专利汇可以提供一种在线测量聚合物熔体密度的装置与方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种在线测量 聚合物 熔体 密度 的装置与方法;首先采用声阻抗已知并且密度已知的标定液,采用本装置测定导波杆与标定液界面的相对声反射系数γ,得到相对反射系数γ与声阻抗Z的标定曲线测量模型Z~γ;随后测量未知聚合物熔体与导波杆之间的相对声反射系数γ2,代入测量模型,即可得到流道内聚合物熔体的声阻抗Z2;接着根据 超 声波 在流道里所需要的传播时间ΔT,求出 超声波 在聚合物熔体的传播声速C2;最后依据测量的聚合物熔体的Z2(Z2=ρ2×C2)和C2求出待测熔体熔体密度ρ2。该方法可以简单、快捷、准确的在设备或生产线上直接测量聚合物熔体的密度ρ2,实现聚合物加工过程中熔体密度的在线测量。,下面是一种在线测量聚合物熔体密度的装置与方法专利的具体信息内容。
1.一种在线测量聚合物熔体密度的装置,其特征在于:包括一个测量模具,其具有一供聚合物熔体(6)流过的流道,在测量模具流道相对的两侧分别设有一个导波杆(1)和一个温度/压力传感器(5);在导波杆(1)外置端安装有用于向流道内聚合物熔体(6)发出超声波信号的超声波探头(2)。
2.根据权利要求1所述在线测量聚合物熔体密度的装置,其特征在于:所述导波杆(1)和温度/压力传感器(5)连成的直线与流道的轴线彼此垂直。
3.根据权利要求1所述在线测量聚合物熔体密度的装置,其特征在于:所述导波杆(1)为圆柱棒;导波杆(1)用于传递超声波信号。
4.根据权利要求1所述在线测量聚合物熔体密度的装置,其特征在于:所述导波杆(1)与测量模具的连接端的端面与测量模具流道的内壁面齐平。
5.根据权利要求4所述在线测量聚合物熔体密度的装置,其特征在于:所示温度/压力传感器(5)与测量模具的连接端的端面与测量模具流道的内壁面齐平;当测量模具流道内有聚合物熔体(6)流动时,导波杆(1)和温度/压力传感器(5)连成的直线与该聚合物熔体(6)流动方向相垂直。
6.一种在线测量聚合物熔体密度的方法,其特征在于采用权利要求1或2中任一项所述在线测量聚合物熔体密度的装置实现:先通过测量模具建立一系列不同已知密度的标准液的声阻抗与超声波反射系数的对应函数关系后,反演算出在对应温度和压力条件下测量模具流道内聚合物熔体的声阻抗,根据直接测定聚合物熔体的超声波传播速度,即可得到该温度压力下聚合物熔体的密度。
7.根据权利要求6所述在线测量聚合物熔体密度的方法,其特征在于具体实现如下步骤:
步骤一:建立超声波声阻抗Z至超声波相对反射系数γ的对应函数测量模型步骤,具体是测量模具先通入标准液,标准液流经测量模具的流道,测量一系列不同已知密度的标准液ρa,ρb,ρc……,得到标准液系列的对应的超声波声速Ca,Cb,Cc……,得到该标准液系的声阻抗Za,Zb,Zc…;
步骤二:根据γ=A1/A0,得到导波杆与标准液系界面的超声反射系数γa,γb,γc…,建立声阻抗Z~γ超声波反射系数的对应函数关系;其中A1为超声波第一接收信号幅值,A0为固定测试条件下超声波发射信号幅值;
步骤三:将测量模具串联在生产设备的聚合物熔体流道的通路上;通过超声波实时检测流道内聚合物熔体当前的超声波声阻抗Z;利用反射条件下的得到的超声波反射系数与标准液系声阻抗的实验数据,经数学建模的得到函数关系,反推导出聚合物熔体的声阻抗Z2,根据Z2=ρ2×C2最终得到此时的聚合物熔体密度ρ2。
8.根据权利要求7所述在线测量聚合物熔体密度的方法,其特征在于:步骤三中获得聚合物熔体密度ρ2具体是:
(1)、根据测量得到的导波杆/聚合物熔体界面的反射系数γ2,代入Z~γ对应的函数关系当中,实时求出此刻的Z2;
(2)、从模具外部向聚合物熔体发出超声波信号,获取安装导波杆(1)一侧流道的聚合物熔体界面返回的第一超声波信号对应的时刻T1;
获取安装温度/压力传感器(5)一侧流道的测聚合物熔体界面返回的第二超声波回波信号T2;
(3)、控制超声波探头(2)传播的距离L,根据C2=2*L/(T1-T2),得到聚合物熔体传播声速C2。
9.根据权利要求7所述在线测量聚合物熔体密度的方法,其特征在于:步骤一中提及的一系列已知密度标准液的密度范围涵盖所测定的聚合物密度。
10.根据权利要求7所述在线测量聚合物熔体密度的方法,其特征在于:步骤一至步骤三中,计算标准液的超声波反射系数或聚合物熔体的超声波声反射系数时候,需要对时域上的超声信号进行滤波去噪,傅里叶变换及傅里叶逆变换等数据处理方法进行信号分解与重构,得到稳定无噪的有效信号。
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