[发明专利]一种检测塑料制品内部一致性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动检测技术，更具体地，涉及到利用电容式传感器检测塑料制品内部一致性的方法。

背景技术

塑料(高分子)制品一出现就以其低廉的价格在工业上得到广泛的应用，随着制造工艺的进步和性能的不断增强，塑料制品在很多领域甚至已经取代了传统的金属材料，由于其制造数量巨大，对于塑料制品的生产厂家来说，如何快速而有效地对塑料制品进行检测是一个很普遍的问题，一般情况下，塑料制品的检测主要包括外观规格是否合格、产品内部是否有缺陷，其中前者影响产品的美观程度，后者主要影响产品的力学性能。目前人们对塑料制品的检测方法主要有以下两种：

一是人工检测，即采用手工和肉眼检察的方法对塑料制品进行检测，如使用游标卡尺或者米尺测量产品的规格大小，或者通过肉眼检测塑料产品表面是否有缺陷，如划痕、凹坑等，不过由于主观因素的影响，不同的人对同一制品的检测结果可能不同，同一个人在不同时间对同一产品的检测的结果也可能不同，所以这种方法具有很高的不确定性；同时，对于不透明的材料，如果想要通过人工目测来实现对产品内部是否有气泡，塑封芯片的位置是否正确的检测，这几乎是不可能实现的。

第二种方式是设备检测，作为对前一种方法的补充，用户往往使用设备来获得靠人工检测无法完成的结果，如利用已有的检测设备对产品进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、加温老化等实验，通过分析得到产品的力学性能状况、耐温性能。不过这种方法通常需要专业的仪器设备和专业的人才，检测成本较高，同时这些方法大部分需要接触到产品，甚至破坏产品才能得到相关信息，使用范围有限。当然，工业上也有利用视觉分析，超声波探伤的等非接触方法进行检测的系统，不过视觉系统也不能检测塑料制品内部的缺陷，超声波对面积型缺陷的检出率较高，但对体积型缺陷的检出率较低，只适宜检测厚度较大的工件，对检测物体的材质、晶粒度有一定要求，且定量精度不高，检测结果无直接见证记录。

目前暂无利用电容式传感器专门对塑料制品内部一致性进行检测的设备和方法。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种检测塑料制品内部一致性的方法，该检测方法的灵敏度高，检测结果的连续性强，其无接触的扫描还避免了对塑料制品的损坏。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测塑料制品内部一致性的方法，基于可驱动定位点至设定空间任意位置的运动单元和用于放置塑料制品的底座，所述方法包括以下步骤：

1)在所述运动单元的定位点设置移动极板，在所述移动极板与运动单元之间、底座与相邻物之间分别设置绝缘材料，使移动极板和底座分别与周围空间相互电气隔离，形成一个电容器的两极，所述移动极板与底座上表面之间设置有检测空位；

2)分别从移动极板和底座引出一条导线与电容测量单元连接，所述电容测量单元内顺序连接有用于将电容转化为通用模拟量的信号转换模块、将通用模拟量转化为数字信号的模数转换模块和用于接收该数字信号的采集模块；

3)将塑料制品放置于底座支承面的检测空位内；

4)调整运动单元在竖直方向的高度，使移动极板的下表面贴近塑料制品的上表面，锁定该高度，使移动极板只在一个确定的水平面上运动；

5)驱动运动单元带动移动极板对塑料制品进行线性扫描，在该过程中电容测量单元的对移动极板和底座组成的平板电容器间的电容值进行检测并将该电容值转化为数字信号输出，记录输出信号与路径坐标的对应关系得到本次扫描的输出信号-行程曲线Q₁；

6)在输出信号-行程曲线Q₁上求取不同坐标位置对应的输出信号值P1和P2，并根据输出信号值的差值ΔP₁判断塑料制品在该扫描路径方向内部是否一致；

7)选择与上一扫描路径平行的另一扫描路径重复扫描，得到本次扫描的输出信号-行程曲线Q₂；

8)在同一坐标系中比较以上两次扫描得到的输出信号-行程曲线Q₁和Q₂，求取同一坐标位置对应的输出信号值P3和P4，并根据输出信号值ΔP₁的差值判断塑料制品在两条扫描路径方向内部是否一致。

进一步地，所述步骤(6)中，对塑料制品进行扫描前先预设一参考值，如果输出信号值差值ΔP₂不大于参考值，则认为塑料制品在检测路径方向的材质分布一致，否则认为塑料制品在这条检测路径方向的材质分布不能达到一致性的要求；