本發明涉及聚合物流變學測試領域，尤其涉及一種精確控制流量的流變測量裝置及測量方法。
背景技術：
離線測試由于測試誤差偏大，不能夠反映出實際的生產過程，極大的限制了其使用范圍。近年來，串聯式在線流變儀開始更多的使用在研究領域和工業生產中。但串聯式在線流變儀需安裝在生產機械的主流道中，對生產過程有影響。相比于離線流變儀和串聯式在線流變儀，本發明裝置可以安裝在聚合物加工設備中，實時監測生產過程中被加工物料的流變性能，第一時間獲得相關流變參數；實時改變生產工藝，降低制品的次品率和廢品率，提高制品的質量和性能，對產品質量進行閉環控制，并且測量后物料能夠返回主流道，不存在浪費物料的情況。
技術實現要素：
本發明的目的是克服離線流變儀和串聯式在線流變儀在工業生產中存在的缺點，提供一種精確控制流量的流變測量裝置及測量方法，解決當前工業上無法在線精確控制計量流量進而精確在線測量流變性能并使測量物料返回生產設備的技術難題。
本發明通過下述技術方案實現：
一種精確控制流量的流變測量裝置，包括旁路式在線流變儀、熔融聚合物供給設備1及PID自動控制系統；該旁路式在線流變儀的測量模塊10通過帶有齒輪泵的熔融聚合物熔道并聯并聯在熔融聚合物供給設備的熔融聚合物回收口1-2與熔融聚合物供給口1-1；在測量模塊10的模頭上，沿熔融聚合物流動方向依次間隔設有第二壓力傳感器5和第三壓力傳感器6，用于測得熔融聚合物通過模頭時所形成的壓力降。
所述熔融聚合物供給設備的熔融聚合物供給口1-1與測量模塊10入口端的熔融聚合物熔道上，依次增設有第一齒輪泵2、第一壓力傳感器3和第二齒輪泵4；
所述測量模塊10出口端與熔融聚合物供給設備的熔融聚合物回收口1-2的熔融聚合物熔道上，依次增設有第三齒輪泵7、第四壓力傳感器8、第四齒輪泵9；
熔融聚合物由熔融聚合物供給口1-1依次經過第一齒輪泵2、第一壓力傳感器3、第二齒輪泵4后進入測量模塊10，并依次流過第二壓力傳感器5和第三壓力傳感器6，然后再依次經過第三齒輪泵7、第四壓力傳感器8和第四齒輪泵9，最后由熔融聚合物回收口1-2流入熔融聚合物供給設備。
所述第一齒輪泵2和第四齒輪泵9的轉速由PID自動控制系統控制。
所述PID自動控制系統根據第二齒輪泵4進出口壓力數據以及第三齒輪泵7進出口壓力數據，以控制第一齒輪泵2和第四齒輪泵9的轉速。
一種通過控制流量實現熔融聚合物流變的測量方法，其包括如下步驟：
對熔融聚合物供給設備1和旁路式在線流變儀加熱，使其大于或等于熔融聚合物的溫度；
開啟熔融聚合物供給設備1，開啟旁路式在線流變儀的第二齒輪泵4和第三齒輪泵7，并設定第二齒輪泵4和第三齒輪泵7的轉速；
待第一齒輪泵2和第四齒輪泵9經過PID自動控制系統的控制下，達到穩定的轉速后，使得第二齒輪泵4和第三齒輪泵7容積效率達到最高，測得熔融聚合物通過測量模塊10時的排量和壓力降，從而獲得熔融聚合物的流變數據。
所述獲得熔融聚合物的流變數據具體包括如下步驟實現：
第二齒輪泵4的容積控制步驟：
先設定第二齒輪泵4的轉速為固定轉速，第一壓力傳感器3測得的第二齒輪泵4入口壓力與第二壓力傳感器5測得的第二齒輪泵4出口壓力對比，通過改變第一齒輪泵2的轉速，使得第二齒輪泵4的入口壓力相等或者趨近于第二齒輪泵4出口壓力。
