CN106574853A - 基于传感器灵敏度测量的自动化上/下头横向对准 - Google Patents

Abstract

一种方法包括将第一传感器组件（108，110）移动（404）到相对于第二传感器组件（110,108）的多个横向位置（500,600），其中第一和第二传感器组件被配置成在相对于材料的幅材（102）的横向上移动。该方法还包括对于多个横向位置中的每一个，确定（406）与安置在第二传感器组件处的传感器源（212a，212b）相关联的传感器值，该传感器值由安置在第一传感器组件处的传感器接收器（212b，212a）测量。该方法还包括将第一传感器组件的起始对准位置（500a，600a）确定（410）为第一横向位置，其中，第一横向位置处的传感器值与一个或多个相邻的横向位置处的相应传感器值之间的差最小。

Description

基于传感器灵敏度测量的自动化上/下头横向对准

技术领域

本公开一般涉及扫描测量系统。更具体地，本公开涉及基于传感器灵敏度测量的上和下扫描头的自动化横向（cross direction）对准。

背景技术

在多种行业中并且以多种方式使用材料的片材或其他幅材（web）。这些材料可以包括纸、多层纸板和以长幅材制造或处理的其他产品。作为特定示例，可以在卷轴中制造和收集纸的长片材。

当在制造或处理幅材时，常常需要或期望测量材料的幅材的一个或多个性质。然后可以对制造或处理系统进行调整，以确保该性质保持在期望的范围内。通常使用跨幅材的宽度来回移动的一个或多个扫描头来进行测量。

发明内容

本公开提供了基于传感器灵敏度测量的上和下扫描头的自动化横向对准。

在第一实施例中，一种方法包括将第一传感器组件移动到相对于第二传感器组件的多个横向位置，其中，第一和第二传感器组件被配置成相对于材料的幅材在横向上移动。该方法还包括对于多个横向位置中的每一个，确定与安置在第二传感器组件处的传感器源相关联的传感器值，该传感器值由安置在第一传感器组件处的传感器接收器测量。该方法还包括将第一传感器组件的起始对准位置确定为第一横向位置，其中，第一横向位置处的传感器值与一个或多个相邻横向位置处的相应传感器值之间的差最小。

在第二实施例中，一种装置包括被配置成相对于材料的幅材在横向上移动的第一传感器组件。第一传感器组件包括至少一个控制器和传感器接收器，传感器接收器被配置成接收和测量来自安置在第二传感器组件处的传感器源的发射。所述至少一个控制器被配置成控制电机，所述电机被配置成将所述第一传感器组件移动到相对于所述第二传感器组件的多个横向位置。所述至少一个控制器还被配置成针对多个横向位置中的每一个，确定与如由传感器接收器测量的传感器源相关联的传感器值。所述至少一个控制器还被配置成将第一传感器组件的起始对准位置确定为第一横向位置，其中，第一横向位置处的传感器值与一个或多个相邻的横向位置处的相应传感器值之间的差最小。

在第三实施例中，一种系统包括第一传感器组件和第二传感器组件。第一传感器组件被配置成安置在材料的幅材的第一侧上并且相对于幅材在横向上移动。第二传感器组件被配置成安置在与第一侧相对的幅材的第二侧上并且在横向上移动。第一传感器组件被配置成移动到相对于第二传感器组件的多个横向位置。对于多个横向位置中的每一个，第一传感器组件还被配置成确定与安置在第二传感器组件处的传感器源相关联的传感器值，该传感器值由安置在第一传感器组件处的传感器接收器测量。第一传感器组件还被配置成将第一传感器组件的起始对准位置确定为第一横向位置，其中，第一横向位置处的传感器值与一个或多个相邻的横向位置处的相应传感器值之间的差最小。

在第四实施例中，一种非暂时性计算机可读介质使计算机程序具体化。该计算机程序包括用于将第一传感器组件移动到相对于第二传感器组件的多个横向位置的计算机可读程序代码，其中，第一和第二传感器组件被配置成相对于材料的幅材在横向上移动。所述计算机程序还包括用于针对所述多个横向位置中的每一个确定与安置在所述第二传感器组件处的传感器源相关联的传感器值的计算机可读程序代码，所述传感器值由安置在所述第一传感器组件处的传感器接收器测量。计算机程序还包括用于将第一传感器组件的起始对准位置确定为第一横向位置的计算机可读程序代码，其中，第一横向位置处的传感器值与一个或多个相邻的横向位置处的对应传感器值之间的差最小。

