MXPA02006656A - Sensor resonante para inmersion. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de deteccion de frecuencia de cavidad resonante se utiliza para detectar el contenido de humedad de un substrato. Los datos obtenidos por el dispositivo de deteccion pueden utilizarse en un circuito de retroalimentacion en el aparato que emplea el dispositivo, para ayudar a controlar la operacion del aparato para poder obtener resultados consistentes. El sensor puede emplear un par de placas de deteccion o una disposicion de pares de placas de deteccion para obtener datos de cada parte del sustrato. En una modalidad ilustrada, el dispositivo se utiliza para monitorear y controlar la toma de bano quimico en un proceso de inmersion del adhesivo de tejido.

Description

SENSOR RESONANTE PARA INMERSIÓN Campo de la Invención La invención se refiere a un método y aparato para medir y controlar la aplicación de elastómeros y adhesivos a un sustrato.

Antecedentes de la Invención En la fabricación de productos en donde un caucho líquido o un adhesivo se aplica a un sustrato tal como en la industria llantera, en donde un adhesivo se aplica el refuerzo de telas para formar un componente reforzado para un neumático, tal como una tela de la carcasa, bandaje o tira de fijación del talón, el caucho líquido o adhesivo con frecuencia se aplica al sustrato en un proceso de inmersión. En la técnica anterior, utilizando fabricación de neumáticos para propósitos ilustrativos, una tela se pasa continuamente a través de una unidad de inmersión de telas que contiene una o más bandejas que contienen el caucho líquido o adhesivo, tal como el que se ilustra en la Patente Norteamericana 5,407,701, presentada el 18 de abril de 1995, patente que se incorpora en la presente para referencia. La unidad de inmersión puede haberse asociado con la misma, como se ilustra en la Figura 2 en la presente, en las unidades de vacío que se adaptan para remover el exceso de caucho líquido adhesivo de la tela y preparan la tela para La entrada en n horno de secado. El control de calidad de la operación de inmersión se proporciona por la inspección manual suplementada por las 5 pruebas físicas que se diseñan para determinar la cantidad de adhesivo o caucho líquido que se ha recogido en el proceso de inmersión. Una prueba compara la diferencia de peso del rodillo de tela anees y después de que la tela haya experimentado el procesamiento en La unidad de inmersión de telas. Otra prueba disuelve químicamente la tela para determinar la cantidad de adhesivo. Los métodos de inspección de la técnica anterior son de mucho trabajo, no son de tiempo real, consumen tiempo y son costosos. Por más de 30 años se han hecho intentos para automatizar la inspección de un sustrato sumergido. Un intento empleó un sensor de microondas. Aunque el aparato aparentemente funcionó para su propósito pretendido, un sensor de microondas necesita acercarse al sustrato que detecta, el primer intento se dañó por el primer empalme que 29 encontró. ubel en la Patente norteamericana 6,lc3,733, presentada el 19 de diciembre del 2000, describe un monitor y un detector de mal f ncionamiento para la alimentación de fibra textil de una máquina textil. El monitor ~rr.bina -1" ir.tcrmacicx -._ retrónica v anáiisi-5 matemático del moviitrer-to de la fibra textil, incluyendo la velocidad, tensión y consistencia de la fibra, permitiendo con esto la determinación de: (1) la presencia de nudos e inconsistencias en la fibra textil; (2) el estado de operación del equipo textil y la alimentación de la fibra textil; (3) la predicción de los problemas basándose en el cambio de las características de operación, incluyendo velocidad, tensión, patrones de ciclo de tracción y servicio; (4) el control de la máquina textil que se monitorea; (5) la diagnosis de las fallas mecánicas; (6) conteo de producción; y (7) detección de cadillos de la aguja. El monitor también emplea una circuitería diferencial que incorpora la comparación de señal, reconocimiento de patrones y funciones promedio para lograr estas metas. Shakespeare, en la Patente Norteamericana 6,111,651, presentada el 29 de agosto del 2000, describe un aparato para medir propiedades de una red móvil. El aparato proporciona un estímulo, el cual se dirige sobre la red móvil por un elemento de excitación, y el efecto de la red en el estímulo se mide con un elemento de detección. En el punto de medición, la red se soporta por una hoja de soporte de medición. La hoja de soporte de medición comprende por lo menos dos regiones que tienen sensibilidad diferente pero conocida para una o más formas de estímulos, o que provoca transformación diferente pero conocida para una o más formas de estímulos . ftipp, en la Patente Norteamericana 6,085,437 presentada el 11 de julio del 2000, describe un proceso y aparato para remover el agua de una red fibrosa. En el proceso, la red fibrosa tiene un contenido de humedad de 10% a aproximadamente 90% que se golpea por un gas de inmersión de flujo oscilatorio que tiene una frecuencia de 15Hz a 1500 Hz . El aparato incluye un sistema de distribución de gas que comprende una pluralidad de salidas de descarga diseñadas para emitir el gas de colisión de inmersión de flujo oscilatorio sobre la red. El gas de colisión se utiliza para remover la humedad de la red. El aparato incluye un soporte de red designado para recibir una red fibrosa y para llevarla en la dirección de la máquina, por lo menos un generador de impulsos diseñado para producir el aire o gas de inmersión de flujo oscilatorio, y por lo menos un sistema de distribución de gas en comunicación de fluido con el generador de impulsos . Little, en la Patente Norteamericana 5,826,458, expedida el 27 de octubre de 1998, describe un medidor de detección de numedad que tiene una cabeza de detección, la cual tiene una cámara individual con una parte superior acierta. Un miembro resonante dieléctrico se proporciona en -_:. támara. -_, cabeza de detección incluye :n generador de campo utilizado para generar un campo eléctrico oscilante en la cámara. El miembro resonante y el campo interactúan para producir por lo menos un componente de campo, el cual se dirige fuera de la parte superior abierta de la cámara para interactuar con el material que pasa sobre la cabeza de detección. Un dispositivo de detección se proporciona para detectar la frecuencia de resonancia del compacto de campo después de la interacción con el material, y un dispositivo indicador se proporciona para proporcionar un indicativo de salida del contenido de humedad del material. Stipp, en la Patente Norteamericana 6,134,809, expedida el 24 de octubre del 2000, describe un proceso y aparato para remover el agua de una red fibrosa. Esta patente se relaciona aparentemente con la patente de Stipp previamente descrita puesto que la descripción es básicamente la misma. También de interés como información antecedente para resonadores utilizados en aplicaciones industriales son "Design Aspects of Stripline Resonator Sensors for Industrial Applications" by M. Fischer, P. Vainikainen and E.

