一种蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测装置及检测方法

摘要

本发明公开了一种蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测装置及检测方法，所述检测装置包括密封箱体，设于密封箱体内的样品固定模块、控温加热板模块和温湿度监测模块，所述控温加热板模块包括控温加热面板，所述样品固定模块包括下层压板、上层压板和压紧装置，所述下层压板的两侧对称开设有一对开口向上的凹槽，上层压板上开设有和凹槽匹配的一对通孔，所述凹槽的尺寸大于眼罩填充部的外边框尺寸且小于眼罩发热体部外袋的外边框尺寸。本发明使用上述检测装置，将眼罩贴面侧朝上的固定于样品固定模块上，通过控温加热板模块和温湿度检测模块，对检测装置的误差进行校准，确定所述装置的检测校准系数。本检测装置构造简单，检测准确度高，易于普及推广和标准化。

说明书

技术领域

本发明属于蒸汽眼罩相关技术领域，尤其涉及一种蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测装置及检测方法。

背景技术

如图6所示，蒸汽热敷眼罩通常由非织造布眼罩体6、对称设于眼罩体6两侧的一对发热体部7和一对耳带8组成，发热体部7位于眼罩体6两侧的中部，发热体部7包括外袋71和密封于外袋71中部且填充有发热体的填充部72，其中，发热体主要成分为铁粉、水、活性炭、盐、吸水树脂等，产品利用发热体中铁粉与空气中的氧气发生化学反应释放热量，产生微量水蒸气，从而达到热敷眼部的作用。产生水蒸气是蒸汽热敷眼罩产品的主要性能指标之一，也有不少企业宣称产品发热过程会产生较多的水蒸气，但对于蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量的准确高效检测一直是行业检测的难点，尤其是对于蒸汽热敷眼罩贴面侧产生的水蒸气量，目前的检测装置和检测方法仍然不能够准确检测。

现有技术中，中国发明专利CN202210003186.0公开的一种眼罩湿度测量仪，通过水蒸气在冷却箱冷凝，进而通过冷却箱前后质量差得到眼罩产生的水蒸气量。冷却箱在一定环境下随着时间变化和眼罩产生的热气在冷却箱表面流动，冷却箱中冷却剂也会融化，冷凝效果会变弱，采用该种装置进行检测，不能够保证水蒸气完全在冷却箱中冷凝，导致测定的水蒸气量误差较大，同时，检测过程中要不断对冷却箱进行更换冷凝，操作繁琐。中国发明专利CN201810971018.4公开的一种测量发热器具产生水蒸气量的测量仪和水蒸气量检测方法，给出了发热器具产生水蒸气量的测量仪和水蒸气量检测方法，但该测量仪和检测方法只能测定总蒸汽量，并且，装置采用吸附剂吸附发热器具产生的水蒸气，装置需要冷却氮气等辅助耗材，检测成本高，检测操作不方便。中国发明专利CN201811359308.X公开的一种蒸汽发热体的水蒸气收集称量装置，采用玻璃罩收集发热体产生的水蒸气，其原理是水蒸气到达一定量时，会在玻璃罩杯壁凝结，通过称量玻璃罩反应前后的质量，计算质量差，得到产生的水蒸气量。这种装置和方法存在当水蒸气量较小时，玻璃罩内水蒸气没有饱和，则无法在杯壁凝结的缺陷；其次，玻璃罩设计了通气孔，产生的水蒸气也会通过通气孔溢出；再次，玻璃罩内蒸汽热敷眼罩发热本身杯内的空气水分也可能在杯壁凝结，这些因素均会造成结果不准确。专利号ZL 99805684.7公开的蒸汽发生垫，通过称量计算反应前后发热体的质量变化，得到发热体所产生的水蒸气量，但这样得出的结果不准确。因为发热体不仅会冷凝水蒸气，还会与空气中的氧气发生反应，生成一定量的水蒸气，因为有氧气的进入，发热体最终生成的物质是有所增加的，所以从中得出的发热体所产生的水蒸气量不准确。

因此，设计一种能够准确检测蒸汽热敷眼罩贴面侧产生的水蒸气量的检测装置和检测方法，对于蒸汽热敷眼罩产品性能的评价非常有必要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测装置及检测方法，以能够准确检测蒸汽热敷眼罩贴面侧产生的水蒸气量，从而满足相关领域应用的需要。

本发明的技术方案为：一种蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测装置，包括密封箱体，设于密封箱体内的样品固定模块、控温加热板模块和温湿度监测模块；其中，