根据以下附图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人员来说可能是容易清楚的。

附图说明

为了更完整地理解本公开，现在结合附图对以下描述进行参考，其中：

图1示出了根据本公开的示例幅材制造或幅材处理系统的一部分；

图2A至图2C示出了根据本公开的图1系统中的示例扫描传感器组件以及在图1系统中的扫描操作期间可在传感器组件之间出现的潜在对准误差；

图3示出了根据本公开的图1的扫描传感器组件中的示例扫描传感器头；

图4示出了根据本公开的用于校准安装在独立驱动的扫描传感器头上的传感器的对准的示例方法；

图5示出了示出根据本公开的传感器信号输出对横向位置分布的示例图表；和

图6示出了示出根据本公开的针对多类型传感器的传感器测量读数对横向位置的示例图表。

具体实施方式

下面讨论的图1至图6，以及用于在本专利文档中描述本发明的原理的各种实施例仅仅是说明性的，并且不应以任何方式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。

用于片材或其他幅材相关的处理的扫描系统通常使用平移扫描头，其容纳传感器并且跨幅材的每一侧来回移动。在一些系统中，传感器可以被布置成使得源设备和接收器设备位于幅材的相对侧上。接收器设备相对于源设备的位置可能对所测量的信号具有影响，这可能引起传感器测量中的误差。在许多情况下，扫描头上的对准特征用于使传感器相对于彼此居中。

在许多系统中，上和下传感器头被机械地耦合到安装到框架和端部支撑件的带系统，并且由单个电机驱动。在这些系统中，传感器在扫描方向上的对准由驱动系统中的带齿结构的准确度确定。在其他系统中，上和下传感器头机械地分开（uncople）并且利用单独的电机独立地驱动。在那些系统中，诸如经由一个或多个位置传感器和位置控制算法，可以电子地实现传感器的对准。

传感器通常被设计成当它们彼此相对直接居中时具有对位移的低灵敏度。传感器中的制造变化和安装传感器中的变化可导致最低位移灵敏度的位置偏离中心（off-center）。换句话说，即使传感器头可以处于完美或接近完美的对准，由于制造和安装的差异，传感器本身也可能仍然没有对准。通过相对于彼此手动移动传感器头来确认和测量源到接收器的对准是耗时且容易出错的过程。

本公开的实施例通过在无片材（off-sheet）对准校准过程中测量传感器灵敏度来解决传感器对准的问题。诸如在周期性的基础上，或者作为测量灵敏度的诊断或维护例程的一部分，可以在扫描之前自动执行该对准校准过程。

图1示出了根据本公开的示例幅材制造或幅材处理系统100的一部分。如图1中所示，系统100制造或处理连续幅材102。幅材102可表示作为移动片材或其他幅材制造或处理的一个或多个任何合适的材料。示例幅材102可以包括纸、多层纸板、卡纸板（cardboard）、塑料、纺织品或金属幅材。

在该示例中，使用两对辊104a-104b和106a-106b将幅材102传送通过系统100的该部分。例如，辊对104a-104b可以从幅材制造或幅材处理系统的前一级拉动幅材102。此外，辊对106a-106b可以将幅材102供送（feed）到幅材制造或幅材处理系统的后续级中。辊对104a-104b和106a-106b在被称为“机器方向”（MD）的方向上移动幅材102。

将两个或更多个扫描传感器组件108-110定位在辊对104a-104b和106a-106b之间。每个扫描传感器组件108-110包括能够测量幅材102的至少一个特性的一个或多个传感器。例如，扫描传感器组件108-110可以包括传感器，所述传感器用于测量幅材102的湿度、厚度（caliper）、各向异性、基本重量、颜色、光彩、光泽、雾度（haze）、表面特征（诸如表面特征的粗糙度、形貌（topography）或朝向分布），或者任何其他或附加的（一个或多个）特性。通常，幅材102的特性可以沿着幅材102的长度（在“机器方向”上）和/或跨幅材102的宽度（在“横向”或“CD”上）而变化。每个扫描传感器组件108-110包括用于测量或检测幅材的一个或多个特性的一个或多个任何合适的结构。每个传感器组件108-110被配置成跨幅材102（在横向上）来回移动，以便测量跨幅材102的宽度的一个或多个特性。

