CN104254759A - 用于在片材制造或处理系统中校正片材产品的卡尺厚度测量值的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种方法包括使用具有第一和第二传感器模块（202-204，302-304）的卡尺厚度传感器（200，300）来测量（508）材料片材（108）的卡尺厚度。所述方法还包括基于第一传感器模块中的第一传感器组件和第二传感器模块中的第二传感器组件之间的横向位移来调整（514）卡尺厚度测量值以生成所校正的卡尺厚度测量值。调整卡尺厚度测量值可以包括应用基于所测量的横向位移来调整卡尺厚度测量值的校正函数。所述校正函数可以通过在第一和第二传感器组件之间重复地创造不对准，使用卡尺厚度传感器测量已知距离，并识别已知距离的测量值和已知距离之间的误差来识别。

Description

用于在片材制造或处理系统中校正片材产品的卡尺厚度测量值的系统和方法

技术领域

本公开总体涉及测量和控制系统。更具体地，本公开涉及一种用于在片材制造或处理系统中校正片材产品的卡尺厚度（caliper）测量值的系统和方法。

背景技术

材料网片或其他片材用于各种工业并以各种方式使用。这些材料可以包括纸、多层纸板、和制造或处理成长片材的其他产品。作为特定示例，长纸张片材可以成卷制造并收集。这些材料片材经常以高速率，比如每小时高达一百公里的速度或更高的速度制造或处理。

当制造或处理片材时，经常需要或期望测量材料片材的一个或多个属性。例如，经常期望测量被制造的纸或其他片材的卡尺厚度（厚度）以验证片材的卡尺厚度是否在某些规范之内。然后可以对片材制造过程进行调整以确保片材的卡尺厚度保持在所需的范围内。

发明内容

本公开提供了一种用于在片材制造或处理系统中校正片材产品的卡尺厚度测量值的系统和方法。

在第一实施例中，一种方法包括使用具有第一和第二传感器模块的卡尺厚度传感器来测量材料片材的卡尺厚度。方法还包括基于第一和第二传感器模块之间的横向位移来调整卡尺厚度测量值以生成所校正的卡尺厚度测量值。

在第二实施例中，一种系统包括卡尺厚度传感器，其具有第一和第二传感器模块，这些传感器模块配置为允许材料片材穿过传感器模块之间的间隙。系统还包括至少一个处理单元，其配置为识别片材的卡尺厚度测量值并基于第一和第二传感器模块之间的横向位移来调整卡尺厚度测量值以生成所校正的卡尺厚度测量值。

在第三实施例中，一种装置包括至少一个处理单元，其配置为识别材料片材的卡尺厚度测量值。至少一个处理单元还配置为基于卡尺厚度传感器的第一和第二传感器模块之间的横向位移来调整卡尺厚度测量值以生成所校正的卡尺厚度测量值。装置还包括至少一个存储器，其配置为存储所校正的卡尺厚度测量值。

根据以下附图、说明书和权利要求书，其他技术特征对本领域技术人员来说可以是显而易见的。

附图说明

为了更完整的理解本公开，现在参照结合附图进行的以下描述，在附图中：

图1示出了根据本公开的示例性片材制造或处理系统；

图2A至图2G示出了根据本公开的片材制造或处理系统中的第一示例性卡尺厚度传感器；

图3A至图3C示出了根据本公开的片材制造或处理系统中的第二示例性卡尺厚度传感器；

图4示出了根据本公开的卡尺厚度测量值误差和传感器模块位移之间的示例性关系；并且

图5示出了根据本公开的片材制造或处理系统中的卡尺厚度测量值的示例性方法。

具体实施方式

下面讨论的图1至图5，以及用于描述该专利文献中的本发明的原理的各种实施例仅以说明的方式并且无论如何不应解释为限制本发明的范围。本领域技术人员将理解，本发明的原理可以在任何类型的适当布置的设备或系统中实现。

图1示出了根据本公开的示例性片材制造或处理系统100。在该示例中，系统100包括造纸机102、控制器104和网络106。造纸机102包括用于生产纸产品（即在卷筒110处收集的纸张片材108）的各种组件。控制器104监视并控制造纸机102的操作，其可以帮助维持或增加由造纸机102生产的纸张片材108的质量。

