[发明专利]物料停留时间分布在线测量系统及方法

权利要求书

1.物料停留时间分布在线测量系统，其特征在于：包括有第一光纤探头(1)、第二光纤探头(2)、光纤传感器(6)、数据采集卡和PC机；其中，PC机通过数据采集卡与光纤传感器(6)相连接，与光纤传感器(6)相连接的第一光纤探头(1)、第二光纤探头(2)安装在挤出机头(4)上并直接接触挤出机头(4)内的加入了示踪剂的熔融聚合物。

2.根据权利要求1所述的物料停留时间分布在线测量系统，其特征在于：所述的光纤传感器(6)的光源为单色光源。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的物料停留时间分布在线测量系统，其特征在于：所述的第一光纤探头(1)、第二光纤探头(2)为对射式光纤探头。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的物料停留时间分布在线测量系统，其特征在于：所述的示踪剂为色母粒。

5.物料停留时间分布在线测量方法，其特征在于，该方法是按以下步骤实现的：打开电源，光纤传感器(6)发出的光源通过光纤(2)、第一光纤探头(1)照射到挤出机头(4)内的添加有示踪剂的熔融聚合物，通过熔融聚合物后的透射光强又被第二光纤探头(2)接收传送回光纤传感器(6)；

根据朗伯比尔定律，第一光纤探头(1)发射的光强和第二光纤探头(2)接收到的透射光强之间的关系为：

                        I＝I₀e^-αl    (0.1)

式中，I₀表示第一光纤探头(1)发射的光强，I表示第二光纤探头(2)所接收到的透射光强；e为自然底数；α的量纲是长度的倒数，α^-1的物理意义是光强因吸收而减少到原来的e^-1；36％时所穿过媒质的厚度，l为两探头之间的距离；

当第一光纤探头(1)发射的光被熔融聚合物内所添加的色母粒示踪剂所吸收时，吸收系数α与示踪剂浓度C成正比，即

                          α＝AC              (0.2)

其中，A是一个与浓度无关的新常数；

将式(1.2)代入式(1.1)有

                    I＝I₀e^-ACl                (0.3)

停留时间分布函数f(t)=C(t)∫0∞C(t)dt---(0.4)]]>

式中，f(t)即停留时间分布函数，C(t)即为示踪剂浓度，t为时间；

光纤传感器(6)的输出与接收到的光强成正比，PC机采集光纤传感器(6)的输出信号，根据式(1.3)、(1.4)即可得出停留时间分布曲线。