每个扫描传感器组件108-110可以无线地或通过有线连接与外部设备或系统通信，外部设备或系统诸如从扫描传感器组件108-110收集测量数据的计算设备。例如，每个扫描传感器组件108-110可以与外部设备或系统通信，以使该传感器组件108-110的时钟与外部设备或系统的时钟同步。

与其中不同组件机械地耦合以保持对准的扫描器系统不同，扫描传感器组件108-110不机械耦合并且可独立移动。然而，存在许多情况，在这些情况中期望扫描传感器组件108-110在传感器组件108-110移动时保持彼此对准。在一些实施例中，传感器组件108可以是主传感器组件，并且传感器组件110可以是随动（follower）传感器组件（或反之亦然）。主传感器组件根据传感器组件运动分布（profile）跨幅材102的宽度的全部或一部分来回移动。随动传感器组件跟随主传感器组件的移动，以便保持与主传感器组件的对准。根据本公开，如下面更详细地描述的，可以使用传感器组件108-110执行无片材对准校准过程来微调传感器的对准。

虽然图1示出了一个示例幅材制造或幅材处理系统100的一部分，但是可以对图1进行各种改变。例如，虽然扫描传感器组件108-110在这里示出为使用在两对辊之间，但是扫描传感器组件108-110可以用在幅材制造或幅材处理系统的任何其他或附加的（一个或多个）位置。此外，图1示出了一种操作环境，其中可以使用用于独立驱动的双面扫描器头的对准技术。此功能可用在任何其他类型的系统中。

图2A至图2C示出了根据本公开的图1的系统100中的示例扫描传感器组件108-110以及在图1的系统100中的扫描操作期间可能在传感器组件108-110之间出现的潜在对准误差。在下面的讨论中，假设传感器组件108是主组件并且传感器组件110是随动组件。传感器组件108的大部分结构与传感器组件110的结构相同或类似。在传感器组件110的结构不同于传感器组件108的结构的情况下，那些差异在下面突出显示。

如图2A中所示，每个扫描传感器组件108-110包括各自的基架（carriage）204a-204b在其上移动的各自的轨道202a-202b。在系统100中，每个轨道202a-202b通常可以跨幅材102的宽度的横向上延伸。每个基架204a-204b可以沿着其轨道202a-202b来回横移（traverse），以跨幅材102来回移动一个或多个传感器。每个轨道202a-202b通常包括传感器组件的其他部件可以在其上移动的任何合适的结构，诸如由金属或别的合适材料形成的带、轴或梁。每个基架204a-204b包括用于沿着轨道移动的任何合适的结构。

可以使用各种机构沿着轨道202a-202b移动基架204a-204b，或者将传感器组件108-110定位在沿着轨道202a-202b的特定位置处。例如，每个基架204a-204b可以包括各自的电机206a-206b，其沿着其轨道202a-202b移动基架204a-204b。作为另一个示例，外部电机208a-208b可以移动物理连接到基架204a-204b的带209a-209b，其中带209a-209b沿着轨道202a-202b移动基架204a-204b。可以将任何其他合适的机构用于使每个基架204a-204b沿其轨道202a-202b移动。

将扫描传感器头210a-210b连接到基架204a-204b。每个传感器头210a-210b分别包括捕捉与幅材102相关联的测量的至少一个幅材传感器212a-212b。每个传感器头210a-210b包括用于承载一个或多个传感器的任何合适的结构。每个幅材传感器212a-212b包括用于捕捉与幅材的一个或多个特性相关联的测量的任何合适的结构。幅材传感器212a-212b可以表示经由与幅材的接触进行幅材的测量的接触传感器或者在不接触幅材的情况下进行幅材的测量的非接触传感器。

在许多系统中，幅材传感器212a-212b可以包括安装在传感器头210a-210b的一个上的源元件和安装在传感器头210a-210b中的另一个上的接收器元件。幅材传感器212a可以表示源元件，并且幅材传感器212b可以表示接收器元件（或反之亦然）。在一些实施例中，源元件可以是核辐射、红外光、可见光、磁场或任何其他合适类型的发射的发射器。类似地，接收器元件可以是被配置成接收和测量核辐射，红外光，可见光，磁场或任何其他合适类型的发射的接收器或检测器。作为特定示例，接收器可以是离子室、光检测器或照相机。

