富士 Prescale 感压胶片完整工作原理
一、核心技术:微胶囊压敏显色体系
整卷胶片内部封装微型染料胶囊与显色接收层,只有外力挤压破碎胶囊才会发生显色反应,无压力完全无色,压力越大颜色越深。
分为双片式(W 型)、单片式(S 型) 两种结构,原理逻辑一致,只是分层布局不同。
二、双片型(A 膜 + C 膜,低压 / 微压系列 5LW/4LW/LLW/LW/MW)结构与过程
1. 两层基材构造
- A 膜(释放膜)
PET 塑料基底 + 涂层:无数微米级透明微胶囊
胶囊内部:无色油性染料;胶囊壁是极薄脆性树脂。
压力越小,胶囊壳越薄;超低压型号胶囊极易压碎。
- C 膜(显色膜)
PET 塑料基底 + 显色涂层:白色固态酚类显色剂微粒。
2. 受压显色全过程
- 贴合:A 膜胶囊涂层面 紧贴 C 膜显色涂层面;
- 施压:接触面产生压强,压力挤压两层薄膜;
- 胶囊破裂:压力超过胶囊承受极限,脆性外壳碎裂,内部无色染料流出;
- 化学反应:染料渗透到 C 膜显色层,与显色剂接触,立刻生成稳定深红色染料;
- 显色浓度对应压力:
- 压力小:少量胶囊破裂 → 浅红色;
- 压力大:大量胶囊破碎 → 深红色;
- 压力过高:胶囊全部破裂,颜色达到饱和不再加深。
关键特点
两层分开,不施压不会显色;可重复分开使用未受压区域,适合极低压力测量。
三、单片型(S 型 MS/HS/HHS 中高压款)结构原理
单层薄膜一体化,不用分两张,操作更简单:
单层 PET 基底,同一面双层涂布:
底层:显色剂涂层
上层:压敏染料微胶囊层,中间隔离薄层
受压后,胶囊破碎,染料直接向下渗透与底层显色剂反应显色。
优点:单片操作,高压下不易走位、分层滑移,适合 10MPa 以上中高压场景。
四、显色稳定特性
- 反应不可逆:一旦显色,红色印记永久保留,不会褪色,可存档;
- 温湿度影响:高温高湿会轻微加深颜色,高温专用款(100/200 系列)改良胶囊耐温树脂,抑制高温误显色;
- 无压力无显色:单纯摩擦、轻微触碰不会破胶囊,只有面压载荷才会显色,区分摩擦力与正向压力。
五、配套量化逻辑(补充)
肉眼只能粗略看深浅,搭配富士 FPD 扫描软件:
扫描仪读取红色色块光学密度,通过标准校准曲线,把颜色深浅换算成精准 MPa 压强,输出压力分布云图、峰值压力、平均压力。
简单总结
外力挤压 → 微型染料胶囊破裂 → 染料接触显色剂发生化学变色 → 红色深浅正比于接触面压强,实现压力可视化
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