為了記錄顏色的測量值,測量探針被螺旋擰進位于擠出機出口的一個螺紋孔內(nèi)。
所謂的擠出機探針包含一個堅固前端的套管,在其內(nèi)部有一個藍(lán)寶石棱鏡裝置。作為位于鉆石之后第二硬的材料,藍(lán)寶石特別適用于承受高溫和高壓形成的大應(yīng)力及材料穩(wěn)定流動所形成的摩擦力的擠出過程。
探頭被安裝在擠出機罩內(nèi),在這種方式下,它不會接觸諸如螺桿單元這樣一些任何可移動的元件。然而,在流動期間,熔體必須覆蓋藍(lán)寶石棱鏡。藍(lán)寶石棱鏡是自潔式的,這能確保沒有材料粘到其上。
從棱鏡上流過的流體被氙氣閃光燈所照射。為此,光經(jīng)過六個排列成圓形的柔性玻纖導(dǎo)體被傳到藍(lán)寶石棱鏡。反射光經(jīng)過一個在中心固定的玻纖而被反射到分光光度計。該操作每十秒就被重復(fù),并且以這種方式進行連續(xù)的測色。
校正和結(jié)構(gòu)
擠出機探頭的特殊設(shè)計意味著不用對生產(chǎn)進行任何中斷的情況下分光光度計都能被校正。為此,光纖從探頭套筒中擰開,并基于黑色和白色標(biāo)準(zhǔn)進行校正。一項綠色控制標(biāo)準(zhǔn)被用于檢查校正的有效性。校正為周圍情況的函數(shù)。在重新校正需要進行前,系統(tǒng)能維持多達(dá)三個月的穩(wěn)定性。
實際測色在分光光度計上用CCD技術(shù)來進行。所用分光光度計覆蓋的波長范圍在360至780 nm之間,也就是說它包括了光譜中的可見光部分。通過單色儀和CCD技術(shù)的結(jié)合, 其有可能達(dá)到比標(biāo)準(zhǔn)測色單元更好的分辨率。
所有的技術(shù)性設(shè)備,也就是說分光光度計、氙氣閃光燈、控制單元、一臺裝有Windows XP操作系統(tǒng)的完整電腦和一個被封裝在一個叫做Nema 4的盒子中的觸摸屏。這個盒子由不銹鋼制成并且被設(shè)計來用于工業(yè)環(huán)境中,以免受灰塵及濺落的水的影響。內(nèi)置的空調(diào)設(shè)備確保即使在大溫度波動的環(huán)境中設(shè)備也能穩(wěn)定運行。
測量的評價
測量結(jié)果以趨勢圖的形式描繪(圖1所示)。這表明測得的顏色值比得上交通燈顯示的標(biāo)準(zhǔn)色差。當(dāng)前的測量值作為數(shù)字值而被分別指定來與趨勢圖放在一起比較。在這個公差范圍內(nèi)的測量顏色值以綠色顯示。以黃色顯示的值已經(jīng)達(dá)到了允許公差的警告限。并且,如果允許公差被超過的話,顏色將從黃色變成紅色。這些明顯的信號不僅顯示在屏幕上,而且也能通過信號燈以相同的顏色被顯示出來。
根據(jù)屏幕上的顯示,在四種可自由選擇的趨勢圖中進行選擇是可能的。所有的標(biāo)準(zhǔn)顏色范圍和白色及黃色公式可由相似的光源類型來得到。
過程控制
具有影響結(jié)果的大量影響因素的擠出過程是一個高度復(fù)雜的操作。除了溫度、壓力和輸出速度這些工藝參數(shù)外,擠出機本身及其各個組件對結(jié)果有較大的影響。所用的材料增加了結(jié)果的差異性,例如不同批次或者混合比的原材料。
單獨或者共同作用帶來的影響因素對擠出產(chǎn)品的色差有直接影響。通過使用在線測量方法來測量顏色因而也有可能就關(guān)于改進機器或者工藝參數(shù)得到結(jié)論。
顏色值和缺陷原因之間的關(guān)聯(lián)性實際上已經(jīng)弄清楚了。例如過量的二氧化鈦的加入,能通過亮度值而被確認(rèn)(圖2所示)。色差的波動可能歸因于正脈沖的泵或者液態(tài)著色劑中顏料的沉淀所致。除此之外,顏色測量也能用于診斷擠出機中的混合問題、均勻化或者計量問題或者過程穩(wěn)定性中的其它波動。
圖2、過多的二氧化鈦被加入引起亮度值(中間線條)
結(jié)論
色差未必一定是成品質(zhì)量的一個關(guān)鍵方面,然而,測量顏色是一個達(dá)到穩(wěn)定過程控制的極好方式。整體來看,任何生產(chǎn)過程中的不穩(wěn)定性由顏色方面的不同而被反映出來。這些偏差能通過生產(chǎn)過程中的相應(yīng)干預(yù)直接被消除。
整體來講,由于具有記錄的連續(xù)性,直接在熔體內(nèi)進行顏色測量建立了一種特別好的分析和優(yōu)化生產(chǎn)過程的方式。其能用于防止不合格產(chǎn)品的生產(chǎn)、避免優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品受到污染、保持缺陷批次產(chǎn)品在一個最低限度內(nèi)、優(yōu)化配方設(shè)計、節(jié)約原材料/燃料并確保精確計量和符合產(chǎn)品規(guī)格,因而避免退回產(chǎn)品。