FI12054U1

FI12054U1 - Measuring arrangement

Info

Publication number: FI12054U1
Application number: FIU20170183U
Authority: FI
Inventors: Vesa Kalliokoski
Original assignee: Valmet Automation Oy
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2018-06-15

Abstract

1. Mätningsarrangemang för kontaktfri mätning, av egenskaper hos ett rörligt materialband, med en tvärgående stomme bestående av en balk (1) i vilken man rör skjutreglaget fram och tillbaka, ett hållarstöd (4), som fästs i skjutreglaget så att den är på utsidan av balken, kännetecknat av att de första stängerna (9a, 9b) fästs i hållarstödet, i vars skaft artikulationselementen (10) fästs, vilka ansluter de första stängerna till de andra stängerna (8a, 8b) och möjliggör vinkeln mellan dem, och de andra stängerna har fästs med klämelement (11) i mäthuvudramens (3) axel (6), så att mäthuvudramen kan vara i vilken vinkel som helst med de andra stängerna. Därtill skyddskraven 2-6.1. Measurement arrangement for contact-free measurement, of the characteristics of a moving material band, with a transverse body consisting of a beam (1) in which the slider is moved back and forth, a support support (4), which is attached to the slider so that it is outside of the beam, characterized in that the first rods (9a, 9b) are attached to the support support, into which the articulating elements (10) are attached, which connect the first rods to the second rods (8a, 8b) and enable the angle between them, and the second the rods have been fixed with clamping elements (11) in the axis (6) of the measuring head frame (3), so that the measuring head frame can be at any angle with the other rods. In addition, the protection requirements 2-6.

Description

Mittausjärjestely [ 1] Keksinnön kohteena on mittausjärjestely jota käytetään esimerkiksi paperin, sellun, aaltopahvin tai muun rainamaisen tuotteen valmistuksessa, jossa rainan ominaisuuksien mittaaminen suoritetaan mittapääkehikkoon liitetyillä antureilla ja jossa mittapääkehikko liikkuu edestakaisin rainan leveydeltä. Mittapääkehikko on kytketty rainan poikki kulkevan palkin liikkuvaan kelkkaan kannakointiratkaisulla. Kannakointiratkaisu mahdollistaa antureiden mittapäiden joustavan asemoinnin.Measuring Arrangement [1] The present invention relates to a measuring arrangement used, for example, in the manufacture of paper, pulp, corrugated board or other web-like product, in which measurement of web properties is performed by sensors connected to a measuring head frame. The probe frame is connected to a moving carriage of a beam passing across the web by a support solution. The support solution allows for flexible positioning of the probes.

[ 2] Keksinnön pääasiallinen käyttökohde on rainamaiseti tuotettavien tuotteiden prosessimittaukset. Rainamaisesti käsiteltäviä tuotteita ovat mm. sellu, paperi, kartonki, erilaiset kalvot ja painotuotteet. Tyypillistä rainamaisille mittaus kohteille ovat rainan erilaiset kulkusuunnat, ahtaat välit sijoittaa mittauslaitteita, sekä liikkuvan rainan aiheuttamat häiriöt kuten värinät, huojunta ja katkeamiset.[2] The main use of the invention is in process measurements of web-produced products. The products to be processed in the web are e.g. pulp, paper, board, various films and printed matter. Typical for web-like measuring objects are the different directions of travel of the web, narrow spaces to place measuring devices, and disturbances caused by a moving web, such as vibrations, fluctuations and breaks.

