TR-200A轉矩流變儀

一、 概述

1. 產(chǎn)品特點

TR-200A計算機控制智能塑化儀，亦屬我公司自主設計制作的轉矩流變類型系列設備之一。該設備計算機測控高智能化程度處于國內地位，是研究高分子材料的流動、塑化、熱、剪切穩(wěn)定性等理想設備。設備是以真實模擬塑化全過程，動態(tài)連續(xù)、準確可靠地對材料的流變性能進行測定，如多組份的混合、熱塑性樹脂的交聯(lián)、彈性體的硫化，材料的動態(tài)穩(wěn)定性以及螺桿轉速對體系加工性能的影響等，解決了傳統(tǒng)轉矩流變儀固有的系統(tǒng)柔性差，試驗耗時多，數(shù)據(jù)處理工作量大等諸多缺點。可以完成典型的XLPE材料交聯(lián)特性的測定，PVC材料融合特性以及熱穩(wěn)定性的測定，材料表觀粘度與剪切速率關系的測定等等，可應用于化學合成材料物理化學性能測試方面，例如合成材料制品的品質鑒定和合成過程中的物理化學性能分析與測試。   

近年來，計算機測控技術產(chǎn)生了巨大進步，我們將更多的新技術融入到塑化儀測試技術之中，特別是Windows操作系統(tǒng)給PC機信息處理能力帶來的革命性變化，數(shù)據(jù)采集、控制以及實驗數(shù)據(jù)的處理均由相應的軟件完成，可形成柔性強，信息管理和處理能力強等諸多特點，使用極其方便并能獲得更多的合成材料的物性信息。這不僅表現(xiàn)為儀器操作方便、控制精確、實驗數(shù)據(jù)處理及結果輸出快捷高效。

二、 結構特征與工作原理

1. 主要組成

設備主要組成部分：

（1）主驅動系統(tǒng)

（2）混煉單元

（3）擠出單元

（4）主測控系統(tǒng)

（5）多段溫度測控系統(tǒng)

（6）壓力測控系統(tǒng)  

（7）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)  

（8）計算機系統(tǒng)

（9）計算機實驗軟件及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

（10）存儲打印系統(tǒng)

2. 工作原理

本設備配有不同參數(shù)的螺桿，在具有一定溫度的圓筒內旋轉，筒的另端設有送料斗。當原料被送至筒的2/3處時逐步增塑，進入到筒的剩余部分內被均化，當所有顆粒全部溶化后即可利用毛細管擠出模具成為母料或注入模具成形，同時設備也完成對材料的表現(xiàn)粘度與剪切速度及剪切應力關系的測量。

操作軟件可通過PC機的串行口分別實現(xiàn)對試驗數(shù)據(jù)進行采集和參數(shù)控制，以及建立人機信息交互界面，如圖5所示。這個界面功能比較齊全，可以完成6路溫度的測控，包括轉速設定、測量和控制，扭矩、壓力測量等。曲線窗口可以實時顯示以上各數(shù)據(jù)對時間的曲線。當改變擠出機的螺桿轉速，可改變口模內外壓力差P值和擠出流量Q值，試驗數(shù)據(jù)可以文件的形式保存。

三、 主要技術特性及配置

1. 技術參數(shù)：

1. 轉    速：          0.1～120rpm   

2. 速度控制精度：   ±0.2%F.S

3. 轉矩測量范圍：      0-200Nm     

4. 轉矩測量精度：   ±0.3%F.S

5. 熔體壓力測量范圍：  0-100MPa    

6. 熔體壓力測量精度：  ±0.3%F.S

7. 溫度控制范圍：      室溫-350℃

8. 控溫精度：       ±0.5℃

9. 溫度分辨率 ：       0.1℃

10. 電機功率：          380V    3.0Kw

四、 使用操作方法

4.1. 擠出部分操作方法

4.1.1. 應用程序操作方法

1. 打開擠出試驗軟件進入啟動界面（如圖1所示）。

圖1  啟動界面

2. 點擊，進入登陸界面（如圖2所示）。如果退出則點擊返回計算機桌面。

圖2  登陸界面

3. 選擇用戶名，輸入密碼，點擊“登錄"進入擠出試驗參數(shù)設置界面（如圖3所示）。如果初次使用請點擊“注冊"輸入新的用戶名和密碼注冊后再登錄。

圖3  擠出試驗參數(shù)設置界面

4. 在“信息輸入?yún)^(qū)" 根據(jù)實際情況輸入信息，其中試驗代碼為每次試驗數(shù)據(jù)存儲名稱，如不填寫則默認以時間為數(shù)據(jù)存儲名稱。