在该示例中，造纸机102包括至少一个流浆箱112，其跨机器地将浆料悬浮液均匀分配到连续移动的金属丝网筛或金属网眼113上。进入流浆箱112的浆料悬浮液可以包含例如0.2-3%的木纤维、填料、和/或其他材料，其中悬浮液的剩余部分是水。流浆箱112可以包括一阵列的稀释致动器，其跨片材地将稀释水分配到浆料悬浮液中。稀释水可以用于帮助确保由此产生的纸张片材108跨片材108具有更均匀的基本重量。

排水元件114的阵列，比如真空箱，尽可能多地除去水以发起片材108的形成。一阵列的蒸汽致动器116产生热蒸汽，所述热蒸汽穿透纸张片材108并将蒸汽的潜伏热释放到纸张片材108中，由此增加跨片材的截面中的纸张片材108的温度。温度的增加可以允许更容易从纸张片材108中除去剩余的水。一阵列的再润湿淋浴致动器118将小水滴（其可以经空气雾化）添加到纸张片材108的表面上。这一阵列的再润湿淋浴致动器118可以用于控制纸张片材108的湿度廓线，减小或防止纸张片材108过度干燥，或校正纸张片材108中的任何干燥条痕。

纸张片材108然后经常穿过具有反向旋转的辊的几个夹头的砑光机。感应加热致动器120阵列对这些辊的各一个的壳体表面进行加热。因为每个辊表面都局部升温，所以辊直径局部扩大并因此增加夹头压力，其反过来局部压缩纸张片材108。感应加热致动器120阵列因此可以用于控制纸张片材108的卡尺厚度（厚度）廓线。砑光机的夹头还可以配备有其他致动器阵列，比如空气淋浴或蒸汽淋浴阵列，其可以用于控制纸张片材的光泽度廓线或平滑度廓线。

在图1中示出了两个额外的致动器122-124。厚浆流致动器122控制在流浆箱112处接收的输入原料的一致性。蒸汽流致动器124控制从干燥筒传递至纸张片材108的热量。致动器122-124例如可分别表示控制原料和蒸汽的流动的阀。这些致动器可以用于控制纸张片材108的干重和水分。

额外的组件可用于进一步处理纸张片材108，比如超级砑光机（以提高纸张片材的厚度、平滑度、和光泽度）或一个或多个涂布站（每个涂布站将一层涂布剂涂覆到纸的表面上以提高纸张片材的平滑度和可印刷性）。类似地，额外的流致动器可以用于控制厚原料中的不同类型的浆料和填料材料的比例并控制混合到原料中的各种添加剂（比如助留剂或染料）的量。

这表示一个类型的可以用于生产纸产品的造纸机102的简要描述。关于这个类型的造纸机102的额外详情在本领域中是已知的并且对理解本公开来说是不需要的。同样，这表示一个特定类型的可以在系统100中使用的造纸机102。可使用其他机器或设备，其包括用于生产纸产品的任何其他或额外组件。另外，本公开不限于与生产纸产品的系统一起使用并且可与处理纸产品的系统或生产或处理其他物品或材料（比如多层纸板、硬纸板、塑料、纺织品、金属箔或片材、或被制造或处理成移动片材的其他或额外材料）的系统一起使用。

为了控制制纸过程，可以连续地或重复地测量纸张片材108的一个或多个属性。在制造过程中可以在一个或多个阶段测量纸张属性。该信息然后可以用于调整造纸机102，比如通过调整造纸机102内的各种致动器。这可以帮助弥补来自所期望对象的片材属性的任何变化，其可以帮助确保片材108的质量。

如图1中所示，造纸机102包括一个或多个扫描器126-128，其中的每一个都可以包括一个或多个传感器。每个扫描器126-128都能够测量纸张片材108的一个或多个特性。例如，每个扫描器126-128都可包括用于测量各向异性、基本重量、颜色、光泽度、光泽、雾度、表面特征（比如表面特征的粗糙度、地形、或取向分布），或纸张片材108的任何其他或额外特征的传感器。

每个扫描器126-128都包括用于测量或检测纸张片材108的一个或多个特征的任何合适结构或多个结构，比如一组或多组传感器。使用扫描器表示测量片材属性的一个特定实施例。可使用其他实施例，比如包括一个或多个固定组或阵列的传感器的实施例，这些传感器部署在跨片材的一个或几个位置中或部署在跨片材的整个宽度的多个位置中，以使得大致测量整个片材宽度。

控制器104从扫描器126-128接收测量数据并使用数据来控制造纸机102。例如，控制器104可以使用测量数据来调整造纸机102的任何致动器或其他组件。控制器104包括用于控制造纸机102的至少一部分(例如计算设备)的操作的任何合适结构。

