CN116412746B - 一种塑料管壁厚在线检测装置、生产线以及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料管壁厚在线检测装置、生产线以及检测方法，属于塑料管壁厚检测技术领域。其包括：磁场检测仪安装盘；磁场检测仪，其数量设置有多个并均安装在磁场检测仪安装盘上呈环形分布，多个磁场检测仪形成检测区域；磁块组件，其沿着塑料管的内壁环形分布，磁块组件与塑料管的内壁抵接，当塑料管输送至磁块组件进入检测区域内时，磁场检测仪根据与磁块组件之间的距离输出对应的磁场信号。若塑料管存在壁厚不均的问题，就会导致不同磁块组件与对应的磁场检测仪之间的距离不同，进而磁场检测仪输出的磁场信号不同，操作人员根据该磁场信号对模具进行适应性调整或通过工控机自动调整相关工艺参数，以确保后续输出的塑料管壁厚均匀。

Description

一种塑料管壁厚在线检测装置、生产线以及检测方法

技术领域

本发明属于塑料管壁厚检测技术领域，具体涉及一种塑料管壁厚在线检测装置，还涉及一种具有该在线检测装置的生产线，还涉及一种塑料管生产过程中的在线检测方法。

背景技术

在塑料管的生产过程中，为了保证塑料管的质量，需对塑料管进行壁厚检测，再针对性地对模具进行调整，以确保可产出壁厚均匀的塑料管。

目前采用的壁厚检测方法，一般是基于超声波原理对塑料管壁厚进行检测，但由于超声波检测易受管材内腔高温蒸汽、雾气重、径向温度梯度较大等环境因素的影响，而导致出现较大的测量误差。

发明内容

本发明是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种可在塑料管生产过程中进行在线壁厚检测且检测精度高的塑料管壁厚在线检测装置、生产线以及检测方法。

本发明可通过下列技术方案来实现：

一种塑料管壁厚在线检测装置，包括：

磁场检测仪安装盘，其数量至少设置有一个，且所述磁场检测仪安装盘具有供塑料管穿过的中心孔；

磁场检测仪，其数量设置有多个，多个所述磁场检测仪均安装在所述磁场检测仪安装盘上并呈环形分布，所述磁场检测仪均朝向所述中心孔设置并由此形成一个环形的检测区域；

磁块组件，其数量与所述磁场检测仪相同，多个所述磁块组件均设置在塑料管内并沿着塑料管的内壁环形分布，且所述磁块组件与塑料管的内壁抵接，当塑料管输送至所述磁块组件进入所述检测区域内时，所述磁场检测仪根据与所述磁块组件之间的距离输出对应的磁场信号。

作为本发明的进一步改进，塑料管内插入有安装轴，所述安装轴与塑料管同心设置。

作为本发明的进一步改进，所述安装轴设置有用于将所述磁块组件压紧在塑料管内壁上的径向弹力装置。

作为本发明的进一步改进，所述径向弹力装置包括：

设置在安装轴前端的安装管；

调节螺杆，其与所述安装管螺纹连接，所述调节螺杆的插入端设置为锥形面；

径向弹簧组件，其两端分别与所述锥形面以及所述磁块组件抵接，通过所述调节螺杆的移动调节所述径向弹簧组件对所述磁块组件的径向推力。

作为本发明的进一步改进，所述磁块组件包括：

磁块；

磁块保护套，其包覆在所述磁块的外表面，所述磁块保护套具有与塑料管内壁相接触的接触面；

抗磁套，其对所述磁块保护套除接触面外的各个面进行包裹，用于使磁块的磁力集中于所述磁场测试仪所在方向。

作为本发明的进一步改进，还包括弹簧片，其一端设置在所述抗磁套与所述径向弹簧组件之间，且另一端固定在所述塑料管的外壁上。

作为本发明的进一步改进，所述磁场检测仪安装盘设置有一对，且一对所述磁场检测仪安装盘均连接有安装盘座，所述安装盘座通过导轨、滑块以及移动电机实现移动，使得一对所述磁场检测仪安装盘可相互靠近或相互远离。

