之间；

步骤3：设置高温模块（1）和低温模块（2）的温度；

步骤4：持续对试验样品进行温差试验；

步骤5：试验结束后，移开高温模块，取出平板玻璃试验样品，取下铝箔并检查平板玻璃试验样品外观状况。

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