CN102632577B - 一种滚塑设备无线测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚塑设备温度无线测试装置，主要包括测温仪隔热盒、测温仪端盖、信息采集模块、FSK射频发射器、电源、FSK射频接收器、信息处理模块、数据处理系统，信息采集模块对滚塑机烘箱内部的温度、模具内外壁的温度和物料的温度进行采集并转化为电信号，FSK射频发射器将处理后的电信号发送到接收装置，FSK射频接收器接收FSK射频发射器发出的信号，数据处理系统处理、分析FSK射频接收器所接收和采集的温度变化信号，并反馈给滚塑设备控制系统。测温仪隔热盒与测温仪端盖的五层结构可有效保证仪器设备的测温环境和精度。本发明测温装置可对温度变化进行实时监测，可显著提高滚塑成型效率、节约能耗，提高制品的质量和精度。

Description

一种滚塑设备无线测温装置

技术领域

本发明涉及滚塑成型技术领域，尤其涉及一种滚塑设备温度无线测试装置，该测温装置适用于监测滚塑成型工艺过程中烘箱内部温度、模具内外壁温度及物料温度的实时变化。

背景技术

滚塑成型技术适用于加工大尺寸的中空制品，具有非常广泛的应用前景，温度是影响滚塑成型工艺的主要因素，在滚塑设备结构、模具结构和聚合物原材料一定的情况下，滚塑成型的温度参数对制品的质量有直接的影响。目前的滚塑成型装备没有配备温度实时监测装置，所以很难控制滚塑成型工艺过程中烘箱内部的温度、模具内外壁的温度和物料的温度变化。由于不能精确地监测和调节滚塑成型工艺过程中的温度参数，滚塑成型效率低、能耗大，所加工出的制品质量精度不高，滚塑成型原材料的选择应用受限，滚塑成型技术的应用领域受限。

发明内容

本发明的目的是针对现有滚塑设备无法监测滚塑成型工艺过程中温度的实时变化，设计一种结构紧凑的温度无线测试装置，对滚塑成型工艺过程中烘箱内部的温度、模具内外壁的温度和物料的温度变化进行实时的监测，为控制和调节滚塑成型工艺的温度参数提供依据，为滚塑装备和模具的设计提供参考，从而提高滚塑成型效率、节约能耗，加工高精度的滚塑制品。

本发明的技术方案是：一种滚塑设备无线测温装置，主要包括测温仪隔热盒、测温仪端盖、信息采集模块、信息处理模块、FSK(即频移键控，是利用载波的频率变化来传递数字信息)射频发射器、电源、FSK射频接收器、数据处理系统，测温仪隔热盒为有一开口的盒子，测温仪隔热盒与测温仪端盖扣紧，二者都具有隔热层，使测温仪隔热盒的内部保持在要求的范围内，所述的测温仪隔热盒安装在滚塑设备的模具架上，信息采集模块设置在测温仪隔热盒的底部，主要对滚塑成型工艺过程中烘箱内部的温度、模具内外壁的温度和物料的温度变化进行采集，信息处理模块设置在测温仪隔热盒的内部，安装在采集模块安装板上，对K型热电偶所测得温度变化数据进行处理，并转化为电信号，FSK射频发射器设置在测温仪隔热盒的内部，安装在发送模块安装板上，将处理后的温度变化电信号发送到接受装置，电源设置在测温仪隔热盒的内部，安装在发送模块安装板上，为信息采集模块和信息处理模块提供电能，FSK射频接收器设置在滚塑设备的外部，接受FSK射频发射器所发出的温度变化信号，数据处理系统设置在滚塑设备外部，处理、分析FSK射频接收器所接受和采集的温度变化信号，并反馈给滚塑设备控制系统。

本发明一种滚塑设备无线测温装置，测温仪隔热盒与测温仪端盖的扣紧方式可以是通过紧配合或在二者上设置挂钩勾住，防止热量从二者的结合部进入到测温仪隔热盒内。测温仪端盖能够方便地从测温仪隔热盒上打开，用于更换电池和测温仪隔热盒内零部件的维护。

