[實用新型]用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置

有效

• 申請號: 201320461832.4
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN203391257U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 李海梅;江玉龍;李宏磊;陳生超;陳金濤;李雙君;楊美玲;謝英;曹方杰
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B29C45/76
• 分類號: B29C45/76;G01N3/24
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

技術領域

本實用新型涉及一種用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置。

背景技術

在成型加工中，由于成型參數控制不合適或者模具/產品設計問題等原因，注塑制品中往往或多或少地會存在殘余應力，從而影響注塑制品的外觀形狀和光學、力學、聲學等物理性能，同時這也對注塑制品的使用壽命起著決定性的影響。因此，在注塑成型過程中，對成型過程應力分析、塑料成型制品內殘余應力的量化便成為了實現高品質注塑成型的要求。

目前，對于塑件殘余應力的測量主要停留在離線測量上。按照對注塑制品有無破壞性，離線測量大體可分為有損測量和無損測量兩種。有損測量主要包含剝層法、鉆孔法以及化學腐蝕法等方法，這幾種方法方便，但通常帶來了外加機械力，從而改變了成型過程中的應力狀態。無損測量則主要包含了X射線法和雙折射法，其中X射線法穿透深度小，主要用于測量表層殘余應力，而雙折射法主要用于測試透明制品的殘余應力。并且上述方法都是離線測量方法，其測量結果只能說明脫模后注塑制品的最終應力情況，而并不能說明注塑制品在模具中的應力分布情況。

在公開號為CN102853951A的中國專利文獻中，提供了一種高分子注塑加工殘余應力的檢測方法，它是將經過改性處理的導電纖維跟高分子材料一起注塑加工，同時在導電纖維的兩端設置電極引出線，然后對注塑品進行熱處理，通過測量熱處理前后導電纖維的電阻，通過導電纖維電阻的變化轉換出注塑制品相應的應力，從而能夠準確測量注塑制品在加工過程中不同部位形成的殘余應力。但是該方法必須在成型加工材料中加入導電纖維來測得注塑制品的殘余應力，還不能提供一種可以直接在注塑成型過程中不通過加入其它輔助材料而直接測量殘余應力的方法或裝置，且該專利本質上仍然是成型過程結束后的測量方式，即離線方式。而現有專利US2009/0249885A1，其主要考慮應力應變關系，僅僅應用于成型后的塑料制品，沒有涉及注射成型的在線測量，且只能夠得到應力之間的差值，而無法得到每個應力分量的具體量值。

實用新型內容

為克服以上現有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置，不僅在注塑成型加工過程中實現了對剪切應力的連續、多周期的在線測量，而且還能夠進一步直接得到各個剪切應力分量的具體量值，為塑料成型加工中的應力研究提供新的分析手段與方法。

本實用新型的技術方案是：

一種用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置，包括信號發生器、至少一個電容傳感器、去噪電路、鎖相放大器和信號記錄儀，電容傳感器固定安裝在聚合物成型模具型腔內的型腔壁上，信號發生器的輸出端與電容傳感器的輸入端連接，且信號發生器的輸出端還同時與鎖相放大器的參考輸入端連接，電容傳感器的輸出端經去噪電路與鎖相放大器的信號輸入端連接，鎖相放大器的輸出端與信號記錄儀的輸入端連接。

上述用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置，其中電容傳感器包括絕緣基材和附著于絕緣基材上的導電電極，導電電極包括第一電極和第二電極，第一電極和第二電極位于同一平面內，該傳感器還包括分別與第一電極及第二電極連接的第一電極線和第二電極線，第一電極和第二電極分別包括多個均勻分散排布的電極條，并且第一電極的電極條與第二電極的電極條相互交錯排列且互不連通。

上述用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置，其中第一電極的電極條與第二電極的電極條相互排列形成的平面形狀為矩形、菱形、圓形、橢圓形或弧形。

上述用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置，其中電極條的寬度與相互交錯排列的電極條之間的間距的比例為1:1至1:3，電極條的長度與相互交錯排列的電極條之間的間距的比例大于10:1。

上述用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置，其中去噪電路與電容傳感器匹配。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供了一種用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置，基于此測試平臺，不僅在注塑成型加工過程中實現了對剪切應力的連續、多周期的在線測量，而且還能夠進一步直接得到各個剪切應力分量的具體量值，從而有效完成了對剪切應力信息的采集、分析和計算過程，并保證了測試結果的準確性和穩定性，為研究注塑成型機理與成型加工過程中應力的形成提供了一種新的研究手段。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1是用于在線測量注塑成型剪切應力的裝置的總體結構示意圖；

圖2是去噪電路的電路原理示意圖；

圖3是測量位置處點的應力單元示意圖；

圖4是電容傳感器的安裝結構示意圖；