[发明专利]一种识别预氧化炉内碳纤维异常的生产平台

说明书

本发明公开一种识别预氧化炉内碳纤维异常的生产平台，所述平台包括：预氧化炉、碳纤维丝束、牵伸装置，所述平台还包括：采集碳纤维图像系统、识别碳纤维异常系统和清除碳纤维异常装置，其中：所述采集碳纤维图像系统包括：图像采集机构、光源补给机构、图像预处理模块和工控机；所述识别碳纤维异常系统对采集碳纤维图像系统输出的碳纤维图像进行异常判断后，将碳纤维丝束图像异常的位置信息传送给清除碳纤维异常装置；所述清除碳纤维异常装置根据碳纤维丝束图像异常的位置对碳纤维丝束进行剪切处理；该平台可以在雾化严重的预氧化炉对碳纤维丝束出现断丝、跳丝的异常位置进行精准定位；同时可以快速消除断丝、跳丝的碳纤维丝束，保证碳纤维丝束生产质量。

技术领域

本发明主要应用于纤维检测技术领域，尤其涉及一种识别预氧化炉内碳纤维异常的生产平台。

背景技术

碳纤维作为先进PAN基复合材料，已广泛应用于航空航天、建筑、交通工具、风电等各个领域。碳纤维有高模量，高强度，耐高温，耐腐蚀，导电导热等优越性能，事物都是一分为二，碳纤维也有其弱点，属于脆性材料，在生产过程中，尤其是预氧化、高低温碳化过程中，极易因纤维断裂而产生一些毛丝或断丝，在制备过程中，会导致质量和性能降低。

预氧化生产过程中，原丝在内应力作用下，纤维会被拉断，从而产生毛丝。在预氧化过程中纤维经过多个主动牵伸辊，导向辊等各种辊体。反复与辊体的接触会对纤维造成表面的损伤，产生的毛丝如果不及时发现很容易发生缠辊，将影响生产的稳定和碳纤维产品质量。尤其是在碳纤维预氧化过程中，由于反应时间长，牵伸距离长，极易产生丝束的毛丝或断丝现象因此，预氧化过程中对碳纤维毛丝监测和及时处理至关重要。

碳纤维在碳化生产中，运行纤维丝束多且丝束间距较小，尤其是纤维丝束在氧化炉中往返多层，若纤维在运行出现断裂，生产人员处理不及时，极易造成大面积断丝缠丝，严重影响稳定性生产，为了及时发现生产的断丝情况，每层纤维运行出口的正下方需要设置断丝检测装置。要保障碳纤维的质量，减少过程所产生的毛丝卷入到成品轴中，需对过程产生的毛丝进行监控。

因此，生产装备上需要安装一套丝束监测系统，实时监测碳纤维丝束状态。

当前对碳纤维丝束检测设备根据原理的不同，主要有以下几种检测方式：

（1）传感器检测技术：光源照射在不同性质的材料上能够反射出不同的亮度，传感器可以根据这一特点判断出丝束中的毛丝或断丝纤维，从而发出清除毛丝的命令。这种方式需要在每一台预氧化炉中，每层碳纤维丝束上安装传感器，成本投入较高。

（2）光电检测技术：碳纤维和毛丝纤维之间存在色差，这种色差反应到光电二极管上就变成电流差，再将电流差进行信号放大和处理来识别毛丝纤维。这种方法原理简单，主要应用于早期的毛丝纤维检测设备中。但是光电管寿命短，稳定性不好，并且这种技术对细小异纤识别效果不好。

碳纤维作为先进PAN基复合材料，已广泛应用于航空航天、建筑、交通工具、风电等各个领域。碳纤维有高模量，高强度，耐高温，耐腐蚀，导电导热等优越性能，事物都是一分为二，碳纤维也有其弱点，属于脆性材料，在生产过程中，尤其是预氧化、高低温碳化过程中，极易因纤维断裂而产生一些毛丝或断丝，在制备过程中，会导致质量和性能降低。

预氧化生产过程中，原丝在内应力作用下，纤维会被拉断，从而产生毛丝。在预氧化过程中纤维经过多个主动牵伸辊，导向辊等各种辊体。反复与辊体的接触会对纤维造成表面的损伤，产生的毛丝如果不及时发现很容易发生缠辊，将影响生产的稳定和碳纤维产品质量。因此，预氧化过程中对碳纤维毛丝监测和及时处理至关重要。

碳纤维在碳化生产中，运行纤维丝束多且丝束间距较小，尤其是纤维丝束在氧化炉中往返多层，若纤维在运行出现断裂，生产人员处理不及时，极易造成大面积断丝缠丝，严重影响稳定性生产，为了及时发现生产的断丝情况，每层纤维运行出口的正下方需要设置断丝检测装置。要保障碳纤维的质量，减少过程所产生的毛丝卷入到成品轴中，需对过程产生的毛丝进行监控。

发明内容