网络106耦合至造纸机102的控制器104和各种组件（比如致动器和扫描器）。网络106促成系统100的组件之间的通信。网络106表示任何合适网络或促进系统100中的组件之间的通信的网络的组合。网络106例如可表示有线或无线以太网网络、电信号网络（比如HART或FOUNDATION FIELDBUS网络）、气动控制信号网络、或任何其他或额外网络。

卡尺厚度测量值可以使用扫描器126-128中的一个或多个来捕获。例如，扫描器126-128中的一个或多个可包括至少一个光学卡尺厚度传感器。光学卡尺厚度传感器可以包括上和下传感器模块，并且一个或多个激光器或其他非接触距离测量设备（比如彩色共焦显微镜或太赫兹设备）可以用于测量至片材108的一侧或两侧的距离。同样，除了光学测量之外，涡电流传感器可以测量传感器模块之间的距离。涡电流传感器的测量线圈可以刚性地附接至并参考光学测量中的一个并。然而，由于涡电流传感器使用的传导性对象的有限尺寸和特征，涡电流传感器的读数可以受到上和下传感器模块的相对横向位移的影响。光学卡尺厚度传感器因此可以包括测量相对横向位移的额外组件，并且卡尺厚度测量值可以使用位移测量值来校正。以这种方式，可以获得更精确的卡尺厚度测量值，由此允许系统100更精确的控制。

虽然图1示出了片材制造或处理系统100的一个实例，但是可以对图1作出各种改变。例如，其他系统可用于生产其他纸或非纸产品。同样，尽管被示为包括具有各种组件和单个控制器104的单个造纸机102，但是生产系统100可包括任何数量的造纸机或具有任何合适结构的其他生产机器，并且系统100可包括任何数量的控制器。另外，图1示出了其中可以使用卡尺厚度测量值的校正的一个操作环境。该功能可在任何其他合适的系统中使用。

图2A至图2G示出了根据本公开的片材制造或处理系统中的第一示例性卡尺厚度传感器200。卡尺厚度传感器200例如可在图1中所示的扫描器126-128中的一个或多个中使用。

如图2A中所示，卡尺厚度传感器200包括上传感器模块202和下传感器模块204。上传感器模块202在该示例中包括上传感器基板208，其可以用于物理地将上传感器模块202耦合至另一个结构（比如跨片材108的表面移动上传感器模块202的传感器平台）。上传感器模块202的其他组件也可安装或以其它方式耦合至上传感器模块202。传感器防尘盖210表示放置在片材108附近的结构。传感器防尘盖210包括如图2B中所示的孔眼212。孔眼212允许辐射或者从辐射源穿过防尘盖210以便传递至片材108或在与片材108相互作用之后传递至检测器。

下传感器模块204包括下传感器基板216和下传感器圆顶218。下传感器基板216可以用于物理地将下传感器模块204耦合至另一个结构（比如跨片材108的另一个表面移动下传感器模块204的传感器平台）。下传感器模块204的其他组件还可安装或以其它方式耦合至下传感器模块204。下传感器圆顶218发挥各种功能，比如为涡电流传感器（如下所述的Z传感器227）提供对象并充当片材稳定器。片材108穿过上和下传感器模块202-204之间的间隙。下传感器圆顶218包括如图2B中所示的孔眼220。下传感器圆顶218还包括片材定位结构222，当片材108在传感器模块202-204之间穿过时用于帮助维持片材108的位置。例如，结构222可包括Coanda后台阶。

每个传感器模块202-204包括用于放置在片材附近并用于促进片材的卡尺厚度测量值的任何合适结构。每个传感器基板208，216都包括用于物理地将传感器模块耦合至外部结构（比如传感器平台）的任何合适结构。每个孔眼212，220都表示任何合适开口或允许辐射穿过传感器模块的其他机构。片材定位结构222包括帮助维持片材的位置的任何合适结构。

在该示例中，距离测量单元224经由另一个组件（Z传感器227）安装至上传感器基板208，并且距离测量单元226安装至下传感器基板216。距离测量单元224-226执行非接触距离测量操作以测量至片材108的相对侧的距离。例如，每个距离测量单元224-226都可生成被提供至片材108的辐射。每个距离测量单元224-226还可测量已与片材108相互作用的辐射。每个距离测量单元224-226可进一步执行三角测量或其他操作以测量距离，或其可向执行三角测量或其他操作的外部组件提供其数据以测量距离。

