СПОСОБ ПРОВЕРКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЗАВИСИМОСТИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ПОЛИМЕРА ОТ КОСВЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ Российский патент 1999 года по МПК G01N11/14 G01N33/44 

Изобретение относится к области исследования физико-химических параметров расплавов полимеров и может быть использовано при производстве химических волокон и пластмасс.

Известен способ измерения молекулярного веса полимера, реализованный в устройстве [1], заключающийся в том, что молекулярный вес полимера измеряют, применяя функциональную зависимость его от величины вязкости полимера и его температуры.

Недостатком способа является невозможность простой и оперативной проверки функциональной зависимости молекулярного веса от температуры в процессе производства полимеров и их переработки для конкретного технологического аппарата, реактора.

Наиболее близким аналогом является способ, реализованный в устройстве [2] , служащем для измерения молекулярной массы полимера по косвенным параметрам в реакторе с мешалкой, использующем в качестве основного параметра также мощность электродвигателя мешалки.

Недостатком способа является невозможность быстрого, простого, оперативного и достоверного контроля и проверки функциональной зависимости молекулярной массы полимера от косвенных параметров и правильности установки масштабных коэффициентов формулы, связывающей молекулярную массу с косвенными параметрами.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерений за счет уточнения функциональной зависимости молекулярной массы полимера от косвенных параметров для каждого конкретного аппарата, реактора, в котором находится полимер, путем уточнения масштабных коэффициентов.

Поставленная задача решается следующим образом.

Молекулярную массу полимера, находящуюся в реакторе с мешалкой, измеряют с помощью устройства [2], использующего функциональную зависимость молекулярной массы от мощности, потребляемой электродвигателем мешалки реактора, в котором находится полимер, используя мощность в качестве основного параметра измерений, и от косвенных параметров.

Поочередно 1-ым скачком изменяют каждый из косвенных параметров, например, в сторону уменьшения на величину, не выходящую за пределы технологических регламентов, оставляя неизменными все остальные косвенные параметры.

Наступает 1-ый переходный процесс в электроприводе мешалки, сопровождающийся изменениями электрических и механических параметров электропривода, который заканчивается за время, равное 4τ, где τ - постоянная времени переходного процесса.

После окончания 1-го переходного процесса 2-ым скачком производят альтернативное изменение того же косвенного параметра, например, в сторону увеличения на такую же величину, не выходящую за пределы технологических регламентов, оставляя неизменными все остальные косвенные параметры. Наступает 2-ой переходный процесс в электроприводе мешалки, который также заканчивается за время 4 τ. После окончания 2-го переходного процесса производят интерполяцию, например, графическую измеренных величин молекулярной массы внутри временного интервала от начала 1-го скачкообразного изменения косвенного параметра до момента окончания 2-го переходного процесса.

В качестве примера на фиг. 1 графически представлена иллюстрация определения разности δ при скачкообразном изменении напряжения 3-х фазной электрической сети, к которой подключен электродвигатель мешалки.

Измерение молекулярной массы (веса) М производилось устройством [2], использующим следующую формулу, отражающую зависимость М от косвенных параметров: в том числе и от напряжения электрической сети

где N_n - мощность, потребляемая электродвигателем мешалки;
U₁, U₂, U₃ - линейные напряжения 3-х фазной электрической сети;
U_н - номинальное напряжение электрической сети;
f - частота электрической сети;
H - уровень загрузки реактора;
ΔN_стн - мощность потерь в стали при номинальном напряжении;
T - температура.

Формула (I) отражает зависимость M от косвенных параметров в режиме их медленных изменений и не учитывает переходные процессы в электроприводе мешалки, происходящие при скачкообразных изменениях косвенных параметров, входящих в формулу (I).

В момент времени t₁₀ производили 1-ый скачок напряжения 3-х фазной электрической сети в сторону уменьшения.

Поскольку формула (I) не учитывает переходный процесс при скачкообразном изменении напряжения электрической сети, на диаграмме регистрирующего прибора, фиксирующего величину молекулярной массы, появляется 1-ый "след" от 1-го скачкообразного изменения напряжения в промежутке времени от t₁₀ до t₁, то есть до момента времени t₁ окончания 1-го переходного процесса.

Параметры электропривода мешалки таковы, что переходный процесс, наступающий в результате скачкообразного изменения напряжения, заканчивается за несколько секунд в то время, как технологические процессы, связанные с получением и переработкой полимеров, длятся обычно десятками минут, часами. Поэтому окончание переходного процесса наглядно определяется по диаграмме регистрирующего прибора.

После того, как зафиксировано окончание 1-го переходного процесса, было произведено 2-е скачкообразное изменение напряжения сети в сторону увеличения в момент времени t₂₀. 2-ой "скачок" напряжения сети также оставляет 2-ой "след", который заканчивается в момент t₂ окончания 2-го переходного процесса.

