CN102483321A - 用于无接触地确定料幅厚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助传感器装置无接触地确定料幅，尤其是纤维幅的厚度的方法，该传感器装置包括至少两个测量板，料幅可在这两个测量板之间导引穿过，其中，在每个测量板和料幅之间分别形成有一个气垫，以便以恒定的间距相对料幅保持测量板，其特征在于，使用传感器装置，该传感器装置既包括至少一个磁性传感器也包括光学间距测量装置，其中，磁性检测布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距，而通过光学间距测量装置检测相应的测量板与料幅之间的间距，该光学间距测量装置设置在布置在料幅对置侧的测量板上。

Description

用于无接触地确定料幅厚度的方法
本发明涉及一种用于借助传感器装置无接触地确定料幅，尤其是纤维幅的厚度的方法，该传感器装置包括至少两个测量板，料幅可从这两个测量板之间导引穿过，其中，在每个测量板与料幅之间分别形成一个气垫，以便以一间距相对所述料幅保持测量板。
迄今为止，要么采用磁性的方法要么采用光学的方法来进行无接触式的厚度测量。但这两种方法只能够测量较厚的纸，亦即尤其是厚度大于50μm的纸，因为在较薄的纸中，受方法限制不能达到所需的精度。
由专利文献EP 1 855 082A1和EP 1 855 083A1公开了一些用于无接触地确定料幅，尤其是纤维幅的厚度的光学厚度传感器。
在无接触地测量纸的厚度时，一方面要检测布置在料幅相互对置侧的光学测量单元或测量板之间的间距，另一方面要检测该测量单元或测量板与料幅之间的间距，其中，测量单元与料幅之间的间距通过光学测量获得。在此，定位在料幅相互对置侧的光学测量单元必须精确地布置在同一根光轴上，以消除由于不垂直于光轴延伸的纸幅产生的测量误差。
但是，尤其由于运动的纸幅的空气阻塞会在设置在料幅相互对置侧的光学测量单元或测量头之间出现倾斜，这导致不正确的测量。
这种例如由于运动的料幅或纤维幅10的空气阻塞导致的、在上部和下部的光学测量单元或其测量板12、14之间的倾斜可由图1得知，图1示意示出了一种用于无接触地确定厚度的传统设备，其中，各测量单元分别仅配设有一个光学传感器16或18。在这种传统的设备中，测量板12、14的倾斜不能被补偿。也就是说，在这种传统的设备中不能通过在相应的料幅侧上的仅一个光路获得精确的测量。
本发明所要解决的技术问题是，提供一种开头所述类型的改进方法，通过该方法尤其还为较薄的料幅或纸，并且尤其也为厚度小于50μm的料幅或纸获得可靠的测量值。
按照本发明，该技术问题通过使用一种传感器装置解决，该传感器装置既包括至少一个磁性传感器也包括光学的间距测量装置，其中，磁性地检测布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距，并且通过光学的间距测量装置检测相应的测量板与料幅之间的间距，该光学的间距测量装置设置在布置在料幅相互对置侧的测量板上。
因此，按照本发明将磁性的和光学的测量方法相互结合。
可以通过气垫分别以恒定的间距相对所述料幅保持测量板。
为了将测量板间距相应地调节到一个恒定的值，可以一并考虑磁性测得的测量板间距。
优选通过在至少三个不同的点处的磁性测量装置磁性地检测布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距。
还尤其有利的是，分别通过至少三个设置在相应的测量板上的光学间距测量装置光学地测量在相应的测量板与料幅之间的间距。
根据按本发明的方法的一种在实践中有利的设计方案，料幅的厚度由磁性测得的、布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距和光学测得的、布置在料幅相互对置侧的测量板与料幅之间的间距确定。为此，可以采用带有用于计算料幅厚度的相应算法的评估装置。
因为磁性传感器和光学的传感器不能布置在测量板上的相同位置上，所以将在磁性传感器的位置上磁性测得的、布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距测量值换算到光学传感器的位置上，其中，通过磁性测量值换算到光学传感器的位置上实现所需的精度。
由此实现精度的进一步改进，即，将所有在磁性传感器的位置上磁性测得的、布置在所述料幅相互对置侧的测量板之间的间距测量值分别用于计算在光学传感器的位置上的相应间距值。
