[实用新型]一种法兰式热电偶网

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高温高压下流体横截面温度分布的测量装置，特别涉及一种适用于电磁动态挤出机的、可测量高温高压下流体横截面温度分布的热电偶网。

背景技术

众所周知，我们要测量挤出机筒体末端到机头段熔体横截面温度分布非常困难，因为传感装置必须安装在整个机筒上，这样将影响到流体的流动和改变流变性能。

现今，人们已经采用多种手段来测量塑料熔体内部的温度分布，采用传感器来测量是其中主要的手段之一，而应用最为广泛的当属非接触式的传感器。

由于非接触式传感器的非接触性，不会影响到熔体温度的流变行为，因此受到高度关注。红外测温仪就是常用的非接触性传感器之一，其原理是：聚合物熔体发出的射线能量是其温度的函数，利用这一函数关系，可检测到聚合物熔体的温度。红外测温仪已经在聚合物熔体温度测量中广泛使用，并取得了很好的效果，其中Maczka通过实验测得，红外线测温方法的响应速度比热电偶快1000倍，响应时间仅为5ms。G.Y.Lai把红外线测温方法应用于模腔内聚合物冷却过程的研究，由于不受流速和压力的影响，可以测量在高注射压力下快速注射的熔体温度分布。红外测温一般测定的是整体平均温度且红外测温仪的精度与聚合物熔体透明度有关，即熔体内部发出的射线能量会因其吸收或散射而被衰减，我们在研究熔体温度对红外传感器的影响时，发现很多材料对红外测温的影响也不一样，因此很多专家根据特定的挤塑材料，对红外测温装置进行了改进，得到了可喜的成果。A.Bendada通过对PET微纤挤塑的研究，设计了一种新型的两波长红外测温装置，该装置在PET微纤挤塑过程中能很精确测量温度，为温度控制提供了基本保障。但红外测温装置也有其固有的缺点：成本比热电偶要高，测量温度为整体平均温度且具有非线性，温度标定难、测温的精度受材料影响等等，这些缺点限制了红外测温装置在挤出机上的应用。

超声波技术应用到塑料挤出机上已经很多年了，但是主要是用在位置测量和探测，首先设计出超声波温度传感器的Wilkins为非接触式探明了一条新的道路。超声波温度传感器是由缓冲棒和粘土包裹而成的，它的测温原理是依赖超声波到达不同测温点的速率不同来测定温度，因此它能测量相距很近的两点的温度。Tzu-Fang Chen等人成功设计了一种粘土缓冲棒式的超声波温度传感器，并应用于塑料挤出机的温度测量，与传统的热电偶对比，超声波温度传感器有着更快的温度响应，并且能够提供更多的温度信息如温度梯度等；与非接触式的红外传感器相比，超声波温度传感器能测量的熔体的深度更深，不受挤出塑料原料的影响，它能够精确的测量熔体的整体平均温度，而红外测温仪测量模头的温度会受其几何形状的影响，但是超声波温度传感器就没有这种影响，这是超声波温度传感器的优越性所在。但超声波温度传感器也有其固有的缺点：电启动灵敏度差、装置中有些部件的几何尺寸和材料属性难以确定等等。

用于测量多点温度的方法还有很多，但是以上方法所需成本过高，因此在市场上的应用毕竟还是很有限，还很难从实验室研究走向工业市场，基于这些原因，英国学者A.K.Wood等人研制出了新型的温度传感器热电偶网，这种网的优点就是能测定熔体的平均温度，包括径向温差和轴向温差，这对研究温度分布有着重要的意义，这种传感器不仅能够准确测得熔体的实际温度而且可以测定多点的温度，动态响应速度快，因此被研究聚合物温度与质量的研究机构应用。2006年，英国学者A.L.Kelly等人利用这种传感器测量了单螺杆挤出机中螺杆几何外形对聚合物温度分布的影响，为以后温度控制中减少温度波动提供了理论依据。但是这种温度传感器热电偶网，其温度的采集电路设置在热电偶网上，由于对不同的流体采集电路会有所区别，因此这种温度传感器热电偶网的通用性差，而且采集电路一旦出现故障，更换和维修相当麻烦，很不适用于电磁动态挤出机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适应电磁动态挤出机特点的、测量精度高、安装方便、通用性强的法兰式热电偶网。

为实现本实用新型的目的采用的技术方案：一种法兰式热电偶网，其特征是，设置于挤出机机头和机筒之间，包括：

用于与熔体接触以产生热电势的热电偶丝组；

用于将热电偶丝组固定在挤出机机头和机筒之间的法兰，所述法兰壁上设有供所述热电偶丝组从法兰内壁向法兰外壁穿出的通孔；

用于将热电偶丝组伸出法兰外壁的端部固定在法兰外壁的固定装置；

用于将热电偶丝组产生的热电势采集并放大转化成为温度差的温度采集装置；所述温度采集装置在法兰外壁与热电偶丝组相连接。