CN101960403A - 用于监控至少两种成分的混合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监控由至少两种成分组成的混合物的方法，以及一种风能设备的转子叶片、一种风能设备的吊舱罩壳和一种风能设备本身。为了准备提供一种方法，在所述方法中能够以简单的方式监控混合物的组分，而不损坏由此制造的工件，在开头所述的方法中，在每种成分中添加有染料，其中在每种成分中添加与其它成分的染料颜色不同的自己的染料，并且以比色的方式监控由这些成分组成的混合物。

Description

用于监控至少两种成分的混合物的方法
技术领域
本发明涉及一种用于监控由至少两种成分组成的混合物的方法，以及一种风能设备的转子叶片、一种风能设备的吊舱罩壳和一种风能设备本身。此外，本发明涉及一种用于混合至少两种成分的装置。
背景技术
尤其是风能设备的转子叶片和吊舱罩壳通常由玻璃纤维增强塑料制成，或者也通过碳纤维增强塑料制成。这些塑料为树脂，在所述树脂中必须以预先确定的混合物比例添加硬化剂或硬化介质，因此这些树脂在生产过程期间在所期望的时间内硬化，并且具有期望的材料性质。
因为用这样的树脂制成的成分的机械性质必须遵循规定的条件，所以在质量保证方面需要能够检验正确的混合物比例。
这在现有技术中通过提取经硬化的材料的材料试样来实现，其中然后对该材料试样进行化学分析，以便确定组分。但是由于试样的提取，该方法导致由此制造的工件的损坏。此外，化学分析需要一些时间，并且在相当大地偏离所需材料性质的情况下，几乎只能破坏已经生产的工件。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种方法，在所述方法中能够以简单的方式监控混合物的组分，而不损坏工件。
该目的如下得以实现，即通过根据权利要求1的用于监控由至少两种成分组成的混合物的方法、通过如权利要求9的转子叶片、如权利要求10的吊舱罩壳、通过根据权利要求13的用于混合的装置和通过根据权利要求18的用于调节两种或多种成分的混合物比例的方法。
因此提供一种用于监控由具有不同作用的至少两种成分组成的混合物的方法。在成分中的至少一种中添加有染料。每种成分的染料在其颜色方面不同于另一种成分的染料。以比色的方式监控由两种成分(具有添加的染料)组成的混合物。
为此，在至少两种成分中添加有染料。每种成分具有不同的作用。在每种成分中添加有与其它的成分不同的自己的染料，并且以比色的方式监控由这些成分组成的混合物。
在此，本发明基于的认识是，通过在具体的混合物比例的情况下的染料添加，必须在混合物中产生完全确定的颜色，所述颜色能够通过比色检验非常精确地监控。通过比色检验也能够确定在颜色或染料的混合物比例中的微小的偏差。因此，在处理前就能够监控制备的混合物，并且需要时或可选地甚至在另一个混合过程后能够通过成分的事后的添加产生所需要的混合结果，使得当进一步处理混合物时，在混合物中总是存在正确的混合物比例。
根据本方法的优选的实施形式，在成分中添加规定的颜色。因此达到标准化，所述标准化对于工业应用是非常有利的。这同样适用于色量。
为了能够特别好地检测所期望的混合物比例的偏差，最好在成分中添加互补色。但是可替代的是，成分也能够根据所希望的混合物比例与颜色相关联，使得混合物具有规定的着色。有利的是，产生的表面应该具有确定的颜色。
借助根据本发明的方法，有利的是，将树脂和硬化剂混合，但是也能够将填料材料和硬化剂或粘合剂的成分混合，并且能够非常精确地监控混合结果。
可靠的质量监控正好对于生产资料而言是重要的，因为当出现未料到的和更加不期望的损坏时，在这样的背景下能够很快涉及钱的数量。显而易见，安全性方面起到了在任何情况下都不能低估的作用。
因此，明显进步的是，在使用至少一种根据本发明的方法制备的混合物的情况下，制造风能设备的转子叶片或风能设备的吊舱罩壳，并且风能设备装配有至少一个这种转子叶片或这样的吊舱罩壳。
比色监控的有效的利用能够通过用于混合至少两种成分的装置来实现。该装置包括用于每种成分储料容器、输送器，借助所述输送器从每个储料容器中获取规定量的相应的成分并且供给混合器，其中设有比色装置，所述比色装置用于以比色的方式监控通过混合器由成分制备的混合物。
