本发明专利技术涉及连续泡沫块状发泡法生产泡沫的工艺和装置，特别涉及用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的方法和装置。在按照本发明专利技术一个方面的用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的方法中，用于生产泡沫的原料经设置于传送机一端的混合喷头被注入到传送机的输送底板上，所述方法包含下列步骤：获取泡沫在预先设定的断面处的顶部轮廓，该处断面位于输送底板的行进方向上；基于所获取的顶部轮廓确定断面的面积；以及基于所确定的面积、输送底板的行进速度和用于生产泡沫的原料在混合喷头处的流量，确定泡沫在断面处的密度。由于断面面积、底板行进速度和原料的流量都可以实时、精确和方便地获取，因此本发明专利技术的方法和装置具有测量精度高、实时性强、数据连续采集和实施方便等优点。方便等优点。方便等优点。
【技术实现步骤摘要】
用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的方法和装置
[0001]本专利技术涉及连续泡沫块状发泡法生产泡沫的工艺和装置，特别涉及用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的方法和装置。
技术介绍
[0002]连续泡沫块状发泡法是聚氨酯泡沫的常用生产工艺。在该工艺中，作为原料的多元醇、异氰酸酯、水和辅助性发泡剂、催化剂、稳定剂以及其它添加剂以精准的计量被泵入混合喷头。图1为典型的连续泡沫块状发泡法生产装置的视图。参见图1，这些原料经机械搅拌或其它方式混合后摊布到底板110上，而底板在排风通道120内运输这些混合物。在输送过程中，混合物发生化学反应发泡成为一定尺寸的块状物130（例如宽度最大为220cm，高度为120cm，长度则不限）。块状物（聚氨酯泡沫）制成后被切割成所需的尺寸和形状。
[0003]在连续泡沫块状发泡法生产工艺中，泡沫密度是最为重要的质量控制指标，其与泡沫的物理性能直接相关，也决定了后续产品的物料成本。在智能化制造中，对质量性能指标的监控是数据分析和品质优化的基础。然而目前业界尚无能够精确而高效地在线获取泡沫密度的方法，其通常的方式是从生产出来的泡沫块上切割样品并在实验室中进行相应的测试分析。
技术实现思路
[0004]本专利技术的一个目的是提供用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的方法和装置，其具有简便、高效等优点。
[0005]在按照本专利技术一个方面的用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的方法中，用于生产泡沫的原料经设置于传送机一端的混合喷头被注入到所述传送机的输送底板上，所述方法包含下列步骤：获取泡沫在预先设定的断面处的顶部轮廓，所述断面位于所述输送底板的行进方向上；基于所获取的顶部轮廓确定所述断面的面积；以及基于所确定的面积、输送底板的行进速度和用于生产泡沫的原料在所述混合喷头处的流量，确定所述泡沫在所述断面处的密度。
[0006]可选地，在上述方法中，利用设置在所述断面处的泡沫上方的激光传感器或超声波传感器来获取所述顶部轮廓。
[0007]可选地，在上述方法中，所述断面垂直于所述行进方向。
[0008]可选地，在上述方法中，所述断面与所述混合喷头以设定距离相隔，当所述断面与所述混合喷头之间的距离大于该设定距离时，所述泡沫的高度将趋于稳定。
[0009]可选地，在上述方法中，按照下列方式确定所述断面的面积：确定所述顶部轮廓相对于所述输送底板的高度；以及沿着所述输送底板宽度方向对所述顶部轮廓相对于所述输送底板的高度进行积分以
确定所述断面的面积。
[0010]可选地，在上述方法中，按照下式确定所述泡沫在所述断面处的密度：按照下式确定所述泡沫在所述断面处的密度：这里D
f
为所述泡沫在所述断面处的密度，t为当前时刻，L为所述断面与所述混合喷头之间的距离，V为所述输送底板的行进速度，Flow(t-L/V)为在（t-L/V）时刻用于生产泡沫的原料在所述混合喷头处的流量，k为用于生产泡沫的原料在生产过程中的损耗率，S为所述断面的面积，S'为断面在与传送方向垂直的平面内的投影面积，θ为断面延伸方向与传送方向之间的夹角。
[0011]在按照本专利技术另一个方面的用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的装置中，用于生产泡沫的原料经设置于传送机一端的混合喷头被注入到所述传送机的输送底板上，所述装置包含：顶部轮廓测量单元，其配置为获取泡沫在预先设定的断面处的顶部轮廓，所述断面位于所述输送底板的行进方向上；计算单元，其配置执行下列操作：基于所获取的顶部轮廓确定所述断面的面积；以及基于所确定的面积、输送底板的行进速度和用于生产泡沫的原料在所述混合喷头处的流量，确定所述泡沫在所述断面处的密度。
[0012]按照本专利技术的实施例，利用泡沫生产过程中的工艺参数来确定泡沫的密度。由于断面面积、底板行进速度和混合喷头处的混合原料的流量都可以实时、精确和方便地测量或获取，因此本专利技术的泡沫密度确定方法和装置具有测量精度高、实时性强和实施方便等优点。
附图说明
[0013]图1为典型的连续泡沫块状发泡法生产装置的视图。
