一种金属-高分子复合材料加工的在线检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种金属‑高分子复合材料加工的在线检测系统，涉及高分子复合材料技术领域。所述金属‑高分子复合材料加工的在线检测系统包括：流变检测管路；流变仪；红外检测管路；红外光谱检测仪；以及多个超声波探头。本实用新型专利技术旨在通过实时检测加工过程中材料的性能和结构变化，确定正在生产中的复合材料是否符合要求，从而及时做出调整或优化，提高了成品合格率和合格成品的品质，其检测过程不会对加工过程产生干扰，且由于检测样品被重新引回生产线路，节省了材料、降低了成本提高检测结果的精准度。

An On-line Detection System for Machining Metal-Polymer Composites

【技术实现步骤摘要】
一种金属-高分子复合材料加工的在线检测系统
本技术涉及高分子复合材料
，特别涉及一种金属-高分子复合材料加工的在线检测系统。
技术介绍
金属-高分子复合材料一般是通过将按照一定比例共混的金属和高分子材料挤出成型制得。其成型产品的性能取决于材料配比以及加工过程。由于在对复合材料的加工过程中，材料的性能和结构会不断地变化，进而影响到成型产品的结构和性能，因此，要进一步优化生产工艺，提高成品合格率，对成型过程中的复合材料的结构和性能进行检测是非常必要的。目前所采用的检测方式多为通过泵把成型过程中的复合材料取出少许，送至检测仪器中，离线检测，一旦检测结果偏离了预期的材料结构和性能的要求，就停止生产，再调整工艺参数重复生产，然后再次取样检测，直至检测结果符合要求。而由于流动过程中的复合材料熔融行为存在复杂性，受多种因素影响，而离线检测时，取样会产生时间延迟，取得的样品并不能完全代表实时的材料形态，检测结果会存在一定的偏差，而且检测时间长会造成时间滞后，不能及时调整工艺参数。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种金属-高分子复合材料加工的在线检测系统，旨在不影响加工过程的情况下实时检测加工过程中材料的性能和结构变化，检测精准迅速。为实现上述目的，本技术提出的一种金属-高分子复合材料加工的在线检测系统，所述金属-高分子复合材料加工的在线检测系统包括挤出成型设备，所述挤出成型设备包括料斗、料筒以及口模，此外，所述金属-高分子复合材料加工的在线检测系统还包括：流变检测管路，所述流变检测管路具有进料端和出料端，所述进料端连接于所述口模的上游，所述出料端连接于所述口模的下游；流变仪，设在所述流变检测管路上，用以检测流经所述流变检测管路的物料的流变性能；红外检测管路，所述红外检测管路包括进样端和出样端，所述进样端连接于所述流变检测管路的上游，所述出样端连接于所述流变检测管路的下游；红外光谱检测仪，设在所述红外检测管路上，用以检测流经所述红外检测管路的物料的结构；以及，多个超声波探头，分布在所述料筒内壁上或所述口模的内壁上。优选地，所述口模包括依次通连的主流道、分配腔、引流道以及模唇，所述进料端的入口与所述主流道连通，所述出料端的出口与所述分配腔连通。优选地，所述流变仪为毛细管流变仪，所述毛细管流变仪包括：用以熔融物料的料桶，所述料桶与所述进料端的出口连通；以及，连接于所述料桶底部并与所述料桶连通的毛细管口模，所述毛细管口模的出口与所述出料端的入口连通。优选地，所述红外光谱检测仪包括样品池，所述样品池包括依次叠合密封的上窗片、密封圈和下窗片，所述上窗片和下窗片之间形成样品仓，所述密封圈上开设有进样孔和出样孔；所述进样端的出口与所述进样孔连接，并与所述样品池连通；所述出样端的入口与所述出样孔连接，并与所述样品池连通。优选地，所述进样端的入口与所述进料端连通，所述出样端的出口与所述出料端连通；和/或，所述进样端和出样端上均设有计量泵。优选地，所述进料端和出料端上均设有流量阀。优选地，在所述料筒靠近进料口处的内壁上、所述料筒靠近出料口处的内壁上、所述料筒中部的内壁上以及所述引流道的外壁上均设有所述超声波探头。优选地，所述金属-高分子复合材料加工的在线检测系统还包括加样支路，所述加样支路的出口连接于所述料斗顶部并与所述料斗连通。优选地，所述金属-高分子复合材料加工的在线检测系统还包括：性能检测管路，所述性能检测管路的入口连接于所述口模的上游，所述性能检测管路的出口连接于所述口模的下游；以及，测试仪，设在所述性能检测管路上，用以检测流经所述性能检测管路的物料的性能。优选地，所述测试仪为导电测试仪、热导测试仪、荧光探针、介电光谱仪和光学传感器中的一种。本技术技术方案中，通过在复合材料的加工设备上设置流变检测管路、红外检测管路以及超声波探头，检测精准迅速，通红外光谱检测实时分析口模处材料的结构以判断材料结构是否符合要求，通过流变仪实时检测材料熔融状态下的剪切粘度、通过分布在不同区域的超声波探头检测复合材料在挤出过程中的停留时间分布以综合判断材料的性能，进而确定正在生产中的复合材料是否符合要求，从而及时做出调整或优化，提高了成品合格率和合格成品的品质，同时由于上述三种检测过程均为瞬时检测，其检测过程不会对加工过程产生干扰，且由于检测样品被重新引回生产线路，节省了材料、降低了成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术提供的金属-高分子复合材料加工的在线检测系统的一实施例的示意图；图2为图1提供的口模的结构示意图。附图标号说明：本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。目前所采用的检测方式多为通过泵把成型过程中的复合材料取出少许，送至检测仪器中，离线检测。而由于流动过程中的复合材料熔融行为存在复杂性，受多种因素影响，而离线检测时，取样会产生时间延迟，取得的样品并不能完全代表实时的材料形态，检测结果会存在一定的偏差，而且检测时间长会造成时间滞后，不能及时调整工艺参数。鉴于此，本技术提出了一种金属-高分子复合材料加工的在线检测系统，旨在在不影响加工过程的情况下，实时检测加工过程中材料的性能和结构变化，检测精准迅速，缩短调整工艺参数耗时，节约检测耗费的材料。图1为所述金属-高分子复合材料加工的在线检测系统的实施例，图2是图1中口模的结构示意图。请参阅图1及图2，所述金属-高分子复合材料加工的在线检测系统包括挤出成型设备，所述挤出成型设备包括：在物料输送方向上，依次设置的料斗100、料筒200以及口模300。其中，料斗100用以向料筒200中输送物料；料筒200用以将物料熔融、均化并输送至口模300处，根据物料在料筒200内存在的物理状态的不同，料筒200分为三段，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属‑高分子复合材料加工的在线检测系统，包括挤出成型设备，所述挤出成型设备包括料斗、料筒以及口模，其特征在于，所述金属‑高分子复合材料加工的在线检测系统还包括：流变检测管路，所述流变检测管路具有进料端和出料端，所述进料端连接于所述口模的上游，所述出料端连接于所述口模的下游；流变仪，设在所述流变检测管路上，用以检测流经所述流变检测管路的物料的流变性能；红外检测管路，所述红外检测管路包括进样端和出样端，所述进样端连接于所述流变检测管路的上游，所述出样端连接于所述流变检测管路的下游；红外光谱检测仪，设在所述红外检测管路上，用以检测流经所述红外检测管路的物料的结构；以及，多个超声波探头，分布在所述料筒内壁上或所述口模的内壁上。

