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保温杯保温保冷测试:跟踪 24 小时内温度变化曲线与隔热性能达标情况

保温杯保温保冷测试报告

一、测试概述

保温杯作为日常高频使用的日用消费品,其保温与保冷性能是核心产品力指标,直接影响用户饮用体验与使用场景适配性。无论是冬季存储热水、茶汤,还是夏季存放冰水、冷饮,用户均对保温杯的温度保持能力有明确需求。当前市场上保温杯产品种类繁多,保温保冷性能差异较大,部分产品存在标称性能与实际表现不符的情况,给用户选购带来困扰。

本次测试针对品牌TM-2025型号真空保温杯的保温保冷性能展开全面系统评估,严格遵循相关标准要求,通过构建标准化测试环境,分别进行24小时保温测试与24小时保冷测试。测试过程中持续跟踪杯内介质温度变化,绘制温度变化曲线,同时检测杯身外壁隔热性能,精准判定产品保温保冷性能是否达到标称标准及行业规范要求。结合测试数据深入分析产品保温保冷性能的衰减规律,识别影响性能的关键因素,为产品质量优化、市场监管及用户选购提供科学、客观的数据支撑。

二、测试目的

1.  精准测定品牌TM-2025型号保温杯在24小时保温测试中,杯内热水温度的变化趋势,确定24小时后杯内水温是否符合相关标准及产品标称要求。

2.  系统测试该型号保温杯在24小时保冷测试中,杯内冰水混合物温度的变化规律,验证24小时后杯内温度是否达到保冷性能达标标准。

3.  跟踪并记录保温、保冷测试过程中,保温杯外壁不同部位的温度变化,评估其隔热性能,验证是否存在外壁过热或过冷导致的使用安全隐患。

4.  绘制保温、保冷24小时温度变化曲线,量化分析温度衰减速率及不同时间段的衰减特征,明确产品保温保冷性能的稳定性。

5.  对比产品标称的保温保冷参数与实际测试结果,判定产品是否存在性能虚标情况。

6.  识别影响保温杯保温保冷性能的关键结构或材质因素,提出针对性的优化建议,提升产品核心竞争力。

三、测试依据

1. 国家标准:GB/T 29606-2013《不锈钢真空杯》,该标准明确规定了真空保温杯的保温性能、保冷性能测试方法及达标要求。

2.  行业标准:QB/T 4532-2013《日用保温容器》,参考其中关于保温容器隔热性能测试的相关规范。

四、测试设备与环境

(一)核心测试设备

本次测试所使用的核心设备均经过专业计量校准,精度符合测试要求,状态良好,具体包括:精密数字温度计(测量范围:-50℃~150℃,精度±0.1℃),用于实时测量杯内介质温度及杯身外壁温度;恒温恒湿箱,用于构建稳定的测试环境,精准控制环境温度与湿度;电子天平(精度0.1mg),用于精确称量测试介质(水、冰)的质量;保温保冷测试支架,用于固定保温杯及温度计探头,确保测试过程中保温杯放置稳定,探头位置准确;数据记录仪(采样频率:1次/10分钟),用于自动连续记录温度数据,避免人工记录误差;超声波清洗机,用于测试前清洁保温杯内壁,去除杂质影响;秒表(精度0.01秒),用于记录测试时间节点。

(二)测试环境参数

根据GB/T 29606-2013标准要求,本次测试在恒温恒湿箱内进行,确保环境参数稳定可控,消除外界环境对测试结果的干扰。具体环境参数设定为:保温测试环境温度23℃±2℃,相对湿度50%±5%RH;保冷测试环境温度23℃±2℃,相对湿度50%±5%RH;测试过程中恒温恒湿箱内气流速度≤0.2m/s,避免气流加速杯体热量交换。保温杯放置于恒温恒湿箱中央位置,与箱体内壁距离≥10cm,确保杯体周围环境温度均匀一致。

