专利名称：裂隙孔膜成膜控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种塑料成膜装置，特别是公开一种裂隙孔膜成膜控制装置，应用在采用双向拉伸工艺的塑料裂隙孔膜成形过程中。
二背景技术：
塑料裂隙孔膜(孔距100nm～500nm)在采用双向拉伸工艺的成形过程中有着特殊要求。由于塑料(如聚四氟乙烯)双向拉伸的成膜工艺是连续的，而且是在170℃的高温环境下、纵横向同时施加拉力的情况下进行的，无法用接触式测厚仪进行厚度的监测。
在PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)等热塑性塑料的成膜过程中最先进的是采用X射线动态测量的，但它只能对匀质材料或是透明材料才有用，对于有无定形、非针孔的PTFE裂隙孔膜不能使用。
三
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，公开一种裂隙孔膜成膜控制装置，采用普通光源与数码摄像机配合的办法，做到在采用双向拉伸工艺的成形过程中连续检测薄膜的厚度。
本实用新型是这样实现的一种裂隙孔膜成膜控制装置，包括成膜过程中膜厚动态检测装置和加热器，其特征在于所述的成膜过程中膜厚动态检测装置由普通光源与数码摄像机及由计算机核心的中央处理器组成；所述的加热器为点状高频加热器其安装连接位置在成膜前进方向的下游膜层下，在双向拉伸机的导轨上面膜层底下设置长度大于被测膜宽度的普通日光灯，日光灯管与拉伸机中轴线正交，摄像机设置在被拉伸半成品膜的上空，被测膜膜宽边应在摄像机摄像角α范围内，摄像机旁侧安装光路连接的灰度信号接收装置，灰度信号接收装置连接中央处理器、分析仪和显示装置，中央处理器将BCD码输出给执行元件，执行元件控制点状高频加热器加热。
具体做法如下在双向拉伸机的导轨下面设置长度不同(沿中轴线)是普通日光灯管与中轴线成正交，在双向拉伸加工过程中半成品膜的上方设置摄像机，与半成品膜的高低距离由摄像机的摄像角决定。当被测薄膜由左右夹持装置夹持沿梯形二腰导轨前进时膜厚由于扩展而改薄，但由于环境、牵引参数的变动会造成膜在横断面中的厚薄不均匀现象；因为塑料的抗张强度与温度有直接关系。在动态制膜过程中，如果同一断面中受到不同的受热温度，这一个断面会因恒定横向力的作用产生不同的厚度。由摄像机采集的瞬时灰度信号交中央处理器进行分析，并将这信号进行编辑整理，转换成各种执行元件可以接受的BCD码，对前进中的半成品膜的下游加热参数进行变更，使成品达到比较理想的结果。
本设备采用的摄像机为220V450线，其设置高度随被测膜宽度而定，具体计算公式如下H=b×tan12α2....(1)]]>式中b被测膜宽度；α摄入角(由摄像机生产厂提供的参数)。
其使用的日光灯管为国家指定的标准光源生产厂(如南京华东电子管厂)，长度由膜宽决定，计算公式如下λ＝b+100×2 …………………………(2)式中λ日光灯管的长度；b被测膜宽度。
日光灯的功率及管径粗细视具体配置而定。管径根据长度来决定，在配合裂隙膜扩幅设备中，在沿纵向前进膜形成的同时b在不断改变，需要配用不同的表面光强的日光灯管，由于日光灯管的光衰退指标为2000小时＜1％，因此在供电正常的情况下，其采样的误差率也是2000小时＜1％(可以用补偿法与标准透光率/厚度作比较)，由于摄像机对画面可以作256级灰度分析对薄膜在某一个横断面上的厚度排列反应的灵敏度也应该是 式中δ为膜的厚度。
例如膜的厚度为δ＝0.05毫米时，则这个装置灵敏度为 将每一个灰度级的光信号转化为电信号向计算机传送，由计算机对标准信号作比较后输出一组执行信号(命令)，对相应的一组点状加热器的加热程度作出编程指令，可以是超前的，也可以是滞后的。
由于裂隙孔膜的热惯量相当小，(初上扩幅机时的厚度为0.12毫米，终扩时为0.04毫米)一般的塑料比热约为0.15，因此在扩幅初始段加热供热量仅为Q=5100×0.15k×V....(4)]]>式中Q为每一个横断面上每一厘米长需要的热量(实际上这时指年公分宽的断面)。
设纵向拉伸速度V＝12米/分(为20公分/秒)，则Q=5100×0.15k×V=0.0075k×12=0.15k.]]>本实用新型的益效果是对聚四氟乙烯双向拉伸成膜的无定形，非针孔的裂隙孔膜厚度动态检测进行有效控制，克服了现有技术中X射线动态测量无法解决的难题，使通过本实用新型加工的裂隙孔膜达到85％以上的均匀度。