第三齒輪泵7的容積控制步驟：
設定第三齒輪泵7的轉速，第三壓力傳感器6測得的第三齒輪泵7入口壓力與第四壓力傳感器8測得的第三齒輪泵7出口壓力對比，通改變第四齒輪泵9的轉速，使得第三齒輪泵7入口壓力相等或者趨近于第三齒輪泵7出口壓力。
多次改變第二齒輪泵(4)和第三齒輪泵(7)至所需轉速，并相應地通過PID自動控制系統調節各次中的第一齒輪泵(2)和第四齒輪泵(9)至穩定后，得到多組排量和壓力降，獲得熔融聚合物的流變性能表征曲線圖，從而獲得一系列條件下的熔融聚合物流變性能。
第二齒輪泵4的轉速和第三齒輪泵7的轉速，一般需在一致的情況下流進模頭的物料才能足夠穩定，因此它們的排量需一致為最佳。但是，在實際生產應用中也不排除第二齒輪泵4的轉速和第三齒輪泵7排量不一致，但設置它們的轉速，也可使的泵料能力一致。
給熔融聚合物供給設備1加料的提示步驟：
根據第二齒輪泵4轉速的改變以及與第二齒輪泵4入口與出口壓力的對比；當第一齒輪泵2轉速增加或者繼續增加仍不能保證第二齒輪泵4入口與出口壓力一致時，說明熔融聚合物供給設備1的供料量不足，此時，可增加熔融聚合物供給設備1的供料能力。
本發明第一齒輪泵2起到了控制物料(熔融聚合物)供應，穩定第二齒輪泵4入口壓力的作用。在第一齒輪泵2和第二齒輪泵4的協同作用下，可以在對第一齒輪泵2和第二齒輪泵4精度不高的情況下，精確計量泵入測量模塊的物料量。并且可以改變第一齒輪泵2的轉速為第二齒輪泵4提供充足的物料，使得物料的計量與主生產設備(熔融聚合物供給設備1)的供料端壓力不存在直接的聯系，減小了主生產設備供料壓端力對物料量計量的影響，提高了旁路式在線流變儀的適用性。
本發明第四齒輪泵9起到了控制物料回流，穩定第三齒輪泵7壓力的作用。第四齒輪泵9和第三齒輪泵7的協同作用，可以在對第四齒輪泵9和第三齒輪泵7精度不高的情況下，令第四齒輪泵9和第三齒輪泵7的轉速一致，精確的泵出經過測量模塊的所有物料，使得物料穩定地經過測量模塊，減少了波動，得到穩定的測量數值，有利于流變性能的測量。
附圖說明
圖1為本發明精確控制流量的流變測量裝置結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述。
實施例
如圖1所示。本發明公開了一種精確控制流量的流變測量裝置，包括旁路式在線流變儀、熔融聚合物供給設備1及PID自動控制系統；該旁路式在線流變儀的測量模塊10通過帶有齒輪泵的熔融聚合物熔道并聯并聯在熔融聚合物供給設備的熔融聚合物回收口1-2與熔融聚合物供給口1-1；在測量模塊10的模頭上，沿熔融聚合物流動方向依次間隔設有第二壓力傳感器5和第三壓力傳感器6，用于測得熔融聚合物通過模頭時所形成的壓力降。熔融聚合物供給設備1為聚合物加工成型設備。
所述熔融聚合物供給設備的熔融聚合物供給口1-1與測量模塊10入口端的熔融聚合物熔道上，依次增設有第一齒輪泵2、第一壓力傳感器3和第二齒輪泵4；
所述測量模塊10出口端與熔融聚合物供給設備的熔融聚合物回收口1-2的熔融聚合物熔道上，依次增設有第三齒輪泵7、第四壓力傳感器8、第四齒輪泵9；