本发明还提供了一种生产线，其用于生产塑料管，包括上述的塑料管壁厚在线检测装置，还包括：

挤出机与模具，所述模具用于输出塑料管，且所述安装轴与所述模具连接；

前室真空定型机，其靠近所述模具并用于对塑料管进行初步冷却定型；

后室真空定型机，其可通过移动与所述前室真空定型机分离或合并；

当所述后室真空定型机与所述前室真空定型机分离时，一对所述安装盘座相互靠近，所述磁场检测仪对完成初步冷却定型的塑料管进行壁厚检测；

当完成对塑料管的壁厚检测后，所述后室真空定型机与所述前室真空定型机合并。

作为本发明的进一步改进，生产线还包括：

喷淋箱，其设置在所述后室真空定型机的下一工位并用于对塑料管进行喷淋冷却；

牵引机，其设置在所述喷淋箱的下一工位并用于向前牵引塑料管；

切割机，其设置在所述牵引机的下一工位并用于对塑料管进行定长切割；

存料台，其设置在所述切割机的下一工位并用于存储切割后的定长塑料管。

本发明还提供了一种塑料管在线生产的检测方法，其用于对塑料管壁厚进行在线检测，其特征在于，包括如下步骤：

S1、后室真空定型机与前室真空定型机相分离，两者之间形成供一对安装盘座相靠近的空间，当一对安装盘座相靠近后，安装盘座上的磁场检测仪安装盘形成供塑料管穿过的中心孔；

S2、塑料管从模具内输出后，牵引机向前牵引塑料管并通过前室真空定型机进行初步冷却定型；

S3、在塑料管穿过中心孔的过程中，塑料管内的磁块组件移动至检测区域时，各个磁场检测仪与各个磁块组件一一对应设置，磁场检测仪根据与磁块组件之间的距离输出对应的磁场信号；

S4、由于径向弹力装置始终将磁块组件压紧在塑料管的内壁上，因此当塑料管的壁厚不均匀时，该位置处的磁块组件与磁场检测仪之间的距离产生变化，导致该位置处的磁场检测仪输出的磁场信号随之产生变化，操作人员即可根据磁场信号数据对模具进行调整或通过工控机设定的相关程序自动调整相关工艺参数，消除塑料管壁厚不均匀的问题；

S5、当塑料管壁厚调整均匀后，一对安装盘座相互远离，后室真空定型机移动至与前室真空定型机相合并，塑料管持续向前输送并依次完成喷淋定型、定长切割以及存储的工序。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、当塑料管输送至磁块组件进入磁场检测仪的检测区域内时，若塑料管存在壁厚不均的问题，就会导致不同磁块组件与对应的磁场检测仪之间的距离不同，进而磁场检测仪输出的磁场信号不同，操作人员即可根据该磁场信号对模具进行适应性调整或通过工控机设定的相关程序自动调整相关工艺参数，以确保后续输出的塑料管的壁厚始终保持均匀，保证产品质量。

2、通过将塑料管的壁厚变化转换为变化的磁场信号，再根据磁场信号对模具进行适应性调整，实现对塑料管壁厚的调整，相较于现有技术中采用超声波对塑料管壁厚进行检测的方法而言，消除了环境因素对检测结果的影响，例如塑料材质不会对磁信号产生影响，同时磁信号也不受高温、气雾等环境的影响，进而确保检测结果具有更高的精确度。

3、通过径向弹力装置将磁块组件始终压紧在塑料管的内壁上，确保当塑料管的壁厚存在变化时，磁块组件与磁场检测仪之间的距离会产生对应的变化，进而保证检测结果的准确性。

4、磁块的外表面包覆有磁块保护套，磁块保护套始终与塑料管的内壁相接触，由此对磁块起到保护作用，避免磁块的磨损。

5、抗磁套对磁块保护套除接触面以外的各个面进行包裹，使得磁块的磁力集中朝着磁场测试仪所在方向进行传递，防止磁力向四周扩散，确保磁场信号的精确度。

6、前室真空定型机与后室真空定型机具有分离状态和合并状态，当前室真空定型机与后室真空定型机分离时，对塑料管进行壁厚检测，当检测完毕并调整完模具后，将后室真空定型机与前室真空定型机进行合并，即使塑料管存在壁厚不均匀的问题，也只需浪费一小段在前室真空定型机的塑料管即可，极大地减少了生产成本。

附图说明

图1是本发明的塑料管壁厚在线检测装置的结构示意图；

图2是本发明的图1另一视角的结构示意图；

图3是本发明的图1中A处的局部放大图；

图4是本发明的生产线进行壁厚检测时的结构示意图；

图5是本发明的生产线完成壁厚检测后的结构示意图。

图中，100、磁场检测仪安装盘；110、磁场检测仪；111、检测区域；120、磁块组件；121、磁块；122、磁块保护套；123、抗磁套；

130、安装轴；140、径向弹力装置；141、安装管；142、调节螺杆；1421、锥形面；143、径向弹簧组件；150、弹簧片；

160、安装盘座；161、导轨；162、滑块；163、移动电机；

200、塑料管；

300、挤出机；400、模具；500、前室真空定型机；600、后室真空定型机；700、喷淋箱；800、牵引机；900、切割机；1000、存料台。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方法作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-3所示，本发明提供了一种塑料管壁厚在线检测装置，包括：

