[01550920]显像管外屏表面涂膜摩擦试验机的研制

1.任务来源：该研究成果来源于研究组承担的武汉科技学院与鄂台（武汉）科技发展有限公司之间签订的横向科研课题。　　2.应用领域：显像管显示器（CRT）广泛应用于国民经济的各行各业，尤其是IT、航空航天、文化娱乐等行业。随着社会、经济与科技文化的不断发展，人们对显像管显示器的质量要求越来越高，显像管显示器产品是否满足人们对其在防反射、防静电、防辐射、防眩晕等方面的要求日益成为衡量其质量的重要指标。为此，显像管显示器生产厂家主要是在其产品外表面涂覆能起到防反射、防静电、防辐射、防眩晕等作用的薄膜。例如，CRT对人体有害的电磁辐射主要是由偏转系统引起的低频辐射，因此在外屏表面加一低电阻薄膜层就可有效屏蔽、抑制低频电磁辐射。目前许多CRT生产厂家均有环保型显像管显示器面世，以解决电磁辐射的危害。可见，研究如何对CRT外表面涂膜性能质量进行检测试验具有重要的意义。　　3.技术原理：显像管显示器水平放置（外屏表面朝上）在支架上，磨擦刷头按照设定压力值（F0）垂直施加压力于外屏表面上；在水平推力的作用下，磨擦刷头平稳地往复磨擦外屏表面（涂膜层），磨擦次数可预先设定。磨擦动作启动前，静态加荷系统高精度地控制磨擦刷头施加在显示器外屏涂膜上的压力；在往复磨擦运动过程中，加荷系统高精度地维持这个垂直加荷强度（压力），同时，喷液系统以设定间隔时间向磨擦刷头喷射化学液体（如乙醇）以试验检测外屏表面涂膜的耐腐蚀性能。整个试验检测过程包括：显示屏到位→静态加荷系统启动，磨擦刷头下移且依照设定压力施压于CRT外屏表面上→加荷系统维持垂直加荷强度与精度→磨擦刷头往复磨擦，且喷液系统按设定时间向磨擦刷头喷液→磨擦次数到，磨擦刷头上抬→显示屏退出。整个过程可设为“手动”或“全自动”方式。　　4.性能指标：该研究成果显像管显示器外表面涂膜摩擦试验机采用钢材底盘、铝型材框架结构，应用新颖的汽缸加荷控制技术实现摩擦刷头高精度加荷并往复摩擦涂膜等功能。其主要技术指标如下：兼容性强，可适于不同尺寸规格的显像管显示器；操作、维护方便：系统采用了触摸屏控制显示器，具有22个控制界面，配置了操作导航、数据设定与专家故障诊断等功能系统；摩擦刷头（静、动态）加荷精度高（全量程加压范围0～60kg内，绝对误差小于81k，相对误差小于0.18%，重复精度优于0.06%；常用加压范围2～10kg内，绝对误差小于10k）。各方性能指标均优于合同要求。　　5.成果的创造性、先进性：　　(1)便于移动、易于固定：在实际应用过程中，往往要求此类检测设备便于移动、易于固定。我们研制的试验机，重约300公斤，且在运输与锁定系统中，采用了滚轮抬起装置，从而“便于移动、易于固定”。　　(2)兼容性强，可适于不同尺寸规格的显像管显示器的磨擦试验：显像管显示器生产厂家往往生产数种不同尺寸规格的显示器，因此要求试验机具有较强的产品兼容性。我们设计了新颖的支撑与夹紧机构，可以支撑与夹紧不同尺寸规格的显像管显示器。　　(3)操作简单、维护方便：我们在电气控制系统中，采用显示触摸屏控制方式，设计了22个控制界面，配置了操作导航、数据设定与专家故障诊断等功能系统，充分体现了新一代全自动控制系统的设计要求，提升了设备技术附加值。　　(4)静态加荷精度控制技术：传统的随动控制技术，对伺服阀性能要求较高，且难免会造成欠阻尼振荡，因此在压力调整过程中由于反复冲击，可能会损坏显示器外屏涂层。我们采用新颖的加荷控制技术（如第3节所述），满足了安全运行、高精度控制的要求。经计量检测3，静态加荷精度为：在全量程压力范围（0～60kg）内，绝对误差小于81k；在常用的压力范围（2～10kg）内，绝对误差小于10k；在全量程压力范围内，相对误差均小于0.18%，且重复精度小于0.06%。如第1节所述，韩国LG公司生产的显像管外屏表面涂膜摩擦试验机标定的压力精度为：在全量程压力范围（0～60kg）内，绝对误差小于20k，比我们研制的有优势，而在常用的压力范围（2～10kg）内，我们研制的试验机较之具有较好的精度；而且，韩国LG公司未给出其产品的重要参数，即重复精度。　　(5)动态加荷精度控制技术：在磨擦刷头摩擦动作过程中，要求磨擦刷头施加的压力保持在一定的精度范围内。由于在摩擦刷头摩擦动作过程中，难于准确地检测摩擦刷头施加于显像管外屏表面上的压力F，因此，我们把静态加荷过程中的压力微调阶段跳转为动态加荷精度控制过程中的压强微调控制阶段，从而实现动态加荷过程中的高精度压力控制的目的。　　6.推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见：正如上述，我国还没有相应的产品设备研制机构或生产厂家，而显像管显示器生产厂家迫切需要相应的试验检测设备以试验检测其产品外表面防反射、防静电、防辐射、防眩晕等功能涂覆的质量。因此，我们研制显像管显示器外屏涂膜质量的检测试验设备符合社会经济与科技发展趋势，满足了显像管显示器生产厂家对质量检测试验设备的需求，具有极广的推广应用的范围与推广前景。我们研制的显像管显示器外表面涂膜摩擦试验机，目前正应用于长沙LG公司显像管生产线，运行状况良好。自行研制的产品可能存在一定的问题，但目前并未发现较大问题，还有待用户运行一段时间检验评估。