每个距离测量单元224-226都包括用于以非接触方式测量距离的任何合适结构。例如，每个距离测量单元224-226可包括用于生成辐射的激光器和具有相关联电子设备和光学设备以作出三角测量的位置敏感检测器。在一些实施例中，一个距离测量单元生成可见光谱中的辐射，而另一个距离测量单元生成红外线光谱中的辐射。

图2C示出了上传感器模块202的一些部分的额外详情。如这里所示，距离测量单元224安装在Z传感器227上，Z传感器227进而安装在上传感器基板208。上传感器模块202还包括冷却器228。Z传感器227包括用于涡电流传感器或感应接近传感器的感测线圈并测量至下传感器圆顶218的距离。如下所述，该距离用于确定片材108的卡尺厚度。Z传感器227包括用于无线地测量距离的任何合适结构，比如在传感器圆顶218中生成涡电流的感应传感器线圈。冷却器228帮助维持Z传感器227的温度。冷却器228包括用于冷却结构的任何合适结构，比如珀耳帖冷却器。

图2D示出了下传感器模块204的一些部分的额外详情。如这里所示，距离测量单元226安装在下传感器基板216上。下传感器模块204还包括可移动传感器圆顶218的可移动台。在校准和涉及Z传感器227的其他操作期间可以使用传感器圆顶218的移动。特别是，Z传感器227在传感器圆顶218中产生涡电流，并且传感器圆顶218的精确定位可以使用可移动台来执行。

在该示例中，精确滑块232移动传感器圆顶218并由步进电动机234致动。传感器236测量传感器圆顶218的移动，比如以亚微米级精度。传感器圆顶218包括支持Z传感器的操作的任何合适传导性结构。精确滑块232包括用于移动涡电流传感器的对象的任何合适结构。电动机234包括用于移动精确滑块由此移动涡电流传感器的对象的任何合适结构。传感器236包括用于测量涡电流传感器的对象的位置的任何合适结构，比如线性可变差动变压器或高精度光学编码器。

图2E示出了传感器圆顶218的位置的额外详情。这里，传感器圆顶218包括支架238，其表示用于将传感器圆顶218耦合至精确滑块232的任何合适结构。传感器圆顶218还包括至少一个保持器240。保持器240包括用于保持标志241的任何合适结构。在正常操作期间，保持器240移动使得没有任何东西位于孔眼220中，从而允许辐射从距离测量单元226朝向片材108穿过和/或从片材108穿至距离测量单元226。在标准化或再校准操作期间，保持器240移动使得标志241位于孔眼220中。标志241表示具有一个或多个已知特征(比如反射性)的结构。标志241帮助校准卡尺厚度传感器的组件的操作。

图2F示出了下传感器模块204的一些部分的其他额外详情。在图2F中，孔眼220提供对保持器240内的标志241的访问。下传感器模块204还包括后台阶244，其表示下传感器圆顶218的隆起或凸起表面。狭缝246紧挨着后台阶244并通向空气室248。这些结构244-248帮助将片材108稳定在传感器模块202-204之间的间隙中。

图2G示出了卡尺厚度传感器200如何操作以测量片材108的厚度的示例。在该示例中，Z传感器227测量传感器模块202-204之间的距离Z。同样，卡尺厚度传感器200使用距离测量单元224测量传感器模块202和片材108之间的距离L₁，并且卡尺厚度传感器200使用距离测量单元226测量传感器模块204和片材108之间的距离L₂。片材108的卡尺厚度（厚度）T然后可以通过计算Z-L₁-L₂来计算。在一些实施例中，卡尺厚度的计算可以使用至少一个处理单元250，比如微处理器，微控制器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、或其他计算或处理设备来完成。至少一个存储器252可以存储由处理单元250使用、生成、或收集的指令和数据。至少一个网络接口254可以用于与外部设备或系统通信，以将卡尺厚度测量值传输至控制器104或其他目的地。

图3A至图3C示出了根据本公开的片材制造或处理系统中的第二示例性卡尺厚度传感器300。卡尺厚度传感器300这里操作以测量片材108的一侧上的距离，而片材108的另一个侧与卡尺厚度传感器300物理接触。这允许卡尺厚度测量值使用仅一个三角测量或其他距离计算而发生。

在该示例中，卡尺厚度传感器300包括上传感器模块302和下传感器模块304。上传感器模块302的一些部分在图3B中示出，并且下传感器模块304的部分在图3C中示出。如这里所示，上传感器模块302包括距离测量单元324，其测量从上传感器模块302至片材108的距离。距离测量单元324例如可在片材108处引导激光束或其他辐射，从片材108接收反射的辐射，并对片材的距离进行三角测量。Z传感器327计算至下传感器模块304中的下传感器圆顶318的距离。冷却器可用于帮助维持Z传感器327的温度。下传感器圆顶318帮助稳定片材108并充当Z传感器327的对象。

