CN101614660B - 快速检测预浸带质量指标的在线装置 - Google Patents

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快速检测预浸带质量指标的在线装置，它涉及一种检测预浸带质量指标的装置。本发明为解决现有预浸带检测方法存在分析结果费时、费力、消耗大量试剂的问题。第一导向辊和第二导向辊分别垂直固装在第一支架上，第三导向辊与第二导向辊垂直设置，且与支撑板固接，支撑板垂直固装在第一支架上，第四导向辊与第三导向辊上、下错开设置，探头设置在待测预浸带的一侧，探头的头部与待测预浸带正对，反射板设置在待测预浸带的另一侧且与探头相对的位置，探头的输入端通过光纤与近红外光谱仪连接，近红外光谱仪与计算机连接。本发明能实时在线采集预浸带质量信息，快速反应待测预浸带中各项质量指标变化，检测数据与生产过程同步进行，检测结果准确。

Description

快速检测预浸带质量指标的在线装置
技术领域
本发明涉及一种检测预浸带质量指标的装置。
背景技术
预浸料(也叫预浸带)是制造复合材料的中间材料，复合材料的性能在很大程度上取决于预浸料的性能。树脂含量和挥发分含量是预浸带的主要质量指标，目前，国内外对预浸料制造过程中的质量指标的监测非常重视，并进行了较多的研究，主要包括射线透射、红外扫描、超声处理和重量监测等技术。这些监测技术灵敏度高，有些已得到了实际应用，然而它们主要用来监测预浸料的树脂含量，对挥发分含量却无法测定。哈尔滨工业大学申请的中国专利号为ZL03132466.5，公开日为2005年5月25日的发明专利公开了一种“预浸料在线监测装置”，该专利是利用近红外光谱仪在线检测预浸布质量指标，虽然可以对预浸料的挥发分含量进行监测，但近红外光谱仪使用光源直接照射，光源照射面积为5cm×5cm，因此该专利只适合于截面积大的预浸布试件；而预浸带的宽度只有几毫米，近红外光谱仪无法采集样品的信息，因此无法检测的预浸带质量指标；目前，国内工业上针对预浸带的监测也只是从生产线上截取一段预浸带样品，利用重量法、溶解法和烘干法等传统化学方法来进行测定树脂含量和挥发分含量，而上述几种方法存在光源大、信号强、分析结果费时、费力，消耗大量试剂，分析结果严重滞后，无法满足连续生产的需要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有预浸带的检测方法是截取一段预浸带样品，采用烘干法或重量法计算挥发分含量和树脂含量的化学值，存在分析结果费时、费力、消耗大量试剂的问题，提供一种快速检测预浸带质量指标的在线装置。
本发明包括第一支架、第一导向辊、第二导向辊、支撑板、第三导向辊、第四导向辊、反射板、探头支撑架、探头、近红外光谱仪、计算机、数据传输线、光纤和第二支架，近红外光谱仪和计算机分别设置在第二支架的上端面上，近红外光谱仪与计算机通过数据传输线连接，第一支架与第二支架纵向依次布置，第一导向辊和第二导向辊分别垂直固装在第一支架的上端面上，第三导向辊相对于第二导向辊垂直设置，且第三导向辊的一端固装在支撑板的前端面上，支撑板垂直固装在第一支架的上端面上，第四导向辊设置在第三导向辊的上方，第四导向辊与第三导向辊的轴线平行且错开设置，第四导向辊的一端固装在支撑板的前端面上，探头支撑架固装在支撑板的前端面上，且探头支撑架位于待测预浸带的一侧，且位于第二支架一侧，探头安装在支撑架中，探头的直径为5mm～7mm，探头的头部与待测预浸带正对，且探头的头部与待测预浸带的距离为0.8mm～1.2mm，反射板设置在待测预浸带的另一侧且与探头相对的位置，反射板的底面固装在支撑板的前端面上，反射板与探头相对的端面至待测预浸带的距离为0.8mm～1.2mm，探头的输入端通过光纤与近红外光谱仪连接。
本发明具有以下有益效果：一、本发明对待测预浸带检测时无需大量样品，利用探头和反射板实时在线采集预浸带质量信息，利用近红外光谱仪和计算机实时快速地反应待测预浸带中各项质量指标的变化，分析结果在1分钟之内完成，检测数据与生产过程同步进行，检测结果准确，若有质量隐患能及时发现。二、本发明的操作方法简单、安全、环保，对人员没有危害，检测省时、省力、操作容易，因此降低了成本。三、本发明适用于不同增强材料浸渍不同树脂基体形成的各种预浸带的质量在线检测。不仅适合溶液法制备的预浸带，也适合其他方法制备预浸带的质量在线检测。
附图说明
图1是本发明的整体结构主视图，图2是图1的B-B剖视图，图3是图1的A-A剖视图(去掉近红外光谱仪10、计算机11和第二支架15)，图4是图1的C-C剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式包括第一支架1、第一导向辊2、第二导向辊3、支撑板4、第三导向辊5、第四导向辊6、反射板7、探头支撑架8、探头9、近红外光谱仪10、计算机11、数据传输线12、光纤13和第二支架15，近红外光谱仪10和计算机11分别设置在第二支架15的上端面上，近红外光谱仪10与计算机11通过数据传输线12连接，第一支架1与第二支架15纵向依次布置，第一导向辊2和第二导向辊3分别垂直固装在第一支架1的上端面上，第三导向辊5相对于第二导向辊3垂直设置，且第三导向辊5的一端固装在支撑板4的前端面上，支撑板4垂直固装在第一支架1的上端面上，第四导向辊6设置在第三导向辊5的上方，第四导向辊6与第三导向辊5的轴线平行且错开设置，第四导向辊6的一端固装在支撑板4的前端面上，待测预浸带20先绕过第三导向辊5，再绕过第四导向辊6，探头支撑架8固装在支撑板4的前端面上，且探头支撑架8位于待测预浸带14的一侧，且位于第二支架15一侧，探头9安装在支撑架8中，探头9的直径为5mm～7mm，探头9的头部与待测预浸带14正对，且探头9的头部与待测预浸带14的距离t1为0.8mm～1.2mm，反射板7设置在待测预浸带14的另一侧且与探头9相对的位置，反射板7的底面固装在支撑板4的前端面上，反射板7与探头9相对的端面至待测预浸带14的距离t2为0.8mm～1.2mm，探头9的输入端通过光纤13与近红外光谱仪10连接。第一支架1设置在待测预浸带14的前进方向，且固化炉的输出端。待测预浸带14的安装：待测预浸带14从固化烘干炉出来后，首先绕过第一导向辊2，其次交叉绕过第二导向辊3，再绕过第三导向辊5，最后绕过第四导向辊6后进入收卷装置；第一导向辊2和第二导向辊3增加预浸带14张力，在第三导向辊5与第四导向辊6之间进行检测可防止待测预浸带14抖动，从而避免了待测预浸带14上的树脂粘在探头9和反射板7上影响测量的准确性，同时也防止了待测预浸带14磨损探头9和反射板7。本发明利用探头9、近红外光谱仪10和计算机11结合可快速、实时地反应预浸带中各项质量指标的变化，从而提高先进复合材料的质量，对大规模生产具有指导意义。近红外光谱仪10采用德国Bruker公司生产的型号为Matrix-F的近红外光谱仪，该近红外光谱仪的分辨率为8cm-1、扫描次数为16次。近红外光谱仪10通过探头9采集的光谱信息和检测待测预浸带14均通过计算机11完成。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的探头9的直径为6mm。由于待测预浸带14的宽度只有几毫米，这样设计使得探头9能采集待测预浸带14的信息。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的探头9的头部与待测预浸带14的距离t1为1mm，反射板7与探头9相对的端面至待测预浸带14的距离t2为1mm。这样设计保证了信息的采集是在非接触状态下采集，对待测预浸带14没有破坏。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式的反射板7采用镀金板或铝板。上述材质不吸收近红外光，反射信号强。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
下面通过实验数据进一步说明利用传统的烘干法或重量法计算得到样品的实际值结果与利用本发明检测的结果：参下表：
Figure GSB00000239980900041
从上述表中的误差可以看出利用传统的烘干法或重量法计算得到样品的实际值结果与利用本发明检测的结果没有显著性差别；本发明是在不接触、不破坏预浸带的状态进行检测，分析得到的质量指标快速、省时、省力。

