[发明专利]一种测量螺杆表面聚合物熔体温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械化工技术领域，尤其涉及一种测量螺杆表面聚合物熔体温度的方法。

背景技术

在聚合物加工成型中，精确测量和控制熔体温度，是保证产品质量、进行工艺优化的必要手段。在螺杆式聚合物加工设备中，熔体输送段熔体温度的均匀性对产品质量有重要影响。科学研究和生产实践表明，在螺杆式聚合物加工设备的熔体输送段，同一横断面上不同径向位置的熔体温度是不相同的，有时温差可达10℃以上。准确测量熔体输送段同一横断面上不同径向位置的熔体温度，进而掌握其温度分布，对于结构改进和工艺优化都非常重要。

目前在聚合物加工成型的科学研究和生产实践中，普遍采用的测量熔体温度的方法是在机筒、机头连接器、口模等静止不动的零部件上开设测量孔，安装热电偶、铂电阻等测温元件，测温元件采集的信号通过信号线传给数据采集系统。这种在静止部件上安装传感器的方法只能测量机筒内壁面附近的熔体温度，无法获得同一横断面上不同径向位置的多点同步温度值。

为了测量同一横断面上不同径向位置的熔体温度，近几年，一些研究人员创造性地应用了热电偶网络技术、红外感应测温技术、超声测温技术、荧光测温技术及核磁共振测温技术。还有些研究者设计出径向移动杆装置和凸轮装置，用于安装热电偶，测量螺槽中不同径向位置处的熔体温度。

热电偶网络技术只适用于测量没有旋转构件的横断面上的温度分布，比如螺杆末端以及口模中的不同横断面。红外感应测温技术、超声测温技术、荧光测温技术及核磁共振测温技术均属于非接触式测量方法，信号响应速度快，且传感器对被测流场无干扰，但测试系统复杂昂贵，工业实践中很少采用，主要限于实验室研究。径向移动杆和凸轮测温装置只能用于螺杆转速较低的场合，局限性大。而且这几种相对较新的多点温度测量方法有一个共同点，即温度传感器或者整个测温装置也是安装在机器的静止零部件上，被采集的信号亦由信号线传给数据采集系统。很显然，当测点较多时，信号线数量将成倍增加，从而导致数据采集系统比较复杂，增加整个实验系统或生产设备的复杂性。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量螺杆表面聚合物熔体温度的方法，目的在于克服现有测温技术难以测量工作转速下螺杆表面熔体温度的不足，为螺杆式聚合物加工设备中熔体温度的实时监控提供新的手段。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种测量螺杆表面聚合物熔体温度的方法，该方法包括：

在螺杆式聚合物加工设备待测中空螺杆的待测区域开设径向测量孔，并在开设的测量孔中设置温度传感器；

所述温度传感器的信号线从所述待测中空螺杆的动力输入端引出连接在信号转换与发射盒上；

机器运转时，所述温度传感器通过信号转换与发射盒将温度信号由电磁波形式传给外部数据采集系统上的信号接收器，实现螺杆表面聚合物熔体温度信号的自动采集。

进一步的，所述螺杆式聚合物加工设备为具有螺杆元件的聚合物加工设备，包括：单螺杆、双螺杆、多螺杆与行星螺杆挤出机，以及双转子连续混炼机与螺杆式注塑机。

进一步的，所述的待测中空螺杆上的待测区域设置在待测中空螺杆的不同功能元件上，包括：中空的螺纹输送元件，以及具有熔融塑化、排气、混炼、温度均化功能的中空螺杆元件。

进一步的，所述待测区域开设径向测量孔的个数为一个或沿同一横截面开设多个；所述径向测量孔开设在中空螺杆元件的根径处和/或外径处，包括：中空螺杆元件的根部和/或螺棱上。

进一步的，所述机器运转时，所述温度传感器、所述温度传感器的信号线及信号转换与发射盒随着所述待测中空螺杆一同旋转。

进一步的，所述信号转换与发射盒通过螺纹或其它机械连接型式与所述待测中空螺杆固定连接。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的方法能直接测量待测中空螺杆表面的熔体温度，从而扩大螺杆式聚合物加工设备中某一横断面上熔体温度的测量范围；同时，被测量通过电磁波以非接触方式传给数据采集系统，不增加机器外围信号线的数量和布置难度；另外，在测量螺杆表面的熔体温度时，温度传感器探头可以适当伸入熔体流中，从而可以方便地测量同一横断面上不同径向位置的熔体温度；在这种情况下，由于温度传感器随螺杆一起旋转，螺杆式聚合物加工设备的静止部件与温度传感器探头之间不会发生运动干涉，因而传感器探头伸入熔体流的深度可在较大范围内调整，而不会受到损坏。

附图说明