Расширенное руководство по полимерам. Производство пластиков. Фундаментальные основы. Часть 16

Общепризнано, что увеличение температуры пластмасс увеличивает атомарные сдвиги и молекулярную подвижность, что приводит к снижению вязкости расплава. Таким образом, например, во время пластификации, когда пластичный расплав является слишком вязким, первой реакцией может быть повышение температуры расплава. Влияние молекулярно-массового распределения (MWD) на эти отношения становится сложным. Например, полиэтилен с расширением молекулярно-массового распределения снижает чувствительность вязкости расплава к температурам, тогда как полистирол, наоборот, увеличивает температурную чувствительность. Методы выражения молекулярных средних и распределений, а также комбинированные эффекты ветвления, также могут быть проблемой.

Вы не можете видеть тепловую энергию, наблюдать можно только ее эффекты. Тепловая энергия излучается в ИК-спектре, вне спектра видимого света. Для обнаружения энергетических цветовых схем во всех местах вокруг машины и вспомогательного оборудования использовались инфракрасные видеокамеры. С помощью этой ИК термографии у каждого пластика есть своя собственная длина волны, и показания температуры связаны с цветными инфракрасными узорами. Она также обеспечивает инфракрасные подписи для каждого пластика с использованием инфракрасного спектра Фурье (FTIR). Температуру можно измерить с помощью термопары или резистивного датчика температуры (RTD).

Резистивный датчик температуры обеспечивает стабильность; его изменение температуры является повторяемым и предсказуемым. Термопары обычно имеют более короткое время отклика, в то время как резистивные датчики температуры имеют меньшие расхождения и их легче калибровать. RTD обеспечивает стабильность; его изменение температуры является повторяемым и предсказуемым. RTD содержит датчик температуры, изготовленный из такого материала, как платиновая проволока высокой чистоты; сопротивление проволоки быстро меняется в зависимости от температуры. Эти датчики примерно в 60 раз более чувствительны, чем термопары.

Термопары представляют собой полупроводниковые приборы с высокой зависимостью сопротивления от температуры. Они могут быть откалиброваны как термометр. Полупроводниковый датчик демонстрирует большое изменение сопротивления, пропорциональное небольшому изменению температуры. Обычно термопары имеют отрицательные термические коэффициенты. Как и резистивный датчик температуры, они работают по принципу, согласно которому электрическое сопротивление проводящего металла определяется изменениями температуры. Таким образом, колебания электрического сопротивления проводника интерпретируются и количественно определяются по мере изменения температуры. Также имеются термоэлектрические термочувствительные приборы, используемые для измерения температуры оборудования, такого как пластификатор, пресс-форма, матрица, подогреватель, расплав и т. д. Эффективность термопары зависит от того, что каждый тип металлического электрического проводника имеет характеристику барьерного потенциала. Всякий раз, когда два разных металла соединяются вместе, на стыке возникает чистый электрический потенциал. Этот потенциал изменяется с температурой.

Попытка измерить температуру расплава может быть обманчива. В качестве примера, экструдат с датчиком пирометра при комнатной температуре часто дает ложные показания, потому что, когда холодный датчик вставлен, он покрывается пластиком, который был охлажден датчиком. Более эффективным методом является использование того, что некоторые называют методом 30/30. Можно просто повысить температуру зонда примерно на 30 ° F (15 ° C) выше температуры расплава, а затем оставить датчик в окружении горячего расплава на 30 секунд. Самый простой способ подогреть зонд — это поместить зонд рядом или непосредственно в отверстие в матрице. Путем предварительного нагрева выше ожидаемой температуры, непосредственно перед тем, как вставить его в расплав, требуется, чтобы зонд действительно был охлажден расплавом. Самая низкая достигнутая температура и будет важным значением, определяющим запас. Также можно перемещать зонд в расплаве, чтобы он быстрее достиг состояния равновесия. Чтобы получить более точный результат, необходимо повторить процедуру.

Традиционно ПИД-регуляторы использовались для нагрева и управления для охлаждения. С точки зрения контроля температуры можно обратить внимание на относительно недавно появившуюся технологию — управление с нечеткой логикой (FLC). Одним из основных преимуществ управления с нечеткой логикой является отсутствие перерегулирования при запуске, что приводит к более быстрому достижению заданного значения. Другое преимущество заключается в его управлении многими параметрами, где более чем одна измеренная входная переменная может влиять на желаемый выходной результат. Это важная и уникальная особенность. С использованием пропорционального алгоритм управления с интегральной производной одна измеренная переменная влияет на одну выходную переменную. Два или более PID могут быть использованы каскадным образом, но с большим количеством переменных их применение нецелесообразно. В следующей части рассмотрим принципы так называемой нечёткой логики.