如图3C中所示，下传感器模块304包括按钮320，其从传感器模块304略微凸出。在正常操作期间，片材108可在卡尺厚度测量值期间与按钮320接触。在标准化或再校准操作期间，距离测量单元324可在按钮320处引导辐射，按钮320朝距离测量单元324向后反射辐射。按钮320包括支持辐射反射的任何合适结构，比如包含固定或可移动标志的结构。

下传感器模块304还包括邻近按钮320的各种通道350。通道350的至少一些包括通路352。在操作期间，一个或多个吸引设备可流体地耦合至下传感器模块304，并且吸引设备可通过通路352从通道350中除去空气。这可以被实现以除去与片材108一起移动的边界层空气，这可以帮助稳定片材108。这里可使用任何合适的吸引设备。同样，通道350可具有任何合适的尺寸、形状、维度、和布置，并且可使用任何合适的通路352。

在图3A至图3C中所示的示例中，片材108与按钮320物理地接触，该按钮物理附接至传感器圆顶318。通道350和通路352支持片材108的稳定并帮助保持片材108并抵靠在按钮320上。在校准期间，可以确定上传感器模块302和按钮320之间的距离。因此，为了在卡尺厚度测量值期间计算片材的卡尺厚度，可从上传感器模块302和按钮320之间的距离减去上传感器模块302和片材108之间的距离。

卡尺厚度传感器300可另外包含图2A至图2G中所示的许多元件。例如，下传感器模块304可包括精确滑块232、步进电动机234、和用于移动传感器圆顶318的传感器236。

如上所述，Z传感器227，327使用涡电流来测量卡尺厚度传感器中上和下传感器模块之间的距离。例如，这些涡电流在Z传感器的对象(传感器圆顶218、318)中通过Z传感器227，327的线圈产生。如图2G中所示，该距离Z以及距离L₁和L₂（分别由距离测量单元224-226测量）允许卡尺厚度传感器200计算片材108的厚度T。卡尺厚度传感器300中可能会发生类似计算，其中距离Z以及距离L₁允许卡尺厚度传感器300计算片材108的厚度T（假设距离L₂为零）。

当卡尺厚度传感器中的上和下传感器模块在x和y方向上不对准时，可能会出问题。x方向可表示跨片材108的宽度的方向（也被称为“横向”或CD）。y方向可表示沿片材108长度向下的方向（也被称为“纵向”或MD）。当x和/或y方向上存在不对准时，上传感器模块中的Z传感器227，327与下传感器模块中的对象（传感器圆顶218，318）没有精确地对准。这可能会降低使用卡尺厚度传感器200，300进行的卡尺厚度测量值的精度。

根据本公开，卡尺厚度传感器包括用于识别上和下传感器模块之间的位移或以其它方式识别Z传感器的组件之间的位移（比如线圈与其对象之间不对准）的机构。位移可以在xy平面中测量，该平面可以在片材108的期望位置上或与之平行。注意，位移可以以任何合适的方式测量或表示。例如，位移可使用笛卡儿坐标系中的x和y距离、极坐标系中的距离和角、或以任何其他合适方式来测量或表示。

通过改变位移，可以表征不同位移如何造成Z传感器测量值中的误差（以及因此卡尺厚度测量值中的误差）。例如，可改变x方向和/或y方向上的位移以识别定义由位移造成的卡尺厚度误差的线性方程、二次方程、或其他方程。在正常操作期间，实际位移的测量值然后可以在方程中使用以识别卡尺厚度测量值中的实际误差。该误差可用于生成所校正的卡尺厚度测量值，其更接近片材108的实际厚度。

任何合适的技术都可用于在卡尺厚度传感器的传感器模块中形成不对准以便表征由不对准造成的误差。同样，任何合适的技术都可用于测量卡尺厚度传感器的传感器模块中的实际不对准。例如，在一些实施例中，一个或多个额外传感器用于测量传感器模块之间的位移。其实例在图2B中示出，其中传感器260和/或传感器262用于识别位移。传感器260可刚性地附接至上传感器模块，和/或传感器262可刚性地附接至下传感器模块。这些传感器260，262测量上和下传感器模块之间的相对横向位移（在x和y或其他测量值中）。传感器260，262包括用于测量位移的任何合适结构，比如磁阻传感器，例如来自HONEYWELL INTERNATIONAL INC的HMC1501位移传感器。