五、测试样品

(一)样品来源与规格

本次测试样品均来自品牌TM-2025型号真空保温杯正规生产线,随机抽取3个生产批次,每批次6个,共计18个样品。样品核心规格参数如下:容量500mL;杯身材质为316不锈钢内胆+304不锈钢外壳;真空夹层厚度0.8mm;杯盖类型为旋紧式密封盖,内置硅胶密封圈;杯身高度220mm,杯口直径70mm;标称保温性能:24小时保温≥60℃(95℃初始水温);标称保冷性能:24小时保冷≤10℃(0℃初始温度);隔热性能:外壁不烫手/不结露。

(二)样品分组与预处理

1.  样品分组:将18个样品分为2个测试组,每组9个,其中第一组为保温性能测试组,第二组为保冷性能测试组;每组内3个样品为一个亚组,分别对应3个不同生产批次,确保测试结果具有批次代表性。

2.  样品预处理:所有样品在测试前均经过严格的预处理流程,确保初始状态一致。首先进行外观检查,剔除外壁划伤、变形、杯盖松动、密封圈破损的不合格样品;其次进行清洁处理,使用超声波清洗机对杯内壁及杯盖进行清洗,去除生产、运输过程中残留的杂质,清洗后用蒸馏水冲洗3次,倒置沥干水分;最后将所有样品放置于恒温恒湿箱内,在测试环境温度下静置2小时,使杯体温度与环境温度保持一致,避免杯体初始温度对测试结果产生影响。

六、测试方法与步骤

(一)保温性能测试步骤

1.  测试准备:将预处理后的保温测试组样品取出,用电子天平精确称量每个样品的空杯质量;向烧杯中加入蒸馏水,置于电热恒温水浴锅上加热至95℃±1℃,保温10分钟确保水温稳定;使用精密数字温度计再次确认水温,符合要求后备用。

2.  注液与密封:将95℃±1℃的蒸馏水快速注入每个保温杯内,注液量为保温杯标称容量的90%(即450mL),注液过程控制在30秒内完成,避免水温流失;注入完成后,立即用干净的抹布擦拭杯口残留水分,迅速旋紧杯盖,确保密封良好,同时启动秒表记录测试开始时间(T0)。

3.  温度数据采集:将装有热水的保温杯放回恒温恒湿箱内的测试支架上,调整精密数字温度计探头位置,使其穿过杯盖预留孔(孔隙用保温棉密封,减少热量散失)伸入杯内热水中,探头端部距离杯底10mm,且不与杯壁接触;同时在保温杯外壁中部、杯盖顶部、杯底三个位置粘贴温度传感器,用于监测隔热性能。通过数据记录仪设置采样频率为1次/10分钟,连续记录杯内水温及外壁各部位温度数据,记录时间节点包括T0(初始)、T1(30分钟)、T2(1小时)、T3(2小时)、T4(4小时)、T5(8小时)、T6(12小时)、T7(16小时)、T8(20小时)、T9(24小时)。

4.  测试结束与数据整理:测试进行至24小时(T9)时,停止数据记录,取出保温杯,缓慢旋松杯盖释放内部压力,然后完全打开杯盖,立即用精密数字温度计测量杯内水温,记录最终温度值;测量完成后,将杯内热水倒出,用电子天平称量装水后杯体质量,计算实际注液量,确保注液量符合要求;最后清理样品及测试设备,整理所有温度记录数据。

5.  平行测试:每个生产批次的3个样品为一组平行测试,测试过程完全同步,确保数据的重复性与可靠性;若平行测试中某一样品的温度数据与同组其他两个样品偏差超过2℃,则重新选取同批次备用样品进行补测。

(二)保冷性能测试步骤

1.  测试准备:将预处理后的保冷测试组样品取出,用电子天平精确称量每个样品的空杯质量;向保温桶中加入蒸馏水与碎冰,搅拌均匀制成冰水混合物,确保冰水比例为1:1,放置10分钟使温度稳定在0℃±1℃;使用精密数字温度计测量冰水混合物温度,符合要求后备用。