[0014]图2为典型的连续泡沫块状发泡法生产装置的侧视图。
[0015]图3为按照本专利技术一个实施例的利用激光传感器或超声波传感器扫描泡沫顶部来获取断面轮廓的示意图。
[0016]图4为利用激光传感器或超声波传感器扫描得到的断面顶部轮廓的示意图。
[0017]图5为按照本专利技术一个实施例的用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的装置的示意框图。
[0018]图6为按照本专利技术另一个实施例的用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的方法的流程图。
具体实施方式
[0019]下面参照其中图示了本专利技术示意性实施例的附图更为全面地说明本专利技术。但本专利技术可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本专利技术的保护范围更为全面地传达给本领域技术人
员。
[0020]在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本专利技术的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。
[0021]诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
[0022]图2为典型的连续泡沫块状发泡法生产装置的侧视图。如图2所示，连续泡沫块状发泡法生产装置20包括混合喷头210、排风通道（未示出）和传送机220，其中，混合喷头210位于传送机220的一端。传送机220包含输送底板221和用于驱动输送底板221沿图中箭头所示方向行进的动力装置222。进一步参见图2，混合喷头210将诸如多元醇、异氰酸酯、水和辅助性发泡剂、催化剂、稳定剂以及其它添加剂之类的原料的混合物注入到传送机的输送底板221，这些原料的混合物在由输送底板221经由排风通道传送的过程中发生化学反应，从而形成具有一定尺寸的块状物PF（例如软质聚氨酯泡沫）。
[0023]按照本专利技术的一个方面，利用泡沫生产过程中的工艺参数来在线确定泡沫的密度。具体而言，为了确定泡沫在传送线或排风通道设定位置处的密度，可确定该位置处的泡沫的断面面积，并结合泡沫传送速度（用于输送泡沫的底板的行进速度）和用于生产泡沫的原料在混合喷头处的流量计算得到泡沫在该断面处的密度。可选地，该断面垂直于泡沫的传送方向。
[0024]为了确定断面面积，根据本专利技术的一个实施例，可如图2所示在断面处的泡沫上方设置激光传感器或超声波传感器30以通过扫描泡沫来获取断面顶部轮廓，并基于所获取的顶部轮廓来确定断面面积。如图2所示，断面与混合喷头以设定距离L相隔。可选地，设定距离的选择使得当断面与混合喷头之间的距离大于该设定距离时，泡沫的高度将趋于稳定。
[0025]图3为按照本专利技术一个实施例的利用激光传感器或超声波传感器扫描泡沫顶部来获取断面轮廓的示意图。在图3所示的实施例中，采用双传感器配置，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的方法，其中，用于生产泡沫的原料经设置于传送机一端的混合喷头被注入到所述传送机的输送底板上，所述方法包含下列步骤：获取泡沫在预先设定的断面处的顶部轮廓，所述断面位于所述输送底板的行进方向上；基于所获取的顶部轮廓确定所述断面的面积；以及基于所确定的面积、输送底板的行进速度和用于生产泡沫的原料在所述混合喷头处的流量，确定所述泡沫在所述断面处的密度。2.如权利要求1所述的方法，其中，利用设置在所述断面处的泡沫上方的激光传感器或超声波传感器来获取所述顶部轮廓。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述断面垂直于所述行进方向。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述断面与所述混合喷头以设定距离相隔，当所述断面与所述混合喷头之间的距离大于该设定距离时，所述泡沫的高度将趋于稳定。5. 如权利要求1所述的方法，其中，按照下列方式确定所述断面的面积：确定所述顶部轮廓相对于所述输送底板的高度；以及沿着所述输送底板宽度方向对所述顶部轮廓相对于所述输送底板的高度进行积分以确定所述断面的面积。6.如权利要求1所述的方法，其中，按照下式确定所述泡沫在所述断面处的密度：按照下式确定所述泡沫在所述断面处的密度：这里D
f
为所述泡沫在所述断面处的密度，t为当前时刻，L为所述断面与所述混合喷头之间的距离，V为所述输送底板的行进速度，Flow(t-L/V)为在（t-L/V）时刻用于生产泡沫的原料在所述混合喷头处的流量，k为用于生产泡沫的原料在生产过程中的损耗率，S为所述断面的面积，S'为断面在与传送方向垂直的平面内的投影面积，θ为断面延伸方向与传送方向之间的夹角。7.一种用于在泡沫生产过程中在线确定泡沫密度的装...
【专利技术属性】
技术研发人员：高建伍，张俊，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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