本发明一种滚塑设备无线测温装置，所述的信息采集模块包括K型热电偶、热电阻温敏线、接线头，接线头均匀布置在测温仪隔热盒的底部端面上，用于安装夹紧热电阻温敏线， K型热电偶通过热电阻温敏线与信息采集模块连接，其中K型热电偶在滚塑设备中根据测温对象分为四类，一类K型热电偶安装在模具内部空间中，测量滚塑成型过程中物料的温度变化，一类K型热电偶安装在模具的内壁上，测量滚塑成型过程中模具的内壁温度变化，一类K型热电偶安装在模具的外壁上，测量滚塑成型过程中模具的外壁温度变化，一类K型热电偶均匀布置安装在滚塑设备的模具架上，测量滚塑成型过程中烘箱内部的温度变化。

本发明一种滚塑设备无线测温装置，所述的测温仪隔热盒和测温仪端盖的隔热层的结构材料相同，都包括测温仪外壁、耐高温隔热材料、真空隔热板、高分子相变材料、测温仪内壁共五层结构，测温仪外壁属于测温仪隔热盒的第一层材料，采用不锈钢材料加工而成，构成测温仪隔热盒的主体结构，耐高温隔热材料属于测温仪隔热盒的第二层材料，采用轻质的低导热系数耐高温隔热材料，真空隔热板属于测温仪隔热盒的第三层材料，主要由芯部隔热材料、芯部封裹材料和真空封裹材料组成，将隔热性能极强的开孔芯材在真空状态下封装而成，与温仪外壁共同作用，用以压实耐高温隔热材料，高分子相变材料属于测温仪隔热盒的第四层材料，采用固-固相态结构，利用相变材料的热能储存和控制功能，保证物质在相变的过程中温度保持恒定，保证测温仪隔热盒的内部温度不会随时间的增加而上升，测温仪内壁属于测温仪隔热盒的第五层材料，采用低导热系数的聚氨酯材料，与真空隔热板共同作用，用以压实高分子相变材料，耐高温隔热材料和高分子相变材料是此测温仪隔热盒的主要温度隔热防护材料，测温仪外壁、真空隔热板、测温仪内壁构成此测温仪隔热盒的主体框架结构，用于压实、固定耐高温隔热材料和高分子相变材料，且自身具有一定的温度隔热效果。

本发明一种滚塑设备无线测温装置，在测温仪隔热盒的底部内壁上布置底层隔热板，底层隔热板采用轻质的低导热系数耐高温隔热材料制成，用以安装采集模块安装板。

本发明一种滚塑设备无线测温装置，在测温仪隔热盒的内部设置防护罩，防护罩采用低导热系数的聚氨酯材料，防护罩将FSK射频发射器和电源罩住，用以保护FSK射频发射器和电源。

本实发明的有益效果是：

1. 本发明一种滚塑设备无线测温装置，通过采用新型耐高温隔热材料、真空隔热板、高分子相变材料及多层隔温防护结构的设计，解决了高精度温度传感器和信息处理仪器在滚塑设备烘箱内部高温环境下的使用，并且有效保证了仪器设备的测温环境和精度。

2．本发明实现了滚塑成型工艺过程中滚塑成型工艺过程中温度参数的监测和无线输送，对滚塑成型工艺过程中烘箱内部的温度、模具内外壁的温度和物料的温度变化进行实时的监测，为控制和调节滚塑成型工艺的温度参数提供依据，为滚塑装备和模具的设计提供参考；通过监测、调节滚塑成型工艺过程的最佳工作温度，可显著提高滚塑成型效率、节约能耗，提高制品的质量和精度。

附图说明

图1是本发明一种滚塑设备无线测温装置的设备连线示意图。

图2是本发明的无线测温装置结构示意图。

图3是图2中的A-A、B-B剖面示意图。

图中：1-信息采集模块，2-信息处理模块，3-FSK射频发射器，4-电源，5-FSK射频接收器，6-数据处理系统，7-K型热电偶，8-热电阻温敏线，9-接线头，10-测温仪隔热盒，11-底层隔热板，12-采集模块安装板，13-发送模块安装板，14-防护罩，15-测温仪端盖，16-测温仪外壁，17-耐高温隔热材料，18-真空隔热板，19-高分子相变材料，20-测温仪内壁。

