碳纤维生产过程中的在线粘度测量解决方案

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1. 碳纤维及其生产工艺

       碳纤维 ( CarbonFiber) 是纤维状的碳材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、和热膨胀系数小等优点，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。因此，近年来碳纤维及其复合材料发展十分迅速。其中，聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度、抗拉模量等非常高，是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。

碳纤维系统工程需从原丝的聚合单体开始，实现一条龙生产。原丝质量既决定了碳纤维的性质，又制约其生产成本。优质 PAN 原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件。如何在生产过程的一开始就控制好聚合反应的过程，确保整个反应过程都基本一致，就需要使用在线粘度测量来达到实时测量并对此过程加以控制，是整个碳纤维生产的关键第一步。

2. 碳纤维生产在线粘度测量解决方案

       在线粘度测量在碳纤维行业中应用越来越广泛。在线粘度测量的方法很多，主要有压差式、旋转式、振动式等。压差式的在线粘度计，由于测量原理的要求，需要对流经测量管段的流量保证恒定才能得到准确的测量结果，而实际应用中，物料的粘度是在不断变化的，几乎不可能对流量达到恒定的控制，因此，现在这种测量方法已不适合化纤生产的要求了。目前，在针对聚合反应的在线粘度测量解决方案中，以旋转法和振动法相对较多。旋转法的测量剪切率往往较低，一般都在200 s^-1以下，极大地限制了应用。振动式的在线粘度测量起步相对较晚，但发展较快。

       振动法的传感头为一圆柱体，以恒定的振幅振动，当它剪切流体时，流体的粘度对传感头振动振幅有影响，测量维持恒定振幅所输入的功率，计算得到粘度和密度。LISICO在线粘度计的理论测量范围很宽，适合于不同的流体测量，测量时的剪切率大概在1000～1500 s^-1。其电子部分稳定、可重复、高精度、抗震动干扰，粘度分辨精度0.001cP。

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