磁场检测仪安装盘100，其数量至少设置有一个，且磁场检测仪安装盘100具有供塑料管200穿过的中心孔；

磁场检测仪110，其数量设置有多个，多个磁场检测仪110均安装在磁场检测仪安装盘100上并呈环形分布，并且各个磁场检测仪110均朝向中心孔设置，并由此形成一个环形的检测区域111；

磁块组件120，其数量与磁场检测仪110相同，多个磁块组件120均设置在塑料管200内并沿着塑料管200的径向内壁环形分布，当塑料管200输送至磁块组件120进入该检测区域111内时，各个磁场检测仪110与各个磁块组件120一一对应设置，此时磁场检测仪110即可根据与磁块组件120之间的距离输出对应的磁场信号并传递至外部的信号处理器；

此处需要重点说明的是，在本实施例中，由于磁块组件120始终与塑料管200的内壁相抵接，因此，当塑料管200存在壁厚不均的问题时，就会导致不同磁块组件120与对应的磁场检测仪110之间的距离不同，进而磁场检测仪110输出的磁场信号不同，操作人员即可根据该磁场信号对模具400进行适应性调整，或通过工控机设定的相关程序自动调整相关工艺参数，以确保后续输出的塑料管200的壁厚始终保持均匀；

通过本实施例中的该检测装置对塑料管200壁厚进行检测，相较于现有技术中采用超声波对塑料管200壁厚进行检测的方法而言，消除了环境因素对检测结果的影响，例如塑料材质不会对磁信号产生影响，同时磁信号也不受高温环境的影响，进而确保检测结果具有更高的精确度。

优选的，塑料管200内插入有安装轴130，安装轴130与塑料管200同心设置。

优选的，安装轴130设置有用于将磁块组件120压紧在塑料管200内壁上的径向弹力装置140，也就是说，径向弹力装置140可始终给予磁块组件120径向推力，进而确保当塑料管200的壁厚产生变化时，磁块组件120与磁场检测仪110之间的距离产生相应的变化，由此使得塑料管200的壁厚不同可最终转换为磁场信号的不同，以便操作人员对模具400进行适应性调整并生产出壁厚均匀的塑料管200。

优选的，径向弹力装置140包括：

设置在安装轴130前端的安装管141，该安装管141与安装轴130同轴设置，且安装管141具有空腔；

调节螺杆142，其与安装管141螺纹连接，通过转动调节螺杆142实现调节螺杆142在安装管141内的位置调节，其中，调节螺杆142的插入端设置为锥形面1421；

径向弹簧组件143，其两端分别与锥形面1421以及磁块组件120抵接，因此，当调节螺杆142沿着安装管141向内旋入或向外旋出时，即可对应地调节径向弹簧组件143对磁块组件120的预紧力，由此，即使是生产不同直径的塑料管200，也可保证磁块组件120始终与塑料管200的内壁相贴合。

优选的，磁块组件120包括：

磁块121；

磁块保护套122，其包覆在磁块121的外表面，并且磁块保护套122将磁块121的各个面均包裹在内，并且磁块保护套122始终与塑料管200的内壁相接触，由此对磁块121起到保护作用，避免磁块121的磨损，另外，本实施例中的磁块保护套122优选采用聚四氟乙烯材质制成；

抗磁套123，其包覆在磁块保护套122的外表面，其中，抗磁套123对磁块保护套122除接触面以外的各个面进行包裹，使得磁块121的磁力集中朝着磁场测试仪所在方向进行传递，防止磁力向四周扩散，确保磁场信号的精确度。

优选的，还包括弹簧片150，其一端设置在抗磁套123与径向弹簧组件143之间，且另一端固定在安装轴130的外壁上，弹簧片150同样用于对磁块组件120提供弹簧力，而同时，弹簧片150、径向弹簧组件143与安装轴130之间形成直角三角形，提高了安装稳定性。

优选的，在本实施例中，磁场检测仪安装盘100设置有一对，且一对磁场检测仪安装盘100均均呈半圆形结构设置并且分别连接有安装盘座160，安装盘座160通过导轨161、滑块162以及移动电机163实现移动，使得一对磁场检测仪安装盘100可相互靠近或相互远离，其中，当一对磁场检测仪安装盘100相互靠近后，两者之间即可形成供塑料管200通过的中心孔，同时各个磁场测试仪形成检测区域111。

