[0038]所述外筒6的筒壁上设有压力及温度传感器20，安装数量可根据实际情况而定，以便准确测量内外筒间隙内聚合物熔体的温度、压力分布。
[0039]所述电机2的轴承采用陶瓷滚针轴承3。
[0040]设置在旋转轴17两端的轴承采用陶瓷角接触球轴承14、18。
[0041]所述旋转机构还包括用以驱动旋转轴17转动的步进电动机12和减速器13。
[0042]升降装置II在测量前，利用激光位移传感器9反馈外筒6的底部高度，步进电机11通过蜗轮蜗杆减速器10控制丝杆副8来移动外筒6到设定高度，然后，步进电机11停止转动，蜗轮蜗杆减速器10自锁使外筒6在测量过程中保持静止不动。
[0043]偏心度调节装置III以步进电动机12和光学编码器16组成闭环系统控制旋转轴17旋转，控制内筒4轴线与外筒6轴线的相对位置产生所需要的偏心度，然后，步进电动机12停止转动，减速器13自锁使旋臂19在测量过程中保持静止不动。
[0044]偏心圆筒流变装置测量聚合物熔体拉伸/剪切应力的方法，可通过如下步骤实现:
[0045]步骤一:步进电动机12和减速器13带动旋转轴17转动，并通过旋臂19使电机2的电机本体整体移动，使内筒4的轴线与外筒6的轴线之间相对位置，按照设定的距离偏移后，步进电动机12停止，减速器13自锁；
[0046]步骤二:升降装置II通过激光位置传感器9位置反馈调节外筒6底部的高度到测量位置后，步进电机11停止，蜗轮蜗杆减速器10自锁；
[0047]步骤三:将待测聚合物放进内筒4和外筒6之间的间隙内，合上对流辐射加热炉5，加温到设定温度；
[0048]步骤四:控制电机2驱动内筒4在应变控制或应力控制模式下工作，在应变控制模式下，光栅型编码器I和电机2组成闭环系统确保内筒4按设定转速旋转，同时电机2作为内筒4转矩的测量工具，在应力控制模式下，电机2控制内筒4的转矩不变，而光栅型编码器I则作为内筒2转速的测量工具；
[0049]步骤五:压力及温度传感器20采集内筒4和外筒6之间聚合物熔体的温度、压力参数，力传感器7采集外筒6的转矩以及径向力与方向；
[0050]步骤六:通过偏心度调节装置III改变内筒4和外筒6轴线之间的距离，重复步骤四和步骤五；
[0051]步骤七:电机2停止，打开对流辐射加热炉5，启动升降装置II，控制外筒6下降到适合的位置，清理完毕，外筒归位，进行下一种聚合物物料的测量。
[0052]如上所述，便可较好地实现本发明。
[0053]本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置，其特征在于:包括测量装置1、升降装置I1、偏心度调节装置III ; 所述测量装置I包括外筒(6)、置于外筒(6)内部的内筒(4)、用于驱动内筒(4)旋转的电机⑵、设置在外筒(6)外部的对流辐射加热炉(5)，内筒(4)连接电机(2)的转轴；所述外筒(6)与内筒(4)之间形成间隙，该间隙用于盛装待测的聚合物； 所述偏心度调节装置III包括旋转机构，该旋转机构的旋转轴(17)通过一根径向设置的旋臂(19)连接电机⑵的电机本体；当旋转轴(17)转动时，通过旋臂(19)使电机⑵的电机本体整体移动，进而改变内筒⑷的轴线与外筒(6)的轴线之间相对位置，即内筒(4)与外筒(6)之间的偏心度； 升降装置II设置在测量装置I的下方，用于调节外筒(6)的高度。
2.根据权利要求1所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于:所述旋转轴(17)上设置有光学编码器(16)和扭矩传感器(15);所述电机(2)的转轴上设有光栅型编码器(I)。
3.根据权利要求1所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于:所述升降装置II包括蜗轮蜗杆减速器(10)和用于驱动蜗轮蜗杆减速器(10)转动的步进电机(11)，该蜗轮蜗杆减速器(10)的丝杠副8端部设有力传感器(7)，通过力传感器(7)连接在外筒￠)的底部；在升降装置II上、力传感器(7)的下方设有激光位置传感器(9)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于:所述外筒(6)的筒壁上设有压力及温度传感器(20)。
5.根据权利要求4所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于:所述电机(2)的轴承采用陶瓷滚针轴承(3)。
6.根据权利要求4所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于:设置在旋转轴(17)两端的轴承采用陶瓷角接触球轴承(14、18)。
7.根据权利要求4所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于:所述旋转机构还包括用以驱动旋转轴(17)转动的步进电动机(12)和减速器(13)。
8.根据权利要求4所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于:所述电机(2)为无刷直流电机。
9.采用权利要求1至8中任一项所述偏心圆筒流变装置测量聚合物熔体拉伸/剪切应力的方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤一:步进电动机(12)和减速器(13)带动旋转轴(17)转动，并通过旋臂(19)使电机(2)的电机本体整体移动，使内筒(4)的轴线与外筒(6)的轴线之间相对位置，按照设定的距离偏移后，步进电动机(12)停止，减速器(13)自锁； 步骤二:升降装置II通过激光位置传感器(9)位置反馈调节外筒(6)底部的高度到测量位置后，步进电机(11)停止，蜗轮蜗杆减速器(10)自锁； 步骤三:将待测聚合物放进内筒(4)和外筒(6)之间的间隙内，合上对流辐射加热炉(5)，加温到设定温度； 步骤四:控制电机(2)驱动内筒(4)在应变控制或应力控制模式下工作，在应变控制模式下，光栅型编码器(I)和电机(2)组成闭环系统确保内筒(4)按设定转速旋转，同时电机(2)作为内筒(4)转矩的测量工具，在应力控制模式下，电机(2)控制内筒(4)的转矩不变，而光栅型编码器(I)则作为内筒2转速的测量工具； 步骤五:压力及温度传感器(20)采集内筒(4)和外筒(6)之间聚合物熔体的温度、压力参数，力传感器(X)采集外筒(6)的转矩以及径向力与方向； 步骤六:通过偏心度调节装置III改变内筒(4)和外筒(6)轴线之间的距离，重复步骤四和步骤五； 步骤七:电机(2)停止，打开对流辐射加热炉(5)，启动升降装置II，控制外筒(6)下降到适合的位置，清理完毕，外筒归位，进行下一种聚合物物料的测量。
【专利摘要】本发明公开了一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置及方法，由测量装置I、升降装置II、偏心度调节装置III三大部分组成。测量装置I通过电机驱动内筒旋转，并利用电机测量内筒的转矩，安装在内筒轴上的光栅型编码器同步测量内筒的转速与转角，外筒底面安装的力传感器可测量外筒的径向力和转矩，升降装置II通过激光位移传感器实时反馈外筒的高度，控制两筒底面的间距；偏心度调节装置III通过驱动旋臂转动，从而产生内筒轴线相对于外筒轴线的偏心，步进电机和角位移编码器组成的闭环控制系统确保内筒以要求的角度偏转。本装置能够研究聚合物熔体在复杂流场中的特殊流变行为，对聚合物加工工程的技术发展具有现实的意义。
【IPC分类】G01N11-02
【公开号】CN104865160
【申请号】CN201510268181
【发明人】晋刚, 王小林, 任水华, 林晓楷, 王蒙蒙
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月22日