所述密封箱体的前侧活动连接有箱门，所述控温加热板模块包括控温加热面板，所述样品固定模块包括用于固定眼罩的下层压板和上层压板，以及用于压紧所述下层压板和上层压板的压紧装置，所述下层压板的两侧对称开设有一对开口向上的凹槽，所述上层压板上开设有和所述凹槽匹配的一对通孔，所述凹槽的尺寸大于眼罩填充部的外边框尺寸且小于眼罩发热体部外袋的外边框尺寸。该种设置，将眼罩压紧于上层压板和下层压板之间时，保证眼罩的发热体部覆盖于所述凹槽上，且眼罩的填充部置于凹槽和通孔之间，保证眼罩的填充部暴露于空气中；这样，当眼罩的贴面侧朝上时，非贴面侧产生的水蒸气不会进入密封箱体内部。

本发明进一步设置为，所述压紧装置包括相对设于所述下层压板两侧的一对固定支架和锁紧螺栓，所述固定支架包括顶板、底板以及连接所述顶板和底板外缘的竖直板，所述顶板和底板间的间距大于所述下层压板和上层压板的厚度，所述下层压板的两侧分别置于所述底板上，所述上层压板的两侧置于所述顶板的下方，所述顶板上开设有和所述锁紧螺栓匹配的螺孔，所述锁紧螺栓穿过所述螺孔和所述上层压板相抵。

本发明进一步设置为，所述密封箱体是由上侧板、下侧板、左侧板、右侧板、后侧板和前侧的箱门包围形成，所述箱门的左侧边铰链连接至所述左侧板上，所述箱门的右侧边和所述右侧板通过锁扣连接。

本发明进一步设置为，所述上侧板、下侧板、左侧板和右侧板的前侧边缘处安装有密封条，以提高所述密封箱体的密封性。

本发明进一步设置为，所述温湿度监测模块包括温湿度显示屏和外置于所述温湿度显示屏的温湿度探头，所述温湿度探头电连接至所述温湿度显示屏。

本发明进一步设置为，所述温湿度监测模块设于所述密封箱体内远离所述箱门的一侧，进一步提高检测的准确度。

本发明进一步设置为，所述密封箱体的顶部安装有进出气口阀门和用于测试所述密封箱体内压力的真空压力表。

本发明进一步设置为，所述密封箱体的体积为50±10L。

本发明还提供一种蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测方法，使用上述检测装置，包括如下步骤：

(1)检测密封箱体的密封性；

(2)确定所述检测装置的校准系数：在所述控温加热面板上加入定量的纯水，记录纯水蒸发前后的温湿度变化，计算密封箱体收集到的纯水蒸发产生的水蒸气量，计算加入纯水的质量和所述密封箱体收集的水蒸气量的比值，即为校准系数F；

(3)将眼罩试样贴面侧朝上并迅速固定于所述样品固定模块上，再将所述样品固定模块置于密封箱体内部，记录待测眼罩反应20min前后的密封箱体内温湿度，计算密封箱体内收集到的眼罩产生的水蒸气量m

(4)空白实验：取同批次发热结束的眼罩试样，重复步骤(3)，记录空白试验产生的水蒸气量m

(5)计算被测蒸汽热敷眼罩试样产生的水蒸气量m＝(m

本发明进一步设置为，蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测方法，包括如下步骤：

(1)检查密封箱体的密封性；

(2)将检测装置及眼罩试样最小包装放置在(20±1)℃/20％～60％RH无风环境中平衡至少2h，平衡过程中保持所述密封箱体的箱门打开状态；

(3)用微量进样针吸取100～300μL纯水，将纯水均匀点状涂布于控温加热板上表面，记录箱体内温度T

(4)打开箱门，关闭控温加热面板，平衡20min；

(5)取1副眼罩试样，沿试样左右中央对称线，将试样平均分成两份，取出密封箱体内的样品固定模块，将两份试样分别放置在样品固定模块的凹槽上，保证眼罩的贴面侧向上，眼罩的填充部位于所述凹槽和通孔之间，再压紧上层压板和下层压板来固定样品，固定过程要保证不压到眼罩内填充的发热体；

(6)将含试样的样品固定模块放入密封箱体底部的中央，关闭箱门，打开计时器，记录密封箱体内温度T

(7)空白试验：取同批次发热结束的试样，重复步骤(5)和步骤(6)，记录空白试验产生的水蒸气量m

(8)被测眼罩试样产生的水蒸气量m＝(m

本发明进一步设置为，步骤(1)中，所述密封箱体密封性的检测方法为：关闭检测装置的箱门，打开所述进出气口阀门，将密封箱体内的真空度抽至-0.02MPa～-0.05MPa，关闭进出气口阀门，若20min内箱体内真空度无变化，则可认为箱体密封性能良好。

