SE467551B - Apparat foer maetning av arktjocklek - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 40 467 551 2 sensorn 3 ändrad avsevärt samt komplicerad jämförd med kurvan för den optiska sensorn 4. Skälen till detta kan vara olika experiment, referenser och studier och det anses att den lokala magnetiseringen samt oregelbunden kvalitet hos materia- len i metallstödplattan synes förorsaka ett fel hos magnetsen- sorn. Om ett magnetmaterial använts såsom magnetstödplatta, när en magnet är fäst delvis och lokalt magnetiserad (flera gauss) och avsöks, uppvisar utsignalen hos den magnetismut- - nyttjande sensorn en variation av flera tiotal mikron. När stödplattans yta undersöks medelst en gaussmätare så finns det ett läge, som uppvisar en stor variation även om det inte har någon variation i utsignalen hos sensorn (där upplösningen för gaussmätaren är 0,1 gauss). Liknande problem uppträder även om ett icke magnetiskt material används såsom metallstödplatta . och en magnetsensor av virvelströmtyp används. Detta gäller eftersom felet hos den magnetfältutnyttjande sensorn anses störa, för att öka mätnoggrannheten hos arktjockleksmätappara- ten av denna typ.

Ett syfte med denna uppfinning är att åstadkomma en ark- tjockleksmätapparat, som kan eliminera de ovan beskrivna kon- ventionella problem.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt en aspekt av denna uppfinning åstadkommes en apparat för att mäta tjockleken hos ett ark på basis av de uppmätta avståndsvärdena för en magnetfältutnyttjande sensor samt en optisk sensor genom avsökning medelst nämnda magnetfältutnyttjande sensor och nämnda optiska sensor utmed arket på en metallstödyta, innefattande minnesorgan för att lagra ett uppmätt korrigeringsvärde baserat på ett uppmätt avståndsvärde, som uppmätts utmed metallstödytan medelst åtminstone den magnetfältutnyttjande sensorn av nämnda magnetfältutnyttjande sensor och nämnda optiska sensor i det tillstånd, varvid arket inte är placerat, samt korrigerings- organ för att korrigera åtminstone det uppmätta avståndsvärde, som uppmätts av nämnda magnetfältutnyttjande sensor,~av upp- mätta avståndsvärden, som uppmätts medelst nämnda magnet- fältutnyttjande sensor och nämnda optiska sensor i det tillstånd, varvid arket är placerat på metallstödytan, med nämnda upp- mätta korrigeringsvärde lagrat i minnesorganet.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i detalj 10 15 20 25 30 35 40 3 467 551 under hänvisning till föredragna utföringsformer, såsom åskåd- liggöres på de bifogade ritningarna.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 visar en framifrån sedd vy, som schematiskt åskådliggör konstruktionen för en arktjockleksmätapparat en- ligt en utföringsform av denna uppfinning; Fig. 2 visar en sidovy, som schematiskt åskådliggör kon- struktionen av arktjockleksapparaten i fig. 1; - Fig. 3 visar ett blockschema, som schematiskt åskådlig- gör konstruktionen av styrenheten för arktjockleksmätapparaten i figurerna 1 och 2; Fig. 4 visar en vy för förklaring av datauppsamlings- tillståndet för sensorer vid minnesavsökning av referensvärde o genom styrenheten i fig. 3; Fig. 5 visar en schematisk vy för att förklara principen med den konventionella arktjockleksmätapparaten; Fig. 6 visar en vy för att exemplifiera en variation i de uppmätta avståndsvärdena för magnetfältutnyttjande sensor och optisk sensor hos arktjockleksmätapparaten i fig. 5.

BESKRIVNING AV DE FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMERNA Såsom visas i figur 1 är en metallstödplatta 11 horison- tellt uppburen mellan stödramar 10 vid båda sidorna. Denna metallstödplatta 11 kan vara gjord av ett magnet- och metall- material eller av ett icke magnetiskt och metalliskt material, såsom aluminium, koppar, rostfritt stål, etc., beroende på de typer av magnetsensorer,-som användes (sensorer av typen med statiskt magnetfält, av typen med virvelström etc.). Vidare uppbärs ett linjärt bärlager 12 på visst avstånd parallellt över metallstödplattan 11 mellan stödramarna 10. En tjockleks- sensor 50, som i kombination har en magnetfältutnyttjande sen- sor och en optisk sensor, uppbärs glidbart på det linjära bär- lagret 12. Tjocklekssensorn 50 är ansluten till en kedja 15, som är anordnad mellan kedjehjul 14, vilka drivs av en avsök- ningsstegemotor för förflyttning utmed det linjära bärlagret 12 genom motorns 13 drift. En startpunktdetekterande-närhets- omkopplare 16 är anordnad nära kedjehjulet 14 vid den vänstra sidan i figur 1.