每个传感器头210a-210b还分别包括至少一个位置传感器元件214a-214b，用于捕捉该传感器头210a-210b的相对或绝对“横向”位置信息供在对准传感器组件108-110中使用。每个位置传感器元件214a-214b包括任何合适的结构，其用于捕捉相应的传感器头相对于幅材102或另一个校准的参考点（例如线性刻度）的位置信息，或用于确定随动传感器组件110相对于主传感器组件108在横向位置上的差。

可以以任何合适的方式向每个传感器头210a-210b提供功率。例如，可以将每个传感器头210a-210b耦合到向该传感器头提供功率的一个或多个线缆。作为另一示例，每个基架204a-204b可以骑在用于向相关联的传感器头210a-210b供应功率的一个或多个线缆或轨上。每个传感器头210a-210b还可以包括内部电源，诸如用于无线地接收功率的电池或感应线圈。可以以任何其他或附加的方式向每个传感器头210a-210b供电。

在该示例中，每个传感器头210a-210b可以将传感器测量数据发送到外部控制器216。控制器216可以以任何合适的方式使用测量数据。例如，控制器216可以使用测量数据来生成幅材102的CD分布。然后，控制器216可以使用CD分布来确定如何调整系统100的操作。控制器216还可以使用CD分布或测量数据以支持监视应用、过程历史应用或其他过程控制相关应用。

控制器216包括用于接收传感器测量数据的任何合适的（一个或多个）结构，诸如一个或多个计算设备。在特定实施例中，控制器216包括一个或多个处理设备218，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。控制器216还包括被配置成存储由（一个或多个）处理设备218使用、生成或收集的指令和数据的一个或多个存储器220，诸如一个或多个易失性和/或非易失性存储设备。另外，控制器216包括用于与外部设备或系统通信的一个或多个接口222，诸如一个或多个有线接口（如以太网接口）或一个或多个无线接口（如射频收发器）。控制器216可以表示集中式控制系统的全部或一部分或分布式控制系统的一部分。在特定实施例中，控制器216包括测量子系统（MSS），其与传感器组件108-110交互以获得和处理幅材102的测量。然后，处理的测量可以提供给控制器216的其他部件。

每个传感器头210a-210b和控制器216可以无线地或经由有线连接进行通信。在图2A中所示的实施例中，每个传感器头210a-210b被配置用于无线通信，并且分别包括至少一个天线224a-224b，并且控制器216包括至少一个天线226。天线224-226支持传感器头210a-210b和控制器216之间的无线信号228的交换。例如，控制器216可以传输指示传感器头210a-210b捕捉幅材102的测量的命令，并且传感器头210a-210b可以向控制器216传输幅材测量、位置信息和相关联的对准数据。传感器头210a-210b还可以向控制器216传输诸如诊断数据的其他数据。每个天线224a、224b、226包括用于传输无线信号，诸如射频信号，的任何合适的结构。

扫描传感器组件108-110操作以便保持传感器头210a-210b之间的对准。例如，主传感器组件108的基架204a可以根据运动分布沿着轨道202a来回移动（从而移动传感器头210a）。同时，随动传感器组件110的基架204b可以跟随主传感器组件108的移动，使得传感器头210a-210b基本保持相同的横向位置或不随着移动而改变的基本固定的偏移。注意，术语“对准”在这里是指传感器头之间的期望关系，包括传感器头具有基本上相同的横向位置的情况和传感器头在其横向位置中具有期望的偏移量的情况。

如上所指出，由于各种因素，诸如制造和安装差异或是移动期间的位置跟踪误差，传感器在使用期间可以变得不对准。例如，图2B和图2C示出了在扫描操作期间可能在传感器212a-212b之间出现的潜在对准误差。

图2B示出了传感器头210a-210b的放大视图。虽然传感器头210a-210b基本上彼此对准，但是由于一个或多个制造或安装差异，传感器212a-212b被不同地安装在它们各自的传感器头上。例如，即使传感器头210a-210b基本上相同，传感器212a-212b的安装点位置在传感器头210a-210b之间也可能稍有不同。同样地，如果每个传感器头210a-210b包括用于传感器212a-212b的多个安装点，则安装者可以在传感器头210a中选择与他或她在传感器头210b中选择来安装传感器212b不同的安装点来安装传感器212a。在这种情况下，传感器212a-212b的中心线（CL）可能没有对准，并且因此即使传感器头210a-210b基本上对准，也产生对准误差240。这种对准误差240可以被称为恒定偏移误差，因为其在扫描器操作期间不可能改变。

