[發(fā)明專利]一種擠出物料混合均勻性及冷卻結(jié)晶均勻性在線測(cè)量方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210090053.8
• 申請(qǐng)日: 2012-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN102621196A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高福榮;姚科;成昱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州市香港科大霍英東研究院
• 主分類號(hào): G01N27/22
• 分類號(hào): G01N27/22
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于塑料制品的擠出機(jī)裝置，尤其是一種擠出機(jī)上擠出物料混合均勻性及冷卻結(jié)晶均勻性在線測(cè)量方法。

背景技術(shù)

擠出機(jī)是用于加工高分子塑料產(chǎn)品的裝置，擠出過(guò)程是指高分子（塑料）顆粒在料筒中通過(guò)擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過(guò)程中所建立的壓力下，被螺桿連續(xù)擠出機(jī)頭的過(guò)程，擠出過(guò)程包括加料、熔融塑化、螺桿擠出等步驟，此過(guò)程雖歷時(shí)較短，但熔體在擠出機(jī)中的狀態(tài)發(fā)生很大變化，這些變化對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量有著決定性的影響。

近年來(lái)，對(duì)塑料產(chǎn)品質(zhì)量要求的日益提高，在加工過(guò)程中需要借助更快并且更可靠的在線測(cè)量控制方法。在生產(chǎn)過(guò)程中，這些控制方法需要盡早記錄到各種質(zhì)量參數(shù)的變化，在擠出生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)有的測(cè)量擠出產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)主要是離線點(diǎn)測(cè)量，例如將生產(chǎn)出的高分子產(chǎn)品取出進(jìn)行組成成分分析，機(jī)械力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，厚度、密度測(cè)量實(shí)驗(yàn)等。然而，這些測(cè)量方式雖然可以得到產(chǎn)品的質(zhì)量結(jié)果，但若檢測(cè)出有問(wèn)題的產(chǎn)品，根據(jù)這些問(wèn)題反饋回去的需要調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)的信息卻已經(jīng)是幾個(gè)小時(shí)之后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于實(shí)時(shí)生產(chǎn)的控制，此時(shí)早已導(dǎo)致了上噸產(chǎn)品的浪費(fèi)，造成了不小的經(jīng)濟(jì)損失。

目前的擠出生產(chǎn)線在線測(cè)量方法，主要包括料筒內(nèi)溫度和料筒內(nèi)壓力在線測(cè)量這兩種，然而這些均不能直接反映產(chǎn)品的最終質(zhì)量，提供的信息量極其有限。例如申請(qǐng)?zhí)枮?00910206586.6的中國(guó)專利《用于測(cè)量擠出機(jī)的出口處的塑性化的塑料的溫度的方法和裝置》公開了一種利用待擠出材料的中聲波的傳播速度來(lái)測(cè)量塑料溫度的方法及裝置，但僅局限于在線的溫度或者壓力測(cè)試，無(wú)法測(cè)量反映塑料產(chǎn)品質(zhì)量的厚度均勻性、密度一致性、混合均勻性或者冷卻結(jié)晶均勻度等質(zhì)量參數(shù)，從而不能直接反映塑料產(chǎn)品的最終質(zhì)量。在有混合材料制成的高分子塑料產(chǎn)品中，粒料混合后的均勻性是高分子擠出產(chǎn)品的直接質(zhì)量參數(shù)，而高分子材料的機(jī)械力學(xué)性能，則主要由冷卻結(jié)晶過(guò)程的結(jié)晶均勻程度決定。因此，在兩種高分子材料混合加工的情況下，對(duì)擠出物料混合均勻性與冷卻結(jié)晶均勻性進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種用于擠出機(jī)上的擠出物料混合均勻性在線測(cè)量方法。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是：提供一種用于擠出機(jī)上的擠出物料冷卻結(jié)晶均勻性在線測(cè)量方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種擠出物料混合均勻性在線測(cè)量方法，應(yīng)用于擠出機(jī)，所述擠出機(jī)上擠出物料出口處設(shè)有至少一個(gè)平板電容器，所述平板電容器的兩個(gè)電極分別位于擠出物料的兩側(cè)，所述擠出物料為包括兩種高分子材料的混合擠出物料，所述平板電容器位于擠出機(jī)的擠出頭與冷卻水槽之間，測(cè)量平板電容器的電容值并由電容值與混合擠出物料介電常數(shù)的函數(shù)關(guān)系確定混合擠出物料的混合均勻度。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，測(cè)量所述平板電容器的電容值包括以下步驟：

經(jīng)一電容電壓轉(zhuǎn)換模塊將平板電容器檢測(cè)的電容值轉(zhuǎn)換為模擬電壓值；

經(jīng)一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述模擬電壓值經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為數(shù)字量；

經(jīng)一采集模塊實(shí)時(shí)采集所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字量；

根據(jù)采集得到的電壓值數(shù)字量及電壓值與電容值的線性關(guān)系得到平板電容器的電容值。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述平板電容器的電容值與混合擠出物料介電常數(shù)的函數(shù)關(guān)系為：???????????????????????????????????????????????；上式中C_x為平板電容器的電容值，為擠出物料上部空間的電容值，為擠出物料下部空間的電容值，δ為擠出物料厚度，ε₀為空氣的介電常數(shù)，ε₁₂為混合擠出物料介電常數(shù)，d為上面電極到擠出物料間的距離，S為兩電極的相對(duì)面積，D為兩電極間的相對(duì)距離。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，該測(cè)量方法包括以下步驟：

經(jīng)一電容電壓轉(zhuǎn)換模塊將平板電容器檢測(cè)的電容值轉(zhuǎn)換為模擬電壓值；

經(jīng)一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述模擬電壓值經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為數(shù)字量；

經(jīng)一采集模塊實(shí)時(shí)采集所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字量；

經(jīng)一采集模塊實(shí)時(shí)采集所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字量；

根據(jù)采集得到的電壓值數(shù)字量和電容電壓轉(zhuǎn)換模塊得到的電壓值與混合擠出物料介電常數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系確定擠出物料的混合均勻度。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括將所述采集模塊采集的數(shù)字量反饋給擠出機(jī)控制系統(tǒng)的步驟。