5. 在“試驗條件設置"區(qū)域選擇或輸入試驗參數(shù)。（注意：壓力保護，扭矩保護參數(shù)應該小于最大量程，否則可能導致傳感器損壞?。?/span>

6. 點擊“系統(tǒng)設置"按鈕進入系統(tǒng)設置界面，然后點擊相應的按鈕進入相應的設置，并進行設置。

7. 在“長徑比"、“壓強保護"、“扭矩保護"設置中，可以添加對應的常用參數(shù)，以便于在“試驗條件設置"里的下拉列表中進行選擇。以“壓強保護"為例（如圖4所示），在新增壓力保護框中輸入常使用的數(shù)值,點擊添加按鈕,該數(shù)據(jù)將會填入現(xiàn)有壓強保護框內,如需刪除已添加數(shù)值,只需選中該數(shù)值,點擊刪除按鈕即可。點擊返回，返回試驗界面。

圖4 系統(tǒng)設置-壓強保護

8. 點擊“串口設置"，進入串口設置界面（如圖5所示）,選擇實際使用的串口，點擊保存。如果不知道具體使用哪個串口，可以在設備管理器中進行查看。點擊返回，返回試驗參數(shù)設置界面。

圖5 系統(tǒng)設置-串口設置

9. 點擊“密碼更改"進入密碼更改界面（如圖6所示），可對用戶密碼和管理員密碼進行更改。點擊返回，返回試驗參數(shù)設置界面。

圖6 系統(tǒng)設置-密碼更改

10. “系統(tǒng)硬件"、“扭矩標定"、“溫度標定"、“壓強標定"為出廠已填數(shù)據(jù)，請不要擅自更改，如有異議，或需要更改請與我公司聯(lián)系，確認后再進行更改。以免由于數(shù)據(jù)填寫有誤造成數(shù)據(jù)結果錯誤，或設備損壞。

11. 在試驗參數(shù)設置界面點擊“進入試驗"按鈕，進入擠出試驗主界面（如圖7所示）。

圖7 擠出試驗主界面

12. 點擊“準備試驗"按鈕，“監(jiān)控窗口"開始顯示溫度、壓強、試驗時間等參數(shù)。“試驗操作"及“手動操作"區(qū)按鈕轉變?yōu)榭刹僮鳡顟B(tài)（如圖8所示）。

圖8擠出試驗準備界面

13. 再此界面可通過更改溫度按鈕對已設定的溫度進行更改，即在“監(jiān)控窗口"溫度輸入框中輸入想要更改的溫度，然后點擊“試驗操作"區(qū)的“改變溫度"按鈕，即可實現(xiàn)溫度更改。

14. “手動操作"區(qū)可進行電機正反轉調節(jié)。（注：電機最后轉動速度將作為實驗開始時速度，用戶在手動調節(jié)時需注意轉速設置，以免影響正常試驗。）

15. “系統(tǒng)操作" 區(qū)“試驗設置"按鈕可返回試驗參數(shù)設置界面，在試驗進行過程中不可進行參數(shù)修改，否則當前試驗會被終止。

16. 點擊“試驗操作"區(qū)“扭矩清零/取消"和“壓強清零/取消"按鈕使壓強、扭矩顯示值歸零。

17. 待溫度達到設定溫度時，并確認料筒里的試樣*融化，點擊“試驗開始"，坐標系里開始繪制曲線。（注：請確認料筒里的試樣已經(jīng)*融化，否則可能導致傳感器、螺桿損壞。）