图2C示出了传感器头210a-210b（并且因此传感器212a-212b）的交叉位置在扫描期间改变时总横向传感器对准误差的图。总对准误差随交叉位置而该。总对准误差可以包括由于制造或安装差异或其他因素造成的恒定偏移误差240。总对准误差还可以包括可能在扫描操作期间出现的可变动态位置跟踪误差245。这可能是由于例如随动传感器组件110跟随主传感器组件108的移动的跟踪能力的限制。

随动传感器组件110可以使用各种技术在扫描操作正在进行时改进或保持与主传感器组件108的期望对准。这些对准技术中的一些依赖于这样一个假设，即在扫描操作发生之前传感器组件108-110、传感器头210a-210b或传感器212a-212b在静态预定义的“零起始点”或基线处对准。也就是说，为了使得随动传感器组件110在扫描期间改进或保持与主传感器组件108的期望对准，随动传感器组件110在扫描之前校准传感器212a-212b的对准，以虑及任何恒定偏移误差240。

根据本公开，可以通过跨故意的未对准的范围来测量传感器灵敏度而在扫描之前校准幅材传感器212a-212b的对准。例如，扫描传感器组件108-110的一个或多个部件（诸如幅材传感器212a-212b、位置传感器214a-214b和控制器216）可以在执行扫描过程之前在对准校准过程中使用。以下更详细地描述对准校准过程。

尽管图2A至图2C示出了图1的系统100中的扫描传感器组件108-110的示​​例以及在图1的系统100中的扫描操作期间可能在传感器组件108-110之间出现的潜在对准误差的示例，但是可以对图2A至图2C进行各种改变。例如，可以组合、进一步细分或省略每个扫描传感器组件108-110中的各种部件，并且可以根据特定需要添加附加部件。此外，具有连接到单独的传感器头210a-210b的基架204a-204b的每个组件的形式仅用于说明。每个传感器头210a-210b可以以任何合适的方式结合基架或与基架一起使用。

图3示出了根据本公开的图1的扫描传感器组件110中的示例扫描传感器头210b。应当理解，扫描传感器头210a可以被配置成与扫描传感器头210b相同或相似。

如图3中所示，传感器头210b包括可移动底盘302，其表示被配置成包装、容纳或以其他方式支撑传感器头210b的其他部件的壳体或其他结构。底盘302可以由（一个或多个）任何合适的材料（诸如金属）并且以任何合适的方式形成。

如上所述，传感器头210b包括至少一个幅材传感器212b和至少一个位置传感器元件214b。传感器头210b还包括电源/接收器304，其向传感器头210b提供操作功率。例如，电源/接收器304可以从外部源接收AC或DC功率，并且电源/接收器304可以将传入功率转换为适合在传感器头210b中使用的形式。电源/接收器304包括用于向传感器头210b提供操作功率的（一个或多个）任何合适的结构，诸如AC/DC或DC/DC功率转换器。电源/接收器304还可以包括电池、电容器或其他功率存储设备。

控制器306控制传感器头210b的整体操作。例如，控制器306可以从幅材传感器212b接收与幅材102的一个或多个特性相关联的测量。控制器306还可以从位置传感器元件214b接收与传感器头210b的位置相关联的位置测量。位置测量可以将传感器头210b关于另一个传感器头，或者关于幅材102或参考点的位置相关。控制器306可以进一步控制该数据向控制器216或（一个或多个）其他目的地的传输。控制器306包括任何合适的（一个或多个）处理或控制设备，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。注意，控制器306也可以实施为多个设备。

电机控制器308可以用于控制一个或多个电机的操作，一个或多个电机诸如电机206a-206b、208a-208b中的一个或多个。例如，电机控制器308可以产生和输出脉冲宽度调制（PWM）或其他控制信号，用于调整电机206b的方向和速度。可以基于来自控制器306的输入来控制方向和速度。电机控制器308包括用于控制电机的操作的任何合适的结构。