Nyfors. published as Helsinki University of Technology, Espoo (Finland), Radio Lab. Report No. S-214; "Measurement Electronics of Industrial Microwave Resonator Sensors", (November 1991), a Ph.D. Thesis by P. V. Vaihika en; Helsinki Univ. of Technology, Espoo, Finland; "Performance '"---nalysis of Measurement Methods of Industrial Microwave Rescnator Sensors", by P. Vainikainen, Helsinki University of Technology, Espoo, Finland, Radio Lab. 1; 1999 Institution of Eiectrical Engineers, all reporto; "Profile Inversión of Stratified Dielectric Media using the Two-Step Reconstruction, by V. A. Mikhney and P. Vainikainen, Institute of Applied Phys., Minsk, Byelorussia; Conference paper (PA) "Reconstruction of the Permittivity Profile using a Nonlinear Guided Wave Technique" by V. A. Mikhnev, E. Nyfors and P. Vainkainen, Helsinki Univ. of Technology, Espoo, Finland; "Measurement of Dielectrics at 100 GHz with an Open Resonator Connected in a Network Analyzer" by T . M. Hirvonen, P. Vainikainen, A. Lozowski and A. V. Raisanen, Radio Lab., Helsinki Univ. of Technology, Espoo, Finland.

Compendio de la Invención Un método para aplicar un polímero a un sustrato comprende las etapas de (a) proporcionar medios para depositar un polímero sobre un sustrato; (b) aplicar un polímero a un sustrato; (c) proporcionar medios sensores para c-etectar la cantidad de polímero que se ha aplicado; (d) detectar la cantidad de polímero que se ha aplicado; (e) proporcionar medios de vacío para remover eí exceso de polímero del sustrato después de que se ha aplicado el "---limero, y remover el exceso cíe polímero dei sustrato.

En la modalidad ilustrada, el método comprende las etapas adicionales de:(g) utilizar una operación de inmersión para aplicar el polímero en la etapa (b) y (h) utilizando un sensor resonante para detectar la cantidad de polímero aplicado en la etapa (d) . En la información del método del sensor en la etapa (d) se utiliza para controlar el vacío utilizado para remover el exceso de polímero en la etapa (f) . La información del sensor se combina con la información de las especificaciones de telas, velocidad de línea, fórmula adhesiva y nivel de sólidos para controlar la aplicación de polímeros y el vacío utilizado para remover el exceso de polímero . En la modalidad ilustrada, se establece una frecuencia resonante de línea base para un sustrato específico; se establece una segunda línea base resonante para el sustrato recubierto con una cantidad deseada de polímeros; y el vacío en el medio de vacíos se controla utilizando los datos de frecuencia resonante para que cuando el contenido de polímero sobre el sustrato sea demasiado elevado, el vacío se incremente, y cuando el contenido de polímero sea demasiado bajo, el vacío se disminuye. El método puede utilizarse con marcos de tender, calandrias, transportadores, o cualquier equipo similar que se utilice para transportar un sustrato. También se proporciona un aparato para aplicar un polimero a un sustrato que comprende (a) medios de dirección y manejo para dirigir y manejar un material de sustrato; (b) medios de aplicación asociados con los medios de dirección y manejo para aplicar un polímero ai sustrato; (c) medios de 5 detección asociados con los medios de dirección y manejo localizados en los medios de dirección y manejo en una ubicación próxima al sustrato y corriente abajo del medio de aplicación; y (d) medios de recolección de datos en comunicación con los medios de detección para aceptar y recolectar datos de los medios de detección. El aparato además puede comprender medios de procesamiento asociados con los medios de recolección de datos y los medios de dirección y manejo para utilizar los datos de los medios de detección para establecer los parámetros de operación para los medios de dirección y manejo. El aparato puede comprender cualquier aparato de transporte como se describe en lo anterior, y medios de detección que comprenden un sensor de frecuencia resonante. Los medios de aplicación pueden comprender un baño químico a través del cual pasa al sustrato. Los medios de recolección de datos pueden comprender un analizador y el medio de procesamiento puede comprender una computadora . El aparato puede comprender además medios de vacío para remover el e oeso de baño químico del sustrato después de la aplicación - ~. del baño químico al sustrato.

Cuando el medio de procesamiento de datos es una computadora, la computadora puede programarse para controlar por lo menos uno del vacío en los medios de vacío, el índice de sustrato a través del equipo, la temperatura de los hornos asociados con el equipo, y el ancho y otros parámetros de los medios de manen o de dirección. El sensor de frecuencia resonante comprende un activador de frecuencia y por lo menos un par de placas resonantes opuestas. Una primera disposición de placas resonantes puede estar opuesta a una segunda disposición de placas resonantes en cada lado del sustrato. Las placas resonantes pueden tener la forma de un reloj de arena. Las disposiciones de las placas resonantes en forma de reloj de arena pueden tener un ancho correspondiente al ancho del sustrato. Es una meta persistente en la técnica reducir los gastos y mejorar la calidad del procesamiento de sustratos, especialmente donde un caucho líquido o adhesivo se aplica a un sustrato. Otros objetos de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones.

