Измерение толщины изделий из экструдированных пластмасс в оперативном режиме

Применение:

Длительные одноточечные или многоточечные измерения толщин таких изделий из экструдированных пластмасс как трубы, профили, листы, изоляция и облицовка проводов.

Проблема:

Для обеспечения надлежащего качества продукции, операторы экструдера должны часто проверять толщину в процессе наладки установки и периодически при выпуске изделий. В случаях экструзии таких изделий как трубы и облицовка кабелей важно проверять толщину стенок вокруг отверстия. Если изделие слишком тонкое, оно может быть непригодно в использовании, в обратном случае, изготовитель несет неоправданные убытки. Традиционно, изделие разрезалось после выпуска из экструдера для механического измерения толщины. Таким образом, этот метод тестирования требует нарушения целостности изделия. И более того, информация о несоответствии изделия нормам зачастую поступала уже после изготовления.

Ультразвуковые измерения обеспечивают поступление постоянно обновляемой информации о толщине стенок пластмассы около экструдера. В процессе наладки, оператор сможет быстро оценивать реакцию системы на изменение настройки или скорости съемника. Что касается выпуска изделия, то ультразвуковые приборы позволяют оператору немедленно получать предупреждение о несоответствии толщины пластмассы нормам.

Оборудование:

Толщиномер Модель 25MX PLUS и Мультиплексор MX8 фирмы Panametrics-NDT разработаны для получения оперативных измерений сразу по нескольким (до восьми) мультиплексным каналам. Модель 25DL PLUS так же приспособлена для одноточечных измерительных систем. Для каждой линии рекомендуется использовать отдельный измерительный прибор. Помимо отображения толщины на цифровом дисплее, в толщиномерах серии 25 заложена функция сигнализации по Нижнему/Верхнему порогу и порт RS-232 для записи толщин или просмотра данных на внешнем устройстве.

Измерения в оперативном режиме проводятся с помощью иммерсионных датчиков, которые фокусируют звуковой импульс через столб жидкости во избежание прямого контакта с мягкой горячей пластмассой. Диапазон частот используемых датчиков очень высок - от 1 до 30 МГц. Выбор датчика основывается на технических требованиях каждого конкретного измерения. Датчики с частотой в 2.25 или 5 МГц используются для большинства пластиковых труб с толщиной стенок в диапазоне 0.1 - 0.5 дюйма (2.5 - 12.5мм), а 10 МГц датчики – для изоляции или облицовке кабелей с толщиной менее 0.1 дюйма/ 2.5мм.

Для удержания датчика в заданном положении к изделию, используются различного рода крепежи. В большинстве измерений барботер или разбрызгиватель создают необходимую для измерений прослойку воды между датчиком и изделием. Для одноточечных измерений, обычно монтируется единичный барботер или разбрызгиватель. Для многоточечных измерений труб и облицовки кабелей поставляются разнообразные радиальные устройства, позволяющие закрепить четыре датчика с интервалом в 90 градусов по окружности изделия.

Ход измерений:

Крепеж датчика должен быть установлен на точке формовочной линии, где изделие не подвергается ни горизонтальной, ни вертикальной вибрации. В некоторых случаях для стабилизации изделия используются роллеры. Для лучшего отражения, сигнал должен нормально входить в материал с точностью до двух градусов, а вибрация или другие беспорядочные движения мешают точной регулировке. Крепеж датчика может, как стоять отдельно, так монтироваться в охладительную емкость; распылители используются чаще барботеров, а иногда предпочтительнее некоторые типы систем оборотного водоснабжения. Каждый из стандартных распылителей расходует около 2 галлонов (8 литров) воды в минуту, тогда как для барботеров требуется менее 1 кварты (1 литр) в минуту.

Ультразвуковые приборы обычно настроены на работу во втором режиме измерений (интерфейсное - первый отраженный эхосигнал), как это видно на Рисунке 1. Из-за схожего акустического импеданса воды и пластмассы, отраженный эхосигнал будет иметь фазу, противоположную интерфейсному эхосигналу. Нормальные измерения будут составлять период положительная доля интерфейсного - отрицательная доля отраженного эхосигнала до появления фазового искажения, вызванного изгибом. В некоторых случаях акустический импеданс пластика настолько близок к импедансу воды, что амплитуда отраженного сигнала значительно превышает амплитуду интерфейсного эхосигнала. В подобных случаях, для получения четких сигналов необходима корректная настройка функции автоматической корректировки коэффициента усиления (AGC), что показано на Рисунке 1.

Рисунок 1: Режим 2 Измерений с настроенной функцией AGC

Для любых ультразвуковых измерений толщин, точность напрямую зависит от правильной калибровки скорости звука в тестовом образце. Измерения экструдируемого пластика в оперативном режиме осложняется зависимостью скорости звука от температуры, порядка 10-20% на каждые 100° F (55° C) до достижения точки плавления. Измерительные приборы серии 25, используемые в подобных замерах, могут быть настроены на погрешность в ±0.001 дюйма или ±0.01мм, но текущая погрешность будет зависеть от корректности настройки скорости звука. Обычно может быть достигнуто значение погрешности от ±0.001 до ±0.005 дюймов или от ±0.01до ±0.10мм.

Для калибровки скорости звука необходимо провести механическое измерение толщины пластика в точке, близкой к крепежу датчика, и откалибровать скорость звука в соответствии с приведенным в инструкции по эксплуатации описанием. Иногда необходимо осуществить эту процедуру несколько раз для выявления наиболее близкого значения скорости звука в точке измерений. Обратите внимание, что при использовании различных составов пластмассы или изменении температуры на более чем 10° F или 5° C , необходимо настроить прибор на новую скорость звука.

Выходные данные 25MX PLUS могут обрабатываться по-разному. Порт RS-232 может использоваться с компьютером, оснащенным соответствующим программным обеспечением, или различными внешними регистраторами данных для длительной записи толщин и контроля сбора статистики. В некоторых случаях, выходные данные прибора можно использовать для обеспечения регулировки экструдера с обратной связью. Сигнализация по Нижнему/Верхнему порогу может быть использована для оповещения оператора о несоответствии изделия нормам.

Примечание: Для получения подробной информации или помощи в проведении специальных измерений пластмассы, обратитесь к нам. Вы сможете получить данные о диапазоне толщин и погрешности специальных измерений, а так же рекомендации по выбору прибора, датчиков и крепежей. Потенциальные клиенты могут так же получить консультацию по обработке данных приборов серии 25 на определенных компьютерах или контроллерах.