具体实施方式

本发明一种滚塑设备无线测温装置，设备连线示意图如图1，该无线测温装置包括信息采集模块1、信息处理模块2、FSK射频发射器3、电源4、FSK射频接收器5、数据处理系统6，所述的信息采集模块1、信息处理模块2、FSK射频发射器3和电源4设置在滚塑设备的烘箱内部，FSK射频接收器5和数据处理系统6设置在滚塑设备的烘箱的外部，信息采集模块1主要采集滚塑设备中各个测温点的温度变化情况，并输送传递温度信号，信息处理模块2将信息采集模块1采集的温度信号转换为电信号，FSK射频发射器3将信息处理模块2处理后的电信号发送到滚塑设备烘箱的外界，电源4为信息采集模块1和信息处理模块2提供电能，FSK射频接收器5用于接受FSK射频发射器3所发出的信号，数据处理系统6用于处理和分析FSK射频接收器5所接收和采集的温度变化信号，并反馈给滚塑设备的控制系统。

本发明一种滚塑设备无线测温装置的具体组成结构如图2所示，所述的测温仪隔热盒10固定安装在滚塑设备的模具架上，随滚塑设备的模具架一起在滚塑设备的烘箱内旋转运动，信息采集模块1设置在测温仪隔热盒10的底部，作为一个实施例，可以主要由六个K型热电偶7、六根热电阻温敏线8、六个接线头9组成，六个接线头9均匀布置在测温仪隔热盒10的底部外端面上，用于安装夹紧六根热电阻温敏线8，六个K型热电偶7通过六根热电阻温敏线8与信息采集模块1连接，其中六个K型热电偶7在滚塑设备中根据测温对象分为四类，其中一类K型热电偶包括1个K型热电偶，安装在模具内部空间中，测量滚塑成型过程中物料的温度变化，一类K型热电偶包括1个K型热电偶，安装在模具的内壁上，测量滚塑成型过程中模具的内壁温度变化，一类K型热电偶包括1个K型热电偶，安装在模具的外壁上，测量滚塑成型过程中模具的外壁温度变化，一类K型热电偶包括3个K型热电偶，均匀布置安装在滚塑设备的模具架上，测量滚塑成型过程中烘箱内部的温度变化。底层隔热板11安装在测温仪隔热盒10的底部内壁上，采用轻质的低导热系数新型耐高温隔热材料，采集模块安装板12固定安装在底层隔热板11上，信息处理模块2设置在测温仪隔热盒10的内部，安装在采集模块安装板12上，对六个K型热电偶7所测得温度变化数据进行处理，并转化为电信号，发送模块安装板13安装在信息处理模块2上，用以安装FSK射频发射器3和电源4，FSK射频发射器3设置在测温仪隔热盒10的内部，固定安装在发送模块安装板13上，将处理后的温度变化电信号发送到接受装置，电源4设置在测温仪隔热盒10的内部，安装在发送模块安装板13上，为信息采集模块1和信息处理模块2提供电能，防护罩14设置在测温仪隔热盒10的内部，采用低导热系数的聚氨酯材料，用以保护FSK射频发射器3和电源4, 测温仪端盖15设置在测温仪隔热盒10的顶部，可方便打开更换电源，用以隔温保护测温仪隔热盒10的内部仪器免受高温损坏，FSK射频接收器5设置在滚塑设备的外部，接受FSK射频发射器3所发出的温度变化信号，数据处理系统6设置在滚塑设备外部，处理和分析FSK射频接收器5所接受和采集的温度变化信号，并反馈给滚塑设备的控制系统。

本发明一种滚塑设备无线测温装置，测温仪隔热盒10与测温仪端盖15的扣紧方式可以是通过紧配合或在二者上设置挂钩勾住，防止热量从二者的结合部进入到测温仪隔热盒内。

本发明一种滚塑设备无线测温装置，如图3所示，所述的测温仪隔热盒10和测温仪端盖15的结构、材料完全一样，包括测温仪外壁16、耐高温隔热材料17、真空隔热板18、高分子相变材料19、测温仪内壁20共5层结构，温仪外壁16属于测温仪隔热盒10的第一层材料，采用不锈钢材料加工而成，构成测温仪隔热盒10的主体结构，耐高温隔热材料17属于测温仪隔热盒10的第二层材料，采用轻质的低导热系数新型耐高温隔热材料，真空隔热板18属于测温仪隔热盒10的第三层材料，主要由芯部隔热材料、芯部封裹材料和真空封裹材料组成，将隔热性能极强的开孔芯材在真空状态下封装而成，与测温仪外壁16共同作用，用以压实耐高温隔热材料17，高分子相变材料19属于测温仪隔热盒10的第四层材料，采用固-固相态结构，利用相变材料的热能储存和控制功能，保证物质在相变的过程中温度保持恒定，有储能作用，保证测温仪隔热盒的内部温度不会随时间的增加而上升，测温仪内壁20属于测温仪隔热盒10的第五层材料，采用低导热系数的聚氨酯材料，与真空隔热板18共同作用，用以压实高分子相变材料19，耐高温隔热材料17和高分子相变材料19是此测温仪隔热盒10的主要温度隔热防护材料，测温仪外壁16、真空隔热板18、测温仪内壁20构成此测温仪隔热盒10的主体框架结构，用于压实、固定耐高温隔热材料17和高分子相变材料19，且自身具有一定的温度隔热效果。