优选通过至少一个设置在料幅一侧的测量板上的磁性传感器磁性地检测布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距。
在此，为了通过至少一个设置在料幅一侧的磁性传感器这样磁性地检测测量板间距，料幅对置侧的测量板优选至少部分由铁氧体或铁酸盐制成。
根据按本发明的方法的一种在实践中适宜的设计方案，通过至少三个设置在料幅一侧的测量板上的磁性传感器磁性地检测布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距。
此外，各光学间距测量装置或按本发明的传感器装置的光学传感器尤其可以设计成如在EP 1 855 082A1或EP 1 855 083A1中所描述的那样。
因此，由EP 1 855 082A1例如已知一种光学传感器，该光学传感器具有用于确定相对物体的间距的装置，其中，设有至少一个透镜装置，以便光源，尤其是激光光源的光线聚焦到物体上并且收集从物体反射和散射回来的光线；设置带有圆形开口的孔眼光阑，以便由反射和散射回来的光线形成圆形的光束，并且设置有接收圆形光束的检测器系统，该检测器系统感应光束直径，其中，根据检测器系统的信号确定到物体的间距。尤其是配属于检测器系统的分析器可以设计用于确定物体的厚度。在此，可以在物体的两侧分别设置至少一个透镜装置，并且布置在不同侧的透镜装置在彼此间可以具有规定的间距。在这种情况下，物体的厚度可以尤其由此确定，即，将分别测得的、设置在物体两侧的透镜装置到物体之间的间距累加并且将得到的和从透镜装置之间的规定间距减去。
在EP 1 855 083A1中记载了一种类似的光学传感器，其中，使用相关性小的光源，该光源尤其可以包括超发光二极管。在各透镜装置和物体之间可以设有光学的窗口。
以下根据实施例并且参照附图详细说明本发明。
在此，图2示意示出了测量板10，在该测量板10上设有多个磁性传感器121-123和多个光学的间距测量装置或传感器141-143。
设置在料幅相互对置侧的、未示出的测量板可以至少部分或完全由铁氧体或铁酸盐制成，并且用作图2中所示的、例如上部测量板10上的磁性传感器的配对件。未示出的，例如下部测量板同样包括多个光学传感器，该些光学传感器以有利的方式精确地与所示的上部测量板10的光学传感器141-143对置。
因此，按本发明，提供了一种用于借助传感器装置无接触地确定料幅，尤其是纤维幅的厚度的方法，该传感器装置包括至少两个测量板，料幅可以从这两个测量板之间导引穿过，其中，在每个测量板与料幅之间形成分别一个气垫，以便以一间距相对料幅保持测量板。纤维幅尤其可以是纸幅或纸板幅。
在此，使用既包括至少一个磁性传感器121-123又包括光学的间距测量装置141-143的传感器装置。在此，磁性地检测布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距，并且通过光学的间距测量装置141-143检测相应的测量板与料幅之间的间距，该光学的间距测量装置设置在布置在料幅相互对置侧的测量板上。
测量板可以通过气垫分别以恒定的间距相对料幅被保持。
如图2所示，布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距的磁性检测可以通过在至少三个不同的点处磁性的测量装置实现，其中，在当前的情况下，设有仅三个这种测量装置。
同样由图2可知，相应的测量板与料幅之间的间距的光学的检测可以分别通过至少三个设置在相应的测量板上的光学间距测量装置实现，其中，在当前的情况下，布置在料幅相互对置侧的测量板分别设有仅三个光学测量间距装置141-143。
可以由磁性测得的、布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距和光学测得的、布置在料幅的、相互对置侧的测量板与料幅之间的间距确定料幅的厚度。在此，首先将在位置121，122，123中磁性测得的间距值换算到光学传感器141，142，143的位置上。在图2中还定义了用于计算光学传感器的位置的几何间距。
H12＝H1+(C1/A1)*[H1-(H2+H3)/2]+[(B2/2)/B1]*(H2-H3)
H13＝H1+(C1/A1)*[H1-(H2+H3)/2]-[(B2/2)/B1]*(H2-H3)
H11＝(H2+H3)/2+(C2/A1)*[(H2+H3)/2-H1]
H1：在121处的磁性测量值
H2：在122处的磁性测量值
