CN104006772B - 一种超声波纸张厚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波纸张厚度测量装置。该装置包括罐体、左超声波探头、右超声波探头、通气管、活塞、左圆柱管、右圆柱管、套管、固定销、上电磁铁、下电磁铁、弹簧、锁定销、连接销、测量端面、承纸面、支架、底板。在测量过程中，超声波探头一直处于水中，超声波频率高，且装置横放，减少了气泡附着在超声波探头上造成测量错误的风险，重心降低。由于通气管的存在，在活塞运动时不会造成管内液体溢出的现象，装置运动产生的气泡可以通过通气管导出，并且可以在罐体内水量过少时及时添加水。

Description

一种超声波纸张厚度测量装置

技术领域

本发明涉及超声波测距领域，具体是涉及一种用于测量纸张厚度的超声波纸张厚度测量装置。

背景技术

在已有的超声波测厚装置中，大都采用竖直放置的方法。竖直放置有以下优点：竖直放置可以利用装置的重力进行压紧动作，可以通过单向阀控制装置的开放和密封，竖直放置可以减小装置的横向体积，节约空间。但是竖直放置存在以下缺点：装置的重心太高，可能稳定性不好。装置在上下运动中易产生气泡，产生的气泡容易附着在上端超声波探头上，造成发射或接受的信号大幅衰减，甚至接受或者发射不出超声波，严重影响测厚装置工作，而且气泡还不容易采用其他方式去除。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种超声波纸张厚度测量装置。该测量装置横放，减少了气泡附着在超声波探头上造成测量错误的风险，由于通气管的存在，在活塞运动时不会造成管内液体溢出的现象；装置的机械结构简单，制作成本低，测量精度高、可靠。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：设计一种超声波纸张厚度测量装置。所述测量装置包括罐体、左超声波探头、右超声波探头、通气管、活塞、左圆柱管、右圆柱管、套管、固定销、上电磁铁、下电磁铁、弹簧、锁定销、连接销、测量端面、承纸面、支架、底板。

所述的左超声波探头与罐体的底部连接在一起；右超声波探头与活塞的左端连接在一起，且与左超声波探头正对；罐体内部具有液体；罐体上具有通气孔，通气管与罐体的通气孔相连；活塞与罐体内腔连接；左圆柱管的左端与活塞的右端连接在一起；右圆柱管通过套管与左圆柱管连接在一起；固定销通过右圆柱管上的滑槽，与支架连接固定；右圆柱管上具有左销孔，锁定销通过右圆柱管上的左销孔与右圆柱管连接；右圆柱管上具有右销孔，连接销通过右圆柱管上的右销孔与右圆柱管连接；弹簧置于右圆柱管的内管内，并处于锁定销和固定销之间；上电磁铁的左端和下电磁铁的左端与固定销连接；上电磁铁的右端和下电磁铁的右端与连接销连接；测量端面与右圆柱管连接；承纸面与底板相连接；支架与底板相连接。

所述的套管内有内螺纹，与左圆柱管和右圆柱管的外螺纹相配合。

所述的超声波探头为分体式超声波探头。分体式探头分为发射探头和接受探头。由发射探头发射超声波，由接收探头接收超声波信号。

所述的电磁铁为推拉式电磁铁。该电磁铁可以在通电时产生拉力，带动电磁铁的自由端做收缩的动作。

所述的液体是水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在测量过程中，超声波探头一直处于水中，超声波频率高，且装置横放，减少了气泡附着在超声波探头上造成测量错误的风险，重心降低。

2、由于通气管的存在，在活塞运动时不会造成管内液体溢出的现象，装置运动产生的气泡可以通过通气管导出，并且可以在罐体内水量过少时及时添加水。

3、在锁定销与固定销之间的圆柱管内夹有弹簧，可以作为第二阶段复位使用，简单有效，且可以通过调节固定销的位置来调节弹簧的初始压力，使得测量端面在于承纸平面接触时，保持有足够的压力。

4、在每次工作时，总是先测量承纸面上无纸时的距离S1，再等纸张到来后，再次测量得S2，这样使每次测量都是差动式测量，减少系统误差的影响，提高了精度。

5、利用套管将左圆柱管和右圆柱管用螺纹连接在一起，当活塞罐体部分或者测量部分出现问题时，可以通过拧开套管，将两部分分开，使得拆装更为简单，省时。

6、超声波装置的机械结构简单，制作成本低，测量精度高、可靠。

附图说明

图1本发明超声波纸张厚度测量装置主视图俯视结构示意图；

图2本发明超声波纸张厚度测量装置主视图剖视结构示意图；

图3本发明超声波纸张厚度测量装置圆柱管主视图结构示意图；

图4本发明超声波纸张厚度测量装置圆柱管主视图剖视示意图；

图5本发明超声波纸张厚度测量装置套管主视图结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明方法做进一步说明。