熔融聚合物由熔融聚合物供給口1-1依次經過第一齒輪泵2、第一壓力傳感器3、第二齒輪泵4后進入測量模塊10，并依次流過第二壓力傳感器5和第三壓力傳感器6，然后再依次經過第三齒輪泵7、第四壓力傳感器8和第四齒輪泵9，最后由熔融聚合物回收口1-2流入熔融聚合物供給設備。
所述第一齒輪泵2和第四齒輪泵9的轉速由PID自動控制系統控制。
所述PID自動控制系統根據第二齒輪泵4進出口壓力數據以及第三齒輪泵7進出口壓力數據，以控制第一齒輪泵2和第四齒輪泵9的轉速。
改變第一齒輪泵2的轉速確保能為第二齒輪泵4提供充足的物料，并且使得第二齒輪泵4的入口壓力和出口壓力趨于一致，以保證第一齒輪泵2能精確控制及計量進入測量模塊的物料。同理改變第四齒輪泵9的轉速可保證第三齒輪泵7對測量模塊流出的物料進行精確的控制和計量。
第二齒輪泵4和第一齒輪泵2轉速一致的情況下對流量精確的控制和計量可保證物料能最大限度的穩定流經模頭，測量模塊10中的壓力傳感器(第二壓力傳感器5和第三壓力傳感器6)可測得物料經過模頭產生的波動小的壓力降；精確的流量及穩定精確的壓力降可得到精確的相關流變性能。
本發明通過控制流量實現熔融聚合物流變的測量方法，可通過如下步驟實現：
對熔融聚合物供給設備1和旁路式在線流變儀加熱，使其大于或等于熔融聚合物的溫度；
開啟熔融聚合物供給設備1，開啟旁路式在線流變儀的第二齒輪泵4和第三齒輪泵7，并設定第二齒輪泵4和第三齒輪泵7的轉速(一般先設定一個較低的轉速)；
待第一齒輪泵2和第四齒輪泵9經過PID自動控制系統的控制下，達到穩定的轉速后，使得第二齒輪泵4和第三齒輪泵7容積效率達到最高，測得熔融聚合物通過測量模塊10時的排量和壓力降，從而獲得熔融聚合物的流變數據。
所述獲得熔融聚合物的流變數據具體包括如下步驟實現：
第二齒輪泵4的容積控制步驟：
先設定第二齒輪泵4的轉速為固定轉速，第一壓力傳感器3測得的第二齒輪泵4入口壓力與第二壓力傳感器5測得的第二齒輪泵4出口壓力對比，通過改變第一齒輪泵2的轉速，使得第二齒輪泵4的入口壓力相等或者趨近于第二齒輪泵4出口壓力。在此狀態下，第二齒輪泵4的容積效率達到最佳，計量精確性能最好；
第三齒輪泵7的容積控制步驟：
設定第三齒輪泵7的轉速，第三壓力傳感器6測得的第三齒輪泵7入口壓力與第四壓力傳感器8測得的第三齒輪泵7出口壓力對比，通改變第四齒輪泵9的轉速，使得第三齒輪泵7入口壓力相等或者趨近于第三齒輪泵7出口壓力。在此狀態下，第三齒輪泵7的容積效率達到最佳，計量精確性能最好。
多次改變第二齒輪泵(4)和第三齒輪泵(7)至所需轉速，并相應地通過PID自動控制系統調節各次中的第一齒輪泵(2)和第四齒輪泵(9)至穩定后，得到多組排量和壓力降，獲得熔融聚合物的流變性能表征曲線圖，從而獲得一系列條件下的熔融聚合物流變性能。
給熔融聚合物供給設備1加料的提示步驟：
根據第二齒輪泵4轉速的改變以及與第二齒輪泵4入口與出口壓力的對比；當第一齒輪泵2轉速增加或者繼續增加(到一定轉速)仍不能保證第二齒輪泵4入口與出口壓力一致時，說明熔融聚合物供給設備1的供料量不足，此時，可增加熔融聚合物供給設備1的供料能力。
如上所述，便可較好地實現本發明。
本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。