在本发明的优选的改进形式中，该装置包括用于通过比色装置影响输送器的第一信号段。因此，当通过比色装置检测到混合物的颜色的偏差时，相应的输送器能够受到影响，使得当偏差能够保持在容差范围内时，混合物保持可处理。因此，该装置总是提供成分的正确的混合物。
为了在混合物的颜色出现大的偏差的情况下，即在混合物本身不再可容许地变化的情况下，不允许混合物进行处理，特别优选的是，根据本发明的装置包括用于影响混合物的输送路径的转换装置。
通过该转换装置，例如能够将不可用的混合物供给收集容器，并且紧接着适当地和环保地清除。只要混合物比例再次在容差范围内，那么转换装置再次确定输送路径，使得将混合物供给处理操作。因此实现自动监控和不可用的混合物的自动剔除。
特别优选的是，转换装置能够通过第二信号段来影响，并且获得来自比色装置的信号，以便根据信号剔除混合物或将混合物供给处理操作。在此，转换装置也能够集成到比色装置内。
附图说明
下面详细说明本发明，并且在此示出：
图1示出混合设备的简图；
图2示出具有比色装置的混合设备的简图；
图3示出另一个混合设备的简图；
图4示出图3的混合设备的可替代的实施形式的简图；以及
图5示出特性曲线的简图，从所述特性曲线中能够确定与规定的额定值的偏差。
具体实施方式
在图1中极其简化地示出的混合设备在现有技术中是已知的。附图标记10和11表示具有相应的成分的储料的容器。从容器10、11中的该成分储料中将规定的量供给混合器20，所述混合器混合成分。然后从混合器20中将混合物供给处理操作。
图2示出已经在图1中说明的混合设备，并且补充了比色装置30该比色装置30持续地或间断地监控来自容器10、11的成分的混合物的颜色，并且因此(间接地)监控由储料容器10、11供给的成分的混合物比例。在这种情况下能够实现来自容器10、11成分(例如塑料、树脂、填料材料和硬化剂或硬化介质)的混合。对此可替代的是，能够至少在一种成分中添加染料，并且能够实现比色检测。
图3示出本发明的另一个实施形式，例如基于图2中的设备。在该图中，储料容器10与输送器12相关联，并且储料容器11与输送器13相关联。在输送器12、13和比色装置30之间为第一信号段32。只要比色装置30检测出与混合物的颜色的固定的额定值的偏差，那么比色装置能够通过该第一信号段32影响相应的输送器12、13，并且因此通过输送量的匹配再次调节混合物的所希望的颜色，并且因此调节最佳的混合物比例。
附加地设有转换装置34，所述转换装置通过第二信号段36与比色装置30连接。当比色装置30检测出混合物的颜色在容差范围外，那么比色装置能够通过第二信号段36影响转换装置34，使得该混合物不供给产品40，而是例如通过另一个输送器50收集并且适当地且环保地清除。只要比色装置30再次检测到正确的颜色并且因此正确的混合物比例，那么比色装置能够通过第二信号段36重新影响转换装置34，以便混合物再次供给产品40。
如上所述的信号段32一样，第二信号段36例如同样能够为接线的连接，但是也能够为无线的连接，通过所述连接能够交换信号。
在可替代的实施形式中，图4示出一种构造，在所述构造中，转换装置集成在比色装置30内。
现在借助图5详细地说明比色监控的作用方式。在该图中，在横坐标上示出硬化剂材料比例。其达到从0.20至0.50。这意味着，在该图中示出具有在混合物比例为20％至50％的比例的硬化剂。纵坐标以％表示颜色的亮度偏差。在此，规定的额定值用0.00标记，那么当没有亮度偏差时，颜色刚好是所希望的颜色。因此，混合物比例刚好相当于预定值。该颜色在大约0.375的硬化剂比例时出现。如果现在硬化剂比例改变，那么颜色亮度也变化，并且从亮度的变化中能够推断出硬化剂比例。
在这里示出的特性曲线将着有黑色的硬化剂用于着有白色的树脂。如果硬化剂比例增加，那么混合物的亮度下降，并且亮度偏差包含负号。在大约0.42的硬化剂比例的情况下，获得-2％的亮度偏差。相应地，在大约0.325的较小的硬化剂比例情况下，在颜色上获得+2％的亮度偏差。
显而易见，根据选择的颜色不仅能够监控亮度偏差，还能够监控颜色坐标系中的其它可测量的值，例如红绿变化或黄蓝变化。因此，通过合适地选择以比色方式监控的参数，能够以简单的方式监控混合物比例，并且需要时能够相应地修正混合物比例。
添加给容器10、11中的成分的颜色或染料也能够包含发荧光的或发磷光的染料。