本发明设计的超声波纸厚测量装置(简称测厚装置)包括罐体1、左超声波探头2、右超声波探头3、通气管5、活塞6、左圆柱管7、右圆柱管8、套管9、固定销10、上电磁铁11、下电磁铁12、弹簧13、锁定销14、连接销15、测量端面16、承纸面17、支架18、底板19。

所述的左超声波探头2与罐体1的底部连接在一起。右超声波探头3与活塞6的左端连接在一起，且与左超声波探头2正对。罐体1内部具有液体。罐体上具有通气孔，通气管5与罐体的通气孔相连。活塞6与罐体1内腔连接。左圆柱管7的左端与活塞6的右端连接在一起。右圆柱管8通过套管9与左圆柱管7连接在一起。固定销10通过右圆柱管8上的滑槽81，与支架18连接固定。右圆柱管8上具有左销孔82，锁定销14通过右圆柱管8上的左销孔82与右圆柱管8连接。右圆柱管8上具有右销孔83，连接销15通过右圆柱管8上的右销孔83与右圆柱管8连接。弹簧13置于右圆柱管8的内管内，并处于锁定销14和固定销10之间。上电磁铁11的左端和下电磁铁12的左端与固定销10连接，上电磁铁11的右端和下电磁铁12的右端与连接销15连接。测量端面16与右圆柱管8连接。承纸面17与底板19相连接。支架18与底板19相连接(参见图1、图2)。

该测厚装置的工作原理与工作过程：该测厚装置组装好后，通过通气管5的一根加水，直至水没过探头，此时，将两通气管5的端部用塞子堵住，等将设备搬运到工厂后，再将塞子打开。这样可以防止在运输过程中发生泄漏。同时，在工作过程中，保持通气管的上端始终保持竖直状态，可以防止在使用过程中泄漏。

在非工作状态时，右圆柱管8内部的弹簧13处于略压缩状态，上电磁铁11和下电磁铁12断电，处于略压缩状态，测量端面16与承纸面17挤压接触。

开始工作时，分为两个阶段：

第一阶段，纸张未到来时，测量端面16处于与承纸面17接触的状态，上电磁铁11和下电磁铁12不通电。此时，左超声波探头2工作，一端发射固定脉冲(5个)，另一端右超声波探头3接收，并取第三个脉冲信号作为测量信号，经过计算得到距离S1，将数据储存。储存后，等待前端纸张到来信号。信号到来后，控制上电磁铁11和下电磁铁12通电，测量端面16在上电磁铁11和下电磁铁12的带动下沿远离承纸面17的方向移动，完成等待动作。

第二阶段，纸张来到承纸面17后，控制上电磁铁11和下电磁铁12断电，此时在右圆柱管8内弹簧13反作用力和电磁铁的双重作用下，测量端面16与放有纸张的承纸面17紧密接触。同时，左超声波探头2工作，一端发射固定脉冲(5个)，另一端右超声波探头3接收，并取第三个脉冲信号作为测量信号，经过计算得到距离S2，并将数据存储。

最终将S＝S1-S2作为最后结果输出，输出值即为纸张厚度。

本发明测厚装置虽为测量纸张厚度而设计，但其完全适用于如塑料薄膜、布匹等类似产品的厚度测量。测厚的范围一般为0-2mm。

Claims (6)

1.一种超声波纸张厚度测量装置，包括罐体、左超声波探头、右超声波探头、通气管、活塞、左圆柱管、右圆柱管、套管、固定销、上电磁铁、下电磁铁、弹簧、锁定销、连接销、测量端面、承纸面、支架和底板；

所述的左超声波探头与罐体的底部连接在一起；右超声波探头与活塞的左端连接在一起，且与左超声波探头正对；罐体内部具有液体；罐体上具有通气孔，通气管与罐体的通气孔相连；活塞与罐体内腔连接；左圆柱管的左端与活塞的右端连接在一起；右圆柱管通过套管与左圆柱管连接在一起；固定销通过右圆柱管上的滑槽，与支架连接固定；右圆柱管上具有左销孔，锁定销通过右圆柱管上的左销孔与右圆柱管连接；右圆柱管上具有右销孔，连接销通过右圆柱管上的右销孔与右圆柱管连接；弹簧置于右圆柱管的内管内，并处于锁定销和固定销之间；上电磁铁的左端和下电磁铁的左端与固定销连接；上电磁铁的右端和下电磁铁的右端与连接销连接；测量端面与右圆柱管连接；承纸面与底板相连接；支架与底板相连接。

2.根据权利要求1所述的超声波纸张厚度测量装置，其特征在于所述的电磁铁是推拉式电磁铁。

3.根据权利要求1所述的超声波纸张厚度测量装置，其特征在于所述的超声波探头是分体式超声波探头。

4.根据权利要求1所述的超声波纸张厚度测量装置，其特征在于所述的液体是水。

5.根据权利要求1-4任一项所述的超声波纸张厚度测量装置，其特征在于，其用于塑料薄膜或布匹产品的厚度测量。

6.根据权利要求1-4任一项所述的超声波纸张厚度测量装置，其特征在于，其测厚范围是0-2mm。