Breve Descripción de los Dibujos La invención se describirá por medio del ejemplo y con referencia a los dibujos anexos en los cuales: La Figura 1 ilustra un dibujo de bloque esquemático del aparato de la invención utilizado para controlar una operación de inmersión. La Figura 2 ilustra un sistema al vacío de la técnica anterior utilizado para remover el exceso de baño químico de un sustrato. La Figura 3 ilustra un diagrama de tipo eléctrico que modela el sistema de control clei aparato. La Figura 4 ilustra una vista en extremo de un aparato ejemplar de la invención. La Figura 5 ilustra una vista en perspectiva alargada de la porción de detección del aparato. La Figura 6 ilustra una vista en perspectiva alargada de la porción de detección del aparato, a partir de la perspectiva opuesta de la Figura 5. La Figura 7 ilustra una vista en extremo del aparato . La Figura 8 ilustra una modalidad de una placa de detección de la invención. La Figura 9 ilustra una disposición de placas ser.soras, que pueden utilizarse en el aparato de la invención . La Figura 10 ilustra una vista en perspectiva de una modalidad alternativa de una disposición de placas sensoras de la invención.

La Figura 11 ilustra una vista en planta de una modalidad alternativa de un sensor de cavidad resonante de la invención . La Figura 12 ilustra una vista lateral del aparato de la Figura 11. La Figura 13 ilustra una vista en planta de una tercera modalidad de la invención. La Figura 14 ilustra una vista lateral del aparato de la Figura 13. La Figura 15 ilustra lecturas del sensor obtenidas utilizando un prototipo experimental del aparato de la invención . La Figura 16 ilustra datos adicionales que muestran la funcionalidad del aparato de la invención. La Figura 17 ilustra datos adicionales que muestran la funcionalidad del aparato de la invención. La Figura 18 ilustra datos adicionales que muestran la funcionalidad del aparato de la invención. La Figura 19 ilustra datos adicionales que muestran la funcionalidad del aparato de la invención.

Descripción Detallada de la Invención Para facilidad de ilustración, la presente invención se describirá conforme se relacione a los 'rodillos de procesamiento de tela sobre una unidad de inmersión de tela designada para fabricar telas ie la carcasa, bandajes y otros refuerzos de telas para llantas neumáticas, bandas transportadoras, u otros productos. Aquellos con experiencia en la técnica reconocerán que el aparato y métodos descritos en la presente pueden utilizarse para fabricar productos similares en donde un sustrato se sumerge con un caucho líquido o adhesivo en un proceso de fabricación, y que la invención puede utilizarse en otros métodos. Por ejemplo, los métodos de aspersión o métodos de calandrado pueden utilizarse para aplicar un material en la forma líquida a un sustrato . El sustrato utilizado en el proceso de fabricación puede comprender cualquier material adecuado, y en la modalidad ilustrada puede seleccionarse del grupo que comprende nylon, poliéster, rayón, fibra de vidrio, aramida y fibra de carbono. En la unidad de inmersión de telas, una red tejida pasa a través (o se sumerge en) uno o más baños de solución adhesiva, y pasa a través de una serie de hornos donde el adhesivo se seca y el tejido de trata con calor para obtener las propiedades físicas deseadas. La aplicación adhesiva se realiza al sumergir ía red tejida en un baño de la solución adhesiva y removiendo las cantidades excesivas utilizando un sistema al vacío como se ilustra en la Figura 2. Al a astar el nivel de vacío, ia cantidad de adhesivo, ;suaimente mecida en por ciento er- peso adicional agregado ai peso del rodillo original de tejido, puede controlarse. La solución adhesiva normalmente comprende aproximadamente 80% de agua y aproximadamente 20% de sólidos, y el agua se evapora del tejido en los hornos para que solamente los sólidos permanezcan. Para facilidad de ilustración, solamente la unidad de vacío se muestra en la Figura 2. En la prueba que se hizo, una unida se desarrolló en cada lado del tejido y pasó a través de la unidad de inmersión. Con referencia ahora a la Figura 1, un diagrama 10 de bloque ilustra el sistema de control utilizado en el aparato de la invención. Un valor 12 objetivo se establece el cual optimiza la cantidad de vacío necesaria para remover las cantidades excesivas de adhesivo del tejido mientras deja cantidades óptimas de adhesivo adheridas al tejido. Este valor objetivo para el adhesivo puede variar dependiendo del tipo de adhesivo utilizado y puede obtenerse por una combinación específica de tejido y adhesivo por experimentación rutinaria. En la operación del sistema de control, el valor 12 objetivo se compara con el valor 24 analizado como se determina por el sistema 18 del sensor y el analizador 22 de red, y las diferencias se utilizan por la unidad 14 de control computarizada para controlar la cantidad de vacío 16 aplicada en la unidad de inmersión. El proceso se muestra en un circuito, que ilustra el hecho de que el análisis es continuo y los valores obtenidos se comparan continuamente con el valor objetivo, de manera que ei vacío puede controlarse sobre una base continua para obtener un resultado sustancialmente uniforme. Con referencia ahora a la Figura 2, el sistema de vacío utilizado es un sistema dewebber 21, el cual se utiliza convencionalmente en la técnica anterior. El dewebber 21 comprende una cabeza 23, la cual se localiza próxima