显而易见，除了如上所述构成的和设置的比色装置，也能够以比色的方式检查成品，例如用于风能设备的转子叶片。这也能够在正在进行的加工过程中发生，以便例如以抽样试验的方式监控加工质量。为此能够使用移动比色装置。
上述成分与染料不同。混合时，互补色提供灰色色调，在极端情况下为黑色或白色。在色环上，互补色位于有规律n个角的角上，其中n表示颜色的成分数。
可替代上述实施例的是，使用的成分中的每种具有确定的色调，使得在不添加另外的染料的情况下也能够实现成分的混合物的比色监控。
对此替代地能够足够的是，只是在一种成分中添加染料，而其它的成分不具有另外添加的染料。通过两种成分的混合获得混合物的颜色的相比较于成分的颜色的变化。
在此，成分能够为塑料，尤其是树脂以及硬化剂或硬化介质，填料材料和硬化剂或硬化介质和粘合剂的组成成分。
通过比色装置30的比色检验例如能够根据朗伯-比尔(Lamber-Beerschen)定律来进行，其中测量被限制在单色测量上。颜色或色价的测量能够通过等同法、亮度法和/或通过光谱法来进行。在等同法中能够将混合物的颜色与多个已知的标准样品比较，直到两个颜色一致。在亮度法中能够借助滤色器进行颜色的光学检测。对此可替代或可附加的是，能够使用色彩传感器。在光谱法中进行颜色的光谱分析。这例如能够通过光谱仪来进行。
借助于用于监控两种成分的混合物的上述方法，例如能够在制造转子叶片时进行质量检查。该质量检查以生物统计学的方式进行，并且因此能够在不提取材料的情况下，作为无破坏检查来实施。该质量检查也能够在完成转子叶片的制造后进行。
根据本发明的另一个实施例，风能设备的转子叶片至少部分地由材料类Bergolin 6D970-7038 SPR，色调白色和材料硬化剂Bergolin7D202-SW-R，色调黑色制成。额定质量比为100∶60。混合物的参考色调能够大约为RAL 7038玛瑙灰。能够使用BYK-Gardener公司的“分光色彩精灵”(Spectro-guide sphere golss)作为色调测量仪。
材料类与材料硬化剂的质量比例的最大允许的波动范围具有100∶62.4的最大过交联和100∶57.6的最小低交联，即作为质量比例，最大地过交联(上容限)62.4/(100+62.4)＝38.4％，或者最小地低交联(下容限)57.6/(57.6+100)＝36.5％。因此，在混合物种存在1.9％的硬化剂材料比例的允许的波动范围。
色调变化能够依据硬化剂比例来测量，并且在表1中示出。这个关系能够通过函数的dL＝-11.871×2-34.427x+14.656来说明(参见栏dL补充多项式)。
上述dL涉及色调变化，并且尤其涉及CIELAB亮度差。在DIN(德国工业标准)6174：2007，第5页，第4点CIE 1976(L＊a＊b＊)色彩空间的色彩尺寸数的确定中，在根据DIN 5033-2的标准色彩值X、Y、Z和近似相同的CIE 1976(L＊a＊b＊)色彩空间的色彩尺寸数之间进行描述，CIE 1976(L＊a＊b＊)色彩空间即短的CIELAB色彩空间，在直角坐标系L＊(亮度)、a＊(红绿坐标轴)、b＊(黄蓝坐标轴)中。
Figure BPA00001214613400081
表1
在这样的转子叶片中能够测量下面的全部(表2)
 L值V5在060208，在计量后优化
  70.62
  70.65
  70.54
  70.64
  70.51
  70.51
  70.64
  70.60
  70.74
  70.56
  70.59
  70.60
  70.66
  70.73
  70.65
  70.57
  70.39
  70.54
  70.46
  70.53
  70.54
  70.50
  70.57
  70.58
  70.58
  70.81
  70.67
  70.45
  70.40
  70.44
  70.63
  70.44
  70.40
  70.43
  70.51
  70.54
  70.59
  70.50
  70.41
  70.58
  70.63
  70.68
  70.58
  70.66
  70.63
  70.50
  70.60
  70.61
  70.58
  70.66
表2
最大值为L＝70.81，最小值为L＝70.39，也就是说分布具有L＝±0.093标准偏差。
如果基于上面的关系(表1)形成反函数，那么对于该值而言导致用于±0.21％的硬化材料比例标准偏差的相应的值。