本发明中，所述T℃/U％温湿度下，对应密闭箱体内水分绝对质量m计算公式：

m——密闭箱体中水分绝对含量(mg)；

P

U——密闭箱体内相对湿度(％)；

R

T——密闭箱体内温度(℃)；

1000000——质量转换因子，kg转换成mg。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明所述的蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测装置通过样品固定模块，以保证仅对眼罩贴面测产生的水蒸气量进行收集，并通过设置控温加热板模块和温湿度监测模块，以对检测装置进行误差校准，进一步提高检测的准确度。(2)本发明的检测装置通过优选箱体的容积进一步提高检测结果的准确度。(3)本发明所述的检测方法通过校准和空白实验减小样品的检测误差，并结合密封箱体内的温湿度参数，从而实现对蒸汽热敷眼罩贴面侧产生的水蒸气量的精确计算。(4)本发明所述的检测装置构造简单，制造成本低，并且操作简便，检测准确度高，便于普及、标准化。

附图说明

图1为本发明检测装置的主视结构示意图。

图2为本发明检测装置的立体结构示意图。

图3为本发明检测装置的俯视结构示意图。

图4为本发明的样品固定模块斜视结构示意图。

图5为本发明的样品固定模块前视结构示意图。

图6为蒸汽热敷眼罩样品的结构示意图。

图7为蒸汽热敷眼罩样品放置于下层压板上的示意图。

其中，1、密封箱体，101、左侧板，102、右侧板，103、上侧板，104、下侧板，105、后侧板，106、箱门，107、密封条，108、真空压力表，109、进出气口阀门，2、样品固定模块，210、下层压板，211、凹槽，220、上层压板，221、通孔，230、压紧装置，3、控温加热板模块，301、控温加热面板，302、温控键，4、温湿度监测模块，401、温湿度探头，402、温湿度显示屏，5、微量进样针，231、顶板，232、底板，233、竖直板，234、锁紧螺栓，6、眼罩体，7、发热体部，71、外袋，72、填充部，8、耳带。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变。

本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

参考图1-4，本发明提供的一种蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测装置，包括密封箱体1，设于密封箱体1内的样品固定模块2、控温加热板模块3和温湿度监测模块4；其中，

所述密封箱体1为立方体形状，由左侧板101、右侧板102、上侧板103、下侧板104、后侧板105和前侧的箱门106包围而成，所述箱门106的左侧边铰链连接于所述左侧板101上，用于箱门106的开合，所述箱门106的右侧边和所述右侧板102通过锁扣连接；

所述样品固定模块2包括用于固定眼罩的下层压板210和上层压板220，以及用于压紧所述下层压板210和上层压板220的压紧装置230，所述下层压板210的两侧对称开设有一对开口向上的凹槽211，所述上层压板220上开设有和所述凹槽211匹配的一对通孔221，所述凹槽211的尺寸大于眼罩填充部72的外边框尺寸且小于眼罩发热体部外袋71的外边框尺寸；

所述控温加热板模块3包括控温加热面板301和温控键302，所述控温加热板模块3置于所述下侧板104上；所述温湿度监测模块4包括温湿度显示屏402和外置于所述温湿度显示屏402的高精度温湿度探头401，所述温湿度探头401电连接至所述温湿度显示屏402，用于检测密封箱体1内部的温度和湿度；

所述密封箱体1的顶部安装有进出气口阀门109和用于测试所述密封箱体1内压力的真空压力表108，本实施例中，所述进出气阀门109为进出气铜球阀。

需要说明的是，为了更准确地检测密封箱体内的温湿度，所述温湿度检测模块4设于所述密封箱体1内远离所述前侧箱门106的一侧。本实施例中，所述温湿度检测模块4可直接放置于所述下侧板104上，或设于左侧板101、右侧板102或后侧板105的内侧壁上。

本实施例中，所述上侧板103、下侧板104、左侧板101、右侧板102和后侧板105均采用透明的亚克力板，且所述上侧板103、下侧板104、左侧板101、右侧板102的前侧边缘处安装有密封条107，用于提高密封箱体1的密封性。

本实施例中，所述凹槽211为方形槽，并且，为了方便凹槽的加工，所述下层压板210是由两层水平板粘结组成，其中上层的水平板中部开设有一对方形通孔，所述下层压板210和上层压板220均采用聚氯乙烯塑料板。