无线收发器310耦合到（一个或多个）天线224b。诸如通过向控制器216传输幅材测量、位置测量和相关数据以及从控制器216接收命令，无线收发器310促进数据的无线传输和接收。无线收发器310包括用于生成用于无线传输的信号和/或用于处理无线接收的信号的任何合适的结构。在特定实施例中，无线收发器310表示射频（RF）收发器。注意，收发器310可以使用发射器和单独的接收器来实现。

尽管图3示出了图1的扫描传感器组件110中的扫描传感器头210b的一个示例，但是可以对图3进行各种改变。例如，图3中的各种部件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加部件。作为特定示例，单个控制器或多于两个的控制器可以用于实现控制器306-308的功能。另外地或替代地，控制器306-308之一或其二者可以位于扫描传感器头210b的外部，诸如在外部控制器216处或在任何其他合适的位置处。

图4示出了根据本公开的用于校准安装在独立驱动的扫描传感器头上的传感器的对准的示例方法400。为了便于说明，相对于在图1的系统100中操作的图2A的扫描传感器组件108-110来描述方法400。方法400可以由任何其他合适的（一个或多个）设备来执行，并且在任何其他合适的（一个或多个）系统中执行。

用于对准校准的方法400可以“无幅材（off-web）”地执行（意味着不使用正被制造或处理的幅材），诸如在维护期或循环期间。作为特定示例，当替换、修理或否则关于其对应的传感器头调整传感器（诸如，幅材传感器212a-212b中的一个）的部分或全部时，可以执行方法400。方法400可以在幅材传感器212a-212b之间没有片材或者在幅材传感器212a-212b之间以具有已知属性的“假”片材执行。

如图4中所示，在步骤402，将扫描传感器组件108-110（连同它们的相应的幅材传感器212a-212b）无幅材地带至起始位置。在下面的讨论中，幅材传感器212a可以表示源元件，并且幅材传感器212b可以表示接收器元件。

在步骤404，当传感器组件108（以及幅材传感器源212a）保持在起始位置时，传感器组件110（以及幅材传感器接收器212b）移动到相对于传感器组件108的多个横向位置。传感器组件110相对于传感器组件108的每个横向位置可以被预先确定或在传感器组件110到达该位置时被测量（诸如通过使用一个或多个位置传感器214a-214b ）。多个横向位置可以跨越覆盖幅材传感器212a的中心线的估计位置的两侧的范围（诸如，跨越从幅材传感器212a左边10mm到幅材传感器212a右边10mm的范围）。多个横向位置可以是均匀间隔的，诸如每1mm。然而，横向位置可以不均匀地间隔或者可以被随机或半随机地选择。

在步骤406，在每个横向位置处激活幅材传感器212a，并且在幅材传感器212b处测量来自幅材传感器212a的信号的强度。为了比较的目的，从幅材传感器212a发射的信号的强度对于每个位置而言可以是相同的；然而，在多个位置处的对准的差异使得在幅材传感器212b处的不同测量。每个横向位置处的信号强度的测量连同相应的横向位置一起被记录。

在步骤408，控制器（诸如控制器216或控制器306）使信号强度测量和横向位置相关，以在数学上确定接收器测量对横向位置分布。分布可以具有将接收器测量和横向位置相关联的任何合适的形式。图5示出了示出根据本公开的传感器信号输出对横向位置分布的示例图。如图5中所示，x轴指示传感器组件110相对于传感器组件108的横向位置。正值指示传感器组件110在横向上定位在传感器组件108的一侧，并且负值指示传感器组件110被定位到传感器组件108的另一侧。y轴指示如在幅材传感器212b处测量的幅材传感器212a的传感器信号输出时的幅度（诸如信号电压）。每个数据点500表示在传感器组件110的相应横向位置处的测量的传感器信号强度。绘图501表示跨横向位置的范围的传感器信号强度分布。

在步骤410，控制器标识横向位置，其中，幅材传感器212b对横向位置的改变最不敏感。例如，在图5中，在围绕数据点500a的区域中，分布绘图501展示平坦部分502，其中数据点500a的左或右的小的对准改变不导致信号强度测量中的显著差异503。具体而言，在数据点500a处，分布绘图501具有零斜率。因此，认为幅材传感器212b对区域502内的横向位置的改变较不敏感，并且在数据点500a处最不敏感。相反，在传感器未被对准的区域（诸如区域504）中，分布可以展示非零斜率，使得左或右的轻微对准改变导致明显的测量差异505。