在操作片材制造或处理系统中的卡尺厚度传感器期间，卡尺厚度传感器对不对准的特征灵敏度可以在任何合适的时间被确定，比如在工厂中或在现场位置。该特征灵敏度然后可以与实际位移测量值一起用来识别实际位移诱导的误差。下面提供了关于确定和使用不对准校正的额外详情。

虽然图2A至图3C示出了片材制造或处理系统中的示例性卡尺厚度传感器，但是可以对图2A至图3C作出各种改变。例如，这些图中示出的每个组件可具有任何合适的尺寸、形状、和维度并且可以由任何合适的材料形成。同样，如果不需要与这些组件相关联的功能，则可省略这些图中所示的一个或多个组件。另外，使用不对准校正可利用任何其他合适的卡尺厚度传感器来完成并且不限于只与这里所示的卡尺厚度传感器200，300一起使用。

图4示出了根据本公开的卡尺厚度测量值误差和传感器模块位移之间的示例性关系。特别地，图4示出了卡尺厚度传感器对不对准的示例性特征灵敏度400。

如图4中所示，CD方向上的不对准沿下轴线之一绘制，并且MD方向上的不对准沿下轴线中的另一个轴线绘制。由MD和CD方向上的不对准造成的误差沿垂直轴线绘制。图4中所示的特征灵敏度400可通过改变卡尺厚度传感器的对准并检测已知距离的测量值中的误差来生成。在数个不同MD和CD不对准组合上重复该过程可以用于生成特征灵敏度400。

注意，卡尺厚度误差在MD和CD方向上可以是对称的或不对称的。同样注意，MD和CD方向上的卡尺厚度误差在这里共同表示为共同表面，但它们可分别表示。此外，注意，尽管这里的表面以笛卡儿的形式示出，但是可使用球状或其他形式。另外，注意，名义工作x和y值在CD或MD轴线上不一定处于极值、拐点、或局部对称性或反对称性的其他点上。

虽然图4示出了卡尺厚度测量值误差和传感器模块位移之间的关系的一个实例，但是可以对图4作出各种改变。例如，图4中所示的特征灵敏度400可以专门针对一个特定的卡尺厚度传感器或特定类型的卡尺厚度传感器。其他卡尺厚度传感器可以是其他特征灵敏度。

图5示出了根据本公开的片材制造或处理系统中的卡尺厚度测量值的示例性方法500。如图5中所示，在步骤502中，一个或多个光束朝片材传输，并在步骤504中，接收与片材相互作用的一个或多个光束。这例如可包括朝片材108的两侧传输激光束的距离测量单元224-226。这还可以包括仅朝片材108的一侧传输激光束的距离测量单元324。这可进一步包括位于片材108的一侧或两侧上的距离测量单元中的一个或多个检测器，所述检测器接收被片材108反射的一个或多个激光束。

在步骤506中，两个传感器模块之间的距离使用涡电流传感器来确定。这例如可以包括使用Z传感器227，327来识别两个传感器模块202-204，302-304之间的距离。作为特定示例，通过Z传感器的线圈中的振荡电流在Z传感器的对象（传感器圆顶218，318）中形成的涡电流可以由相同的Z传感器线圈检测，并且这种检测到的响应识别传感器模块之间的距离。在步骤508中，片材的卡尺厚度使用光束和所估算的距离来估算。这例如可以包括卡尺厚度传感器从Z传感器的计算距离中减去使用光束估算的一个或多个距离。

在步骤510中，识别卡尺厚度传感器中的传感器模块的电流位移。这例如可以包括卡尺厚度传感器使用传感器260和/或262来测量传感器模块之间的电流位移。在步骤512中，基于所识别的不对准，识别对估算卡尺厚度值的校正，并在步骤514中，校正被施加至估算卡尺厚度值以生成所校正的卡尺厚度值。这例如可以包括卡尺厚度传感器中的处理单元250使用所测得的不对准来识别要对估算卡尺厚度测量值作出的校正。作为特定示例，卡尺厚度传感器中的处理单元250可使用以下方程来识别所校正的卡尺厚度测量值：

    （1）

其中t_uncor表示未校正的卡尺厚度测量值并且t_cor表示校正的卡尺厚度测量值。同样，x和y表示传感器模块之间的电流不对准，而z表示传感器模块之间的所测量的z距离。另外，dt/dx，dt/dy和dt/dz表示x，y和z方向上的校正因素。在一些实施例中，dt/dz可以相当小，因此卡尺厚度传感器中的处理单元250可使用以下方程来识别所校正的卡尺厚度测量值：