[ 3] Paperi-, sellu- ja kartonkirainan mittausten yksi suuri haaste on rainan erittäin suuri liikenopeus. Tämä määrittelee käytettäville antureille ominaisuuksia, joita ei välttämättä löydy tavallisista staattisia kohteita mittaavista antureista. Mittaus tehdään usein analogisesti ja esiprosessoidaan jo anturipäässä. Jotta mittauksista voisi olla hyötyä prosessin ohjauksessa on lukunopeuden oltava suuri. Tämä johtaa usein erittäin suuriin mittauksen prosessointinopeuksiin ja jäähdytystarpeeseen. Kaikki nämä yhdessä vaativat tilaa ja painoa.[3] One of the major challenges in paper, pulp and paperboard measurements is the extremely high speed of web movement. This defines the characteristics of the sensors used, which may not be found in standard static sensors. Measurements are often made analogously and are already preprocessed at the sensor end. In order for measurements to be useful in process control, the reading speed must be high. This often results in very high measurement processing speeds and cooling requirements. All of these together require space and weight.

[ 4] Tekniikan tasosta tunnettuihin mittapään asemointiin liittyviin ratkaisuihin liittyy epäkohtana se, että niiden asennettavuus ja etäisyyden säätö mitattavasta kohteesta on hankalaa. Rainamaisesti tuotetut tuotteet kulkevat prosessissa eri ratakulmissa ja mittapäät tulee saada asemoitua mittauksesta riippuen tiettyyn asentoon ja etäisyyteen rataan nähden. Kannakointiratkaisut ovat yleensä jäykkiä vapausasteidensa suhteen tai niitä on jouduttu rajoittamaan mekaanisten riippuvuuksien takia tiettyihin kulmiin. Tämä rajoittaa anturien käyttöä siellä missä niiden mittauksista voisi olla suurin hyöty.[4] Prior art solutions for probe positioning have the disadvantage of being difficult to install and adjusting the distance from the object to be measured. The products produced in the web run at different angles in the process and, depending on the measurement, the probes must be positioned at a certain position and distance from the track. Carrying solutions are generally rigid with respect to their degrees of freedom or have to be limited to certain angles due to mechanical dependencies. This limits the use of sensors where their measurement could be most useful.

[ 5] Yhtenä ongelmana nykyisissä teollisuudessa käytetyissä anturitelineissä, joilla antureita on asemoitu, on myös niiden suuri massa. Tämän vuoksi on jouduttu käyttämään huomattavasti enemmän energiaa kelkan liikkeen hallitsemiseksi.[5] One of the problems with the current sensor racks in which the sensors are positioned is their high mass. As a result, much more energy has to be used to control the movement of the carriage.

[ 6] Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kannakointiratkaisu, joka on kevyt, jäykkä, kustannustehokas ja erittäin joustava vapausasteidensa suhteen. Kannakkointiratkaisu rakentuu tarvittavasta määrästä akseleita ja niveliä. Kannakointi voi olla toteutettu yhdellä tai tupla-akseloinnilla. Tupla-akseloinnilla saavutetaan enemmän jäykkyyttä painavempien mittapäiden kannakoimiseen.[6] It is an object of the present invention to provide a carrier solution that is light, rigid, cost effective and highly flexible with respect to degrees of freedom. The bracket solution consists of the required number of shafts and joints. Supporting can be done with single or double axle. Double axialization provides more rigidity for carrying heavier probes.

[ 7] Keksinnössä kuvattu kannakointiratkaisu mahdollistaa mittaukset paikoista, joihin perinteisten raamimittausten ei edes oleteta taipuvan. Erityisesti kannakointiratkaisu ratkaisee ongelman kohteissa, joissa mittapään asennolla ja etäisyydellä mitattavasta kohteesta on merkitystä. Joustava mittapään asemointi mahdollistaa myös mittapään siirtämisen mittauspaikasta toiseen sallituissa vapausasteissa. Paperikoneen viitekehyksessä uusi kannakointiratkaisu mahdollistaa esimerkiksi liimamäärien mittaukset jälkikäsittelykoneen ahtaissa väleissä.[7] The carrier solution described in the invention enables measurements at locations where conventional frame measurements are not even expected to bend. In particular, the bracket solution solves the problem in locations where the position of the probe and the distance from the object to be measured matter. Flexible probe positioning also allows the probe to be moved from one measuring position to another within the allowed degrees of freedom. In the paper machine reference framework, the new support solution enables, for example, the measurement of adhesive quantities in the finishing gaps of the post-processing machine.