基于图5中所示的数据绘图501，控制器选择对应于数据点500a的横向位置作为传感器组件110（相对于传感器组件108）的位置，在该位置，幅材传感器212b对横向对准误差最不敏感。在该位置处，假设幅材传感器212a-212b处于最佳对准。一旦被选择，在扫描期间就保持新的最佳头对头位置。注意，由于恒定偏移误差240，数据点500a可能与传感器组件108-110的完美对准不一致。实际上，正是由于这个原因才执行方法400。

对于许多传感器，最佳对准点与信号强度的最大测量一致，诸如在图5中的数据点500a处。然而，在一些情况下，传感器测量不与信号强度线性相关，而是基于比的。例如，在一些红外传感器系统中，在幅材传感器212b处的传感器测量是信号与波长的比或两个或多个波长的比。在这种情况下，传感器分布可能不是像分布绘图501那样的反演抛物线（inverted parabola），并且最佳对准点可能不是简单地与最大传感器测量一致。

图6示出了示出根据本公开的针对多类型的传感器的传感器测量读数对横向位置的示例图表。如图5中所示，图6中的x轴指示传感器组件108相对于传感器组件110的横向位置。这里，y轴指示幅材传感器212b的测量读数。绘图601a-601c表示跨横向对准范围的三种不同类型的幅材传感器212a-212b中的每一个的测量读数分布，并且每个数据点600表示传感器组件110的相应横向位置处的传感器测量读数。

类似于图5中的分布绘图501，图6中的分布绘图601a-601c中的每一个展现平坦部分602，其中数据点600a的左或右的小的对准改变不导致传感器测量读数中的显著差异603。特别地，在数据点600a处，每个分布绘图601a-601c具有零或最小斜率。因此，认为幅材传感器212b对区域602内的横向位置的改变较不敏感，并且在数据点600a处最不敏感。相反，在传感器未对准的区域（诸如区域604）中，每个分布可以展现非零斜率，其中对左或右的轻微对准改变导致显著的测量差异605。控制器选择对应于数据点600a的横向位置作为传感器组件110（相对于传感器组件108）的位置，在该位置处，幅材传感器212b对横向对准误差最不敏感。即使在幅材传感器212b处的传感器测量可能不是最大值，也选择该位置。

使用如上所述的方法400，可以自动地确定上和下传感器头之间的最佳对准点以减少横向对准误差，而不是依赖于外部包围（enclosure）的视觉或机械对准。在头对头对准传感器（诸如位置传感器214a-214b）可用的系统中，这种对准传感器可以在扫描期间用在反馈环路中以保持对准设定点（set point）。如果位置传感器不可用，则可以使用电机编码器或来自驱动器的步进电机步进以在扫描之前偏移头。

尽管图4示出了用于校准幅材传感器的对准的方法400的一个示例，但是可以对图4进行各种改变。例如，尽管在每个图中示出为一系列步骤，但是图4中的各个步骤可以重叠、并行地发生，以不同的顺序发生，或者发生任何次数。此外，虽然已经关于横向对准描述了方法400，但是方法400也可以用于其他维度中的对准校准。例如，如果在全宽度扫描期间出现机器方向或垂直方向偏移误差，则可以在不同横向偏移处进行全宽度测试扫描以搜索全局误差最小值。另外，注意图5和图6中所示的特性仅用于说明。

在一些实施例中，上述各种功能由从计算机可读程序代码形成并且包含在计算机可读介质中的计算机程序实施或支持。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，诸如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、硬盘驱动器、光盘（CD）、数字视频盘（DVD）或任何其他类型的存储器。“非暂时性”计算机可读介质排除传输瞬时电或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时性计算机可读介质包括其中可以永久存储数据的介质和其中可以存储并且稍后覆写的数据的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储器设备。

