聚合物中加入填充料能改善聚合物的冲击强度、拉伸强度和硬度等性能。在挤出加工过程中,聚合物和填充料在螺杆挤出机机筒内的混合状态影响着最终产品的质量和性能。因此,研究挤出机机筒内聚合物混合状态的在线检测方法对于聚合物加工具有现实意义。本文针对聚合物挤出过程的特点,研究用于聚合物混合状态检测的超声传感器,为聚合物的在线检测技术的实现奠定基础。本文在了解螺杆挤出机工作原理和聚合物加工流程的基础上,提出了超声在线检测聚合物混合状态的方案。首先,根据超声波的传播原理,通过实验,分析了超声波在缓冲杆中的传播规律,得出超声波在缓冲杆中传播的回波受其形状(直径、长度)、材料性能(声速、声衰减、声阻抗)的影响;其次,根据超声波在缓冲杆中的传播特性和聚合物在线的检测要求,设计了超声探头、聚醚醚酮(PEEK)缓冲杆和水冷装置组合的超声传感器;第三,通过实验研究了超声传感器的温度性能,并在离线情况下研究了聚合物和填充料之间不同混合比例的超声特征参数的表征方法,实验表明超声传感器检测熔态的聚合物具有较高的信噪比,能检测多种不同混合比例共混物的混合状态;最后,将所研制的超声传感器用于聚合物混合状态的在线检测研究,分析了挤出机中螺杆的结构对共混物特征信号的影响,结果表明,所研制的超声传感器可以用于聚合物混合状态的在线检测,信噪比较高。本文的研究为超声技术应用于聚合物混合状态的在线检测奠定基础。