После окончания 2-го переходного процесса была произведена графическая интерполяция величин молекулярной массы в интервале времени t₁₀ < t < t₂ следующим образом.

Величины молекулярной массы M₁₀ и M₂ в моменты времени t₁₀ и t₂ соответственно были соединены плавной кривой линией, так как они (M₁₀ и M₂) были изменены при одних и тех же напряжениях 3-х фазной электрической сети.

В интервале времени t₁ < t < t₂₀ для момента t_δ на диаграмме регистрирующего прибора была проведена вертикальная прямая, параллельная шкале ординат, которая пересекла кривую изменения молекулярной массы в точке M_δ и экстраполированную кривую - в точке M_э. Разность δ = M_э-M_δ (2) характеризует точность функциональной зависимости молекулярной массы от напряжения 3-х фазной электрической сети. При отличии величины δ от нуля производят изменение масштабного коэффициента ΔN_стн, например, в сторону увеличения и повторяют скачкообразные изменения напряжения и все измерения, предусмотренные предлагаемым способом, до момента уменьшения величины δ. Если величина δ при этом не уменьшается, производят изменение ΔN_стн в сторону уменьшения.

Если δ не доводится такими мероприятиями до нуля, проводят аналогичные действия, изменяя масштабный коэффициент K₁.

Затем повторяют аналогичные действия с ΔN_стн и т.д. до получения δ = 0.
Источники информации.

1. А. с. N 978015 (СССР). Устройство для автоматического измерения молекулярного веса полимера.

2. А. с. N 353179 (СССР). Устройство для автоматического измерения молекулярного веса полимера.

Изобретение относится к области исследования физико-химических параметров расплавов полимеров и может быть использовано при производстве химических волокон и пластмасс. Изобретение повышает точность измерений путем уточнения функциональной зависимости молекулярной массы полимера от косвенных параметров и масштабных коэффициентов. Способ заключается в том, что молекулярную массу полимера измеряют, применяя функциональную зависимость ее величины от мощности, потребляемой электродвигателем мешалки реактора, в котором находится полимер, а также от косвенных параметров: от загрузки реактора, от температуры полимера, от напряжения и частоты электрической сети, от потерь в электроприводе мешалки. Поочередно 1-ым скачком изменяют каждый из косвенных параметров, оставляя неизменными все остальные косвенные параметры. После 1-го переходного процесса в электроприводе мешалки 2-ым скачком производят изменение того же косвенного параметра. После окончания 2-го переходного процесса производят интерполяцию измеренных величин молекулярной массы внутри временного интервала от начала 1-го скачка до окончания 2-го переходного процесса. По величине разности между измеренной молекулярной массой и полученной в результате интерполяции судят о точности функциональной зависимости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ проверки функциональной зависимости молекулярной массы полимера от косвенных параметров, заключающийся в том, что молекулярную массу полимера измеряют, применяя функциональную зависимость ее величины от мощности, потребляемой электродвигателем мешалки реактора, в котором находится полимер, используя мощность в качестве основного параметра измерений, и от косвенных параметров: от загрузки реактора, от температуры полимера, от напряжения и частоты электрической сети, от потерь в электроприводе мешалки, отличающийся тем, что поочередно 1-ым скачком изменяют каждый из косвенных параметров, после окончания 1-го переходного процесса в электроприводе мешалки, вызванного 1-ым скачком косвенного параметра, 2-ым скачком производят изменение того же косвенного параметра, после окончания 2-го переходного процесса в электроприводе мешалки, вызванного 2-ым скачком, производят интерполяцию измеренных величин молекулярной массы внутри временного интервала от начала 1-го скачкообразного изменения косвенного параметра до момента окончания 2-го переходного процесса в электроприводе мешалки, наступившего в результате 2-го скачкообразного изменения косвенного параметра, и по величине разности между измеренной молекулярной массой и полученной в результате интерполяции в интервале времени между окончанием 1-го переходного процесса и моментом 2-го скачкообразного изменения косвенного параметра судят о точности функциональной зависимости, о ее соответствии истине, если разность равна нулю, считают, что функциональная зависимость и масштабные коэффициенты, входящие в нее, соответствуют истине, если разность не равна нулю, изменяют функциональную зависимость и масштабные коэффициенты, после чего повторяют весь цикл изменений того же косвенного параметра и предложенных измерений до тех пор, пока разность не превратится в ноль. 2. Способ по п.1, заключающийся в том, что первым скачком изменяют каждый из косвенных параметров в сторону уменьшения на величину, не выходящую за пределы технологических регламентов, а вторым скачком производят изменение того же косвенного параметра в сторону увеличения на такую же величину.