TWI705240B

TWI705240B - 電力耗損檢測系統

Info

Publication number: TWI705240B
Application number: TW108122894A
Authority: TW
Inventors: 陳文和
Original assignee: 國傑工業有限公司
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2020-09-21
Also published as: TW202100970A

Abstract

一種電力耗損檢測系統包括：一控制器、一橡膠取樣模組、一橡膠壓延機、一溫度控制模組、一木尼感測器、以及一功率計。橡膠取樣模組依據重量值對橡膠原材進行取樣且獲得一待測橡膠。橡膠壓延機連續壓延待測橡膠至少六次。溫度控制模組維持待測橡膠具有一溫度值。木尼感測器取得一實際木尼指數，且控制器控制橡膠壓延機的壓延次數，直到目標木尼指數與實際木尼指數相符。功率計記錄橡膠壓延機消耗的功率且獲得一電力耗損值。

Description

電力耗損檢測系統

本發明係有關一種電力耗損檢測系統，尤指一種針對橡膠加工的電力耗損檢測系統。

在橡膠檢測領域中，諸如中華人民共和國國家標準(GB)、國際標準化機構(International Organization for Standardization,ISO)，美國材料和試驗協會標準(American Society for Testing and Materials,ASTM)以及馬來西亞橡膠研究院(Rubber Research Institute of Malaysia,RRIM)等國際檢測單位，在北美以外地區，ISO所制定的標準漸漸普及。

然而，在橡膠檢測的領域仍缺乏一站式且可快速地、連續地對橡膠進行檢測的系統，且在實際生產並應用橡膠於商用生產線時，由於無法依據具特定的取樣重量的待測橡膠而準確控制橡膠壓延機的滾筒間距以及待測橡膠的溫度，因此無法獲得準確的電力耗損值，造成橡膠檢測業者與橡膠相關製造業者的困擾，且增加生產成本。

為此，如何設計出一種電力耗損檢測系統，來解決前述的技術問題，乃為本案發明人所研究的重要課題。

本發明之目的在於提供一種電力耗損檢測系統，可依據具特定的取樣重量的待測橡膠而準確控制橡膠壓延機的滾筒間距以及待測橡膠的溫度，進而獲得準確的電力耗損值，且達到降低橡膠相關製造業的生產成本之目的。

為達成前揭目的，本發明所提出的電力耗損檢測系統，應用於橡膠原材，包括控制器、橡膠取樣模組、橡膠壓延機、溫度控制模組、木尼感測器以及功率計；其中，控制器產生重量值、溫度值、目標木尼指數以及滾筒間距；橡膠取樣模組耦接控制器，橡膠取樣模組依據重量值對橡膠原材進行取樣，且獲得符合重量值的待測橡膠；橡膠壓延機耦接控制器以及橡膠取樣模組，橡膠壓延機包括平行配置的二個滾輪，二個滾輪彼此相隔滾筒間距且連續壓延待測橡膠至少六次；溫度控制模組耦接控制器以及橡膠壓延機，溫度控制模組維持待測橡膠具有溫度值；木尼感測器耦接控制器、溫度控制模組以及橡膠壓延機，當溫度控制模組判斷橡膠壓延機中的待測橡膠已達到溫度值之後，木尼感測器從橡膠壓延機中的待測橡膠取得實際木尼指數，且控制器依據目標木尼指數以及實際木尼指數控制二個滾輪對待測橡膠的壓延次數，直到目標木尼指數與實際木尼指數相符；功率計耦接控制器、木尼感測器以及橡膠壓延機，當木尼感測器判斷目標木尼指數與實際木尼指數相符之後，功率計記錄橡膠壓延機消耗的功率，且獲得電力耗損值。

