
一、感压纸压力测量胶片的结构设计
感压纸压力测量胶片的核心结构设计基于其压力传感机制,主要分为两种类型:双片型与单片型。
双片型胶片由两片独立胶片组成,分别涂覆微囊化生色物质和显色物质。使用时需将两片胶片面对面叠放,施加压力后微囊破裂,释放生色物质与显色剂反应,显色完成后需分离胶片以观察结果。其结构特点包括:
分层涂布:生色层与显色层物理隔离,避免提前反应。
压力分级:通过微胶囊囊壁强度的差异(如3L型囊壁强度高于4L型),实现不同压力阈值下的显色响应(例如4L在0.1MPa显色,3L需0.2MPa以上)。
单片型(如MS、HS、HHS)
单片型将生色物质与显色剂集成于同一胶片内,无需配对使用。其优势在于:
简化操作:单层结构更适用于狭窄空间或复杂曲面检测。
超薄设计:厚度小于200μm,可贴合轮胎胎面、曲面屏等弧形表面而不干扰实际压力分布。
二、显色剂成分与反应机制
感压纸的显色过程依赖于化学显色反应,其核心成分包括:
生色物质:通常为隐色染料(如结晶紫内酯),储存在微胶囊中。当压力触发囊壁破裂时,染料释放并与显色剂接触。
显色物质:多为酸性化合物(如酚类衍生物或有机酸),与染料发生质子转移反应,生成显色产物。例如,富士Prescale系列中,显色剂与染料的反应灵敏度直接影响颜色密度与压力的线性关系。
线性响应:颜色密度与压力呈严格线性正相关,显色剂的浓度及反应速率需精确控制,以确保压力判读的准确性。
环境适应性:显色剂需在常温下保持稳定,避免温湿度干扰显色结果。例如,富士胶片通过微胶囊技术隔离环境因素,保障显色反应仅由压力触发。
三、技术优势与应用适配性
感压纸的显色剂成分与结构设计共同决定了其独特性能:
高分辨率与广覆盖:优质胶片的分辨率可达0.1MPa,且全域覆盖特性可捕捉螺栓间隙、组件变形等局部压力异常,弥补传统传感器的盲区。
复杂场景适配:超薄结构结合化学显色机制,使其在半导体晶圆磨削(LLL型)、大尺寸液晶屏装配(如夏普55吋屏幕)等精密制造中成为关键工具。
四、总结
感压纸压力测量胶片通过分层/集成结构与化学显色剂系统的协同作用,实现了压力分布的直观可视化。其显色剂成分的精准配比与微胶囊封装技术,是保障压力响应线性度与稳定性的核心,使其在工业检测领域具有不可替代性。
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