。下面分別對這兩大部分進行介紹。
[0037](一)點電極電容傳感器
[0038]為了解決以平板形狀為主的產品(例如手機外殼)的在線測量的需求，目前已經有人設計加工出了平板型電容傳感器，但是平板型電容器無法安裝在模腔表面結構復雜的塑料產品模具內。基于這種需求，本實用新型設計了一種新型的點電極電容器傳感器來解決復雜表面塑料產品的在線測量問題。
[0039]本實用新型的點型傳感器既可以通過陣列的形式起到平板型電容傳感器的作用，也可以合理布局在非平面表面結構的模具中，適用性更廣。本實用新型的電容傳感器極板設計為單點形狀(一般為3?6mm圓形)，可被分別布局在進膠口、最后填充位置、最后冷卻位置等注塑過程的關鍵點處。
[0040]本實用新型的點電極電容器傳感器包括點電極電容器和電容測量單元。其中，點電極電容器的測量結構示意圖如圖3所示，點電極與接地電極板之間構成電容器。當被測塑料熔體置于上述兩電極之間時，熔體作為介質取代空氣介質引起電容值升高，此外熔體的材料狀態、厚度、模具溫度等因素也會影響注塑過程中電容值的變化。因此，將此構型應用在模具中就可以通過實時監測電容值而監測實時的過程信息。點電極電容器的兩個金屬電極分別裝在模具的兩半(一半是靜模，一半是動模，如圖3所示。在模具閉合的過程中，靜模不動，動模向靜模方向閉合，同時這兩金屬板是相互隔離的)，從而形成電容器的兩個電極。
[0041]此外，因為平板電極與模具都為金屬材料，為了減少設計的復雜度，本實用新型只設計了點電極，而點電極電容器的另一個電極則由接入電容測量單元的動模代替。如圖3所示，一塊不銹鋼板安裝在動模中，形成點電極電容器的一極，同時包含點電極的靜模部分不需要任何修改，形成點電極電容器的另外一極。
[0042]出于點電極尺寸小的特點以及頂針與模具的位置關系考慮，本實用新型的點電極傳感器也可被設計成與頂針相同的形狀代替頂針，即將點電極設置在模具動模的頂針上和將金屬電極設置在模具的靜模上。這樣的設計可由現有設備快速改造而成，不需改變現有的模具結構，只需將頂針進行改進便可實現，避免了在模具上另外加工安裝孔，更加方便和普遍適用。
[0043]而本實用新型的電容測量單元則主要由三部分組成，如圖4所示，其中，電容-電壓轉換模塊對點電極電容器的電容值進行測量并將電容值轉化為模擬電壓輸出，且輸出電壓與電容值呈線性關系；電容測量單元的模數轉換模塊將輸出的模擬電壓轉化為數字量；電容測量單元的采集模塊對電容測量單元輸出的數字量進行采集并反饋給狀態識別系統。
[0044](二)狀態識別系統
[0045]狀態識別系統根據電容測量單元輸出的數字量觸發相應的狀態顯示控制信號，顯示模具內熔體所處的狀態。
[0046]實施例二
[0047]參照圖2，本實用新型的第二實施例:
[0048]出于可靠性的考慮，本實用新型的點電極電容傳感器劃分三個部分，分別為點電極、嵌套和螺線栓。點電極的設計需要考慮其工作環境。在模具中，點電極既要承受來自模腔內塑料的壓力，又必須保證其極板未進入模腔，以避免對產品質量的影響。因此，點電極板需要在兩個方向上實現定位。如圖2所示，本實用新型對點電極的定位由軸肩實現，軸肩上部與模具的定位孔配合實現向上方向的定位;而軸肩的下部則與嵌套配合，再由螺線栓通過螺紋與靜模模具配合，實現向下方向的定位。
[0049]本實用新型將點電極、嵌套、螺紋栓三者設計成相互配合的結構，實現點電極電容器傳感器在模具中的定位和裝配。點電極依靠嵌套實現與定位螺栓的配合定位，以固定在靜模內，并通過其表面感應模具內的塑料狀態信息。