al tejido conforme sale de la solución adhesiva o baño de inmersión. Cualquier exceso de adhesivo jalado del tejido por la cabeza 23 pasa a través de los conductos 25 y se deposita en la caja 27 recolectora. El vacío se crea por el ventilador 29, el cual se conecta por los conductos 25 a la caja 27 recolectora, y los otros componentes del sistema. El filtro 31 se proporciona para atrapar cualquier materia en partículas que pueda atraparse en la corriente de vacío para evitar su liberación en el ambiente a través del conducto 33 de escape. Con referencia ahora a la Figura 3, los ingenieros eléctricos con frecuencia utilizan símbolos con relación a resistencias, condensadores e inductores como análogos a partes mecánicas cuando modelan sistemas mecánicos. La Figura 3 es un diagrama de tipo eléctrico que ilustra el proceso de control conforme se relaciona ai sistema de vacío. En el esquema 30 tipo eléctrico, el número 37 representa ía presión atmosférica en la cabeza del dewebber en la proximidad de tejido procesado y en el conducto 33 de escape, respectivamente. La resistencia 31 corresponde al orificio del dewebber (en la cabeza 23) y el número 32 corresponde a los conductos en el sistema de vacío. 39a corresponde a la presión de la caja recolectora, 39b corresponde a la presión vista en la cámara del ventilador en su punto de entrada, y 39c corresponde a la presión en la cámara de ventilador en su punto de salida. 39d corresponde a la presión en la caja del filtro. El ventilador en el diagrama se representa por el número 36. La resistencia 33 representa las pérdidas del ventilador, es decir, la diferencia vista entre la presión en el punto 39b y la presión en el punto 39c. El condensador 34 representa la caja recolectora y el condensador 35 representa la caja del filtro. Los flujos en cada porción del aparato pueden monitorearse para asegurarse que permanecen en equilibrio, y cuando los flujos salen del equilibrio, los ángulos de la cabeza, tensión en la red, y amortiguadores y rebordes y filtros pueden ajustarse. El aparato se controla principalmente por las lecturas proporcionadas por el sistema 18 del sensor, en donde sin embargo, si el sistema 18 del sensor indica que existe demasiado adhesivo sobre el tejido, la velocidad del ventilador se incrementará, y si no existe suficiente adhesivo sobre el te ido, la velocidad del ventilador se disminuirá.

El sistema puede mejorarse al proporcionar recirculación del baño químico, para asegurar la consistencia del baño químico. Con referencia ahora a las Figuras 4 a 7, en la modalidad ilustrada, el aparato 40 prototipo comprende una estructura 46 de marco que se coloca corriente abajo del baño 44 químico y el vacío 21 (cada uno mostrado como cajas negras) y se ha montado en el mismo las placas 48 sensoras. Los datos de las placas 48 sensoras se alimentan en el analizador 47 y la computadora 49 para controlar el procesamiento descrito en lo anterior para controlar el vacío en el dewebber 21. Las placas 48 sensoras se montan sobre placas 20 a tierra o blindadas más grandes, que se proporcionan para eliminar la alteración del campo eléctrico por el movimiento del personal y para eliminar los efectos de condiciones ambiente en el área de los sensores. Después de pasar entre las placas 48 sensoras en esta porción del proceso, el tejido 42 se dirige en los hornos 41 (mostrados como una caja negra) . Las placas 48 sensoras comprenden una porción del dispositivo de medición de cavidad resonante de alta frecuencia similar a los utilizados en la industria papelera para monitorear papel. En la modalidad ilustrada, las dos placas paralelas, que son las placas del resonante ? sensor, se localizan en cada lado de la reo tejida contarme sale dei é^ ? .'-^ baño químico de adhesivo y las cabezas del dewebber. Al generar un campo de alta frecuencia entre las placas paralelas, la frecuencia resonante para el espacio vacío entre las placas se determina. En la modalidad ilustrada, el nivel de 350 megahertz se utilizó debido a que produjo la frecuencia óptima para la selección de hardware de más bajo costo. Otras frecuencias pueden utilizarse para optimizar cada aplicación. La frecuencia cambia o conmuta cuando algo pasa entre las placas, y se ha encontrado de acuerdo con la presente invención que la cantidad de conversión también puede correlacionarse con la cantidad de baño químico (caucho líquido o solución adhesiva) que se ha retenido en el tejido. Utilizando esta correlación, la cantidad de adhesivo aplicada al tejido puede medirse y controlarse durante el proceso de aplicación para que todas las áreas del tejido puedan monitorearse conforme se sumergen, reduciendo la necesidad de inspección humana. Controlar exactamente la aplicación de adhesivo sobre el tejido puede proporcionar una solución química más uniforme y mejor control del consumo de adhesivo. El analizador utilizado en el prototipo fue un analizador de red de Hewlett Packard 8752C. El analizador de red se utiliza para medir las propiedades de respuesta de frecuencia del sensor. La información tal como las frecuencias resonante y el factor Q se calculan. El factor Q de calidad del resonante se define como la relación entre la energía almacenada en el resonante y la enerqía disipada por unidad de tiemoo. ? -iv - Q= donde ? es la frecuencia del resonante, W es la energía almacenada, y Pa es la energía disipada. El factor Q es bien conocido por aquellos expertos en esta técnica.