I arktjockleksmätapparaten enligt denna uppfinning, som beskrivits ovan, läses - innan tjockleken hos arket på metall- stödplattan 11 uppmäts - magnetegenskapsmönstret för metall- 10 15 20 25 30 35 40 467 551 4 stödplattan 11, vilket är orsaken till ett fel hos magnetsen- sorn, enligt nedan, i det tillståndet, varvid inget ark finns på metallstödplattan 11.

Såsom visas i figur 3 har styrenheten en centralenhet CPU, som huvudsakligen består av en mikrodator, ett minne 17 för lagring av olika uppmätta data, en förstärkare 18 för för- stärkning av avståndsmätsignalen för den magnetfältutnyttjande sensorn 51 hos tjocklekssensorn 50, en förstärkare 19 för för- stärkning av en avståndsmätsignal hos den optiska sensorn 52 hos tjocklekssensorn 50, analog/digital-omvandlare 20 och 21 för omvandling av avståndsmätsignalerna för analoga värden, förstärkta av förstärkarna 18 och 19, till digitala data, en stegmotorstyrkrets 22 för styrning av en avsökningsstegmotors 13 drift, en in/ut-krets 23 för den startpunktdetekterande närhetsomkopplaren 16 och en annan styr-gränsomkopplare 16A (inte visad i figurerna 1 och 2) samt en utkrets 24 för utmat- ning av ett uppmätt resultat till ett katodstrålerör, en registreringsanordning eller en skrivare etc.

Först matar centralenheten CPU ett kommando till avsök- ningsstegmotorn 13, så att tjocklekssensorn 50 placeras vid startläget. Med andra ord drivs avsökningsstegmotorn 13 till ~ den position, där den startpunktdetekterande närhetsomkopp- laren 16 påverkas av tjocklekssensorn 50 för förflyttning av tjocklekssensorn 50. Därvid åstadkommer den avsökning med tjocklekssensorn 60 från startpositionen. Denna avsöknings be- nämns "en lagrande avsökning" för avläsning av ett referens- värde. Närhelst tjocklekssensorn 51 frammatas ett förutbe- stämt avstånd medelst avsökningsstegmotorn 13 lagras den mag- netfält- utnyttjande sensorns 51 avståndsmätsignal via förstär- karen 18 och analog/digital-omvandlaren 20 i minnet 17 såsom digital- data och den optiska sensorns 52 avståndsmätsignal lagras via förstärkaren 19 och analog/digital-omvandlaren 21 i minnet 17 såsom digitaldata.

Närmare bestämd lagras vid de respektive punkterna uppmätta data genom centralenheten CPU i minnet 17 genom bilder, såsom visas i figurerna 4(A) och 4(B), under det att tjocklekssensorn 50 avsöker på metallstöd- plattan 11, på vilken inget ark är placerat. Fig. 4(A) visar en variation i uppmätta data vid de respektive mätpunkterna för den magnet- fältutnyttjande sensorn 51 och figur 4(B) visar en variation i 10 15 20 25 30 35 40 5 467 551 uppmätta data vid de respektive mätpunkterna för den optiska sensorn 51. De uppmätta avståndsvärdena (av- ståndet från den övre ytan hos metallstödplattan 11 till den magnetfältut- nyttjande sensorn 51) för den magnetfältutnyttjan- de sensorn 51 vid de respektive mätpunkterna är lhm och de uppmätta av- ståndsvärdena (avståndet till metallstödplattans ll övre yta) för den optiska sensorn 52 är law.