进一步地，所述检测装置内还配备有专用的微量进样针5，所述密封箱体1的内侧壁上设有用于放置所述微量进样针5的卡槽。

如图4和5所示，本实施例中，所述压紧装置230包括相对设于所述下层压板210两侧的一对固定支架和锁紧螺栓234，本实施例中，所述固定支架为直角U形支架，包括顶板231、底板232以及连接所述顶板231和底板232外缘的竖直板233，所述顶板231和底板232间的间距大于所述下层压板210和上层压板220的总厚度，所述下层压板210的两侧分别置于所述底板232上，所述上层压板220的两侧分别置于所述顶板231的下方，所述顶板231上开设有和所述锁紧螺栓234匹配的螺孔，所述锁紧螺栓234穿过所述螺孔和所述上层压板220相抵。通过旋拧锁紧螺栓234，控制上层压板220和下层压板210的松开和压紧。为了方便锁紧螺栓的旋拧，所述锁紧螺栓234的顶部还设有把手235。

使用上述样品固定模块2固定待测的眼罩产品时，如图7所示，先将样品固定模块2从密封箱体1中取出，拧松锁紧螺栓234并取下上层压板220，将眼罩样品沿中央对称线剪开，平均分成两份，分别放置于下层压板210上，并覆盖于所述凹槽211的顶部，同时保证待测眼罩的填充部72置于所述凹槽211上方的中间位置，且待测眼罩的贴面侧(内侧)朝上，非贴面侧(外侧)朝下。这样，贴面侧产生水蒸气可以释放到密封箱体1内，非贴面侧(外侧)产生水蒸气不能够释放到密封箱体内；再将上层压板220放于下层压板210上，并使上层压板220的通孔221和下层压板210的凹槽211对准，然后拧紧锁紧螺栓234，压紧上层压板220和下层压板210，再将固定有眼罩产品的样品固定模块2放入密封箱体1内。上述样品的固定过程要保证不压到眼罩内填充的发热体。

进一步地，本发明中，考虑到检测装置中需设置样品固定模块、控温加热板模块和温湿度监测模块，以及密封箱体的加工成本，所述密封箱体的容积为50±10L，作为后续实施例中密封箱体的优选容积。

本发明还提供一种蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量检测方法，使用上述检测装置，包括如下步骤：

(1)检查箱体的密封性，方法为：关闭检测装置密封箱体的箱门106，打开进出气口阀门109，将密封箱体1内真空度抽至-0.02MPa～-0.05MPa，关闭进出气口阀门109，若20min内密封箱体内真空度无变化，则可认为所述密封箱体1的密封性能良好。所述检测装置密封性的检测频率不低于半年1次；

(2)将检测装置及待测蒸汽热敷眼罩最小包装放置在(20±1)℃/20％～60％RH无风环境中平衡至少2h，该平衡过程应保持密封箱体的箱门打开状态；

(3)用微量进样针吸取200μL纯水，将纯水均匀点状涂布于控温加热面板301上表面，记录箱体内温度T

(4)打开密封箱体的箱门106，关闭控温加热面板301的电源，平衡20min；

(5)取1副蒸汽热敷眼罩，拆开包装袋，取出试样，撕掉蒸汽热敷眼罩的耳带8，沿试样左右中央对称线，用剪刀将试样平均分成两份；取出密封箱体1内的样品固定模块2，将剪开的试样分别放置在样品固定模块2的方形凹槽211上，保证蒸汽热敷眼罩的贴面侧向上，眼罩的填充部72位于方形凹槽211和通孔221的中部，再压紧上层压板220和下层压板210来固定样品，保证固定过程不压到眼罩内填充的发热体。为尽可能减少试样蒸汽量损失，此步骤应在30s内完成；

(6)将含试样的样品固定模块2放入密封箱体1底部的中央位置，关闭箱门106，打开计时器，记录密封箱体1内的温度T

(7)空白试验：取同批次发热结束的眼罩试样，重复上述步骤(5)和步骤(6)，记录空白试验产生的水蒸气量m

(8)计算被测蒸汽热敷眼罩试样产生的水蒸气量m＝(m

其中，所述T℃/U％温湿度下，对应密闭箱体内水分绝对质量m计算公式：

m——密闭箱体中水分绝对含量(mg)；

P

U——密闭箱体内相对湿度(％)；

R

T——密闭箱体内温度(℃)；

1000000——质量转换因子，kg转换成mg。

实施例2

对于本发明的检测装置，若箱体容积过小，则箱体内的氧气不能满足蒸汽热敷眼罩中铁粉发热20min所需量或者消耗氧气量过多，同时湿度达到100％RH后，部分水分开始转化成液态，造成温湿度监测仪无法测量蒸汽热敷眼罩实际产生的水分质量，即不能够准确测定绝对蒸汽量。