【技术特征摘要】
1.一种金属-高分子复合材料加工的在线检测系统，包括挤出成型设备，所述挤出成型设备包括料斗、料筒以及口模，其特征在于，所述金属-高分子复合材料加工的在线检测系统还包括：流变检测管路，所述流变检测管路具有进料端和出料端，所述进料端连接于所述口模的上游，所述出料端连接于所述口模的下游；流变仪，设在所述流变检测管路上，用以检测流经所述流变检测管路的物料的流变性能；红外检测管路，所述红外检测管路包括进样端和出样端，所述进样端连接于所述流变检测管路的上游，所述出样端连接于所述流变检测管路的下游；红外光谱检测仪，设在所述红外检测管路上，用以检测流经所述红外检测管路的物料的结构；以及，多个超声波探头，分布在所述料筒内壁上或所述口模的内壁上。2.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料加工的在线检测系统，其特征在于，所述口模包括依次通连的主流道、分配腔、引流道以及模唇，所述进料端的入口与所述主流道连通，所述出料端的出口与所述分配腔连通。3.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料加工的在线检测系统，其特征在于，所述流变仪为毛细管流变仪，所述毛细管流变仪包括：用以熔融物料的料桶，所述料桶与所述进料端的出口连通；以及，连接于所述料桶底部并与所述料桶连通的毛细管口模，所述毛细管口模的出口与所述出料端的入口连通。4.如权利要求1所述的金属-高分子复合材料加工的在线检测系统，其特征在于，所述红外光谱检测仪包括样品池，所述样品池包括依次叠合密封的上窗片、密封圈和下窗片，所述上窗片和下窗片之间形成样品仓...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继兵，吴广松，谢宇，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42