多层聚合物管状制品层厚无损测量方法技术

本发明专利技术公开了一种多层聚合物管状制品层厚无损测量方法，包括(1)求取待检测层厚的一层或多层材料分别对应的声阻抗；(2)利用声阻抗求取超声波在对应层材料中传播的声速；(3)垂直向制品发射超声波，记录超声检测探头分别接收到待检测层厚的某一层材料上表面和下表面反射回波的时间间隔；(4)利用超声波在待检测层厚的某一层中的声速和该层对应的所述时间间隔，得到该层的厚度，进而得出所有待检测层厚的一层或多层的层厚。本发明专利技术的多层聚合物管状制品层厚无损测量方法，通过测量声阻抗，求得超声波的传播声速，进而结合超声波测量的时间间隔，求得对应层的层厚，整个过程不需要对管状制品进行破坏，避免了浪费；且测量精度高，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制品层厚度测量
，具体是涉及一种多层聚合物管状制品层厚无损测量方法。
技术介绍
塑料注射成型广泛应用于塑料产品的制造，例如汽车组件、家电外壳、电子产品外壳等。共注成型(Co-Injection Molding，简称COIM)和流体辅助共注成型(Fluid-Assisted Co-Injection Molding，简称FACOIM)是用两种以上聚合物熔体依次注入模腔，先注入的熔体为制品的表层，后注入的熔体为制品的芯层，最后形成内外多层聚合物复合的制品。若将废旧塑料作为内层聚合物材料使用，可实现废旧塑料的回收利用。共注成型或辅助共注成型可以得到壁厚尺寸差异较大和性价比更高的复杂制品，实现塑料制品的多样化要求。同时可以降低设备投资，因而在塑料制品成型中被广泛使用。多层聚合物共注成型的制品中各层厚度的精度影响着制品的品质，有效控制壁厚是共注成型和流体辅助共注成型成熟的重要标准。目前各层壁厚的测量方法主要是将制品切开来机械测量其横截面。这种方法最大的缺点是需要破坏制品。而利用超声波的测量方法具有快速、无损的优点，而且除了可以测量各塑料层的壁厚外，还可以间接测量制品内部空心层的厚度(流体辅助共注成型)。超声波的方法可以进一步扩展到制品成型过程中各层壁厚的实时在线测量，为实时调整注塑工艺参数提供便利，以优化制品的成型效果。目前报道的用于多层聚合物制品层厚的测量方法，均需要对制品进行破坏，测量方法效率低，适用范围窄，实用性不强。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多层聚合物管状制品层厚无损测量方法，全程不需要对制品进行破坏，可适于各种管状制品的测量。一种多层聚合物管状制品层厚无损测量方法，包括如下步骤：(1)求取待检测层厚的一层或多层材料分别对应的声阻抗；(2)利用声阻抗求取超声波在对应层材料中传播的声速；(3)垂直向制品发射超声波，记录超声检测探头分别接收到待检测层厚的某一层材料上表面和下表面反射回波的时间间隔；(4)利用超声波在待检测层厚的某一层中的声速和该层对应的所述时间间隔，得到该层的厚度，进而得出所有待检测层厚的一层或多层的层厚。作为优选，所述管状制品为n层结构，n为大于等于1的自然数，定义表层为第1层，最内层为第n层，步骤(1)中，求取各层材料的声阻抗的方法如下：(1-1)利用同一超声探头发出同样的入射波到标准样和管状制品外表面，分别测量它们外表面的反射回波；作为优选方案，该步骤中采用的超声探头以及入射波方向等都与步骤(3)相同；(1-2)利用下述公式求取管状制品表层的声阻抗： Z 1 = A ( Z L + Z 0 ) + ( Z L - Z 0 ) A ( Z L + Z 0 ) - ( Z L - Z 0 ) Z 0 ]]>上式中，Z1为管状制品表层的声阻抗；ZL为标准样的声阻抗、Z0为探头与被测件之间的耦合介质的声阻抗；这里的被测件包括标准样和管状制品；耦合介质一般为气体或者水；(1-3)利用下述公式依次求出管状制品其余层的声阻抗： Z i 2 - Z i - 1 2 4 Z i Z i - 1 ( Z i + 1 - Z i Z i + 1 + Z i ) = A i A i + 1 ]]>上式中，Zi-1、Zi、Zi+1分别表示第i-1层、第i层和第i+1层材料的声阻抗，i为1-n的自然数，i＝1时，Zi-1＝Z0；i＝n时，Zi+1＝Zn+1，Z0和Zn+1分别表示与管状制品表层和芯层接触的介质的声阻抗。作为优选，所述标准样为标准铝块。所述标准样也可选择其他声阻抗已知的材料，比如铜块、铁块和玻璃等。作为优选，所述介质为水或气体。比如介质可选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层聚合物管状制品层厚无损测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)求取待检测层厚的一层或多层材料分别对应的声阻抗；(2)利用声阻抗求取超声波在对应层材料中传播的声速；(3)垂直向制品发射超声波，记录超声检测探头分别接收到待检测层厚的某一层材料上表面和下表面反射回波的时间间隔；(4)利用超声波在待检测层厚的某一层中的声速和该层对应的所述时间间隔，得到该层的厚度，进而得出所有待检测层厚的一层或多层的层厚。

【技术特征摘要】
1.一种多层聚合物管状制品层厚无损测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)求取待检测层厚的一层或多层材料分别对应的声阻抗；(2)利用声阻抗求取超声波在对应层材料中传播的声速；(3)垂直向制品发射超声波，记录超声检测探头分别接收到待检测层厚的某一层材料上表面和下表面反射回波的时间间隔；(4)利用超声波在待检测层厚的某一层中的声速和该层对应的所述时间间隔，得到该层的厚度，进而得出所有待检测层厚的一层或多层的层厚。2.根据权利要求1所述的多层聚合物管状制品层厚无损测量方法，其特征在于，所述管状制品为n层结构，定义表层为第1层，最内层为第n层，步骤(1)中，求取各层材料的声阻抗的方法如下：(1-1)利用同一超声探头发出同样的入射波到标准样和管状制品外表面，分别测量它们外表面的反射回波；(1-2)利用下述公式求取管状制品表层的声阻抗： Z 1 = A ( Z L + Z 0 ) + ( Z L - Z 0 ) A ( Z L + Z 0 ) - ( Z L - Z 0 ) Z 0 ]]>上式中，Z1为管状制品表层的声阻抗；ZL为标准样的声阻抗、Z0为探头与被测件之间的耦合介质的声阻抗；A表示标准样和管状制品外表面反射波的幅值比；(1-3)利用下述公式依次求出管状制品其余层的声阻抗： Z i 2 - Z i - 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵朋，杨伟民，傅建中，陈子辰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33