因此，为了验证本发明中所述密封箱体的容积合适与否，本实施例中，随机抽取60批不同品牌的蒸汽热敷眼罩，准确称量发热体填充物，再经过微波消解完全，通过电感耦合等离子体光谱仪(ICP-OES)测定消解液铁粉浓度，计算得到60批不同品牌的蒸汽热敷眼罩中的含铁量。结果如表1所示。

表1 60批不同品牌蒸汽热敷眼罩一副眼罩中含铁量

由表1的结果可以看出，蒸汽热敷眼罩中铁含量为1.71～5.57g，平均铁含量3.53g，平均含铁量在3.53g时反应需要氧气约1.56g；在一个标准大气压下，1m

采用本发明的检测装置并配合检测方法，在(20±1)℃、55～60％RH温湿度环境条件下，对比30、40、50、60L密封箱体下，100μL、200μL、300μL纯水蒸发检测得到水蒸气质量、检测得到水蒸气量与实际加入纯水质量比，结果如表2所示。

表2密封箱体纯水蒸发试验结果比较

由表2的结果可知，密封相同容积为30L时，加入300μL纯水蒸发试验时，检测水蒸气量与实际加入水质量比(％)结果偏低，观察30L密封箱体在加入300μL纯水蒸发后湿度仪的检测结果接近100％，表明这种情况下水蒸气在密封箱体中已经达到饱和，300μL纯水只能部分蒸发成气态，因此，30L体积的箱体对蒸气量检测结果无法保证准确，不符合检测需求；50±10L箱体在100μL～300μL检测水蒸气量与实际加入水质量比基本一致，箱体大小符合要求。若箱体体积再增加，一方面增加箱体材料成本，相同水蒸气量会随着箱体体积的增大，湿度变化量会变小，湿度变化量越小所产生的误差越大，因此综合考虑成本和误差再增加箱体的大小没有必要，确定箱体体积为50±10L。

实施例3

为进一步验证使用上述检测装置及其所采用的检测方法的结果准确性，本实施例采用本发明的检测装置和相同的水蒸气量检测方法，对市售不同生产企业不同款式的代表性蒸汽热敷眼罩产品产生的贴面侧水蒸气量和总水蒸气量进行检测，所使用的检测装置的密封箱体容积为50L。其中，总水蒸气量的检测装置和检测方法同贴面侧水蒸气量检测装置和检测方法的区别:总水蒸气量的检测试样不需要固定在样品固定模块，检测过程中，试样直接悬挂在密闭箱体内中心位置，以使眼罩的贴面侧和非贴面侧均与密闭箱体内空气接触，水蒸气量为贴面侧和非贴面侧产生水蒸气量总量。检测结果如表3所示。

表3 38批蒸汽热敷眼罩产生的水蒸气量

由于蒸汽眼罩在使用时仅贴面侧敷于眼部，因此，检测眼罩产生的总水蒸气量并不能代表产品使用时的实际产品性能，检测贴面侧水蒸气量更能说明产品的性能。而根据表3的结果可以看出，上述蒸汽热敷眼罩产生的总水蒸气量明显大于贴面侧产生的蒸汽量，因此，采用本发明所述的检测装置和方法更能准确地对蒸汽热敷眼罩产品产生的水蒸气量这一性能的评价。

实施例4

为进一步考察本发明与现有技术区别和产生的技术进步，本实施例中选取了市场中常见的6款不同品牌的蒸汽热敷眼罩，并具体考察了本发明和现有技术的装置和检测方法对于不同品牌蒸汽热敷眼罩产生的蒸汽量的检测的结果，检测结果如表4所示。

表4不同检测方法的检测结果对比

根据表4结果可以看出，对比1由于是通过水蒸气在冷却箱冷凝，进而通过冷却箱前后质量差得到眼罩产生的水蒸气量，采用该种装置进行检测不能够保证水蒸气完全在冷却箱中冷凝，导致测定的水蒸气量误差较大；对比2的装置和方法并不能保证眼产生的水蒸气完全凝结在玻璃罩上等因素，从而会造成结果不准确。另外，由于上述对比1和对比2组的检测装置和方法中也没有校正手段，因此造成这两种方法的检测结果存在较大的误差，因此，对比1和对比2中的检测结果要明显低于采用本发明所述检测装置和方法检测得到的水蒸气量。

综上所述，本发明所述的检测装置和检测方法，通过对样品固定装置和校准部件的设计，并配合相应的检测方法，可以更加准确的测得蒸汽热敷眼罩贴面侧的水蒸气量；并且所设计的检测装置构造简单，制造成本低，操作简便，便于普及和标准化。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。