Entwicklung eines gekühlten Waveguides zur inline Messung des Strömungsprofiles von Polymerschmelze mittels Ultraschall
Sprache des Vortragstitels:
Deutsch
Original Tagungtitel:
Tagungsband DAGA 2015 - 41. Jahrestagung für Akustik
Sprache des Tagungstitel:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Bei der Entwicklung neuer Polymere sind Fließverhalten und Verarbeitbarkeit der Polymerschmelze ein wichtiges Kriterium - daher ist die Messung des Strömungsprofils der Schmelze inline während der Extrusion von großem Interesse. Eine Möglichkeit, Strömungsprofile zerstörungsfrei auch in opaken Schmelzen zu messen, bietet das bekannte Ultraschall-Pulsed-Wave Verfahren. Die Anforderungen an eine Messeinrichtung sind dabei hoch: Geringe Kanalquerschnitte (weniger als 2 mm) erfordern Ultraschall-Transducer mit kurzer Pulsdauer (bzw. hoher Bandbreite), und die niedrige akustische Impedanz der Schmelze verursacht zwangsläufig hohe Verluste beim Einkoppeln der Pulse in die Schmelze. Leistungsfähiges Labor-Equipment, welches diese Anforderungen erfüllen kann, ist auf den Einsatz beiRaumtemperaturbeschränkt, währenddie Polymerschmelze bis zu 250°C erreichen kann.
Dieser Beitrag stellt einen neu entwickelten Messaufbau vor, der es ermöglicht, Langzeitmessungen in einer beheizten Kapillardüse unmittelbar nach der Extrusion durchzuführen. Der Ansatz beruht auf der ?Clad-Buffer-Rod?-Technik: Ein Waveguide zwischen Transducer und Schmel-
ze sorgt für gute akustische Kopplungbei gleichzeitigerthermischer Entkopplung. Der Waveguide kann transducerseitig gekühlt werden, ohne die Temperatur Fluss der Schmelze stark zu beeinflussen, und eine Langzeit-Messung mit Labor-Equipment wird möglich. Die gezeigten Messergebnisse wurden inline während der Extrusion von Polypropylen mit verschiedenen Füllstoffen gewonnen. Wichtige akustische Eigenschaften der Schmelze (Schallgeschwindigkeit, Dämpfung) können ebenfalls direkt aus den Messdaten geschätzt werden.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Vortragstitel:
Entwicklung eines gekühlten Waveguides zur inline Messung des Strömungsprofiles von Polymerschmelze mittels Ultraschall
Englischer Tagungstitel:
Tagungsband DAGA 2015 - 41. Jahrestagung für Akustik
Englische Kurzfassung:
Bei der Entwicklung neuer Polymere sind Fließverhalten und Verarbeitbarkeit der Polymerschmelze ein wichtiges Kriterium - daher ist die Messung des Strömungsprofils der Schmelze inline während der Extrusion von großem Interesse. Eine Möglichkeit, Strömungsprofile zerstörungsfrei auch in opaken Schmelzen zu messen, bietet das bekannte Ultraschall-Pulsed-Wave Verfahren. Die Anforderungen an eine Messeinrichtung sind dabei hoch: Geringe Kanalquerschnitte (weniger als 2 mm) erfordern Ultraschall-Transducer mit kurzer Pulsdauer (bzw. hoher Bandbreite), und die niedrige akustische Impedanz der Schmelze verursacht zwangsläufig hohe Verluste beim Einkoppeln der Pulse in die Schmelze. Leistungsfähiges Labor-Equipment, welches diese Anforderungen erfüllen kann, ist auf den Einsatz beiRaumtemperaturbeschränkt, währenddie Polymerschmelze bis zu 250°C erreichen kann.
Dieser Beitrag stellt einen neu entwickelten Messaufbau vor, der es ermöglicht, Langzeitmessungen in einer beheizten Kapillardüse unmittelbar nach der Extrusion durchzuführen. Der Ansatz beruht auf der ?Clad-Buffer-Rod?-Technik: Ein Waveguide zwischen Transducer und Schmel-
ze sorgt für gute akustische Kopplungbei gleichzeitigerthermischer Entkopplung. Der Waveguide kann transducerseitig gekühlt werden, ohne die Temperatur Fluss der Schmelze stark zu beeinflussen, und eine Langzeit-Messung mit Labor-Equipment wird möglich. Die gezeigten Messergebnisse wurden inline während der Extrusion von Polypropylen mit verschiedenen Füllstoffen gewonnen. Wichtige akustische Eigenschaften der Schmelze (Schallgeschwindigkeit, Dämpfung) können ebenfalls direkt aus den Messdaten geschätzt werden.
Forschungs-