 （2）

注意，这些方程仅用于说明并且可使用其他方程（比如二次公式）。

在步骤516中，可以以一些方式输出、存储或使用所校正的卡尺厚度测量值。这例如可以包括卡尺厚度传感器中的处理单元250将所校正的卡尺厚度测量值输出至控制器104以便用于调整片材制造或处理系统。这还可以包括卡尺厚度传感器将所校正的卡尺厚度测量值提供至历史数据库或其他数据库以便短期或长期存储。所校正的卡尺厚度测量值可以任何其他合适的方式使用。

步骤512中用来识别对估算卡尺厚度测量值的校正的方程可以以任何合适的方式来确定。例如，在一些实施例中，现场测量值可以利用传感器模块的人为创造的不对准使用保持器240中的至少一个标志241来进行。现场测量值然后可以用于生成至少一个拟合的校正函数，比如通过识别dt/dx，dt/dy，以及可能dt/dz的值。校正函数可以用于使用传感器模块的实际不对准来计算估算卡尺厚度测量值的校正。

在其他实施例中，针对工厂中的卡尺厚度传感器生成至少一个校正函数并对其进行存储（比如存储在存储器252中）。然后在使用保持器240中的至少一个标志241来安装卡尺厚度传感器之后可以采用现场测量值以将校正函数拟合到此卡尺厚度传感器的初始位移测量值。此时，使校正函数拟合到卡尺厚度传感器并且校正函数用于基于传感器模块的实际不对准来校正卡尺厚度测量值。

在又一些其他实施例中，针对工厂中的多个卡尺厚度传感器生成至少一个校正函数并将其存储在每个卡尺厚度传感器中（比如存储在每个传感器的存储器252中）。然后在使用保持器240中的至少一个标志241来安装每个卡尺厚度传感器之后可以采用现场测量值以将校正函数拟合到此特定卡尺厚度传感器的初始位移测量值。此时，使校正函数拟合到特定卡尺厚度传感器并用于基于此卡尺厚度传感器中的传感器模块的实际不对准来校正卡尺厚度测量值。

注意，任何其他合适的技术都可用于针对卡尺厚度传感器生成至少一个校正函数。同样注意，可生成任何合适的校正函数。例如，方程（1）或（2）可通过识别dt/dx，dt/dy，以及可能dt/dz的值来生成。这些值可以根据特定卡尺厚度传感器或被分析的卡尺厚度传感器的类型而改变。作为特定卡尺厚度传感器的特定实例，dt/dx可表示卡尺厚度从大约每毫米-1.5μm至大约每毫米1.5μm变动的函数。同样，dt/dy可表示卡尺厚度从大约每毫米-10μm至每毫米大约10μm变动的线性函数。另外，dt/dz在卡尺厚度中大约每毫米1μm处相对恒定。在其他实施例中，可计算二次校正函数，比如下面所示的函数：

  （3）

其中C₁和C₂表示常数并且OffsetCD和OffsetMD表示偏移值。可以使用任何其他合适的校正函数。

虽然图5示出了片材制造或处理系统中的卡尺厚度测量值的方法500的一个示例，但是可以对图5作出各种改变。例如，尽管被示为一系列步骤，但是图5中的各种步骤可重叠，并行发生，按不同顺序发生，或发生多次。

在一些实施例中，上文描述的各种功能通过计算机程序来实现或支持，所述计算机程序由计算机可读程序代码形成并在计算机可读介质中体现。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码、和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够由计算机访问的任何类型的介质，比如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、硬盘驱动、光盘（CD）、数字视频盘（DVD）、或任何其他类型的存储器。

陈述在整个专利文献中使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”及其派生词指的是两个或两个以上元件之间任意直接或间接通信，不管这些元件是否彼此物理接触。术语“应用程序”和“程序”指的是一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、过程、功能、对象、类别、实例、相关数据或其适于在适当的计算机代码（包括源代码、目标代码、或可执行代码）中实现的一部分。术语“传输”、“接收”、和“通信”以及其派生词涵盖直接和间接通信。术语“包括”和“包含”以及其派生词指的是包括但不限于。术语“获得”及其派生词指的是任意获取数据或其他有形或无形项目，不管是从外部源获取还是从内部获取（比如通过内部生成项目来获取）。术语“或”是包容性的，指的是和/或。短语“与……相关联”和“与其相关联”，以及其派生词可以指的是包括、包括在……内、与……互连、包含、包含在……内，连接至或与……连接、耦合至或与……耦合、与……可通信、与……协作、交织、并列、接近于、绑定至或与……绑定、具有、具有……的属性等。术语“控制器”指的是控制至少一个操作的任何设备、系统、或其一部分。控制器可以在硬件、固件、软件、或其中的至少两个的一些组合中实现。与任何特定控制器相关联的功能可以被集中或被分散，不管是本地方式还是远程方式。