[ 8] Keksintöä, jota ei ole rajoitettu seuraavassa esitettäviin sovellusmuotoihin, selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa[8] The invention, which is not limited to the following embodiments, will be further described with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuva 1 esittää yleiskuvan palkista ja kelkan liikeradasta, Kuva 2 esittää kannakointiratkaisun kiinnitettynä palkkiin, Kuvat 3-6 esittävät kannakointiratkaisun tarjoamia erilaisia käyttösuuntia,Figure 1 shows an overview of the beam and the movement of the carriage, Figure 2 shows the support solution attached to the beam, Figures 3-6 show the various directions of use provided by the support solution,

Kuva 7 esittää yksityiskohtaa ratkaisusta jaFigure 7 shows a detail of the solution and

Kuva 8 esittää yleiskuvan ratkaisusta.Figure 8 gives an overview of the solution.

[ 9] Kuva 1 esittää yleiskuvan rainamaisen tuotteen mittauspalkista. Kuvassa näkyy palkki 1, jonka äärilaidoissa on esitetty mittapääkehikon liikerata 2 ja suunnanvaihtopisteet 2a ja 2b. Itse raina voi kulkea palkin edessä, takana, ylä- tai alapuolella.[9] Figure 1 shows an overview of the measuring bar of a web-like product. The figure shows a beam 1, which at its extremities shows the motion path 2 and the reversing points 2a and 2b of the probe frame. The web itself may pass in front of, behind, above, or below the beam.

[ 10] Kuva 2 esittää kannakointiratkaisun kiinnitystä palkkiin päädystä nähtynä. Kuvassa näkyy palkki 1, mittapääkehikko 3, kannaketuki 4 ja kiinnityselementit 5 joilla kannakointiratkaisu kytketään palkin sisällä liikkuvaan kelkkaan.[10] Figure 2 shows the attachment of the support solution as seen from the end of the beam. The figure shows a beam 1, a measuring head frame 3, a support bracket 4 and fastening elements 5 for attaching the support solution to a carriage moving within the beam.

[ 11] Kuvat 3-6 kuvaavat kannakointiratkaisun erilaisia asennussuuntia, joihin kannakointiratkaisu taipuu. Kuvissa näkyy mittapääkehikko 3, kannaketuki 4, kiinnityselementit 5, akselit 6 ja 7, tangot 8a ja 8b sekä 9a ja 9b, nivelkappaleet 10 sekä kiristyselimet 11. Kuvissa anturin mittaussuunta 100 on esitetty nuolella. Kuvassa 6 on lisäksi kuvattu esimerkki kannaketuen 4a kiinnityspinnan käännöstä 90 astetta.[11] Figures 3-6 illustrate the various mounting directions of the bracket solution to which the bracket solution bends. The figures show the probe head frame 3, the bracket bracket 4, the fastening elements 5, the shafts 6 and 7, the rods 8a and 8b and 9a and 9b, the articulation pieces 10 and the clamping members 11. In the figures, the measuring direction 100 of the sensor is shown. Figure 6 further illustrates an example of a 90 degree rotation of the mounting surface of the bracket support 4a.

[ 12] Kuvassa 7 esitetetään yksityiskohta jossa näkyy nivelkappale 10. Nivelkappale koostuu kahdesta kiristysosasta 10a ja 10b, sekä akselista 7. Tanko 8b on liitettynä nivelkappaleen kiristysosaan 10a ja kiristetty pultilla lOaa. Tanko 9b on kytketty kiristysosaan 10b ja kiristetty pultilla lObb. Nivelkappaleen, joka on kiinteä osa kiristysosa 10a:ta lukitaan asentoonsa pultilla lOac.[12] Figure 7 shows a detail showing the articulation piece 10. The articulation piece consists of two clamping parts 10a and 10b and a shaft 7. The rod 8b is connected to the clamping part 10a of the articulation piece and tightened by a bolt 10a. The rod 9b is coupled to the clamping member 10b and tightened by a bolt LObb. The joint piece, which is an integral part of the clamping part 10a, is locked in position by a bolt 10a.

