一種超聲作用下樹脂流變性能的實時監測方法及裝置的製作方法
2023-12-09 08:02:36
專利名稱：一種超聲作用下樹脂流變性能的實時監測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及樹脂流變性能監測技術，具體為一種超聲作用下樹脂流變性能的實時監測方法和裝置。
背景技術：
高能超聲以其空化效應、聲流效應和熱力學效應等可促進液體中空化泡的形成與破滅，增強液體的流動，降低液體粘度等，已被越來越多的科研人員應用於樹脂基體的改性上。近年來超聲作用改善樹脂流變性能的應用也越來越多，如中國專利0313M30. 4 所報導的超聲處理樹脂傳遞模塑方法及其所用的裝置，該發明提高了 RTM成型過程中樹脂對纖維的浸潤性，降低了空隙含量，進而改善了複合材料了界面性能；又如中國專利 202010126838. 7報導了一種利用超聲波作用製備高吸水性樹脂的方法，該發明主要是採用超聲波輻照聚合技術在水相體系中反應製備高吸水性樹脂；還日本專利200480020392. 2 提出了針對樹脂材料的超聲波振動施加裝置，該發明主要是利用超聲的空化效應和聲流效應，促進樹脂混合的攪拌性和相溶性，提高成型材料的整體性能。鑑於超聲技術在改善樹脂基體流變性能上的應用，必須要有一套相應的測試超聲作用改善樹脂流變性能的測試方法和裝置。目前，關於超聲作用條件下樹脂流變性能的測試一般採用超聲作用與測試分開或分段進行的方法，即在超聲作用樹脂流體某固定時間後，關閉超聲作用裝置，然後將盛裝樹脂的容器移放到測試儀器下進行樹脂流變性能的測試。該測試方法主要存在如下問題(1)分段或分開測試的測試環境與超聲作用環境不同步，測試數據與真實數據存在誤差；( 分段測試即非實時監測，由於流體介質中超聲波的傳播存在能量衰減現象，在超聲波有效作用空間區域中超聲波聲壓梯度的不同，直接影響到樹脂流變性能的變化。根據惠更斯原理，將變幅杆端門劃分為無數個小面元，每個面元均可看作是等效的聲源，則聲場中任意一點的聲壓即為這些點聲源在此點產生聲壓的線性疊加。在變幅杆端面建立如圖4所示的模型，ON為變幅杆端面的法向，OT為變幅杆端面的切向，變幅杆端面任意一點的聲源(參見圖4中的B點)在液體聲場中A點產生的聲壓模型方程可以表示為
權利要求
1.一種超聲作用下樹脂流變性能的實時監測方法，該監測方法將檢測傳感器直接放入超聲作用下樹脂容器中，在採用超聲振動方法作用於樹脂的同時，對樹脂的粘度和流變性能進行動態、實時和多點位的精確測量和監測；所述的超聲波頻率範圍為20-45KHZ，超聲功率範圍為200-2000W，超聲振幅範圍為5-45 μ m，且超聲波的頻率、功率和振幅連續可調。
2.根據權利要求1所述的超聲作用下樹脂流變性能的實時監測方法，其特徵在於該方法監測的溫度範圍為-350-2000°C，且升溫速率動態可控。
3.一種適用於權利要求1或2所述實時監測方法的超聲作用下樹脂流變性能的實時監測裝置，該裝置包括粘度測試儀、溫度控制儀、浴缸、溫度測試儀和樹脂容器，其特徵在於還包括超聲波換能器、超聲發生器、固定裝置和隔離裝置，所述超聲發生器通過導線與超聲波換能器連接，超聲波換能器利用固定裝置安裝在隔離裝置內，超聲波換能器的工具杆依次穿過隔離裝置和樹脂容器的側壁，進入樹脂容器內，直接作用於樹脂容器裡的待測樹脂， 所述隔離裝置安裝在浴缸內，並與樹脂容器毗鄰安裝，且以螺紋密封連接，隔離裝置的上口要高於浴缸裡的油浴液面；所述工具杆在樹脂容器內可做上下擺動、左右擺動和前後伸縮移動的三維自由調節，實現對超聲作用端面不同空間位置點樹脂流變性能的實時測量和監測。
4.根據權利要求3所述的超聲作用下樹脂流變性能的實時監測裝置，其特徵在於在超聲波換能器與其固定裝置之間安裝有阻尼墊片。
5.根據權利要求3所述的超聲作用下樹脂流變性能的實時監測裝置，其特徵在於通過調節超聲波發生器的輸出功率，實現超聲波振幅的連續變化，變化範圍為5 45um。
全文摘要
本發明公開一種超聲作用下樹脂流變性能的實時監測方法及裝置。該監測方法將檢測傳感器直接放入超聲作用下樹脂容器中，在超聲振動作用於樹脂的同時，對樹脂粘度和流變性能進行動態、實時和多點位的精確測量和監測。該裝置包括粘度測試儀、溫度控制儀、浴缸、溫度測試儀和樹脂容器，其特徵在於還包括超聲波換能器、超聲發生器、固定裝置和隔離裝置，超聲波換能器利用固定裝置安裝在隔離裝置內，超聲波換能器的工具杆依次穿過隔離裝置和樹脂容器的側壁，進入樹脂容器內，直接作用於待測樹脂，工具杆在樹脂容器內可做上下擺動、左右擺動和前後伸縮移動的三維自由調節，實現對超聲作用端面不同空間位置點樹脂流變性能的實時測量和監測。
文檔編號G01N11/00GK102243162SQ20111009290
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月13日 優先權日2011年4月13日
發明者張國利, 李嘉祿, 王富有, 陳光偉, 陳利 申請人:天津工業大學