TR-200A轉矩流變儀

一、 概述

1. 產品特點

TR-200A計算機控制智能塑化儀，亦屬我公司自主設計制作的轉矩流變類型系列設備之一。該設備計算機測控高智能化程度處于國內地位，是研究高分子材料的流動、塑化、熱、剪切穩定性等理想設備。設備是以真實模擬塑化全過程，動態連續、準確可靠地對材料的流變性能進行測定，如多組份的混合、熱塑性樹脂的交聯、彈性體的硫化，材料的動態穩定性以及螺桿轉速對體系加工性能的影響等，解決了傳統轉矩流變儀固有的系統柔性差，試驗耗時多，數據處理工作量大等諸多缺點。可以完成典型的XLPE材料交聯特性的測定，PVC材料融合特性以及熱穩定性的測定，材料表觀粘度與剪切速率關系的測定等等，可應用于化學合成材料物理化學性能測試方面，例如合成材料制品的品質鑒定和合成過程中的物理化學性能分析與測試。   

近年來，計算機測控技術產生了巨大進步，我們將更多的新技術融入到塑化儀測試技術之中，特別是Windows操作系統給PC機信息處理能力帶來的革命性變化，數據采集、控制以及實驗數據的處理均由相應的軟件完成，可形成柔性強，信息管理和處理能力強等諸多特點，使用極其方便并能獲得更多的合成材料的物性信息。這不僅表現為儀器操作方便、控制精確、實驗數據處理及結果輸出快捷高效。

二、 結構特征與工作原理

1. 主要組成

設備主要組成部分：

（1）主驅動系統

（2）混煉單元

（3）擠出單元

（4）主測控系統

（5）多段溫度測控系統

（6）壓力測控系統  

（7）數據采集系統  

（8）計算機系統

（9）計算機實驗軟件及數據處理系統

（10）存儲打印系統

2. 工作原理

本設備配有不同參數的螺桿，在具有一定溫度的圓筒內旋轉，筒的另端設有送料斗。當原料被送至筒的2/3處時逐步增塑，進入到筒的剩余部分內被均化，當所有顆粒全部溶化后即可利用毛細管擠出模具成為母料或注入模具成形，同時設備也完成對材料的表現粘度與剪切速度及剪切應力關系的測量。

操作軟件可通過PC機的串行口分別實現對試驗數據進行采集和參數控制，以及建立人機信息交互界面，如圖5所示。這個界面功能比較齊全，可以完成6路溫度的測控，包括轉速設定、測量和控制，扭矩、壓力測量等。曲線窗口可以實時顯示以上各數據對時間的曲線。當改變擠出機的螺桿轉速，可改變口模內外壓力差P值和擠出流量Q值，試驗數據可以文件的形式保存。

三、 主要技術特性及配置

1. 技術參數：

1. 轉    速：          0.1～120rpm   

2. 速度控制精度：   ±0.2%F.S

3. 轉矩測量范圍：      0-200Nm     

4. 轉矩測量精度：   ±0.3%F.S

5. 熔體壓力測量范圍：  0-100MPa    

6. 熔體壓力測量精度：  ±0.3%F.S

7. 溫度控制范圍：      室溫-350℃

8. 控溫精度：       ±0.5℃

9. 溫度分辨率 ：       0.1℃

10. 電機功率：          380V    3.0Kw

四、 使用操作方法

4.1. 擠出部分操作方法

4.1.1. 應用程序操作方法

1. 打開擠出試驗軟件進入啟動界面（如圖1所示）。

圖1  啟動界面

2. 點擊，進入登陸界面（如圖2所示）。如果退出則點擊返回計算機桌面。

圖2  登陸界面

3. 選擇用戶名，輸入密碼，點擊“登錄”進入擠出試驗參數設置界面（如圖3所示）。如果初次使用請點擊“注冊”輸入新的用戶名和密碼注冊后再登錄。

圖3  擠出試驗參數設置界面

4. 在“信息輸入區” 根據實際情況輸入信息，其中試驗代碼為每次試驗數據存儲名稱，如不填寫則默認以時間為數據存儲名稱。

5. 在“試驗條件設置”區域選擇或輸入試驗參數。（注意：壓力保護，扭矩保護參數應該小于最大量程，否則可能導致傳感器損壞！）

6. 點擊“系統設置”按鈕進入系統設置界面，然后點擊相應的按鈕進入相應的設置，并進行設置。

7. 在“長徑比”、“壓強保護”、“扭矩保護”設置中，可以添加對應的常用參數，以便于在“試驗條件設置”里的下拉列表中進行選擇。以“壓強保護”為例（如圖4所示），在新增壓力保護框中輸入常使用的數值,點擊添加按鈕,該數據將會填入現有壓強保護框內,如需刪除已添加數值,只需選中該數值,點擊刪除按鈕即可。點擊返回，返回試驗界面。

圖4 系統設置-壓強保護

8. 點擊“串口設置”，進入串口設置界面（如圖5所示）,選擇實際使用的串口，點擊保存。如果不知道具體使用哪個串口，可以在設備管理器中進行查看。點擊返回，返回試驗參數設置界面。