实施例二

如图4-5所示，本发明还提供了一种生产线，其用于生产塑料管，包括上述的塑料管壁厚在线检测装置，还包括：

挤出机300与模具400，模具400用于输出塑料管200，且安装轴130与模具400连接；

前室真空定型机500，其靠近模具400并用于对塑料管200进行初步冷却定型；

后室真空定型机600，其可通过移动与前室真空定型机500分离或合并，其中，前室真空定型机500的长度小于后室真空定型机600的长度，塑料管200从模具400内输出后，首先通过前室真空定型机500进行初步冷却定型，此时塑料管200已经具备初步的硬度，随后进入到磁场测试仪的检测区域111进行壁厚检测；

具体的，当后室真空定型机600与前室真空定型机500分离时，一对安装盘座160相互靠近，磁场检测仪110即可对完成初步冷却定型的塑料管200进行壁厚检测；

当完成对塑料管200的壁厚检测并调整模具400后，后室真空定型机600与前室真空定型机500合并，随后塑料管200持续向前移动并进行二次冷却定型；

此处值得一提的是，之所以后室真空定型机600与前室真空定型机500可分离与合并，是因为整个真空定型机的长度较长，若壁厚检测装置设置在真空定型机之前，此时的塑料管200未经过冷却定型，无法进行壁厚检测，若壁厚检测装置设置在真空定型机之后，一旦塑料管200存在壁厚不均匀的问题，那么位于真空定型机内的一段塑料管200只能报废处理，导致浪费大量的原料，增加了生产成本；

因此，在本实施例中通过将真空定型机分为前室真空定型机500与后室真空定型机600，并将壁厚检测装置设置在前室真空定型机500与后室真空定型机600之间，即可完美解决上述问题，即使塑料管200存在壁厚不均匀的问题，也只需浪费一小段在前室真空定型机500的塑料管200即可，极大地减少了生产成本。

优选的，生产线还包括：

喷淋箱700，其设置在后室真空定型机600的下一工位并用于对塑料管200进行喷淋冷却；

牵引机800，其设置在喷淋箱700的下一工位并用于向前牵引塑料管200；

切割机900，其设置在牵引机800的下一工位并用于对塑料管200进行定长切割；

存料台1000，其设置在切割机900的下一工位并用于存储切割后的定长塑料管200。

实施例三

本发明还提供了一种塑料管在线生产的检测方法，其用于对塑料管壁厚进行在线检测，包括如下步骤：

S1、后室真空定型机600与前室真空定型机500相分离，两者之间形成供一对安装盘座160相靠近的空间，当一对安装盘座160相靠近后，安装盘座160上的磁场检测仪安装盘100形成供塑料管200穿过的中心孔，同时多个磁场检测仪110形成检测区域111；

S2、塑料管200从模具400内输出后，牵引机800向前牵引塑料管200并通过前室真空定型机500进行初步冷却定型，确保塑料管200具有足够的硬度进行壁厚检测；

S3、在塑料管200穿过中心孔的过程中，塑料管200内的磁块组件120移动至检测区域111时，各个磁场检测仪110与各个磁块组件120一一对应设置，磁场检测仪110根据与磁块组件120之间的距离输出对应的磁场信号；

S4、由于径向弹力装置140始终将磁块组件120压紧在塑料管200的内壁上，因此当塑料管200的壁厚不均匀时，该位置处的磁块组件120与磁场检测仪110之间的距离产生变化，导致该位置处的磁场检测仪110输出的磁场信号随之产生变化，操作人员即可根据磁场信号数据对模具400进行调整并消除塑料管200壁厚不均匀的问题；

S5、当塑料管200壁厚调整均匀后，一对安装盘座160相互远离，后室真空定型机600移动至与前室真空定型机500相合并，塑料管200持续向前输送并依次完成喷淋定型、定长切割以及存储的工序。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种塑料管壁厚在线检测生产线，包括用于产出塑料管的挤出机与模具、前室真空定型机、后室真空定型机以及塑料管壁厚在线检测装置，其特征在于：

