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一種在線測試第一法向應力差系數的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種在線表征第一法向應力差系數的測試方法和裝置：在流道近出口9距離L2O的模腔1內流道上兩個平行截面(距離L12)，安裝溫度-壓強傳感器4和5，測試溫度T、壓強P1、P2，通過計算出口壓力降ΔPex，從入口2處調節流量或改變柱塞速度得到流體3所受剪切速率，近似計算出第一法向應力差系數。同時，在近出口垂直流動方向安裝超聲波探頭8，測試穿過厚度l流體所需要的傳播時間Δt，便得到聲速。傳感器和探頭通過信號線6由系統7進行測控。在不同剪切速率進行測試，可建立Ψ1~聲速對應曲線，進而從曲線回歸出Ψ1~對應方程。在線測試超聲波聲速，通過插值可得到相應的第一法向應力差系數Ψ1。這樣，可在線檢測第一法向應力差系數而調控工藝或監控生產過程。
【專利說明】一種在線測試第一法向應力差系數的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及材料加工流變性能測試領域，特別涉及到一種在線表征第一法向應力差系數的測試方法和裝置。
【背景技術】
[0002]材料的加工流變性能中第一法向應力差系數是表征其彈性行為的，快速檢測對正確設計模具、選擇加工機械、確定加工工藝條件以及開發精密成型設備十分重要。隨著成型制品結構精度不斷提高，連續生產有效控制要求能在線檢測該性能。
[0003]現有測試方法采用第一法向應力差系數測試儀進行離線測試，即不在生產線上進行流變測試。生產過程中間斷取樣干擾正常生產，且樣品測試條件不容易保證與實際加工條件相同。若將流變儀安裝在生產線或加工成型設備流道支流上進行測定也是間歇取樣，且流變儀結構復雜、測試響應緩慢，無法原位測試。理想的是在不干擾生產或加工成型的情況下，直接進行原位測試獲取一些信號，并將其與流變參數建立關系，那么便可以用原位檢測的間接信號表征流變性能。本發明提出在生產線上安裝超聲波系統，通過監測流體中超聲波傳遞特性(如聲速或衰減系數)來在線測試第一法向應力差系數，表征物料流動特征。高頻率超聲波幾乎是無損的機械波，用其測試具有信號反饋靈敏、檢測信息豐富及操作安裝方便等優點。

【發明內容】

[0004]為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種在線測試第一法向應力差系數的方法和裝置。
[0005]該方法的基本原理是:在一定溫度和壓力下，一定頻率的超聲波在確定流道內流體中傳遞速度是唯一的，此時流道內流體的黏彈性(包括第一法向應力差系數)和密度也是確定的。這樣，若建立第一法向應力差系數與超聲波聲速的對應曲線，則測定該流道內流體中超聲波傳遞速度，便可對應出該溫度和壓力下其中第一法向應力差系數。
[0006]第一法向應力差系數(Ψ1)在線測試方法為:如圖1和2所示，在流道近出口(距離L20的流道上兩個平行截面(距離L12)安裝溫度-壓強傳感器測試溫度T、壓強P1 P2,則有下式I計算出口壓力降ΔPex (MPa):
【權利要求】
1.在線表征第一法向應力差系數的測試方法，其特征在于，在一定溫度和壓力下，測試某流道內流體中一定頻率超聲波的傳遞速度，由建立的第一法向應力差系數與超聲波聲速的對應曲線或回歸獲得的方程，可求出該溫度和壓力下第一法向應力差系數。
2.根據權利要求1所述的在線表征第一法向應力差系數的測試方法，其特征在于，第一法向應力差系數與超聲波聲速的對應曲線建立方法為:在流道近出口距離L2q的兩個平行截面(距離L12)，安裝溫度-壓強傳感器，測試溫度T、壓強Pp P2,通過方程
3.根據權利要求2所述的第一法向應力差系數與超聲波聲速的對應曲線建立方法，其特征在于，測試裝置主要包括:模腔的流道入口和出口之間流經流體，在接近出口安裝溫度-壓強傳感器、超聲波探頭，它們通過信號線與測控系統連接；超聲波測試采取反射檢測模式時只安裝一個探頭進行發射和接受，采用透射檢測模式時在流道兩側對位安裝發射探頭和接受探頭。
【文檔編號】G01N11/00GK103499515SQ201310449426
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】王克儉 申請人:北京化工大學