El analizador de red utiliza una interfaz de GPIB para comunicarse con una computadora personal que tiene una tarjeta interfaz de GPIB. El GPIB (bus de interfaz universal) se diseñó específicamente para conectar computadoras, periferias e instrumentos de laboratorio para que la información de datos y control pueda intercambiarse entre las mismas. También se conoce como IEEE-488 o HPIB, y es eléctricamente equivalente al bus IEC-625. Se define en el IEEE standard 488.1-1987 Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation . En términos simples, ei resonante de cavidad comprende dos conductores paralelos. Los conductores se excitan por ei analizador de red barrido de frecuencia), y ía frecuencia resonante corresponde al mayor coeficiente de reflexión. La frecuencia resonante cambiará dependiendo de la cantidad de agua entre las placas / el tipo de material, ei cual se internone entre las oiaoas. Aunque existen cocas conversiones de frecuencia provocadas por la presencia de un tejido entre las placas del sensor, la humedad justifica aproximadamente 30 veces el implemento en la conversión (por lo menos) . El aparato, por consiguiente, mide principalmente el contenido de humedad de un sustrato. Las Figuras 5-7 ilustra vistas en perspectivas alargadas y una vista de extremo de la unidad de detección de prototipo de la invención. El marco 46, las placas 20 de blindaje (a tierra) y las placas 48 del sensor se han descrito con referencia a la Figura 4. La operación del sensor, el activador 50 (Figura 7) se utiliza para crear un barrido de alta frecuencia del sistema. La frecuencia iniciada en el activador 50 se establece en una respuesta de frecuencia resonante en la placa 48 del sensor. La frecuencia resonante de la placa 48 del sensor, a su vez, crea una respuesta resonante adicional en la placa 48a del sensor (Figura 6) la cual se monta en la placa 20 a tierra opuesta. En realidad, un campo electromagnético se establece entre las dos placas del resonante. La frecuencia generada por el activador 50 se conoce, y la frecuencia del establecimiento de respuesta resonante entre las placas 48 y 48a pueden unirse. Si un objeto se interpone en este campo eléctrico entre las placas 48 y 48a del sensor (tal como el tejido 42 húmedo) esto provoca una conversión de frecuencia qué también puede medirse. Se ha encontrado, de acuerdo con esta invención, que la conversión de frecuencia es estable. Lo suficientemente estable, de hecho, para que las alteraciones menores del objeto puedan provocar una conversión de frecuencia adicional que también pueda medirse, y pueda cuantificarse de manera que la cantidad de conversión pueda correlacionarse con la cantidad de humedad presente. Con referencia ahora a la Figura 8, en la evaluación inicial del prototipo de la invención, uno de los objetos de la evaluación fue determinar si la forma de la placa del sensor produjo una respuesta diferente. Las placas del sensor rectangulares (48, 48a) se compararon con placas (48b) del sensor en forma de reloj de arena, como las que se muestran en la Figura 8 y se determinó que las placas (48b) del sensor en forma de reloj de arena tuvieron una frecuencia resonante diferente a la de las placas (48, 48a) en forma rectangular. Aunque se cree que la optimización adicional de la forma de la placa del sensor puede hacerse, para los experimentos en la presente la placa del sensor en forma rectangular se prefiere. Para otros usos, pueden utilizarse placas de sensor de forma diferente. Con referencia ahora con la Figura 9, aunque un par de placas (48, 48a) del sensor individuales se utilizó para proporcionar el concepto de la presente invención, ia prueba inicial ha mostrado que existe un beneficio en proporcionar placas de sensor para cubrir todo el ancho del tejido. Se -ontempla que esta cobertura compleja pueda proporcionarse al utilizar una disposición 48C de p acas de sensor. Aunque las placas de sensor pueden utilizarse de 0o a 90°, en la Figura 9 las placas (48b) de sensor se muestran dispuestas en ángulo de 30° a 60°, preferiblemente un ángulo de 45° para maximizar la cobertura de tejido, mientras disminuya el número de placas de sensor necesarias. Con referencia ahora a las Figuras 10, 11, 12, 13 y 14, en modalidades alternativas, las placas 48 de sensor pueden disponerse en un marco 60 en 0 rígido que se diseña para poderse mover con relación al aparato en el cuai se trata el sustrato. El marco en O tiene lados 62 rígidos, que protegen a los sensores de las influencias exteriores y ayudan a proteger a los sensores del daño físico del sustrato que pasa. Las placas de sensor pueden protegerse adicionalmente de las influencias exteriores al tener lado 62a elevados en el marco en O. Los sensores se colocan adecuadamente para que los campos electromagnéticos asociados con los sensores no interfieran entre sí. En su operación, el marco en O puede moverse de lado a lado en el aparato de tratamiento, para que una carrera del marco 60 en O, los campos 64, 66, 68 de tejido se ironitorean, y en una segunda carrera, los campos 63, 6; y 67 ?el tejioc se monitorean. Aunque r.c cada porción del tejido se mcnitoreara utilizando este pro redimiente , z ida carneo dei coi, ido se cubrirá suficientemente para que • - L equilibrio adecuado del aparato de inmersión nu da mantenerse. En í modalidad ilustrada, se anticipa que el marco en 0 permanecerá estacionario entre las carreras. En otras modalidades, puede ser deseable mantener el marco en 0 en movimiento constante. En la modalidad ilustrada en las Figuras 11 y 12, los sensores se orientan verticalmente (a 0o con respecto a la dirección de movimiento del tejido) . Tal orientación proporciona mayor sensibilidad puesto que la longitud de la placa se dispone sobre un campo estrecho. La modalidad ilustrada en las Figuras 13 y 14, los sensores se orientan horizontalmente (90° con respecto a la dirección de movimiento del tejido) . Tal orientación proporciona cobertura de un campo más amplio, aunque la sensibilidad puede disminuirse cuando se compara con la vista en la modalidad de las Figuras 11 y 12. La placa de sensor puede disponerse en cualquier ángulo entre 0o y 90° como puede requerirse (véase Figura 10) para optimización de un proceso particular. En la modalidad ilustrada, el marco en O comprende una caja de 50.8 centímetros '20 pulgadas) por 304.8 centímetros (120 pulgadas) la cual se mueve en una carrera de 2C.5 centímetros (12 pulgadas; . Las placas de sensor se separan por una distancia de 12 om centímetros i . >e discute en lo las placas debe mantener.