所述前室真空定型机靠近所述模具并用于对塑料管进行初步冷却；

所述后室真空定型机可通过移动与所述前室真空定型机分离或合并；

所述塑料管壁厚在线检测装置设置在所述前室真空定型机与所述后室真空定型机之间，其中，

当所述后室真空定型机与所述前室真空定型机分离时，所述塑料管壁厚在线检测装置对完成初步冷却定型的塑料管进行壁厚检测；

当完成对塑料管的壁厚检测后，所述后室真空定型机与所述前室真空定型机合并；

所述塑料管壁厚在线检测装置包括：

磁场检测仪安装盘，其数量至少设置有一个，且所述磁场检测仪安装盘具有供塑料管穿过的中心孔；

磁场检测仪，其数量设置有多个，多个所述磁场检测仪均安装在所述磁场检测仪安装盘上并呈环形分布，所述磁场检测仪均朝向所述中心孔设置并由此形成一个环形的检测区域；

磁块组件，其数量与所述磁场检测仪相同，多个所述磁块组件均设置在塑料管内并沿着塑料管的内壁环形分布，且所述磁块组件与塑料管的内壁抵接，当塑料管输送至所述磁块组件进入所述检测区域内时，所述磁场检测仪根据与所述磁块组件之间的距离输出对应的磁场信号。

2.根据权利要求1所述的一种塑料管壁厚在线检测生产线，其特征在于，塑料管内插入有安装轴，所述安装轴与塑料管同心设置。

3.根据权利要求2所述的一种塑料管壁厚在线检测生产线，其特征在于，所述安装轴设置有用于将所述磁块组件压紧在塑料管内壁上的径向弹力装置。

4.根据权利要求3所述的一种塑料管壁厚在线检测生产线，其特征在于，所述径向弹力装置包括：

设置在安装轴前端的安装管；

调节螺杆，其与所述安装管螺纹连接，所述调节螺杆的插入端设置为锥形面；

径向弹簧组件，其两端分别与所述锥形面以及所述磁块组件抵接，通过所述调节螺杆的移动调节所述径向弹簧组件对所述磁块组件的径向推力。

5.根据权利要求4所述的一种塑料管壁厚在线检测生产线，其特征在于，所述磁块组件包括：

磁块；

磁块保护套，其包覆在所述磁块的外表面，所述磁块保护套具有与塑料管内壁相接触的接触面；

抗磁套，其对所述磁块保护套除接触面外的各个面进行包裹，用于使磁块的磁力集中于所述磁场测试仪所在方向。

6.根据权利要求5所述的一种塑料管壁厚在线检测生产线，其特征在于，还包括弹簧片，其一端设置在所述抗磁套与所述径向弹簧组件之间，且另一端固定在所述塑料管的外壁上。

7.根据权利要求1所述的一种塑料管壁厚在线检测生产线，其特征在于，所述磁场检测仪安装盘设置有一对，且一对所述磁场检测仪安装盘均连接有安装盘座，所述安装盘座通过导轨、滑块以及移动电机实现移动，使得一对所述磁场检测仪安装盘可相互靠近或相互远离。

8.根据权利要求1所述的一种塑料管壁厚在线检测生产线，其特征在于，还包括：

喷淋箱，其设置在所述后室真空定型机的下一工位并用于对塑料管进行喷淋冷却；

牵引机，其设置在所述喷淋箱的下一工位并用于向前牵引塑料管；

切割机，其设置在所述牵引机的下一工位并用于对塑料管进行定长切割；

存料台，其设置在所述切割机的下一工位并用于存储切割后的定长塑料管。

9.一种塑料管在线生产的检测方法，其应用于如权利要求1-8任意一条所述的塑料管壁厚在线检测生产线，其特征在于，包括如下步骤：

S1、后室真空定型机与前室真空定型机相分离，两者之间形成供一对安装盘座相靠近的空间，当一对安装盘座相靠近后，安装盘座上的磁场检测仪安装盘形成供塑料管穿过的中心孔；

S2、塑料管从模具内输出后，牵引机向前牵引塑料管并通过前室真空定型机进行初步冷却定型；

S3、在塑料管穿过中心孔的过程中，塑料管内的磁块组件移动至检测区域时，各个磁场检测仪与各个磁块组件一一对应设置，磁场检测仪根据与磁块组件之间的距离输出对应的磁场信号；

S4、由于径向弹力装置始终将磁块组件压紧在塑料管的内壁上，因此当塑料管的壁厚不均匀时，该位置处的磁块组件与磁场检测仪之间的距离产生变化，导致该位置处的磁场检测仪输出的磁场信号随之产生变化，操作人员即可根据磁场信号数据对模具进行调整或通过工控机设定的相关程序自动调整相关工艺参数，消除塑料管壁厚不均匀的问题；

S5、当塑料管壁厚调整均匀后，一对安装盘座相互远离，后室真空定型机移动至与前室真空定型机相合并，塑料管持续向前输送并依次完成喷淋定型、定长切割以及存储的工序。