设计的复杂度，本发明只设计 了点电极，而点电极电容器的另一个电极则由接入电容测量单元的动模代替。如图7所示， 一块不锈钢板安装在动模中，形成点电极电容器的一极，同时包含点电极的静模部分不需 要任何修改，形成点电极电容器的另外一极。
[0041] 出于点电极尺寸小的特点以及顶针与模具的位置关系考虑，本发明的点电极传感 器也可被设计成与顶针相同的形状代替顶针，即将点电极设置在模具动模的顶针上和将金 属电极设置在模具的静模上。这样的设计可由现有设备快速改造而成，不需改变现有的模 具结构，只需将顶针进行改进便可实现，避免了在模具上另外加工安装孔，更加方便和普遍 适用。
[0042] (2)电容测量单元 本发明的电容测量单元则主要由三部分组成，如图6所示，其中，电容-电压转换模块 对点电极电容器的电容值进行测量并将电容值转化为模拟电压输出，且输出电压与电容值 呈线性关系；电容测量单元的模数转换模块将输出的模拟电压转化为数字量；电容测量单 元的采集模块对电容测量单元输出的数字量进行采集并反馈给状态识别系统。
[0043] (二）状态识别系统 状态识别系统对电容测量单元在不同时刻输出的数字量进行采集和记录，得到输出电 压-时间曲线，然后对该曲线进行分析，即可识别出模具内熔体所处的状态。
[0044] 实施例二 参照图5,本发明的第二实施例： 出于可靠性的考虑，本发明的点电极电容传感器划分三个部分，分别为点电极、嵌套和 螺线栓。点电极的设计需要考虑其工作环境。在模具中，点电极既要承受来自模腔内塑料 的压力，又必须保证其极板未进入模腔，以避免对产品质量的影响。因此，点电极板需要在 两个方向上实现定位。如图5所示，本发明对点电极的定位由轴肩实现，轴肩上部与模具的 定位孔配合实现向上方向的定位；而轴肩的下部则与嵌套配合，再由螺线栓通过螺纹与静 模模具配合，实现向下方向的定位。
[0045] 本发明将点电极、嵌套、螺纹栓三者设计成相互配合的结构，实现点电极电容器传 感器在模具中的定位和装配。点电极依靠嵌套实现与定位螺栓的配合定位，以固定在静模 内，并通过其表面感应模具内的塑料状态信息。
[0046]点电极电容器传感器安装到模具上时需要对模具进行加工(如钻孔等)，为了使其 适应性更好和节约成本，也可以将模具上变化的部分做成静模模块，其余部分都做成相同 的结构。这样对于不同的产品来说，其需要进行不同的传感器位置布局时，只需要加工不同 的静模模块，然后将静模模块装配至模具的凹槽中即可，有效地降低了生产费用和提高了 模具的适用性。
[0047] 为了形成电容器，电容器的两极必须互相隔离。本发明使用电绝缘体来隔离点电 极与模具的其他部位，在点电极与嵌套之间设置了绝缘层。
[0048]另外，出于点电极尺寸小的特点以及顶针与模具的位置关系考虑，本发明的点电 极传感器也可被设计成与顶针相同的形状，代替顶针。这样的设计可由现有设备快速改造 而成，不需改变现有的模具结构，只需将顶针进行改进便可实现，避免了在模具上另外加工 安装孔，更加方便和普遍适用。
[0049] 实施例三 在注塑过程的注射阶段，熔体在螺杆的推动下注入模腔，其在模腔内的流动状态对最 终产品的质量，特别是力学性能有着至关重要的作用。若熔体在模腔内具有非均匀恒定的 熔体流动速度，则会造成产品各部分的膨胀系数不同，导致产品的扭曲与变形；而熔体在模 腔内的流动速度均匀，则能够保证熔体有均匀的分子与纤维取向分布，从而保证产品的力 学性能稳定。基于以上考虑，本发明的感知系统还通过多个点电极监控熔体前端在模腔内 的位置，进而即时计算熔体在模腔内的流动速度，为闭环控制注射过程，实现熔体均匀恒定 的流动提供测量基础。
[0050] 本发明基于模内熔体状态感知系统的熔体流速的实现过程为： (1) 、将点电极电容器的两个电极安装在模腔的两侧，并将点电极电容器通过电容测量 单元与状态识别系统连接； (2) 、状态识别系统设定采样周期并根据该采样周期定时对点电极电容传感器的输出 电压进行采集； (3) 、根据采集的输出电压计算熔体前端在每个采样时刻t的位置xjP相应的点电极 电容值； 其中，对于特定的注塑过程来说，高分子材料的相对介电常数k固定，所以熔体前端的 位置X可以表不为仅以电容值C为变量的一个函数，又因为输出电压V和电容器的电容值 C呈线性关系，故X也可以表示为以输出电压V为变量的函数。因此，对电容测量单元输出 电压V的采集可实现对熔体前端位置的确定和相应的点电极电容值确定。
[0051] (4)、分别获取位于xjP xtl处的点电极电容值出现变化的采样时刻7；和7； 1;(5)、根据获取的熔体前端位置xt、点电极电容值出现变化的采样时刻7；、7； 1进 行差分运算，从而得到当前时刻注塑模具内的熔体流速Kt，的计算公式为：
[0052] 实施例四 参照图1、图3和图8,本发明的第四实施例： 注塑过程的冷却阶段占据了整个注塑过程最长的时间，冷却时间不足会造成成型的产 品不一致以及开模后产品的变形，而过长的冷却时间则会导致较低的注塑效率，增加注塑 过程的成本。目前工业上无法准确得知最佳的冷却时间，所以为保证产品质量，一般需要现 场工人凭经验尽量使用长一点的冷却时间。
[0053] 若采用本发明的点电容传感器，则在冷却阶段，模腔中的熔体由于其自身热量通 过模腔壁流失而进入凝固过程，其高分子的介电常数会随着其自身温度的变化而改变(微 小的改变)。介电常数发生改变了，与之相对应地，模内熔体传感系统的电压输出也随着凝 固过程的进行而发生改变。基于以上思路，本发明也可以根据冷却阶段系统输出电压的检 测结果来检测凝固速率，确定固化结束的时间，进而得到最佳冷却时间，提高注塑效率。
[0054] 本发明基于模内熔体状态感知系统的凝固速率的实现过程为： (1) 、将点电极电容器的两个电极安装在模腔的两侧，并将点电极电容器通过电容测量 单元与状态识别系统连接； (2) 、状态识别系统设定采样周期并根据该采样周期定时对点电极电容传感器的输出 电压进行采集； (3) 、状态识别系统记录采集的输出电压和采集时刻，得到相应的输出电压-时间曲 线； (4) 、在输出电压与时间关系曲线中找出冷却阶段的起止点以及相应的起止时刻； 如图8所示，在合模阶段，动模向静模靠拢，模内电容器两极板间距离变短。该变化导 致点电极电容器的电容值逐渐增大；由于输出电压随电容呈线性变化，所以电容测量单元 输出的电压值也相应增大，直至动模和静模之间的相对距离不再变化为止。在注射阶段，由 于高分子介电常数比空气大，随着高分子恪体逐渐注入模腔，模内电容器的电容值也逐渐 增大，电容测量单元的输出电压值也随之增大；在保压阶段，少量的熔体被挤入到模腔以补 偿熔