尽管本公开已经描述了某些实施例以及总体相关联的方法，但是这些实施例和方法的变化和置换对本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，示例性实施例的上述描述不限定或约束本公开。在不背离由以下权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，还可能存在其他改变、替换和变化。

Claims (15)

1. 一种方法，包括：

使用具有第一和第二传感器模块（202-204，302-304）的卡尺厚度传感器（200，300）来测量（508）材料片材（108）的卡尺厚度；以及

基于在第一传感器模块中的第一传感器组件与第二传感器模块中的第二传感器组件之间的横向位移来调整（514）卡尺厚度测量值以生成所校正的卡尺厚度测量值。

2. 如权利要求1所述的方法，还包括：

使用至少一个位移传感器（260-262）来测量（510）在第一与第二传感器组件之间的横向位移。

3. 如权利要求2所述的方法，其中，调整卡尺厚度测量值包括应用基于所测量的横向位移来调整卡尺厚度测量值的校正函数。

4. 如权利要求3所述的方法，其中，校正函数包括线性函数和二次函数中的一个。

5. 如权利要求3所述的方法，还包括：

通过在第一和第二传感器组件之间重复创造不对准、使用卡尺厚度传感器测量已知距离、并识别在所述已知距离的测量值与所述已知距离之间的误差来识别校正函数。

6. 如权利要求2所述的方法，其中，测量横向位移包括测量在第一传感器模块中的传感器线圈（227，327）与第二传感器模块中的传导性传感器对象（218，318）之间的横向位移。

7. 如权利要求1所述的方法，其中，测量片材的卡尺厚度包括：

测量在第一与第二传感器模块之间的第一距离；

测量从所述传感器模块中的至少一个至片材的至少一个第二距离；以及

从所述第一距离中减去所述至少一个第二距离。

8. 一种系统，包括：

卡尺厚度传感器（200，300），其包括第一和第二传感器模块（202-204，302-304），所述传感器模块（202-204，302-304）配置为允许材料片材（108）穿过在所述传感器模块之间的间隙；以及

至少一个处理单元（250），其配置为识别片材的卡尺厚度测量值，所述至少一个处理单元还配置为基于在第一传感器模块中的第一传感器组件与第二传感器模块中的第二传感器组件之间的横向位移来调整卡尺厚度测量值。

9. 如权利要求8所述的系统，其中，至少一个处理单元配置为使用来自至少一个位移传感器（260-262）的一个或多个测量值来识别在第一和第二传感器组件之间的横向位移。

10. 如权利要求9所述的系统，其中，至少一个处理单元配置为通过应用基于所识别的横向位移而调整卡尺厚度测量值的校正函数来调整卡尺厚度测量值。

11. 如权利要求10所述的系统，其中，至少一个处理单元还配置为识别校正函数。

12. 如权利要求8所述的系统，其中，

传感器模块中的至少一个包括配置为将辐射引向片材的至少一个辐射源（224-226，324）；并且

至少一个处理单元配置为使用与片材相互作用的至少一个辐射测量值来识别片材的卡尺厚度测量值。

13. 一种装置，包括：

至少一个处理单元（250），其配置为识别材料片材（108）的卡尺厚度测量值，所述至少一个处理单元还配置为基于在卡尺厚度传感器(200、300)的第一传感器模块（202，302）中的第一传感器组件与第二传感器模块（204，304）中的第二传感器组件之间的横向位移来调整卡尺厚度测量值以生成所校正的卡尺厚度测量值；以及

至少一个存储器（252），其配置为存储所校正的卡尺厚度测量值。

14. 如权利要求13所述的装置，其中，至少一个处理单元配置为使用来自至少一个位移传感器（260-262）的一个或多个测量值来识别在第一与第二传感器组件之间的横向位移。

15. 如权利要求14所述的装置，其中，至少一个处理单元配置为通过应用基于所识别的横向位移而调整卡尺厚度测量值的校正函数来调整卡尺厚度测量值。