進一步而言，重量值為360公克。

進一步而言，溫度值為攝氏25度。

進一步而言，目標木尼指數介於61.07至91.06之間的木尼黏度。

進一步而言，滾筒間距為1.65毫米。

進一步而言，二個滾輪包括一前滾輪以及一後滾輪，其中，前滾輪的轉速介於21rpm至24rpm之間，後滾輪的轉速為31rpm。

進一步而言，二個滾輪的轉速比為1：1.4。

進一步而言，功率計將橡膠壓延機本次記錄的功率與前次記錄的功率相減而獲得電力耗損值。

進一步而言，溫度控制模組為一水冷式冰水機。

進一步而言，電力耗損檢測系統更包括一雲端伺服器，雲端伺服器耦接功率計且儲存電力耗損值。

在使用前述電力耗損檢測系統時，控制器令橡膠取樣模組獲得符合重量值的待測橡膠，接著控制器令橡膠壓延機的二個滾輪彼此相隔滾筒間距且連續壓延待測橡膠至少六次，同時，控制器令溫度控制模組維持待測橡膠具有溫度值，當溫度控制模組判斷橡膠壓延機中的待測橡膠已達到溫度值之後，木尼感測器從橡膠壓延機中的待測橡膠取得實際木尼指數，且控制器依據目標木尼指數以及實際木尼指數控制二個滾輪對待測橡膠的壓延次數，直到目標木尼指數與實際木尼指數相符，此時，功率計記錄橡膠壓延機消耗的功率，且獲得電力耗損值。為此，本發明可依據具特定的取樣重量的待測橡膠而準確控制橡膠壓延機的滾筒間距以及待測橡膠的溫度，進而獲得準確的電力耗損值，且達到降低橡膠相關製造業的生產成本之目的。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

10:控制器

20:橡膠取樣模組

30:橡膠壓延機

31:前滾輪

32:後滾輪

40:溫度控制模組

50:木尼感測器

60:功率計

61:電力耗損值

70:雲端伺服器

100:橡膠原材

101:重量值

102:溫度值

103:目標木尼指數

104:滾筒間距

200:待測橡膠

圖1為本發明電力耗損檢測系統之第一實施例的架構圖；圖2為本發明電力耗損檢測系統之第一實施例的橡膠壓延機示意圖；以及圖3為本發明電力耗損檢測系統之第二實施例的架構圖。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本發明說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

須知，本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小、元件數量等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技術之人士瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。

請參閱圖1以及圖2所示，其中，圖1為本發明電力耗損檢測系統之第一實施例的架構圖；圖2為本發明電力耗損檢測系統之第一實施例的橡膠壓延機示意圖。

本發明所述電力耗損檢測系統應用於一橡膠原材100，包括一控制器10、橡膠取樣模組20、一橡膠壓延機30、一溫度控制模組40、木尼感測器50以及一功率計60。其中，控制器10產生一重量值101、一溫度值102、一目標木尼指數103以及一滾筒間距104。所述控制器10可以是CPU、MPU、ASIC或SoC之任一者。

橡膠取樣模組20耦接控制器10，橡膠取樣模組20依據重量值101對橡膠原材100進行取樣，且獲得符合重量值101的一待測橡膠200。所述橡膠取樣模組20可以是由機器手臂、切割器以及輸送帶所組成的裝置。在本發明的第一實施例中，重量值101為360公克。

橡膠壓延機30耦接控制器10以及橡膠取樣模組20，橡膠壓延機30包括平行配置的二個滾輪，二個滾輪包括一前滾輪31以及一後滾輪32，前滾輪31與後滾輪32彼此相隔滾筒間距104且連續壓延待測橡膠200至少六次。如圖2所示，前滾輪31與後滾輪32彼此反向轉動，且使待測橡膠200軋入橡膠壓延機30中。前滾輪31的轉速介於21rpm至24rpm之間，後滾輪32的轉速為31rpm。在本發明的第一實施例中，滾筒間距104為1.65毫米，且前滾輪31與後滾輪32的最佳轉速比為1：1.4。

溫度控制模組40耦接控制器10以及橡膠壓延機30，溫度控制模組40維持待測橡膠200具有溫度值102。在本發明之第一實施例中，溫度值102為攝氏25度。在本發明的第一實施例中，溫度控制模組40為一水冷式冰水機。

一木尼感測器50耦接控制器10、溫度控制模組40以及橡膠壓延機30，當溫度控制模組40判斷橡膠壓延機30中的待測橡膠200已達到溫度值102之後，木尼感測器50從橡膠壓延機30中的待測橡膠200取得一實際木尼指數(圖中未示)，且控制器10依據目標木尼指數103以及實際木尼指數控制前滾輪31與後滾輪32對待測橡膠200的壓延次數，直到目標木尼指數103與實際木尼指數相符。在本發明之第一實施例中，目標木尼指數103係為介於61.07至91.06之間的木尼黏度(Mooney viscosity)。所述木尼黏度是天然橡膠之硬度、黏性、流動率的綜合指數，其中，木尼黏度越高則表示橡膠越硬、越不黏、流動性差、可塑度低。反之，木尼黏度越低則表示橡膠越軟、越黏、流動性佳、可塑度高。

一功率計60耦接控制器10、木尼感測器50以及橡膠壓延機30，當木尼感測器50判斷目標木尼指數103與實際木尼指數相符之後，功率計60記錄橡膠壓延機30消耗的功率，且獲得一電力耗損值61。在本發明的第一實施例中，功率計60將橡膠壓延機30本次記錄的功率與前次記錄的功率相減而獲得電力耗損值61。也就是說，功率計60可以依據連續或不連續的多次試驗流程中，獲知不同試驗流程之間的差異，且透過對照每次試驗所使用的不同的橡膠貨號或不同的橡膠種類，能讓橡膠檢測業者與橡膠相關製造業者可以容易控制電力耗損與成本支出。