-e exactamente para proporcionar los datos significativos, y el marco -n 0 es suficiente rígido para mantener tal espacio. El sistema de control para el aparato se ha analizado y modelado basándose en los parámetros ilustrados en las Figuras 1 y 3. Este modelo se utiliza para diseñar los controles para el aparato. En resumen, el sistema de sensor tiene dos placas resonantes metálicas de tamaño idéntico (también conocidos como sensores o placas de sensores) separadas de, pero paralelas entre sí. Las placas resonantes no se conectan a tierra. El equipo electrónico barre o excita una frecuencia variable elevada (0.1 GHz a 1 GHz) sobre una de las placas resonantes hasta que se establece una frecuencia resonante. Un campo electromagnético se genera en el espacio vacío entre las dos placas. No existirá cambio para la frecuencia resonante inducida cuando la mayoría de los sustratos secos, tales como tela tejida, se introduzcan. Cuando un sustrato húmedo de cierta constante dieléctrica notable, sin embargo, tal como un tejido recubierto de adhesivo, se introduce en este espacio, el campo reaccionará y provocará una conversión de frecuencia resonante o cambio, la cantidad de conversión de frecuencia puede correlacionarse con ía cantidad de adhesivo líquido aplicado al tejido, lo cual, a su vez, puede controlarse al ajustar el dispositivo de aplicación de adhesivos. Camciando ia geometría ie las placas resonantes, el espacio entre las placas paralelas, u otros cambios pueden modificar el nivel de frecuencia resonante y la resistencia de campo. La cantidad de conversión de frecuencia varía con la cantidad de adhesivo que se aplica, lo cual se controla por un sistema de control de circuito cerrado que conecta el aparato de cavidad resonante, el generador de frecuencia/lector, y el dispositivo de aplicación de adhesivo . Se contempla adicionalmente que las modificaciones adicionales pueden hacerse al establecimiento del sensor de la invención. Por ejemplo: (1) un sensor de control, que mide la frecuencia base, puede colocarse fuera del área de la red tejida. (2) Para una aplicación de sensores múltiples, que tiene un generador de frecuencia con electrónica de conmutación para barrer cada campo de sensor optimiza el sistema de control. Este sistema también puede conectar varias estaciones de aplicaciones de adhesivos. (3) El sistema de control puede diseñarse como un indicador de calidad para alertar o detener el proceso si ninguna uniformidad se detecta, tales como rayas de captación del baño químico pesado o baño químico bajo. ,4" El sistema de control también puede diseñarse para optimizar la aplicación y/c remoción de vacío dei adhesivo determinando la influencia de factores tales como el nivel de tensión y la variación de uniformidad de vacío. La operación del aparato y el método utilizado se ilustra adicionalmente con referencia a los siguientes ej emplos . Ejemplo 1 Una unidad de detección del resonante prototipo se estableció como se ilustran en las Figuras 4-7. La meta principal de estas pruebas preliminares fue evaluar la funcionalidad del sensor, operabilidad, sensibilidad, y repetibilidad en el ambiente de producción. Las variables examinadas fueron la distancia de separación de la placa de sensor, el modo de operación del sensor (pares contra nones), el material de sustrato (el nylon contra el poliéster) , construcciones diferentes del mismo material, diferentes niveles de captación de adhesivo (baño químico) , variaciones de diseños de la placa de sensor, y diferentes velocidades en línea . Los datos proporcionados en este ejemplo, excepto donde se indica, se proporcionan utilizando un margen de escala de frecuencia de 1.4 megahertz. Los valores de más baja frecuencia se traducen en más alta humedad (baño químico) en el tejido para los datos proporcionados. Los valores de frecuencia en los diversos conjuntos de datos no deben compararse debido a las diferencias experimentales, lo cual puede existir entre los diferentes experimentos. Los datos solamente muestran la correlación relativa. La placa de sensor optimizada para la aplicación fue de 300 mm por 60 mm de tamaño, lo cual produjo una frecuencia que fue compatible con los requerimientos de equipo electrónico. La separación entre las dos placas se estableció en 120 mm. Esto produjo la mejor sensibilidad y exactitud para la aplicación actual. Sin embargo, la separación puede variar de 10 mm a 200 mm y aún producir mediciones exactas. El sensor es más exacto en la orientación vertical . Además, la orientación de las placas resonantes de cero grados (vertical) a noventa grados (horizontal) cambiarán el área de cobertura y exactitud. Dos placas resonantes de tamaño idéntico (sensor) se colocaron en cualquier lado del tejido conforme se excitaron las cabezas de vacío. Una señal de alta frecuencia de 350 megahertz del analizador de red excitó un campo entre las dos placas. La humedad en el tejido cambia la frecuencia reflectiva entre las placas y el analizador mide la conversión en la alteración de frecuencia. Las placas resonantes se unen a una estructura blindada (placas a tierra) para eliminar las influencias de ios contornos ambientales, tales como el movimiento del operador de la máquina en el área. La unidad de prueba utilizó dos placas de gran tamaño montadas en una estructura tubular para que pudieran deslizarse hacia y lejos del tejido. Cuando se establecen distancias óptimas, los tamaños de la placa óptima se establecen, se contempla que, en producción, una disposición de placas de sensor pueda utilizarse la cual se dispondrá a través de todo el ancho del tejido. En estas pruebas, el par de placas se centraron en el tej ido . La unidad se instaló después de la primera cabeza del dewebber. La unidad se verificó por la conversión provocada por la temperatura ambiente