Avsökningen från den följande tidpunkten (vilken avsök-- ning benämns "mätavsökning“) utförs i det tillstånd, varvid det för mätning avsedda arket är placerat på metallstödplattan 11. Tjocklekssensorn 50 förflyttas åter från utgångspunkten och närhelst tjocklekssensorn 50 anländer till de respektive mätpunkterna beräknar centralenheten CPU subtraktionsvaria- tioner AJ1 och Ala mellan ingångsreferensvärdena lhu och lhm vid den tidigare minnesavsökningen enligt följande ekva- tioner, där det uppmätta avståndsvärdet (avståndet till me- tallstödplattans ll övre yta) för den magnetfältutnyttjande sensorn 51 är l1ME och det uppmätta värdet (avståndet till arkets övre yta) för den optiska sensorn 51 är JQMB. 11 = lma ' lmns (2) 11 = law ' lnaæ (3) Från resultaten erhålles arkets tjocklek t enligt föl- jande ekvation: t = A12 _ Al Sålunda kan den skadliga inverkan av metallstödplattan 11 på den magnetfältutnyttjande sensorn 5 elimineras. Även om den optiska sensorns 52 värde law inte lagras vid de respektive tidpunkterna vid referensminnesavsökningen så kan det beräknas teoretiskt. I detta fall är det nödvändigt att bibehålla avståndet mellan tjocklekssensorn 50 och metall- stödplattan 11 likadant vid varje avsökningsposition. I den ovan beskrivna utföringsformen lagras llstd respektive law i minnet 17. Arkets tjocklek t kan emellertid erhållas genom följande ekvation: tm: lma ' lzsm (5) från data ]4Mß och lâwæ vid tidpunkten för mätavsökning 10 15 20 25 30 35 40 467 551 6 genom beräkning av tm enligt följande ekvation och lagring av tm: t = luß ' bum ' tm (5) Denna metod kan minska minnets 17 kapacitet med hälften eller mindre.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen har, vidare, ' referensvärdets minnesavsökning beskrivits endast vid enkel- riktad avsökning. För att förbättra noggrannheten kan emeller- tid referensvärdets minnesavsökning utföras genom fram- och återgående rörelse hos tjocklekssensorn. Vid ovanstående ut- föringsform används dessutom stegmotorn såsom drivkraft för tjocklekssensorn 50 och drivningen och positionsstyrningen ut- förs i ett system med öppen slinga. Detta kan emellertid ut- föras i ett återkopplingssystem med en servomotor och en rote- rande kodare.

Vid den ovan beskrivna utföringsformen används metall- stödplattan såsom mätreferensyta. En del för mätning avsedda material föredrar emellertid inte kontakten med plattan. I detta fall är det nödvändigt att rulla den för mätning avsedda referensytan. När den för mätning avsedda referensytan är rullad påförs variationen i relativt läge mellan tjockleksav- kännaren och den rullande ytan inte endast på avsökningsrikt- ningskomponenten utan också på rotationsriktningskomponenten hos rullen. Följaktligen är det nödvändigt att spiralformigt lagra och mäta för att avsöka samma position hos rullens yta.

För detta ändamål är det nödvändigt att dessutom montera en sensor (roterbar kodare) för att mäta storleken av rullens rotation samt en sensor för att mäta startpunktsignalen för rotationsriktningen. När rörelsehastigheten och rörelsestart- punkten för tjocklekssensorn är på lämpligt sätt styrda syn- kront med storleken av rullens rotation enligt rotationsbe- loppsignalen och startpunktsignalen är det möjligt att alltid avsöka samma yta hos rullen.

Dessutom kan den magnetfältutnyttjande sensorn vid den ovan beskrivna utföringsformen vara en sensor av typen med statiskt magnetfält, en sensor av typen med virvelström etc. men istället för dessa sensorer kan en sensor av högfrekvens- svängningstyp användas. 7 467 551 Enligt denna uppfinning kan felet för avstândsmätningen hos den magnetfältutnyttjande sensorn korrigeras i arktjock- leksmätapparaten för mätning av arkets tjocklek på basis av de uppmätta avståndsvärdena för den magnetfältutnyttjande sensorn och den optiska sensorn genom att den magnetfältutnyttjande sensorn och den optiska sensorn avsöker utmed arket på metall- stödplattan. Därför kan arktjocklekens noggrannhet förbättras.

Claims (4)

10 20 25 467 551 8 Patentkrav

1. Apparat för att mäta tjockleken hos ett ark på basis av de uppmätta avståndsvärdena för en magnetfältutnyttjande sensor samt en optisk sensor genom avsökning medelst nämnda magnetfältutnyttjande sensor och nämnda optiska sensor utmed arket på en metallstödyta, innefattande minnesorgan för att lagra ett uppmätt korrigeringsvärde baserat på ett uppmätt avståndsvärde, som uppmätts utmed metallstödytan medelst X åtminstone den magnetfältutnyttjande sensorn av nämnda magnet- fältutnyttjande sensor och nämnda optiska sensor i det till- stånd, varvid arket inte är placerat, samt korrigeringsorgan för att korrigera åtminstone_det uppmätta avståndsvärde, som - uppmätts av nämnda magnetfältutnyttjande sensor, av uppmätta avståndsvärden, som uppmätts medelst nämnda magnetfältutnyttj- ande sensor och nämnda optiska sensor i det tillstånd, varvid arket är placerat på metallstödytan, med nämnda uppmätta korrigeringsvärde lagrat i minnesorganet.

2. Apparat enligt kravet 1, varvid nämnda magnetfältut- nyttjande sensor innefattar en sensor av typen med statiskt magnetfält.

3. Apparat enligt kravet l, varvid nämnda magnetfältut- nyttjande sensor innefattande en sensor av typen med virvel- ström.

4. Apparat enligt kravet 1, varvid nämnda magnetfältut- nyttjande sensor innefattar en sensor av högfrekvenssvängnings- typ. 1 IP]