Claims (4)

1.一种快速检测预浸带质量指标的在线装置，所述装置包括第一支架(1)、近红外光谱仪(10)、计算机(11)、数据传输线(12)和第二支架(15)，近红外光谱仪(10)和计算机(11)分别设置在第二支架(15)的上端面上，近红外光谱仪(10)与计算机(11)通过数据传输线(12)连接，第一支架(1)与第二支架(15)纵向依次布置，其特征在于：所述装置还包括第一导向辊(2)、第二导向辊(3)、支撑板(4)、第三导向辊(5)、第四导向辊(6)、反射板(7)、探头支撑架(8)、探头(9)和光纤(13)，第一导向辊(2)和第二导向辊(3)分别垂直固装在第一支架(1)的上端面上，第三导向辊(5)相对于第二导向辊(3)垂直设置，且第三导向辊(5)的一端固装在支撑板(4)的前端面上，支撑板(4)垂直固装在第一支架(1)的上端面上，第四导向辊(6)设置在第三导向辊(5)的上方，第四导向辊(6)与第三导向辊(5)的轴线平行且错开设置，第四导向辊(6)的一端固装在支撑板(4)的前端面上，探头支撑架(8)固装在支撑板(4)的前端面上，且探头支撑架(8)位于待测预浸带(14)的一侧，且位于第二支架(15)一侧，探头(9)安装在支撑架(8)中，探头(9)的直径为5mm～7mm，探头(9)的头部与待测预浸带(14)正对，且探头(9)的头部与待测预浸带(14)的距离(t1)为0.8mm～1.2mm，反射板(7)设置在待测预浸带(14)的另一侧且与探头(9)相对的位置，反射板(7)的底面固装在支撑板(4)的前端面上，反射板(7)与探头(9)相对的端面至待测预浸带(14)的距离(t2)为0.8mm～1.2mm，探头(9)的输入端通过光纤(13)与近红外光谱仪(10)连接。
2.根据权利要求1所述的快速检测预浸带质量指标的在线装置，其特征在于：所述探头(9)的直径为6mm。
3.根据权利要求1或2所述的快速检测预浸带质量指标的在线装置，其特征在于：探头(9)的头部与待测预浸带(14)的距离(t1)为1mm，反射板(7)与探头(9)相对的端面至待测预浸带(14)的距离(t2)为1mm。
4.根据权利要求3所述的快速检测预浸带质量指标的在线装置，其特征在于：所述反射板(7)采用镀金板或铝板。
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