x＝-0.0001dL2-0.0231dL+0.3768
有效的质量比中间层以100∶60.4计量。这相当于x＝60.4/(100+60.4)＝37.7％的硬化剂材料比例。
如果进行化学分析，那么以±1％的测量精度进行测量，以便设法证明±1％的存在的波动范围。根据本发明的方法是非破坏性的，并且能够快速地评估。但是，关键的是，如果没有新的测量方法，就完全不能够提供上述统计信息。

Claims (19)

1.一种用于监控由具有不同作用的至少两种成分组成的混合物的方法，其特征在于，在所述至少两种成分中的至少一种中添加有染料，其中每种添加的染料的颜色不同于在另一种成分中的染料的颜色，并且以比色的方式监控由这些成分组成的混合物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述成分中添加具有规定的颜色的染料。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述成分中添加规定的色量。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，添加到所述成分中的所述颜色为互补色。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，添加到所述成分中的所述颜色选择为，使得在所述成分混合后获得希望的混合结果。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述成分为塑料，尤其是树脂和硬化剂或硬化介质。
7.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述成分为填料材料和硬化剂或硬化介质。
8.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述成分为粘合剂的组成部分。
9.一种用于风能设备的转子叶片或吊舱罩壳，其特征在于，在使用至少一种如前述权利要求制备的混合物的情况下制造。
10.一种风能设备，具有至少一个如权利要求9的转子叶片或吊舱罩壳。
11.一种用于混合具有不同作用的至少两种成分的装置，具有：
至少一个用于第一成分的第一储料容器(10)和至少一个用于第二成分的第二储料容器(11)；
至少一个第一和第二输送器(12、13)，其用于将所述第一成分的第一剂量和所述第二成分的第二剂量供给混合器(20)；
其特征在于比色装置(30)，所述比色装置(30)用于以比色的方式监控通过所述混合器(20)由所述第一和第二成分制备的所述混合物。
12.如权利要求11所述的装置，其中在所述第一和第二成分中的至少一种中添加有染料。
13.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于第一信号段(32)，所述第一信号段(32)通过所述比色装置(30)和/或用于影响混合物的输送路径的转换装置(34)来影响输送器(12、13)。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于用于影响所述转换装置(34)的第二信号段(36)。
15.如权利要求13或14所述的装置，其中所述色比装置(30)具有集成的转换装置(34)。
16.一种用于设置具有不同作用的至少两种成分的混合物比例的方法，包括如下步骤：
提供所述待混合的成分，其中所述成分中的至少一种含有染料的预先选择的浓度；
将所述待混合的成分混合成混合物，其中在混合物状态下检测不同染料的色彩强度，并且所述成分根据检测到的用于继续混合的所述色彩强度来计量。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，添加到所述相应的成分中的所述染料的所述颜色相互为互补色。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述待混合的成分为
-树脂和硬化剂，和/或
-填料材料和硬化剂。
19.如权利要求16至18中任一项所述的方法，其中所述成分与所述染料不同。
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