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        技術專題

        在線測量技術

        發布日期:2014-07-08 點擊:2805

            為了記錄顏色的測量值,測量探針被螺旋擰進位于擠出機出口的一個螺紋孔內。

            所謂的擠出機探針包含一個堅固前端的套管,在其內部有一個藍寶石棱鏡裝置。作為位于鉆石之后第二硬的材料,藍寶石特別適用于承受高溫和高壓形成的大應力及材料穩定流動所形成的摩擦力的擠出過程。

            探頭被安裝在擠出機罩內,在這種方式下,它不會接觸諸如螺桿單元這樣一些任何可移動的元件。然而,在流動期間,熔體必須覆蓋藍寶石棱鏡。藍寶石棱鏡是自潔式的,這能確保沒有材料粘到其上。

            從棱鏡上流過的流體被氙氣閃光燈所照射。為此,光經過六個排列成圓形的柔性玻纖導體被傳到藍寶石棱鏡。反射光經過一個在中心固定的玻纖而被反射到分光光度計。該操作每十秒就被重復,并且以這種方式進行連續的測色。

        校正和結構

             擠出機探頭的特殊設計意味著不用對生產進行任何中斷的情況下分光光度計都能被校正。為此,光纖從探頭套筒中擰開,并基于黑色和白色標準進行校正。一項綠色控制標準被用于檢查校正的有效性。校正為周圍情況的函數。在重新校正需要進行前,系統能維持多達三個月的穩定性。

             實際測色在分光光度計上用CCD技術來進行。所用分光光度計覆蓋的波長范圍在360至780 nm之間,也就是說它包括了光譜中的可見光部分。通過單色儀和CCD技術的結合, 其有可能達到比標準測色單元更好的分辨率。

             所有的技術性設備,也就是說分光光度計、氙氣閃光燈、控制單元、一臺裝有Windows XP操作系統的完整電腦和一個被封裝在一個叫做Nema 4的盒子中的觸摸屏。這個盒子由不銹鋼制成并且被設計來用于工業環境中,以免受灰塵及濺落的水的影響。內置的空調設備確保即使在大溫度波動的環境中設備也能穩定運行。

        測量的評價

             測量結果以趨勢圖的形式描繪(圖1所示)。這表明測得的顏色值比得上交通燈顯示的標準色差。當前的測量值作為數字值而被分別指定來與趨勢圖放在一起比較。在這個公差范圍內的測量顏色值以綠色顯示。以黃色顯示的值已經達到了允許公差的警告限。并且,如果允許公差被超過的話,顏色將從黃色變成紅色。這些明顯的信號不僅顯示在屏幕上,而且也能通過信號燈以相同的顏色被顯示出來。

             根據屏幕上的顯示,在四種可自由選擇的趨勢圖中進行選擇是可能的。所有的標準顏色范圍和白色及黃色公式可由相似的光源類型來得到。

        過程控制

             具有影響結果的大量影響因素的擠出過程是一個高度復雜的操作。除了溫度、壓力和輸出速度這些工藝參數外,擠出機本身及其各個組件對結果有較大的影響。所用的材料增加了結果的差異性,例如不同批次或者混合比的原材料。

             單獨或者共同作用帶來的影響因素對擠出產品的色差有直接影響。通過使用在線測量方法來測量顏色因而也有可能就關于改進機器或者工藝參數得到結論。

             顏色值和缺陷原因之間的關聯性實際上已經弄清楚了。例如過量的二氧化鈦的加入,能通過亮度值而被確認(圖2所示)。色差的波動可能歸因于正脈沖的泵或者液態著色劑中顏料的沉淀所致。除此之外,顏色測量也能用于診斷擠出機中的混合問題、均勻化或者計量問題或者過程穩定性中的其它波動。
         
        圖2、過多的二氧化鈦被加入引起亮度值(中間線條)

        結論

             色差未必一定是成品質量的一個關鍵方面,然而,測量顏色是一個達到穩定過程控制的極好方式。整體來看,任何生產過程中的不穩定性由顏色方面的不同而被反映出來。這些偏差能通過生產過程中的相應干預直接被消除。

             整體來講,由于具有記錄的連續性,直接在熔體內進行顏色測量建立了一種特別好的分析和優化生產過程的方式。其能用于防止不合格產品的生產、避免優質產品受到污染、保持缺陷批次產品在一個最低限度內、優化配方設計、節約原材料/燃料并確保精確計量和符合產品規格,因而避免退回產品。

         

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