[ 13] Kuvassa 8 esitetään yleiskuva kannakointiratkaisusta liitettynä palkkiin. Kuvassa näkyy mittapääkehikon molemmilla puolilla sijaitseva kannakointiratkaisu, sekä mahdolliset mitta-aukot 22.[13] Figure 8 shows an overview of the support solution attached to the beam. The figure shows the support solution on both sides of the probe frame, as well as any gaps 22.

[ 14] Mittausjärjestely koostuu seuraavista kokonaisuuksista: palkki, jonka sisällä kulkee kelkka moottorin tai paineilman avulla edestakaisin, kannakointiratkaisu joka tarjoaa ulottuvuuksia mittapääkehikolle, sekä itse mittapäistä jotka sijaitsevat mittapääkehikon sisällä.[14] The measuring arrangement consists of the following: the bar within which the carriage is driven back and forth by motor or compressed air, the carrier solution providing dimensions for the probe frame and the probes themselves inside the probe frame.

[ 15] Kannakointiratkaisuun liittyvät seuraavat osat ja kokonaisuudet: mittapääkehikko, akselit, tangot, nivelkappaleet, kannaketuet sekä kiinnityselementit.[15] The following parts and assemblies are related to the bearing solution: probe frame, shafts, rods, joints, brackets and fixing elements.

Mittapääkehikko on kehys, johon kiinnitetään yksi tai useampi mittapää. Mittapäitä voivat olla erilaiset instrumentit ja anturit, joilla mitataan rainan erilaisia ominaisuuksia. Mittaustapoja voivat olla optiset, radioaktiiviset, akustiset, mikro- tai röntgensäteilyyn perustuvat mittaukset. Mittapäät voivat olla vaihdettavia. Mittapäät sijoitetaan mittapääkehikkoon niin että niissä on sama mittaus suunta. Mittaus suunta 100 on se suunta, jossa mitattava kohde eli raina on. Mittapäät voivat sisältää mittauksen esiprosessointia tai jopa älykästä laskentaa ja analyysiä. Mittapääkehikon molemmille sivuille on tehty akselit 6, joihin kiinnitettynä mittapääkehikkoa ja mittaus suuntaa voidaan kääntää 360 astetta. Mittaussuunta voidaan myös lukita kiristämällä kiinnitys akselille niin että akselin pyöriminen estyy.A probe frame is a frame to which one or more probes are attached. The probes may be various instruments and sensors for measuring different properties of the web. Measurement methods can be optical, radioactive, acoustic, micro- or X-ray based. The probes may be interchangeable. The probes are placed in the probe frame so that they have the same measuring direction. The measuring direction 100 is the direction in which the object to be measured, i.e. the web, is. The probes can include preprocessing of the measurement or even smart calculation and analysis. Shafts 6 are provided on both sides of the probe frame, which, when mounted, can be rotated 360 degrees with the probe frame and measuring direction. The measuring direction can also be locked by tightening the mounting on the shaft to prevent the shaft from rotating.

Akseliin on kiinnitetty yksi tai useampi kiristyselin 11, jolla akseliin nähden poikittain oleva tanko 8a ja 8b voidaan kiinnittää akseliin. Tanko voi olla pyöreä tai jonkin profiilin mukainen, esimerkiksi soikea tai nelikulmio. Kiinnityselin mahdollistaa tangon kiristämisen paikalleen. Kiristyksen avaamalla tangon käytössä olevan varren pituutta 20 voidaan halutessa muuttaa. Kiristyselin voi koostua esimerkiksi kahdesta palasta, jotka kiristetään pulteilla tangon ympärille. Kiristyselin voi myös olla yhdestä kappaleesta tehty, jolloin tanko sijoitetaan kiristyselimeen tehtyyn aukkoon. Kiristys voi tällöin tapahtua yhdellä pultilla tai ruuvilla.One or more clamping members 11 are attached to the shaft by means of which rods 8a and 8b transverse to the shaft can be attached to the shaft. The rod may be circular or of a profile, for example oval or rectangular. The mounting means allows the rod to be tightened. By tensioning the bar, the length 20 of the rod in use can be changed if desired. For example, the clamping member may consist of two pieces which are bolted around the rod. The clamping member may also be made of a single piece, whereby the rod is inserted into an opening made in the clamping member. Tightening can then be done with a single bolt or screw.