18. 此時根據(jù)坐標系里繪制的曲線，可進行轉速更改，在“手動操作"區(qū)轉速設定框中填入要更改的轉速，并點擊“改變轉速"按鈕，使設定轉速生效。

19. 點擊“試驗操作"區(qū) “試驗結束"按鈕可結束當前試驗，點擊按鈕后彈出“保存提示"，點擊“確定"將保存本次試驗數(shù)據(jù)。

20. 點擊“系統(tǒng)操作"區(qū)“試驗記錄"進入試驗處理界面，（如圖9所示）。

圖9擠出試驗處理界面

21. 分別雙擊曲線上每次改變轉速前平穩(wěn)的點，在右側“處理選項"區(qū)進行數(shù)據(jù)填寫，每段填寫完畢后，都要點擊“添加數(shù)據(jù)"按鈕，將數(shù)據(jù)填入，當最后一段填寫完畢并添加數(shù)據(jù)后，點擊“處理完畢"按鈕，此時“試驗曲線2"為試驗結果曲線，如圖10所示。（注：段數(shù)每次填寫的不能重復，否則會造成試驗數(shù)據(jù)錯誤。）

圖10擠出試驗結果曲線

22. 試驗處理界面，“操作按鈕"區(qū)按鈕功能說明：

(1) “歷史查詢"按鈕，可查詢歷史試驗記錄。

(2) “平滑曲線"按鈕，可使試驗曲線平滑，方便曲線上點的采集。曲線平滑后，可點擊“恢復曲線"按鈕，使曲線還原原始狀態(tài)。

(3) “生成報告"按鈕，可將處理完畢的數(shù)據(jù)形成Word文件，即試驗報告（如圖11所示）。

圖11擠出試驗報告

(4) “生成EXCEL"按鈕，可將試驗曲線上的數(shù)據(jù)以表格的形式呈現(xiàn)，方便數(shù)據(jù)查找與分析。

(5) “坐標校準"按鈕，用于對曲線坐標的校準，如圖12所示，需分別對X軸左邊緣和X軸右邊緣進行校準，并點擊任意點確認坐標準確性。確定無誤后點擊“結束校準"按鈕，校準完成。（注：更換顯示器使用時必須進行坐標校準，以保證試驗結果準確）

圖12擠出坐標校準界面

(6) “界面返回"按鈕，返回擠出試驗主界面。

23. 擠出試驗結束，試驗現(xiàn)場清理。

4.2混煉部分操作方法

4.2.1應用程序操作方法

1. 打開混煉軟件，注冊并登陸后進入混煉參數(shù)設置界面(如圖13所示)。

圖13 混煉參數(shù)設置界面

2. 在“信息輸入?yún)^(qū)" 根據(jù)實際情況輸入信息，在“試驗條件設置"區(qū)域選擇試驗方法，并輸入相應的參數(shù)。“系統(tǒng)"區(qū)域按鈕功能與擠出部分相同，請參考使用。

3. 系統(tǒng)設置可參見“4.1.1應用程序操作方法"中的第7.8.9步介紹。

4. 系統(tǒng)設置中“溫度標定"、“扭矩標定"為出廠已填數(shù)據(jù)，請不要擅自更改，如有異議，或需要更改請與我公司聯(lián)系，確認后再進行更改。以免由于數(shù)據(jù)填寫有誤造成數(shù)據(jù)結果錯誤，或設備損壞。

5. 在試驗參數(shù)設置界面點擊“進入試驗"按鈕，進入混煉試驗主界面（如圖14所示）。

圖14 混煉試驗主界面

6. 點擊“準備試驗"按鈕，“監(jiān)控窗口"開始顯示溫度、壓強、試驗時間等參數(shù)。“試驗操作"及“手動操作"區(qū)按鈕轉變?yōu)榭刹僮鳡顟B(tài)。

7. 其中“試驗操作" 、“手動操作" 、“系統(tǒng)設置"區(qū)按鈕功能與擠出部分相同，請參考使用。但混煉試驗過程中不可進行轉速更改。

8. 待溫度穩(wěn)定于設定溫度時，點擊“試驗開始"按鈕開始試驗。其中熱融合試驗、熱穩(wěn)定試驗和熱交聯(lián)試驗必須在試驗開始20秒內將試驗材料裝入混煉器，最好在10秒內完成，以獲得較好的重復性試驗數(shù)據(jù)。而熱敏感度試驗需要在溫度穩(wěn)定后*行加料操作，再點擊“試驗開始"開始試驗。

9. 待到達試驗設置要求，或手動點擊 “試驗操作"區(qū) “試驗結束"按鈕將結束當前試驗，點擊彈出“保存提示"中的“確定"保存本次試驗數(shù)據(jù)。