例如，功率計60記錄橡膠壓延機30將360公克的待測橡膠A由木尼黏度91(即實際木尼指數)降至目標木尼指數103(介於61.07至91.06之間的木尼黏度)所消耗的功率為1.3652千瓦。功率計60記錄橡膠壓延機30將360公克的待測橡膠B由木尼黏度78.18(即實際木尼指數)降至目標木尼指數103(介於61.07至91.06之間的木尼黏度)所消耗的功率為0.852千瓦。為此，可以得知待測橡膠A以及待測橡膠B透過橡膠壓延機30而達到目標木尼指數103所消耗的功率分別為1.3652千瓦以及0.852千瓦。可以進一步得知360公克的待測橡膠A比起360公克的待測橡膠B在實際投入商業化的加工流程中會多消耗0.5132千瓦，即待測橡膠A比待測橡膠B每公克多消耗1.43瓦(即電力耗損值61)。

請參閱下表所示：

又以另一表格為例：

可由上表得知，雖然D公司的橡膠之平均比重比C公司的橡膠之平均比重好，但是D公司的橡膠之平均膨脹率卻比C公司的橡膠之平均膨脹率少，代表D公司的橡膠可能有不實摻雜的情況。

進一步而言，由於橡膠交易市場中是以相當龐大的數量級來進行交易與加工，因此對於電力耗損值61對於橡膠相關產業(例如輪胎業、醫療橡膠業者或生活用品業者等)的生產成本的準確評估相當重要。

請參閱圖3所示，為本發明電力耗損檢測系統之第二實施例的架構圖。本發明的第一實施例與第二實施例大致相同，惟第二實施例更包括一雲端伺服器70。雲端伺服器70耦接功率計60、控制器10且儲存電力耗損值61，雲端伺服器70用以供使用者、管理者或業者進行存取，且更可結合RFID、指紋、聲紋、臉部辨識等方式控管電力耗損值61的存取權限，然本發明不以此為限制。

為此，在使用前述電力耗損檢測系統時，一開始控制器10令橡膠取樣模組20獲得符合重量值101的待測橡膠200，接著控制器10令橡膠壓延機30的二個滾輪(前滾輪31與後滾輪32)彼此相隔滾筒間距104且連續壓延待測橡膠200至少六次，同時，控制器10令溫度控制模組40維持待測橡膠200具有溫度值102，當溫度控制模組40判斷橡膠壓延機30中的待測橡膠200已達到溫度值102之後，木尼感測器50從橡膠壓延機30中的待測橡膠200取得實際木尼指數，且控制器10依據目標木尼指數103以及實際木尼指數控制二個滾輪(前滾輪31與後滾輪32)對待測橡膠的壓延次數，直到目標木尼指數103與實際木尼指數相符。此時，功率計60記錄橡膠壓延機30消耗的功率(從橡膠取樣模組20獲得符合重量值101的待測橡膠200，直到目標木尼指數103與實際木尼指數相符為止)，且獲得電力耗損值61。為此，本發明可依據具特定的取樣重量(如前述的重量值101)的待測橡膠200而準確控制橡膠壓延機30的滾筒間距104以及待測橡膠200的溫度(如前述的溫度值102)，進而可以依據連續或不連續的多次試驗流程中，獲知不同試驗流程之間的差異，且透過對照每次試驗所使用的不同的橡膠貨號或不同的橡膠種類，最終獲得準確的電力耗損值61，能讓橡膠檢測業者與橡膠相關製造業者可以容易控制電力耗損與成本支出，且達到降低橡膠相關製造業的生產成本之目的。

橡膠業界習知，愈接近赤道，天然膠平均產能高，平均的品質愈好及分泌膠質會愈濃。前述技術經多年經驗累積和研發設計，可以是專門針對天然膠的計算模型和檢測設備，其可以測驗和計算出：比重損失、橡膠膨脹率損失、耗電量損失、人力與機器耗損。可以算出各種等級和編號的天然膠在價格及價值的誤區，可以換算出天然膠的價格和價值的分析比較數據。從此可以最大程度避免因為天然膠的標號不正確，或因缺乏正確數據，採購人員僅依其經驗法則或市場行情進行採購，或人為的誤判而造成公司看不見的損失。尤其對於天然膠的用量大的公司，採用前述技術必定可以降低原材料採購成本，或因非最佳規格而造成的生產成本增加，也可以避免採購人員的失誤或因不透明地帶而產生的弊端，對人類及輪胎與天然膠界可以省下非常多的金錢及避免全球資源的浪費。

以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。