y los cambios de humedad. Esta requirió monitorear los modos de frecuencia pares y nones, y restar la diferencia. Si la diferencia permanece constante en condiciones ambientes, el sensor esta funcionando adecuadamente. En la prueba, puesto que la diferencia pareció ser constante, solamente el modo de pares se monitoreo en la mayoría de las pruebas. Se observó en las pruebas, sin embargo, que cuando el personal se acercó a la unidad resonadora, la medición de la humedad se afectó. Por lo tanto, la efectividad de geometría de las placas blindadas (a tierra) aún deben evaluarse. El diseño de placa de sensor se evaluó. Placas de sensores en forma rectangular más gruesas actuaron en forma 2- similar a las placas de sensores más delgadas. Se decidió utilizar las placas más gruesas, más robustas. Una placa de sensor en forma de reloj de arena se probó en lugar de la placa rectangular estándar, y el factor de calidad (factor Q o agudeza de la señal) se mejoró significativamente. Se encontró, sin embargo, que parecía existir más ruido con esta placa conformada, y se decidió que la forma de la placa necesitaba optimizarse. Las placas de sensor funcionaron bien con una separación de 10 centímetros entre las placas. Se probó una separación de 20 centímetros, y aunque se logró una señal, existió menos sensibilidad en esta distancia. La distancia entre las placas de detección debe mantenerse rígida durante la detección, puesto que una conversión de 2 milímetros entre los sensores puede provocar una conversión de frecuencia de 100 kilohertz en el punto de resonancia. Aunque parecía no existir ninguna contaminación del baño químico de las placas durante esta prueba, se contempla que las placas de sensor pueden recubrirse para facilidad de limpieza, tal como un recubrimiento plástico. Las muestras de tejido de nylon y tejido de poliéster se procesaron durante la evaluación. Se observó que el nylon tiende a tener un contenido de humedad en el tejido de entre 3% y 6% y la humedad normalmente es más alta en la cara y los bordes laterales del rodillo y el lugar de la sección interior del rodillo. También, se observó que las primeras envolturas en el rodillo tenían significativamente más humedad que la porción restante del rodillo. Esto indica que necesita existir un ajuste para la humedad en el tejido en diferentes porciones de rodillo de tejido. Se observó que el poliéster absorbe muy poca humedad de la atmósfera, y se observó adicionalmente que el poliéster tiende a absorber menos baño químico que el nylon. Los resultados de resonante inicial indicaron una captación de baño químico más alta para el poliéster que el nylon. Varias teorías se propusieron para explicar esta variación, una de las cuales es que el poliéster tiene una constante dieléctrica diferente que el nylon, y que el tejido mismo es el que provoca una conversión de nivel de frecuencia, lo cual indica una necesidad de calibración exacta para cada material particular que se utiliza en la unidad de procesamiento de tej idos . Durante una prueba, se mostró que la unidad era efectiva para detectar lo siguiente: (1) cambios en la cantidad de captación de baño químico cuando el tejido se le bajó la velocidad pero el ventilador de dewebber se mantuvo a una velocidad constante . (2) Cambios en la cantidad de captación de baño químico cuando eí acumulador disparado se elevó o se ba ó. En este caso, se cree que las oscilaciones de tensión corriente abajo debido al cambio de índice de alimentación de tejidos en el festón hace al tejido más abierto, de este modo recogiendo más baño químico. (3) El empalme puede detectarse, puesto que existe más baño químico en el empalme, y provoca una punta negativa aguda en la gráfica de frecuencia. (4) Se detectó el rayado, indicando que el aparato es sensible a pequeños cambios en la cantidad de baño químico presente en el tejido, y reforzando la necesidad de proporcionar sensores a través de todo el ancho del tejido, puesto que puede detectarse una raya si las placas de sensor no están en el área de la raya. (5) El secado de tejido se observó durante una parada de la unidad de baño químico. La frecuencia observada por los sensores cambió exponencialmente conforme se secó el material . (6) Diferentes abastecedores de hilos utilizan diferentes aceites de acabado, y por lo tanto, los tejidos pueden tener índices de absorción de humedad más altos o más bajos. Diferencias en la cantidad de captación en los tejidos que tienen las mismas especificaciones, pero se hacen con hilo proporcionado por diferentes abastecedores se detectó por el resonante. Se observó una captación de baño químico diferente para el mismo a¿-J-_sa_ establecimiento de vacío. (7) El cambio de la velocidad del ventilador de dewebber para el mismo código de tejido mostró una diferencia en el nivel de señales de frecuencia del detector. Esto puede proporcionar guía para una relación entre el campo de frecuencia en la cantidad de baño químico recogida. La Figura 15 ilustra la sensibilidad del aparato a un cambio en el tejido. La señal 100 se obtiene del extremo final del rodillo de tejido como el empalme entre el enfoque de los rodillos viejos y los nuevos rodillos. La porción 101 de la señal indica donde se inicio el disparo de festón para rellenar con tejido, y el punto 103 representa el empalme entre los dos tejidos que pasan entre las placas del resonantes. La señal 102 inicial del nuevo rodillo de tejido indica ciertas diferencias entre el rodillo viejo de tejido y el rodillo nuevo de tejido. La línea se detuvo conforme se hizo el cambio, y la porción de extremo elevada de la señal 104 indica el cambio en frecuencia conforme el tejido continuó secándose entre las placas resonantes . La porción 106 de la señal indica cuando la unidad se reinició, y la porción 108 indica donde la señal se regresó al nivel previo. Inesperadamente, estas señales indican mayor sensibilidad para el sistema del sensor utilizado. Con referencia a la Figura 16, las señales obtenidas utilizando diferentes placas se observan. La señal 110 indica los resultados obtenidos utilizando una placa rectangular gruesa, y la señal 102 indica los resultados obtenidos de una placa rectangular