Ensimmäinen tanko 8a tai 8b kiinnitetään nivelkappaleella 10 toiseen tankoon 9a tai 9b vastaavasti. Nivelkappale on elementti, joka mahdollistaa kahden toisiinsa nähden eri kulmassa olevan tangon kiinnittämisen toisiinsa niin että niiden välinen kulma voidaan lukita. Nivelkappale voi koostua kahdesta aiemmin kuvatusta kiristyselimestä ja niiden välissä olevasta akselista 7, joka mahdollistaa kiristyselimien kääntymisen toisiinsa nähden. Vaihtoehtoisesti nivelkappale voidaan toteuttaa jollain muulla tähän sopivalla kahden tangon liittämiseen sopivalla ratkaisulla. Jälkimmäiset tangot 9a ja 9b on kiinnitetty toisesta päästään kannaketukeen 4, jonka tarkoituksena on tarjota liitospinta palkin kelkkaan. Kannaketuki on kiinnitetty kelkkaan kiinnityselementeillä 5.The first rod 8a or 8b is secured by a joint 10 to the second rod 9a or 9b, respectively. The joint is an element which allows two rods at different angles to be attached to each other so that the angle between them can be locked. The joint may consist of two previously described clamping members and an axle 7 between them allowing rotation of the clamping members relative to one another. Alternatively, the joint may be implemented by any other suitable method of joining the two rods. The latter rods 9a and 9b are attached at one end to a bracket support 4, which is intended to provide a connection surface for the beam carriage. The bracket support is secured to the carriage with fastening elements 5.

Mikäli käytössä on useita tankoja, niiden vapaat päät voidaan kytkeä yhteen päätyelementeillä 12, jolloin kokonaisuudesta tulee tukevampi.If multiple rods are used, their free ends can be joined by end elements 12, which makes the assembly more robust.

Kiinnityselementtejä voivat olla esimerkisi pultit, mutterit, vaarnat, tapit, lukkopalat tai muodot kuten lohenpyrstö.The fastening elements may be, for example, bolts, nuts, dowels, pins, pads or shapes such as salmon tail.

[ 16] Mittapäiden tarvitsema energia, niiden mahdollisesti tarvitsema paineilma, sekä niiden ohjaamiseen ja mittauksen välittämiseen tarvitsemat signaalit kuljetetaan erillisellä johdotuksella tai putkistolla. Tarvittavat signaalit voidaan nyös välittää langattomasti.[16] The energy required by the probes, their possible compressed air, and the signals needed to control and transmit the measurement are transported by separate wiring or piping. The required signals can also be transmitted wirelessly.

[ 17] Useamman kuin yhden rinnakkaisen tangon käyttö kannakeratkaisussa tuo selkeitä etuja. Kahden tangon käyttö jäykistää rakennetta ja vähentää värinöitä. Tämä mahdollistaa nyös painavampien anturielementtien sijoittamisen nittakehikkoon.[17] Using more than one parallel bar in a bracket solution brings clear benefits. The use of two rods stiffens the structure and reduces vibrations. This allows even heavier sensor elements to be placed in the clamp frame.