[0050]點電極電容器傳感器安裝到模具上時需要對模具進行加工(如鉆孔等)，為了使其適應性更好和節約成本，也可以將模具上變化的部分做成靜模模塊，其余部分都做成相同的結構。這樣對于不同的產品來說，其需要進行不同的傳感器位置布局時，只需要加工不同的靜模模塊，然后將靜模模塊裝配至模具的凹槽中即可，有效地降低了生產費用和提高了模具的適用性。
[0051]為了形成電容器，電容器的兩極必須互相隔離。本實用新型使用電絕緣體來隔離點電極與模具的其他部位，在點電極與嵌套之間設置了絕緣層。
[0052]以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本實用新型創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【主權項】
1.基于點電極的注塑模具內熔體狀態感知系統，其特征在于:包括點電極電容器傳感器和狀態識別系統，所述點電極電容器傳感器包括點電極電容器和電容測量單元，所述點電極電容器的兩個電極分別位于模具動模和靜模的內側，所述點電極電容器的兩個電極均與電容測量單元連接，所述電容測量單元的輸出端與狀態識別系統的輸入端連接。2.根據權利要求1所述的基于點電極的注塑模具內熔體狀態感知系統，其特征在于:所述點電極電容器的一極為設置在模具靜模(7)內的點電極(1)，所述點電極電容器的另一極為設置在模具動模上的金屬電極，所述點電極(I)和金屬電極均與電容測量單元連接。3.根據權利要求2所述的基于點電極的注塑模具內熔體狀態感知系統，其特征在于:所述電極電容器傳感器還包括嵌套(3)和螺線栓(4)，所述點電極(I)中軸肩(6)的上部與模具的定位孔配合實現向上方向的定位，所述點電極(I)中軸肩(6)的下部通過嵌套(3)與螺線栓(4)的配合，實現向下方向的定位。4.根據權利要求3所述的基于點電極的注塑模具內熔體狀態感知系統，其特征在于:所述點電極(I)中軸肩(6)的下部還設置有與電容測量單元連接的接線孔(5)。5.根據權利要求3所述的基于點電極的注塑模具內熔體狀態感知系統，其特征在于:在所述點電極(I)與嵌套(3)之間還設置有絕緣層(2)。6.根據權利要求3所述的基于點電極的注塑模具內熔體狀態感知系統，其特征在于:所述電容測量單元包括電容電壓轉換電路、模數轉換器和采集模塊，所述點電極(I)和金屬電極均與電容電壓轉換電路連接，所述電容電壓轉換電路的輸出端通過模數轉換器進而與采集模塊的輸入端連接。7.根據權利要求1所述的基于點電極的注塑模具內熔體狀態感知系統，其特征在于:所述點電極電容器的一極為設置在模具動模頂針上的點電極(1)，所述點電極電容器的另一極為設置在模具靜模(7)上的金屬電極，所述點電極(I)和金屬電極均與電容測量單元連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于點電極的注塑模具內熔體狀態感知系統，包括點電極電容器傳感器和狀態識別系統，所述點電極電容器傳感器包括點電極電容器和電容測量單元，所述點電極電容器的兩個電極分別位于模具動模和靜模的內側，所述點電極電容器的兩個電極均與電容測量單元連接，所述電容測量單元的輸出端與狀態識別系統的輸入端連接。本實用新型的系統采用了兩個電極分別位于模具動模和靜模的內側的點電極電容器結構，不受模具表面結構的影響，使得點電極電容器傳感器可以安裝在表面結構復雜的模具內，靈活度較高且適應性較廣。本實用新型可廣泛應用于注塑領域。
【IPC分類】B29C45/77
【公開號】CN205185243
【申請號】CN201520895658
【發明人】莫勝勇, 姚科, 高福榮
【申請人】廣州市香港科大霍英東研究院
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年11月10日