基于压力传感器和温度传感器的塑料结晶度在线测量方法

摘要

本发明公开了一种基于压力传感器和温度传感器的塑料结晶度在线测量方法，包括以下步骤：1）构建塑料的压力、比容和温度关系曲线，即PVT曲线；2）利用压力传感器及温度传感器实时测量模具内塑料的压力及温度值；3）根据所述的PVT曲线并结合实时测得的压力及温度值，计算塑料的当前比容v；4）根据所述的PVT曲线，计算塑料结晶度为0时的比容v_a，及结晶度为1时的比容v_c；5）计算塑料当前的结晶度X_c。本发明通过温度、压力传感器进行结晶度的在线测量，提供了一种价格便宜、操作简单、精确度高、使用范围广的塑料结晶在线测量的新的普适性的方法，解决了塑料结晶形态一般只能离线测量的难题。

主权项

一种基于压力传感器和温度传感器的塑料结晶度在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建塑料的压力、比容和温度关系曲线，即PVT曲线；2)利用压力传感器及温度传感器实时测量模具内塑料的压力及温度值；3)根据所述的PVT曲线并结合实时测得的压力及温度值，计算塑料的当前比容v；4)根据所述的PVT曲线，计算塑料结晶度为0时的比容v_a，及结晶度为1时的比容v_c；5)根据公式①，计算塑料当前的结晶度X_c；$X_c=\frac{v_a-v}{v_a-v_c}\times 100\%$      ①式中，X_c为当前的结晶度，v_a为结晶度为0时的比容，v为塑料的当前比容，v_c结晶度为1时的比容；根据公式②计算结晶度为1时的塑料比容v_c，$v_c=\frac{V}{W}=\frac{abcsin\beta ·N_A}{(3\times 4)M_0}$       ②式中：V为塑料完全结晶时的体积，W为塑料完全结晶时的重量，a,b,c,β为塑料的晶胞常数，N_A为阿伏伽德罗常量，M₀代表塑料的相对分子质量；在所述的步骤1)中，采用两相模型的Tait方程来描述所述的PVT曲线，模具中塑料的比容与温度、压力的关系表示为：$v(T,p)=v_0(T,p)[1-Cln(1+\frac{p}{B(T,p)})+v_t(T,p)]$式中：v₀(T,p)为零表压比容，单位m³/kg；c表示数值为0.0894的常数；B(T,p)为影响塑料的压力敏感度，是温度和压力的函数；v_t(T,p)是温度与压力的函数；T表示温度；p表示压力；所述的v₀(T,p)，B(T,p)，v_t(T,p)取值与温度T的关系如下所示：$v_0(T,p)=\left\{\begin{array}{cc}{b}_{1l}+b_{2l}(T-b_5)& T\ge T_m\\ b_{1s}+b_{2s}(T-b_5)& T<T_m\end{array}\right.$$B(T,p)=\left\{\begin{array}{cc}{b}_{3l}{e}^{-b_{4l}(T-b_5)}& T\ge T_m\\ b_{3s}{e}^{-b_{4s}(T-b_5)}& T<T_m\end{array}\right.$$v_t(T,p)=\left\{\begin{array}{cc}0& T\ge T_m\\ b_7{e}^{b_8(T-b_5)-b_{9}P}& T<T_m\end{array}\right.$式中：T_m为转化温度，且T_m＝b₅+b₆p，b_1l,b_2l,b_3l,b_4l,b_1s,b_2s,b_3s,b_4s,b₅,b₆,b₇,b₈为塑料参数。