[发明专利]用于聚合物成型加工在线测量剪切应力的方法及装置

权利要求书

1.一种用于聚合物成型加工在线测量剪切应力的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将至少一个电容传感器固定安装在聚合物成型模具型腔内的型腔壁上；

2）利用信号发生器产生对电容传感器的初始激励信号，同时将该信号也作为锁相放大器的参考输入；

3）进行聚合物成型加工，对电容传感器的输出信号进行去噪处理，去噪后的信号接入锁相放大器；

4）用信号记录仪采集锁相放大器输出的电压信号；

5）将采集到的电压信号转换成剪切应力，具体转换步骤为：

5.1）对介电常数为ε的初始各向同性材料，得出电容传感器的电容为：

C_θ＝C₀(ε+ε_s)

5.2）当原始各向同性材料遭受变形时，其转变成了正交各向异性材料，此时将上述介电常数ε采用一个二阶张量表示为

ϵ=ϵ+k1sxx+k2sllϵ+k1sxyϵ+k1sxzϵ+k1sxyϵ+k1syy+k2sllϵ+k1syzϵ+k1sxzϵ+k1syzϵ+k1szz+k2sll]]>

5.3）取应力作为变量，并在小变形状态下，电容传感器的电容进一步表示为

Cθ=C0ϵ+λ1(σxxcos2θ+σyysin2θ+2σxysinθcosθ+σzz)+2λ2σll2+λ12[(σxxσzz-σxz2)cos2θ+(σyyσzz-σyz2)sin2θ+2(σxyσzz-σxzσyz)cosθsinθ]2ϵ+λ1λ2σll(σxxcos2θ+σyysin2θ+2σxycosθsinθ+σzz)+λ22σll22ϵ+ϵs]]>

5.4）依据传感器的电容变化与电压信号变化的关系

ΔVθV0=-Cθ-C0(ϵ+ϵs)C0(ϵ+ϵs)]]>

并结合步骤5.3），得到测试电压信号与剪切应力之间的转换关系。