2.  注液与密封:将0℃±1℃的冰水混合物快速注入每个保温杯内,注液量为标称容量的90%(450mL),注液过程控制在30秒内完成;注入完成后,擦拭杯口残留水分,迅速旋紧杯盖密封,启动秒表记录测试开始时间(T0')。

3.  温度数据采集:将装有冰水混合物的保温杯放入恒温恒湿箱内的测试支架上,调整精密数字温度计探头位置,使其穿过杯盖密封孔伸入杯内冰水混合物中,探头端部距离杯底10mm,不与杯壁接触;同时在保温杯外壁中部、杯盖顶部、杯底粘贴温度传感器监测隔热性能。通过数据记录仪设置采样频率为1次/10分钟,连续记录杯内温度及外壁各部位温度数据,记录时间节点与保温测试一致,直至测试进行至24小时(T9')。

4.  测试结束与数据整理:测试至24小时时,停止数据记录,取出保温杯,打开杯盖,立即用精密数字温度计测量杯内冰水混合物温度,记录最终温度值;倒出杯内冰水混合物,称量装液后杯体质量,确认实际注液量;清理样品及测试设备,整理所有温度记录数据。同样,每个生产批次的3个样品进行平行测试,确保数据可靠。

(三)隔热性能评估方法

在保温与保冷测试过程中,同步监测保温杯外壁中部、杯盖顶部、杯底的温度变化,根据企业标准要求,保温测试时外壁各部位温度均需≤45℃,保冷测试时外壁各部位温度均需≥10℃;同时观察测试过程中杯体外壁是否出现结露、起雾现象,若出现结露则判定隔热性能不达标。测试结束后,计算外壁各部位最高温度与环境温度的差值,量化分析隔热性能稳定性。

七、测试结果与分析

(一)保温性能测试结果与分析

1.  24小时温度变化核心数据:本次测试的3个生产批次保温杯,在24小时保温测试中的温度变化核心数据如下:初始水温(T0)均为95.0℃±0.5℃,符合测试要求;3个批次样品24小时后平均水温分别为68.5℃、67.8℃、69.2℃,整体平均水温为68.5℃;其中最低水温为66.3℃(来自B批次2号样品),最高水温为70.5℃(来自C批次5号样品)。对比企业标准要求的24小时保温温度≥60℃及GB/T 29606-2013标准中500mL容量保温杯24小时保温温度≥55℃的要求,所有测试样品均满足标准要求,且高于企业标称的最低值。

2.  温度衰减趋势分析:通过绘制24小时保温温度变化曲线发现,温度衰减呈现“前期快、后期缓”的特征。测试初期(0-2小时)温度衰减速率最快,平均每小时下降5.8℃,2小时后平均水温降至83.4℃;2-8小时为缓慢衰减阶段,平均每小时下降1.6℃,8小时后平均水温降至72.6℃;8-24小时为平稳衰减阶段,平均每小时下降0.26℃,24小时后达到最终平均水温68.5℃。前期衰减较快的主要原因是杯内热水与杯盖、杯口部位存在较大温度差,热量通过传导、辐射方式快速散失;随着时间推移,杯内温度与环境温度差值缩小,热量交换速率降低,衰减趋于平稳。

3.  批次间性能差异分析:3个生产批次样品的保温性能存在轻微差异,其中C批次平均保温温度最高(69.2℃),B批次最低(67.8℃),批次间最大温差为1.4℃,差异较小,说明该型号保温杯生产工艺稳定性较好,批次间性能一致性优良。

(二)保冷性能测试结果与分析

1.  24小时温度变化核心数据:保冷测试组样品初始温度(T0')均为0.0℃±0.5℃,符合测试要求;24小时后(T9')3个批次样品的平均温度分别为5.2℃、5.5℃、5.1℃,整体平均温度为5.3℃;其中最高温度为5.8℃(来自B批次4号样品),最低温度为4.9℃(来自C批次6号样品)。对比企业标准要求的24小时保冷温度≤10℃及GB/T 29606-2013标准中500mL容量保温杯24小时保冷温度≤12℃的要求,所有测试样品均远低于标准限值,保冷性能优异。

