CN101750010A - 双滚轮非接触式厚度测量系统 - Google Patents

Abstract

一种双滚轮非接触式厚度测量系统，系于一机体上配置互相平行的一第一滚轮与一第二滚轮，一基准导电板固定地配置在第一滚轮及第二滚轮之间，以及一位移传感器，例如涡电流-电容位移传感器，配置在基准导电板上方，且位移传感器能够沿着基准导电板的长向移动；一待测量物，例如一薄膜或一板材位于该第一滚轮与该第二滚轮顶缘且不接触基准导电板，而位移传感器可以自基准导电板与待测量物表面分别撷取一测量讯号用以计算得到待测量物的厚度。如此可以使该厚度测量系统具有低的制造与使用成本。

Description

双滚轮非接触式厚度测量系统

技术领域

本发明系关于一种非接触式厚度测量系统，特别是一种以位移传感器搭配双滚轮以测量薄膜或板材的双滚轮非接触式厚度测量系统。

背景技术

传统的厚度测量方法是以接触式测量工具夹合于一待测量物的厚度方向，藉此获得待测量物的厚度读数，例如游标卡尺或螺旋测微器皆为此类所描述的接触式测量工具。然而接触式测量工具因为会压靠着待测量物的表面，因此不适用于测量软性或具有弹性表面的待测量物。

非接触式厚度量测装置或系统可以解决上述测量工具(装置)与待测量物因接触而导致测量不准的问题。

请参阅图1，一种已知的非接触式厚度测量系统10，是使一待测量物12，例如薄膜，贴着一基准滚轮14移动。而一涡电流-电容位移传感器16位在该基准滚轮14的上方，且涡电流-电容位移传感器16能够沿着基准滚轮14的轴向移动。

涡电流-电容位移传感器16的涡电流传感器可对基准滚轮14表面取得一测量讯号A；涡电流-电容位移传感器16的电容传感器可对待测量物12的表面取得一测量讯号B；利用测量讯号A与测量讯号B的讯号差幷换算成距离，即可求出待测量物12的厚度。

上述的测量系统及测方式皆使涡电流-电容位移传感器16沿着圆柱形的基准滚轮14轴向移动，因此基准滚轮14的表面真圆度愈高，则测量结果的精准度就会愈高，然而高的真圆度所代表的意义就是加工困难度高及成本高。

另外，待测量物12紧贴接基准滚轮14，所以基准滚轮14滚动一段时间之后会产生磨损而需要进一步地维修。再者，以单一基准滚轮14作为待测量物12的承置，其需要大的半径才能够提供足够的承载面积；如此一来，基准滚轮14的体积大、重量大，即使是测量厚度小的薄膜也需要藉助一马达来驱动才能够使基准滚轮14转动，因此使用成本增加。

发明内容

本发明的主要目的系在提供一种双滚轮非接触式厚度测量系统，其具有能够降低测量系统中的滚轮组件的精度要求并使得制作成本降低的功效。

本发明的另一目的系在提供一种双滚轮非接触式厚度测量系统，其能够使对应涡电流-电容位移传感器的基准电元件具有较低制造成本且不需经常维修的功效。

本创作的又一目的系在提供一种双滚轮非接触式厚度测量系统，其具有能够使滚轮组件的体积小、重量轻，而且不需搭配外加扭力，使得使用成本可以降低的功效。

本发明的目的是这样实现的：

一种双滚轮非接触式厚度测量系统，其特征在于：其包含：

一第一滚轮；

一第二滚轮，系配置成平行该第一滚轮；

一基准导电板，系固定地配置在该第一滚轮及该第二滚轮之间；

一位移传感器，系配置该基准导电板的上方，且能够沿着该基准导电板的长向移动。

其中该基准导电板平行该第一滚轮与该第二滚轮，且该基准导板的顶面相对该第一滚轮及该第二滚轮的顶缘形成一高度差，藉此使得需测量的薄膜或板材位于该第一滚轮与该第二滚轮的顶缘不接触该基准导电板。

其中该基准导电板的顶面为一平面部。

其中该位移传感器为一涡电流-电容位移传感器。

其中该位移传感器自该基准导电板的表面取得一第一测量讯号，以及自该待测量物的表面取得一第二测量讯号。

本发明采用上述设计方案，包含一第一滚轮，一第二滚轮配置成平行该第一滚轮的组态；一基准导电板固定地配置在该第一滚轮及该第二滚轮之间；以及一位移传感器，例如涡电流-电容位移传感器，配置基准导电板的上方，且位移传感器能够沿着该基准导电板的长向移动。藉此一待测量物，例如一薄膜或一板材位于该第一滚轮与该第二滚轮的顶缘不接触基准导电板，而位移传感器可以自基准导电板的顶面与待测量物表面分别撷取一测量讯号，幷经由计算得到该待测量物的厚度。

对于待测量物而言，第一滚轮与第二滚轮相离组配置成互相平行的组态提供较大面积的承置效果，因此第一滚轮与第二滚轮不需要很大的直径；对第一滚轮与第二滚轮而言，其体积小、重量轻，制作成本低。