四
附图是本实用新型结构示意图在图中1、摄像机；2、日光灯管；3、被测薄膜；4、加热器；5、导轨。
五具体实施方式
根据附图，点状高频加热器4其安装在成膜前进方向的下游被测膜层下，在双向拉伸机的导轨5上面被测膜层3的底下设置长度大于被测膜宽度的普通日光灯，日光灯管与拉伸机中轴线正交，摄像机1设置在被测膜的上空，被测膜膜宽边应在摄像机摄像角α范围内，摄像机旁侧安装光路连接的灰度信号接收装置，灰度信号接收装置连接中央处理器、分析仪和显示装置，中央处理器将BCD码输出给执行元件，执行元件控制点状高频加热器加热。
实际应用中点状加热器4的效率仅为5％左右(空气传导)，由于电阻性加热方法其热惯量相当大，且裂隙孔膜基带在导轨5上纵向行走速度相当快，膜厚度在横断面上的变化相当快，这就要求点状加热器的响应时间特别短，所以扩幅机厚度的采样为50次/秒，就是在纵向行走速度12米/分的情况下，每隔4毫米就要向计算机报告一次当前生产过程中的“膜”其横向的厚度分布情况(即摄像机1向计算机传送以灰度等级反映的日光灯管2向上的透光情况的数字信号)。
塑料的抗拉强度与温度有相当紧密的关系，塑料的成型方法基本采用了温度流变原则。裂隙孔膜原料基本上也是采用塑料之类的高分子材料，为此在扩幅机沿前进方向分成若干段(视宽度要求及扩展角大小不同而定)，在每一个分段上作横向可变的点状加热排列，从而达到不断修正加热温度、不断采样、不断修正加热温度、不断采样、不断修正加热温度……这样的循环操作，直到达到产成的膜有一个理想的均匀度。
点状加热器(热源)的直径为15毫米，采用高频感应加热，配以高速导热体表面辐射红外线，对进行中的薄膜中的一个小段进行辐射加热，从而改装其抗拉强度(在一个横向宽度内)，用若干个点状加热器进行对膜厚纵向断面曲线作“同相”排列，以比例微分(PID)方式对膜前进方向的下游加热体也作一次动态矩阵排列，使加工的膜最终能达到85％以上的均匀度。
权利要求1.一种裂隙孔膜成膜控制装置，包括成膜过程中膜厚动态检测装置和加热器，其特征在于所述的成膜过程中膜厚动态检测装置由普通光源与数码摄像机及由计算机核心的中央处理器组成；所述的加热器为点状高频加热器其安装连接位置在成膜前进方向的下游膜层下，在双向拉伸机的导轨上面膜层底下设置长度大于被测膜宽度的普通日光灯，日光灯管与拉伸机中轴线正交，摄像机设置在被拉伸半成品膜的上空，被测膜膜宽边应在摄像机摄像角α范围内，摄像机旁侧安装光路连接的灰度信号接收装置，灰度信号接收装置连接中央处理器、分析仪和显示装置，中央处理器将BCD码输出给执行元件，执行元件控制点状高频加热器加热。
2.根据权利要求1所述的裂隙孔膜成膜控制装置，其特征在于所述的动态检测中的日光灯管长度λ＝b+100×2mm，其中b为被测膜的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的裂隙孔膜成膜控制装置，其特征在于所述摄像机对画面可以作256级灰度分析，对薄膜在某一横断面的厚度排列反应灵敏度为 其中6为膜的厚度。
4.根据权利要求3所述的裂隙孔膜成膜控制装置，其特征在于所述的点状高频加热器瞬时功率为N＝150瓦，点状加热器直径为15mm，用若干个点状加热器进行对膜厚纵向断面曲线作同向排列，以比例微分方式对膜前进方向的下游加热器作动态矩阵排列。
专利摘要本实用新型为一种裂隙孔膜成膜控制装置，包括成膜过程中膜厚动态检测装置和加热器，其特征在于所述的成膜过程中膜厚动态检测装置由普通光源与数码摄像机及由计算机核心的中央处理器组成；所述的加热器为点状高频加热器其安装连接位置在成膜前进方向的下游膜层下，在双向拉伸机的导轨上面膜层底下设置长度大于被测膜宽度的普通日光灯，日光灯管与拉伸机中轴线正交，摄像机设置在被拉伸半成品膜的上空，被测膜膜宽边应在摄像机摄像角α范围内，摄像机旁侧安装光路连接的灰度信号接收装置，灰度信号接收装置连接中央处理器、分析仪和显示装置，中央处理器将BCD码输出给执行元件，执行元件控制点状高频加热器加热，使加工的裂隙孔膜达到85％以上的均匀度。
文档编号B29C55/16GK2647560SQ03210068
公开日2004年10月13日 申请日期2003年8月26日 优先权日2003年8月26日
发明者曹天民 申请人:曹天民, 黄斌香