2.  温度上升趋势分析:24小时保冷温度变化曲线显示,温度上升同样呈现“前期快、后期缓”的特征。0-2小时为快速上升阶段,平均每小时上升0.8℃,2小时后平均温度升至1.6℃;2-8小时为缓慢上升阶段,平均每小时上升0.3℃,8小时后平均温度升至3.4℃;8-24小时为平稳上升阶段,平均每小时上升0.12℃,24小时后达到最终平均温度5.3℃。前期温度上升较快,主要是因为杯内冰水混合物与外界环境存在较大温度差,外界热量通过杯盖、杯体缝隙快速传入;随着杯内温度逐渐升高,温度差缩小,热量传入速率降低,温度上升趋于平缓。

3.  批次间性能差异分析:3个生产批次样品的保冷性能差异微小,C批次平均保冷温度最低(5.1℃),B批次最高(5.5℃),批次间最大温差为0.4℃,远小于保温测试的批次差异,说明该型号保温杯的保冷性能受生产工艺波动影响更小,性能稳定性更优。

(三)隔热性能测试结果与分析

1.  保温测试隔热性能:在24小时保温测试过程中,保温杯外壁各部位温度均控制在合理范围内。外壁中部最高温度为42.3℃(出现于测试初期1小时),杯盖顶部最高温度为43.5℃,杯底最高温度为38.6℃,均低于企业标准要求的≤45℃限值;测试过程中杯体外壁无烫手现象,且未出现结露、滴水情况。随着杯内水温下降,外壁温度逐渐降低,24小时后外壁中部温度降至26.8℃,与环境温度差值仅3.8℃,隔热性能稳定。

2.  保冷测试隔热性能:24小时保冷测试中,保温杯外壁各部位温度均高于企业标准要求的≥10℃限值。外壁中部最低温度为12.5℃(出现于测试初期2小时),杯盖顶部最低温度为13.2℃,杯底最低温度为14.8℃;测试过程中杯体外壁无过冷现象,未出现结露、起雾情况,避免了用户手持时冻伤或杯体表面结露污染环境的问题。随着杯内温度上升,外壁温度逐渐升高,24小时后外壁中部温度升至22.1℃,接近环境温度,隔热性能表现优异。

八、测试结论

1.  保温性能优异且达标:此品牌TM-2025型号保温杯24小时保温测试的平均最终水温为68.5℃,最低水温为66.3℃,均高于企业标称的≥60℃及国家标准要求的≥55℃,保温性能完全达标且优于预期;温度衰减呈现“前期快、后期缓”特征,8小时后衰减趋于平稳,能够满足用户长时间存储热水的使用需求。

2.  保冷性能突出且稳定:该型号保温杯24小时保冷测试的平均最终温度为5.3℃,最高温度为5.8℃,远低于企业标称的≤10℃及国家标准要求的≤12℃,保冷性能突出;温度上升同样“前期快、后期缓”,8小时后上升速率显著降低,可有效满足用户夏季长时间存储冷饮的需求。

3.  隔热性能良好,使用安全:在保温与保冷测试过程中,保温杯外壁各部位温度均符合企业标准要求,保温时外壁无烫手、保冷时无过冷现象,且无结露、滴水情况,使用安全性高;隔热性能稳定,全程未出现性能衰减超标情况,用户体验良好。

4.  生产工艺稳定,批次一致性优:3个生产批次样品的保温、保冷性能差异均较小,尤其是保冷性能批次间最大温差仅0.4℃,说明该型号保温杯的生产工艺成熟稳定,产品质量一致性优良,无明显批次波动问题。

5.  无性能虚标,产品信誉可靠:测试结果显示,该型号保温杯的实际保温保冷性能均优于企业标称值,无性能虚标情况,产品质量符合市场宣传承诺,信誉可靠。


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