10. 點擊“系統(tǒng)操作"區(qū)“試驗記錄"進入試驗處理界面，（如圖15所示）。“操作按鈕"區(qū)按鈕功能說明可參見“4.1.1應用程序操作方法"中的第22步介紹。

圖15混煉試驗處理界面

11. 如圖15所示選取相應的采集點，分別填入圖16的對應位置，數(shù)據(jù)填入方式為雙擊曲線上想要選擇的點，待圖16彈出后，點擊對應的點即可將該點數(shù)據(jù)自動填入，點擊“保存"該數(shù)據(jù)被保存，繼續(xù)選擇其他的點，點擊“取消"可重新選取。（注：因為原料本身的差異，有些采集點可能沒有，沒有的點不填即可。）

圖16數(shù)據(jù)點采集界面

12. 所有點采集并保存后，點擊“生成報告"按鈕，可將處理完畢的數(shù)據(jù)形成Word文件，即試驗報告（如圖17所示）。

圖17混煉試驗報告

13. 混煉試驗結束，試驗現(xiàn)場清理。

4.2.2實驗方法說明

1. 熱融合實驗

操作方法：設定好參數(shù)，點擊“試驗準備"按鈕，計算機控制選定的加熱單元進行加熱；當達到設定溫度后，按下“試驗開始"按鈕，啟動電機轉動，此時將準備好的材料從注料口注入到混煉器內，計算機開始記錄數(shù)據(jù)，繪制曲線；當達到設定時間或手動按下“試驗停止"按鈕，試驗結束，點擊彈出“保存提示"中的“確定"保存本次試驗數(shù)據(jù)。（注：為了獲得較好的重復性的試驗數(shù)據(jù)，材料必須在20秒內裝入混煉器，最好在10秒內裝入。）

2. 熱穩(wěn)定實驗

操作方法：與同熱融合試驗操作基本相同，只是試驗進行到末期，轉距經(jīng)過平衡期后轉距迅速上升，此時材料易發(fā)生降解，應在此時停止試驗。

3. 熱交聯(lián)實驗

操作方法：與熱融合試驗操作方法基本相同，只是試驗進行到末期，轉距達到最高點后曲線會急劇下降，材料發(fā)生硬化，應在此時停止試驗。

4. 熱敏感度實驗

操作方法：設定好參數(shù)，點擊“準備試驗"按鈕，計算機控制選定的加熱單元進行加熱；當達到設定溫度后，將準備好的材料從注料口注入到混煉器內，點擊“試驗開始"按鈕，計算機控制電機開始從“起始速度"按照設定的“加速度"線性升速到“終止速度"，計算機會自動記錄數(shù)據(jù)繪制曲線，當達到“終止速度" 或手動按下“試驗停止"按鈕，試驗結束，點擊彈出“保存提示"中的“確定"保存本次試驗數(shù)據(jù)。

五、 日常維護和注意事項

1. 每次使用完混煉器要將混煉室拆開進行清理；注意只能用銅刀、銅刷，避免用鐵器擦拭，可將右轉子逆時針旋轉約90度、拔出轉子清理。

2. 用完塑料擠出機最好將機膛里的余料擠凈；如用的是有顏色的物料應加入純PE清機膛。

3. 長期不用毛細管模具要拆下清干凈，具體是在加熱的情況下，卸下端面上的4個內六角螺釘，用物料將模芯擠出，清干凈并用銅刀將模具里的殘料清干凈放入模芯，擰好螺釘。

4. 每一年將減速箱里的機油更換一次，加油加到一半（可以在油面位置窗中看到）。

5. 混煉器的齒輪箱里每年要加新的潤滑脂，擠出機的齒輪箱要用油針加注潤滑脂。

6. 接電源之前，請確認設備已經(jīng)接地，尤其是三相電的設備（備注：設備的插頭接的是3條火線1條零線沒有接地線，需要直接接在機殼上）。

7. 所有實驗開始之前都要確認溫度是否達到的范圍，否則禁止開始試驗和啟動電機。

8. 如果需要更換壓力傳感器，一定要在加熱狀態(tài)且確定料膛內的樣料融化后進行更換。

9. 熱電偶的信號線是單股硬線，使用是注意不要打結，以免造成斷裂等問題。

10. 熱電偶插拔時，加熱部分的編號應該與溫控表對應，否則會導致溫度失控。

六、 故障現(xiàn)象的排除