本发明一种滚塑设备无线测温装置，如图3所示，测温仪端盖15的高分子相变材料19的中间部分增厚，使测温仪端盖15的高分子相变材料19和测温仪内壁20嵌入到测温仪隔热盒10的开口内，由于高分子相变材料19的增多，使得接口处渗入测温仪隔热盒10内的热量提前被吸收，增强接口的阻热效果。

Claims (7)

1.一种滚塑设备无线测温装置，其特征在于：主要包括测温仪隔热盒、测温仪端盖、信息采集模块、FSK射频发射器、电源、FSK射频接收器、信息处理模块、数据处理系统，信息采集模块包括K型热电偶、热电阻温敏线、接线头，接线头均匀布置在测温仪隔热盒的底部端面上，接线头夹紧热电阻温敏线，K型热电偶通过热电阻温敏线与信息采集模块连接；测温仪隔热盒为有一开口的盒子，测温仪隔热盒与测温仪端盖扣紧，二者都具有隔热层，所述的测温仪隔热盒安装在滚塑设备的模具架上，信息采集模块设置在测温仪隔热盒的底部，信息处理模块设置在测温仪隔热盒的内部，安装在采集模块安装板上，对K型热电偶所测得温度变化数据进行处理，并转化为电信号，FSK射频发射器设置在测温仪隔热盒的内部，安装在发送模块安装板上，电源设置在测温仪隔热盒的内部，安装在发送模块安装板上，FSK射频接收器设置在滚塑设备的外部，数据处理系统也设置在滚塑设备外部；测温仪隔热盒与测温仪端盖二者的隔热层的结构材料相同，都包括测温仪外壁、耐高温隔热材料、真空隔热板、高分子相变材料、测温仪内壁共五层结构依次布置。 

2.根据权利要求1所述的一种滚塑设备无线测温装置，其特征在于：所述的K型热电偶在滚塑设备中根据测温对象分为四类，一类K型热电偶安装在模具内部空间中，一类K型热电偶安装在模具的内壁上，一类K型热电偶安装在模具的外壁上，一类K型热电偶均匀布置安装在滚塑设备的模具架上。 

3.根据权利要求1所述的一种滚塑设备无线测温装置，其特征在于：测温仪隔热盒与测温仪端盖的扣紧方式是通过紧配合或在二者上设置挂钩勾住。 

4.根据权利要求1所述的一种滚塑设备无线测温装置，其特征在于：测温仪隔热盒与测温仪端盖二者的外壁属于测温仪隔热盒的第一层材料，采用不锈 钢材料加工而成，构成测温仪隔热盒的主体结构，耐高温隔热材料属于第二层材料，采用轻质的低导热系数耐高温隔热材料，真空隔热板属于第三层材料，主要由芯部隔热材料、芯部封裹材料和真空封裹材料组成，将隔热性能极强的开孔芯材在真空状态下封装而成，与测温仪外壁共同作用，用以压实耐高温隔热材料，高分子相变材料属于第四层材料，测温仪内壁属于第五层材料，测温仪内壁采用低导热系数的聚氨酯材料。 

5.根据权利要求1所述的一种滚塑设备无线测温装置，其特征在于：在测温仪隔热盒的底部内壁上布置底层隔热板，底层隔热板采用轻质的低导热系数耐高温隔热材料制成。 

6.根据权利要求1所述的一种滚塑设备无线测温装置，其特征在于：在测温仪隔热盒的内部设置防护罩，防护罩采用低导热系数的聚氨酯材料，防护罩将FSK射频发射器和电源罩住。 

7.根据权利要求1所述的一种滚塑设备无线测温装置，其特征在于：测温仪端盖的高分子相变材料的中间部分增厚，使测温仪端盖的高分子相变材料和测温仪内壁嵌入到测温仪隔热盒的开口内。 

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