[ 18] Kannakointiratkaisussa voidaan tankojen kiinityskohdan nuutoksella muuttaa kiristyselimien etäisyyttä 20 nivelkappaleisiin. Tällä tavalla voidaan tuoda Lisäulottuvuutta mittakehikon suuntaukselle. Käytännössä samalla tuotteella voidaan siis saavuttaa erilaisia stäisyyksiä, eikä palkin tarkka sijoittelu rainaan nähden ole snää niin merkittävää. Tankojen kiinnityksien ja akselien eri asentojen avulla kannakointiratkaisu tarjoaa mahdollisuuden lukita kaikki mittaus suunnat.[18] In a bearing solution, the distance between the clamping members to the articulations 20 can be varied by nailing the rod attachment point. In this way, you can add an extra dimension to the orientation of the scale. Thus, in practice, different stiffnesses can be achieved with the same product and the exact positioning of the beam relative to the web is not so significant. With the support of the rods and the different positions of the shafts, the bearing solution offers the ability to lock all measuring directions.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

1. Mätningsarrangemang för contactfri mätning, av egenskaper hos ett rörligt materialband, med en tvärgående stomme bestående av en balk (1) I am dragging the skj utreglaget fram och tillbaka, that härllstöst (4), som fästs i skjutreglagå s utsidan av balken, kännetecknat av att de första stängerna (9a, 9b) fästs i hållarstödet, i vars skaft articulationselementen (10) fästs, luck ansluter de första stängerna to de andra stängerna (8a, 8b) och möjliggör andra stängerna har fästs med klämelement (11) i muvertramramens (3) Axel (6), så att mäthuvudramen kan asset i flashes som helst med de andra stängerna.

A measuring arrangement for non-contact measurement of the properties of a moving material web with a transverse moving body comprising a beam (1) within which the carriage is moved back and forth from a support bracket (4) secured to the carriage outside the beam. , 9b) having pivot elements (10) attached to their arms, which connect the first rods to the second rods (8a, 8b) and allow an angle between them, and the second rods are connected by clamping members (11) to the shaft (6) of the probe frame be at any angle to the other bars.

2. Mätningsarrangemang enligt skyddskrav 1, kännetecknat av att det vid mäthuvudramens (3) båda sidor finns två stänger (8a, 8b) jämsides med varandra och att de fästs genome samma Axel (6) till mäthuvudramen, men genom olika de första stängerna (9a, 9b).

Measuring arrangement according to Claim 1, characterized in that the rods (8a, 8b) have two bars parallel to each other on both sides of the probe head frame (3) and are secured to the measuring rod via the same axis (6) but via separate pivot elements (10). ).

3. Mätningsarrangemang enligt skyddskrav 1 eller 2, kännetecknat av att mäthuvudramens (3) avstånd från hållarstödet (4) can genome att spänna fast stängerna (8a, 8b) på ol ställen på de klämelement (11) 6).

Measuring arrangement according to protection claim 1 or 2, characterized in that the distance of the probe head frame (3) from the bracket support (4) can be changed by clamping the rods (8a and 8b) at different points to the clamping members (11).

4. Mätningsarrangemang enligt skyddskrav 1 eller 2, kännetecknat av att mäthuvudramens (3) avstånd från hållarstödet (4) can genre att spänna fast stödstängerna (8a, 8b) på olika ställen i articulations.

Measuring arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the distance of the probe head frame (3) from the bracket support (4) can be changed by tightening the rods (8a and 8b) at different points on the articulation elements (10).

Measuring arrangement according to Claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the bracket support (4) can be fixed to the movable carriage using removable fastening elements (5).

Measuring arrangement according to Claim 5, characterized in that the bracket support comprises a 90 degree bend (4a), a flap and / or an additional piece in which the fastening elements (5) themselves are located. SKYDDSKRAV

5. Mätningsarrangemang enligt skyddskrav 1,2,3 eller 4, kännetecknat av att hållarstödet (4) kan fästas i det rörliga skjutraglaget genom att använst lostagbara fästningselement (5). 6Mätningsarrangemang enligt skyddskrav 5, kännetecknat av att det i hållarstödet finns en 90 graders tipel (4a), ed och / eller en tillaggsbit, i Viken de egentliga fästningselementen (5) finns.