H3：在123处的磁性测量值
H11：在141处算得的磁性值
H12：在142处算得的磁性值
H13：在143处算得的磁性值
为了计算料幅本身的厚度值，可以设置带有相应算法的评估装置，该算法适宜地结合所有测得的测量值并且通过该算法相应地计算料幅厚度。
如已经描述得那样，优选通过至少一个设置在料幅一侧的测量板10上的磁性传感器121-123磁性地检测布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距。
在此，为了通过至少一个设置在料幅一侧的磁性传感器121-123磁性地检测测量板间距，在料幅对置侧的测量板部分或完全由铁氧体或铁酸盐制成。
通过至少三个设置在料幅一侧的测量板10上的磁性传感器121-123可以磁性地检测布置在料幅相互对置侧的测量板之间的间距，其中，在图2所示的相关测量板10的实施例中，设置仅三个这种磁性传感器121-123。
附图标记清单
10测量板
121磁性传感器
122磁性传感器
123磁性传感器
141光学的间距测量装置
142光学的间距测量装置
143光学的间距测量装置
A1，B1，B2，C1，C2间距

Claims (10)

1.一种用于借助传感器装置无接触地确定料幅，尤其是纤维幅的厚度的方法，该传感器装置包括至少两个测量板，所述料幅能从所述两个测量板之间导引穿过，其中，在每个测量板与料幅之间产生分别一个气垫，以便以一间距相对所述料幅保持所述测量板，其特征在于，使用既包括至少一个磁性传感器(121-123)也包括光学的间距测量装置(141-143)的传感器装置，其中，磁性地检测布置在所述料幅相互对置侧的测量板之间的间距，并且通过光学的间距测量装置(141-143)检测各测量板与所述料幅之间的间距，该些间距测量装置(141-143)设置在布置于所述料幅相互对置侧的所述测量板上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过气垫分别以恒定的间距相对所述料幅保持所述测量板。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过在至少三个不同的点(121-123)处的磁性测量装置磁性地检测布置在所述料幅相互对置侧的测量板之间的间距。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，分别通过至少三个设置在相应的测量板上的光学间距测量装置(141-143)光学地检测在相应的测量板与所述料幅之间的间距。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，由磁性测得的、布置在所述料幅相互对置侧的测量板之间的间距和光学测得的、布置在所述料幅相互对置侧上的测量板与所述料幅之间的间距确定所述料幅的厚度。
6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，将在所述磁性传感器(121-123)的位置上磁性测得的、布置在所述料幅相互对置侧的测量板之间的间距测量值换算到所述光学传感器(141-143)的位置上。
7.如权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，将所有在磁性传感器(121-123)的位置上磁性测得的、布置在所述料幅相互对置侧的测量板之间的间距测量值分别用于计算在所述光学传感器(141-143)的位置上的相应间距值。
8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，通过至少一个设置在所述料幅一侧的测量板(10)上的磁性传感器磁性地检测布置在所述料幅相互对置侧的测量板之间的间距。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，为了通过所述至少一个设置在所述料幅一侧的磁性传感器(121-123)磁性地检测测量板间距，在所述料幅对置侧的测量板至少部分由铁氧体或铁酸盐制成。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，通过至少三个设置在所述料幅一侧的测量板(10)上的磁性传感器(121-123)磁性地检测布置在所述料幅相互对置侧的测量板之间的间距。
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