阐述贯穿本专利文档使用的某些词语和短语的定义可能是有利的。术语“应用”和“程序”是指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）中实现的一个或多个计算机程序、软件部件、指令集、过程、函数、对象、类、实例、相关数据或其一部分。术语“传输”和“接收”及其派生词包括直接和间接通信。术语“包括”和“包含”及其派生词意味着包括但不限于。术语“或”是包括性的，意味着和/或。短语“与……相关联”以及其派生词可以意味着包括、被包括在其中、与……互连、包含、被包含在……内、连接到或与……连接、耦合到或与……耦合、与……可通信、与……协作、交织、并列、接近于、绑定到或与……绑定、具有、具有……的属性、具有到……的关系或与……具有关系等。短语“其中至少一个”当与项目列表一起使用时意味着可以使用所列出项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下组合中的任何一种：A、B、C、A和B、A和C、B和C、以及A和B和C。

虽然本公开已经描述了某些实施例和一般相关联的方法，但是这些实施例和方法的改变和置换对于本领域技术人员将是清楚的。因此，示例实施例的上述描述不限定或约束本公开。在不脱离如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，其他改变、替换和变更也是可能的。

Claims (10)

1.一种方法，所述方法包括：

将第一传感器组件（108,110）移动（404）到相对于第二传感器组件（110,108）的多个横向位置（500,600），所述第一和第二传感器组件被配置成相对于材料的幅材（102）在横向上移动；

对于所述多个横向位置中的每一个，确定（406）与安置在所述第二传感器组件处的传感器源（212a，212b）相关联的传感器值，所述传感器值如由安置在所述第一传感器组件处的传感器接收器（212b，212a）测量；和

将所述第一传感器组件的起始对准位置（500a，600a）确定（410）为第一横向位置，其中，所述第一横向位置处的传感器值与一个或多个相邻横向位置处的相应传感器值之间的差最小。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个传感器值包括传感器读数或传感器电压信号的幅度。

3. 根据权利要求1所述的方法，其中：

所述传感器源包括被配置成生成发射的源元件；和

所述传感器接收器包括被配置成测量所述发射的接收元件。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将所述传感器值和相应的横向位置相关（408）以确定传感器值对位置分布曲线。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一横向位置与所述分布曲线的零斜率或最小斜率一致。

6. 根据权利要求1所述的方法，其中：

确定每个横向位置的传感器值包括激活所述传感器源并测量在所述传感器接收器处的接收信号，以及

所述横向位置跨越覆盖所述传感器源的中心线的估计位置的相对侧的范围。

7.一种装置，包括：

第一传感器组件（108,110），被配置成相对于材料的幅材（102）在横向上移动，所述第一传感器组件（108,110）包括：

传感器接收器（212a，212b），所述传感器接收器（212a，212b）被配置成接收和测量来自安置在第二传感器组件（110,108）处的传感器源（212b，212a）的发射；和

至少一个控制器（216,306,308），所述至少一个控制器（216,306,308）被配置成：

控制被配置成将所述第一传感器组件移动到相对于所述第二传感器组件的多个横向位置（500,600）的电机（206a，206b，208a，208b）；

对于所述多个横向位置中的每一个，确定由所述传感器接收器测量的与所述传感器源相关联的传感器值；和

将所述第一传感器组件的起始对准位置（500a，600a）确定为第一横向位置，其中，所述第一横向位置处的传感器值与一个或多个相邻横向位置处的相应传感器值之间的差最小。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，每个传感器值包括传感器读数或传感器电压信号的幅度。

9. 根据权利要求7所述的装置，其中：

所述传感器源包括被配置成生成所述发射的源元件；和

所述传感器接收器包括被配置成测量所述发射的接收元件。

10.一种系统，其包括：

第一传感器组件（108,110）和第二传感器组件（110,108），所述第一传感器组件被配置成安置在材料的幅材（102）的第一侧上并且相对于所述幅材在横向上移动，所述第二传感器组件被配置成安置在所述幅材的与所述第一侧相对的第二侧上并且在横向上移动；

所述第一传感器组件还被配置成：

移动到相对于所述第二传感器组件的多个横向位置（500,600）；

对于所述多个横向位置中的每一个，确定与安置在所述第二传感器组件处的传感器源（212a，212b）相关联的传感器值，所述传感器值如由安置在所述第一传感器组件处的传感器接收器（212b，212a）测量；和

将所述第一传感器组件的起始对准位置（500a，600a）确定为第一横向位置，其中，所述第一横向位置处的传感器值与一个或多个相邻横向位置处的相应传感器值之间的差最小。