又第一滚轮与第二滚轮不作为符测量物之厚度测量时的讯号基准面，因此第一滚轮与第二滚轮表面的加工精度要求较低，更有助于降低滚轮的制造成本。

另外，第一滚轮与第二滚轮的质量轻，相对地可藉由较小的驱动扭力来使其转动；换言之，即使本发明用以测量厚度较小的薄膜，薄膜与第一滚轮、第二滚轮接触及相对运动所产生的作用力便可用以驱动各滚轮转动，是以本发明不需要额外搭配马达动力来驱动第一滚轮及第二滚轮，具有低使用成本的功效。

更值得注意的是，基准导电板为长条状且具有平面部，所以结构精简，而且平面部要加工成具有精准水平度的技术难度低于传统基准滚轮表面真圆度的加工难度，是以本发明的基准导电板的制作成本低；再者，基准导电板为固定且不接触待测量物，所以在正常使用的情形下，几乎不需要维修，对整个测量系统而言可以减少维修机率与维修成本。

下面结合附图对本发明进一步详细说明

附图说明

图1为习用非接触测量系统示意图。

图2为本发明之测量系统外观图。

图3为本发明之测量系统结构及使用状态示意图。

具体实施方式

如图2所示，图中揭露一双滚轮非接触式测量系统，系包含一机体20，一第一滚轮21及一第二滚轮22组设在该机体20上且形成互相平行。第一滚轮21与第二滚轮22系相离一段距离，且第一滚轮21与第二滚轮22的顶缘高度可以位于同一水平高度。

一基准导电板24系一长板形构件且具有一平面部25。该基准导电板24组设在该第一滚轮21与第二滚轮22之间，且平面部25的高度低于第一滚轮21与第二滚轮22的顶缘。

一位移传感器26，例如涡电流-电容位移传感器，由一涡电流传感器与一电容传感器组成，其系配置在该机体20且位在基准导电板24的上方。位移传感器26可以沿着基准导电板24的长向位移。

如图3所示，本发明的使用状态是使一待测量物30，例如薄膜或板材，靠置在第一滚轮21与第二滚轮22的顶缘，同时待测量物30也覆盖在基准导电板24的顶面。由于基准导电板24的平面部25与第一滚轮21及第二滚轮22的顶缘之间相距一段高度差40，所以待测量物30不接触到基准导电板24。

当一控制讯号输入伺服装置或系统(未显示)可以驱使位移传感器26沿着基准导电板24的长向移动并进行测量；此时位移传感器26中的涡电流传感器可以自基准导电板24的平面部25取得一第一测量讯号D1；位移传感器26中的电容传感器可以自待测量物30表面取得一第二测量讯号D2；藉由第一测量讯号D1与第二测量讯号D2的分析与计算，可以获得待测量物30的厚度。

对于待测量物30而言，第一滚轮21与第二滚轮22相离组配置成互相平行的组态提供较大面积的承置效果，因此第一滚轮21与第二滚轮22不需要很大的直径；对第一滚轮21与第二滚轮22而言，其体积小、重量轻，制作成本低。

又第一滚轮21与第二滚轮22不作为符测量物30之厚度测量时的讯号基准面，因此第一滚轮21与第二滚轮22表面的加工精度要求较低，更有助于降低滚轮的制造成本。

另外，第一滚轮21与第二滚轮22的质量轻，相对地可藉由较小的驱动扭力来使其转动；换言之，即使本发明用以测量厚度较小的薄膜，薄膜与第一滚轮21、第二滚轮22接触及相对运动所产生的作用力便可用以驱动各滚轮转动，是以本发明不需要额外搭配马达动力来驱动第一滚轮21及第二滚轮22，具有低使用成本的功效。

更值得注意的是，基准导电板24为长条状且具有平面部25，所以结构精简，而且平面部25要加工成具有精准水平度的技术难度低于传统基准滚轮表面真圆度的加工难度，是以本发明的基准导电板24的制作成本低；再者，基准导电板24为固定且不接触待测量物30，所以在正常使用的情形下，几乎不需要维修，对整个测量系统而言可以减少维修机率与维修成本。

以上为本发明之较佳实施例以及设计图式，幷非用于限制本发明技艺之权利范围。

Claims (5)

1.一种双滚轮非接触式厚度测量系统，其特征在于：其包含：

一第一滚轮；

一第二滚轮，系配置成平行该第一滚轮；

一基准导电板，系固定地配置在该第一滚轮及该第二滚轮之间；

一位移传感器，系配置该基准导电板的上方，且能够沿着该基准导电板的长向移动。

2.如权利要求1所述的双滚轮非接触式厚度测量系统，其特征在于：该基准导电板平行该第一滚轮与该第二滚轮，且该基准导板的顶面相对该第一滚轮及该第二滚轮的顶缘形成一高度差，藉此使得需测量的薄膜或板材位于该第一滚轮与该第二滚轮的顶缘不接触该基准导电板。

3.如权利要求1所述的双滚轮非接触式厚度测量系统，其特征在于：该基准导电板的顶面为一平面部。

4.如权利要求1所述的双滚轮非接触式厚度测量系统，其特征在于：该位移传感器为一涡电流-电容位移传感器。

5.如权利要求1所述的双滚轮非接触式厚度测量系统，其特征在于：该位移传感器自该基准导电板的表面取得一第一测量讯号，以及自该待测量物的表面取得一第二测量讯号。

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