Werkstoffprüfung

Sensor: Verunreinigungen in Schmelzen aufspüren

Prozessabweichungen, Verunreinigungen oder Mischgüten in strömenden Kunststoffschmelzen lassen sich nahezu in Echtzeit überwachen - wenn die richtigen Sensoren eingesetzt werden.

Die für die Kunststoffextrusion typischen Prozessbedingungen mit Temperaturen von 200 bis 350 Grad Celsius, Drücken bis 250 bar und zum Teil abrasiven, hochviskosen Schmelzen sind eine hohe Hürde für die Partikelmesstechnik. Eine wichtige Information über die Kunststoffschmelze ist der Gehalt an Fremdstoffen und Partikeln. Gerade in transparenten Kunststoffen, die als Ausgangsstoff für optische Gläser, Speichermedien, medizinische Produkte, Displays und Spezialfolien dienen, sind unaufgeschmolzene Granulate, Stippen und andere Inhomogenitäten aufgrund ihres Einflusses auf die optischen aber auch physikalische Eigenschaften wie das Spannungsrissverhalten und die elektrische Durchschlagsfestigkeit negativ beeinflusst.

Mit der Sensorserie PMP694 hat Topas ein Partikelmesssystem für den Einsatz direkt an Kunststoffextrudern entwickelt. Die Sensoren ermöglichen laut Anbieter Messungen in Transmissionsanordnung für die Verwendung an unterschiedlichen Positionen am Extruder und wurden erfolgreich an Labor- und Industrieextrudern eingesetzt. Der Partikelgrößen-Messbereich umfasst 20 bis 500 µm mit einer oberen Konzentrationsgrenze von 1000 P/cm³ bei der Detektion einzelner Partikel. Das Sensorsystem besteht aus dem Transmissionssensor mit Sender- und Empfängereinheit und der Signalerfassungseinheit. Letztere sei dank robustem Design im 19¿-Gehäuse besonders in industrieller Umgebung einsetzbar. Der integrierte Industrie-PC dient mit der Auswertesoftware PMPWin zur Signalaufbereitung. Mit dieser Software sind Toleranzgrenzen festlegbar, die einer maximal zulässigen Anzahl an Inhomogenitäten bzw. Partikeln entsprechen. Durch einen integrierten Signalausgang kann ein externer Alarm ausgelöst oder ein entsprechendes Stellsignal generiert werden, wenn ein solches Kriterium überschritten wurde.

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Die Sensoren dienen der echtzeitnahen Detektion von Zahl und Größe von Partikeln, Inhomogenitäten und Verunreinigungen in strömenden Kunststoffschmelzen. Sie sind durch das Standardeinschraubgewinde an verschiedene Extruder adaptierbar. Einsatzgebiete sind bei der Kunststoff-Extrusion sowohl die Produkt- und Verfahrensentwicklung als auch die Prozess- und Qualitätskontrolle.

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