圖5 系統設置-串口設置

9. 點擊“密碼更改”進入密碼更改界面（如圖6所示），可對用戶密碼和管理員密碼進行更改。點擊返回，返回試驗參數設置界面。

圖6 系統設置-密碼更改

10. “系統硬件”、“扭矩標定”、“溫度標定”、“壓強標定”為出廠已填數據，請不要擅自更改，如有異議，或需要更改請與我公司聯系，確認后再進行更改。以免由于數據填寫有誤造成數據結果錯誤，或設備損壞。

11. 在試驗參數設置界面點擊“進入試驗”按鈕，進入擠出試驗主界面（如圖7所示）。

圖7 擠出試驗主界面

12. 點擊“準備試驗”按鈕，“監控窗口”開始顯示溫度、壓強、試驗時間等參數。“試驗操作”及“手動操作”區按鈕轉變為可操作狀態（如圖8所示）。

圖8擠出試驗準備界面

13. 再此界面可通過更改溫度按鈕對已設定的溫度進行更改，即在“監控窗口”溫度輸入框中輸入想要更改的溫度，然后點擊“試驗操作”區的“改變溫度”按鈕，即可實現溫度更改。

14. “手動操作”區可進行電機正反轉調節。（注：電機最后轉動速度將作為實驗開始時速度，用戶在手動調節時需注意轉速設置，以免影響正常試驗。）

15. “系統操作” 區“試驗設置”按鈕可返回試驗參數設置界面，在試驗進行過程中不可進行參數修改，否則當前試驗會被終止。

16. 點擊“試驗操作”區“扭矩清零/取消”和“壓強清零/取消”按鈕使壓強、扭矩顯示值歸零。

17. 待溫度達到設定溫度時，并確認料筒里的試樣*融化，點擊“試驗開始”，坐標系里開始繪制曲線。（注：請確認料筒里的試樣已經*融化，否則可能導致傳感器、螺桿損壞。）

18. 此時根據坐標系里繪制的曲線，可進行轉速更改，在“手動操作”區轉速設定框中填入要更改的轉速，并點擊“改變轉速”按鈕，使設定轉速生效。

19. 點擊“試驗操作”區 “試驗結束”按鈕可結束當前試驗，點擊按鈕后彈出“保存提示”，點擊“確定”將保存本次試驗數據。

20. 點擊“系統操作”區“試驗記錄”進入試驗處理界面，（如圖9所示）。

圖9擠出試驗處理界面

21. 分別雙擊曲線上每次改變轉速前平穩的點，在右側“處理選項”區進行數據填寫，每段填寫完畢后，都要點擊“添加數據”按鈕，將數據填入，當最后一段填寫完畢并添加數據后，點擊“處理完畢”按鈕，此時“試驗曲線2”為試驗結果曲線，如圖10所示。（注：段數每次填寫的不能重復，否則會造成試驗數據錯誤。）

圖10擠出試驗結果曲線

22. 試驗處理界面，“操作按鈕”區按鈕功能說明：

(1) “歷史查詢”按鈕，可查詢歷史試驗記錄。

(2) “平滑曲線”按鈕，可使試驗曲線平滑，方便曲線上點的采集。曲線平滑后，可點擊“恢復曲線”按鈕，使曲線還原原始狀態。

(3) “生成報告”按鈕，可將處理完畢的數據形成Word文件，即試驗報告（如圖11所示）。

圖11擠出試驗報告

(4) “生成EXCEL”按鈕，可將試驗曲線上的數據以表格的形式呈現，方便數據查找與分析。

(5) “坐標校準”按鈕，用于對曲線坐標的校準，如圖12所示，需分別對X軸左邊緣和X軸右邊緣進行校準，并點擊任意點確認坐標準確性。確定無誤后點擊“結束校準”按鈕，校準完成。（注：更換顯示器使用時必須進行坐標校準，以保證試驗結果準確）

圖12擠出坐標校準界面

(6) “界面返回”按鈕，返回擠出試驗主界面。

23. 擠出試驗結束，試驗現場清理。

4.2混煉部分操作方法

4.2.1應用程序操作方法

1. 打開混煉軟件，注冊并登陸后進入混煉參數設置界面(如圖13所示)。

圖13 混煉參數設置界面

2. 在“信息輸入區” 根據實際情況輸入信息，在“試驗條件設置”區域選擇試驗方法，并輸入相應的參數。“系統”區域按鈕功能與擠出部分相同，請參考使用。

3. 系統設置可參見“4.1.1應用程序操作方法”中的第7.8.9步介紹。

4. 系統設置中“溫度標定”、“扭矩標定”為出廠已填數據，請不要擅自更改，如有異議，或需要更改請與我公司聯系，確認后再進行更改。以免由于數據填寫有誤造成數據結果錯誤，或設備損壞。