delgada. La señal 114 indica la señal obtenida de una placa que tiene una forma de reloj de arena. Estos resultados indican una frecuencia diferente para la placa de sensor que tiene una forma de reloj de arena. La Figura 17 ilustra diferencia entre las señales obtenidas cuando las placas de sensor se separan a 10 centímetros (es decir, 5 centímetros a cada lado del tejido) y la señal obtenida cuando las placas se separan 20 centímetros. La señal 120 ilustra la sensibilidad para el espacio de 10 centímetros, y la señal 122 indica la sensibilidad en el espacio de 20 centímetros. Dado que se observó el cambio de sensibilidad, se decidió mantener el espacio de 10 centímetros para las pruebas. La Figura 18 ilustra la señal obtenida utilizando sensores en forma de mariposa (en forma de reloj de arena) que tienen un espacio de 20 centímetros. La conversión 131 en la señal indica un cambio en los dos diferentes tipos de hilos en el rodillo de tejido. La señal 130 representa un estado estable para el primer tipo de hilado, y la señal 132 muestra un estado estable para el segundo hilado. La Figura 19 ilustra un incidente de rayado en el tejido. La inclinación de la señal 140 indica cantidades crecientes de baño químico recogida en el tejido. La señal nuevamente indica la mayor sensibilidad obtenida utilizando el aparato de la invención. Variaciones en la presente invención son posibles a la luz de la descripción de esta proporcionada en la presente. Mientras ciertas modalidades representativas y detalles se han mostrado para el propósito de ilustrar la invención objeto, será evidente para aquellos expertos en la técnica que varios cambios y modificaciones pueden hacerse en la misma sin apartarse del alcance de la invención objeto. Por lo tanto, se entenderá qué cambios pueden hacerse en las modalidades particulares descritas las cuales estarán dentro del alcance pretendido de la invención como se define por las siguientes reivindicaciones anexas .

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para aplicar un polímero líquido a un sustrato que comprende las etapas ele: (a) proporcionar medios para depositar un polímero en un sustrato; (b) aplicar el polímero a un sustrato; (c) proporcionar medios de vacío para la remoción del exceso de polímero del sustrato después de que el polímero, se ha aplicado, y (d) remover el exceso de polímero del sustrato, el método se caracteriza por las etapas adicionales de: (e) proporcionar medios sensores para detectar la cantidad de polímero, que se ha aplicado; (f) detectar la cantidad de polímero que se ha aplicado .
2. 2. El método de la reivindicación 1, caracterizado por la etapa adicional de utilizar la información en la etapa (f) para controlar el vacío para remover el exceso de polímero en la etapa (d) .
3. 3. El método de la reivindicación 1, caracterizado por la información del sensor que se combina con la información de la especificación de la tela, la velocidad de línea, fórmula adhesiva y contenido de sólidos para controlar la aplicación de polímeros además de la cantidad de vacío utilizado para remover el exceso de polímero.
4. 4. El método de la reivindicación 3, caracterizado por las etapas adicionales de: (a) establecer una frecuencia resonante de línea base para un sustrato específico; (b) establecer una segunda línea base resonante para el sustrato recubierto con una cantidad deseada de polímero; y (c) controlar el vacío en el medio de vacío utilizando la frecuencia resonante de manera que cuando el contenido de polímero en el sustrato sea demasiado elevado, el vacío se incrementa y cuando el contenido del polímero sea demasiado bajo el vacío se disminuya.
5. 5. El método de la reivindicación 3, caracterizado por las etapas adicionales de: (a) establecer una frecuencia resonante de línea base para un sustrato específico; (b) establecer una segunda línea base resonante para el sustrato recubierto con una cantidad deseada de polímero; y (c) controlar la velocidad del sustrato a través del equipo de procesamiento de manera que cuando el contenido de polímero en el sustrato sea demasiado elevada, la velocidad se incrementa y cuando el contenido del polímero sea demasiado baja la velocidad se disminuya.
6. 6. Un aparato para aplicar un polímero a un sustrato que comprende: (a) medios de dirección y manejo para dirigir y manejar un material de sustrato; (b) medios de aplicación asociados con los medios de dirección y manejo para aplicar un polímero al sustrato; el aparato se caracteriza por: (c) medios de detección asociados con los medios de dirección y manejo localizados en los medios de dirección de manejo y en una ubicación próxima al sustrato y corriente abajo del medio de aplicación; y (d) medios de recolección de datos en comunicación con los medios de detección para aceptar y recolectar datos de los medios de detección.
7. 7. El aparato de la reivindicación 6, caracterizado por los medios de procesamiento asociados con los medios de recolección de datos y medios de dirección y manejo para utilizar datos de los medios de detección a un conjunto de parámetros operacionales para medios de dirección y manejo.
8. 8. El aparato de la reivindicación 7, caracterizado por los medios para dirigir y manejar comprenden un bastidor de tensión y rodillos, los medios de detección comprenden un sensor de frecuencia resonante, los medios de aplicación comprenden un baño químico a través del cual pasa el sustrato, el medio de recolección de datos comprende un analizador y el medio de procesamiento comprende una computadora, el aparato además comprende medios de vacío para remover el exceso de baño químico del sustrato después de la aplicación del baño químico al sustrato.
9. 9. El aparato de la reivindicación 8, caracterizado porque la computadora se programa para controlar por lo menos uno del vacío en el medio de vacío, el índice del sustrato a través del bastidor de tensión y rodillos, la temperatura de los hornos asociada con el bastidor de tensión y los rodillos.
10. 10. El aparato de la reivindicación 8, caracterizado porque el sensor de frecuencia resonante comprende un activador de frecuencia y por lo menos un par de placas resonantes opuestas.