5. 在試驗參數設置界面點擊“進入試驗”按鈕，進入混煉試驗主界面（如圖14所示）。

圖14 混煉試驗主界面

6. 點擊“準備試驗”按鈕，“監控窗口”開始顯示溫度、壓強、試驗時間等參數。“試驗操作”及“手動操作”區按鈕轉變為可操作狀態。

7. 其中“試驗操作” 、“手動操作” 、“系統設置”區按鈕功能與擠出部分相同，請參考使用。但混煉試驗過程中不可進行轉速更改。

8. 待溫度穩定于設定溫度時，點擊“試驗開始”按鈕開始試驗。其中熱融合試驗、熱穩定試驗和熱交聯試驗必須在試驗開始20秒內將試驗材料裝入混煉器，最好在10秒內完成，以獲得較好的重復性試驗數據。而熱敏感度試驗需要在溫度穩定后*行加料操作，再點擊“試驗開始”開始試驗。

9. 待到達試驗設置要求，或手動點擊 “試驗操作”區 “試驗結束”按鈕將結束當前試驗，點擊彈出“保存提示”中的“確定”保存本次試驗數據。

10. 點擊“系統操作”區“試驗記錄”進入試驗處理界面，（如圖15所示）。“操作按鈕”區按鈕功能說明可參見“4.1.1應用程序操作方法”中的第22步介紹。

圖15混煉試驗處理界面

11. 如圖15所示選取相應的采集點，分別填入圖16的對應位置，數據填入方式為雙擊曲線上想要選擇的點，待圖16彈出后，點擊對應的點即可將該點數據自動填入，點擊“保存”該數據被保存，繼續選擇其他的點，點擊“取消”可重新選取。（注：因為原料本身的差異，有些采集點可能沒有，沒有的點不填即可。）

圖16數據點采集界面

12. 所有點采集并保存后，點擊“生成報告”按鈕，可將處理完畢的數據形成Word文件，即試驗報告（如圖17所示）。

圖17混煉試驗報告

13. 混煉試驗結束，試驗現場清理。

4.2.2實驗方法說明

1. 熱融合實驗

操作方法：設定好參數，點擊“試驗準備”按鈕，計算機控制選定的加熱單元進行加熱；當達到設定溫度后，按下“試驗開始”按鈕，啟動電機轉動，此時將準備好的材料從注料口注入到混煉器內，計算機開始記錄數據，繪制曲線；當達到設定時間或手動按下“試驗停止”按鈕，試驗結束，點擊彈出“保存提示”中的“確定”保存本次試驗數據。（注：為了獲得較好的重復性的試驗數據，材料必須在20秒內裝入混煉器，最好在10秒內裝入。）

2. 熱穩定實驗

操作方法：與同熱融合試驗操作基本相同，只是試驗進行到末期，轉距經過平衡期后轉距迅速上升，此時材料易發生降解，應在此時停止試驗。

3. 熱交聯實驗

操作方法：與熱融合試驗操作方法基本相同，只是試驗進行到末期，轉距達到最高點后曲線會急劇下降，材料發生硬化，應在此時停止試驗。

4. 熱敏感度實驗

操作方法：設定好參數，點擊“準備試驗”按鈕，計算機控制選定的加熱單元進行加熱；當達到設定溫度后，將準備好的材料從注料口注入到混煉器內，點擊“試驗開始”按鈕，計算機控制電機開始從“起始速度”按照設定的“加速度”線性升速到“終止速度”，計算機會自動記錄數據繪制曲線，當達到“終止速度” 或手動按下“試驗停止”按鈕，試驗結束，點擊彈出“保存提示”中的“確定”保存本次試驗數據。

五、 日常維護和注意事項

1. 每次使用完混煉器要將混煉室拆開進行清理；注意只能用銅刀、銅刷，避免用鐵器擦拭，可將右轉子逆時針旋轉約90度、拔出轉子清理。

2. 用完塑料擠出機最好將機膛里的余料擠凈；如用的是有顏色的物料應加入純PE清機膛。

3. 長期不用毛細管模具要拆下清干凈，具體是在加熱的情況下，卸下端面上的4個內六角螺釘，用物料將模芯擠出，清干凈并用銅刀將模具里的殘料清干凈放入模芯，擰好螺釘。

4. 每一年將減速箱里的機油更換一次，加油加到一半（可以在油面位置窗中看到）。

5. 混煉器的齒輪箱里每年要加新的潤滑脂，擠出機的齒輪箱要用油針加注潤滑脂。

6. 接電源之前，請確認設備已經接地，尤其是三相電的設備（備注：設備的插頭接的是3條火線1條零線沒有接地線，需要直接接在機殼上）。

7. 所有實驗開始之前都要確認溫度是否達到的范圍，否則禁止開始試驗和啟動電機。

8. 如果需要更換壓力傳感器，一定要在加熱狀態且確定料膛內的樣料融化后進行更換。

9. 熱電偶的信號線是單股硬線，使用是注意不要打結，以免造成斷裂等問題。

10. 熱電偶插拔時，加熱部分的編號應該與溫控表對應，否則會導致溫度失控。

六、 故障現象的排除