SE530410C2 - Sensorhuvud, en mätanordning innefattande sensorhuvudet samt en metod för att kalibrera mätanordningen - Google Patents

Description

20 25 530 4'|Ü Användning av anordningen beskriven ovan för mätning av lagertjockleken medför dock en avsevärd nackdel. Nackdelen är att eftersom det långsträckta bandet är kantlång och rullen bomberad så är bandet inte fullständigt understödd på rullen.

Trycket som utövas från gaskudden på det långsträckta bandet genererar en deformation av det långsträckta bandet under sensorhuvudet. Denna deformation (illustrerad i figur 1) är förödande för mätnoggrannheten eftersom beläggningens lagertj ocklek är i storleksordningen pm vilket innebär att även en liten deformation kommer att inverka på den uppmätta tjockleken. Ett deforrnerat långsträckt band jämfört med ett ej deforrnerat band visas schematiskt i figur 1.

UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en mätanordning som förbättrar no ggrannheten för den uppmätta lagertj ockleken.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Noggrannheten för den uppmätta lagertjockleken förbättras med hjälp av en mätanordning enligt definitionen i de oberoende patentkraven.

Den föreliggande uppfimiingen avser ett sensorhuvud för mätning av lagertjockleken hos ett lager belagt på ett långsträckt band av material som passerar förbi sensorhuvudet. Sensorhuvudet har en frontyta som är placerad mot ytan på det långsträckta bandet. Frontytan innefattar ett luftutlopp placerat i centrum av frontytan. Utloppet är kopplat till en gastillförselanordning vilken genererar ett gasflöde ut från luftutloppet viket är riktat huvudsakligen vinkelrätt från frontytan för att bilda en gaskudde mellan ytan på det långsträckta bandet och frontytan vilken sensorhuvudet vilar på. Frontytan på sensorhuvudet innefattar dessutom två eller fyra sensorer placerade på samma avstånd från frontytans centrum med tvâ sensorer radiellt motstående varandra, och om fyra sensorer används är de extra två sensorema placerade radiellt motstående varandra mellan de första tvâ sensorema.

Det i patentkraven definierade sensorhuvudet innefattande två eller fyra sensorer placerade på ett avstånd från varandra gör det möjligt att mäta lagertjockleken i två 10 15 20 25 530 410 eller fyra olika separerade mätpunkter företrädesvis placerade i området där deformationen från gaskudden inte inverkar, eller åtminstone har en mindre inverkan på noggrannheten hos den uppmätta tjockleken. Positionerna för föredragna mätpunkterna är illustrerade i figur 2.

Ett sensorhuvud innefattande två sensorer är positionerat så att en linje genom de två sensorerna är huvudsakligen parallell med det långsträckta bandets rörelseriktning medan ett sensorhuvud innefattande fyra sensorer är positionerat huvudsakligen så att en linje genom två sensorer placerade sida vid sida på frontytan är antingen huvudsakligen parallell med eller vinkelrätt mot det långsträckta bandets rörelseriktning.

Sensorhuvudets frontyta huvudsakligen cirkulär och med gasutloppet placerat i centrum. Den cirkulära formen samt utloppets placering säkerställer att huvudsakligen hela sensorhuvudet kommer att vila på gaskudden vilket är viktigt för att uppnå en hög noggrannhet i den uppmätta lagertjockleken.

De två eller fyra sensorer som är placerade på sensorhuvudet är placerade på ett avstånd mellan Smm - 20mm från frontytans centrum för att tillhandahålla ett intervall för justering av måtpunkterna.

Den föreliggande uppfinningen avser även en måtanordning för mätning av tjockleken hos ett lager belagt på ett långsträckt band av material vilket passerar förbi anordningen på en rulle. Mätanordningen innefattar ett hölje i vilket det tidigare infåst i axiell riktning, samt en definierade sensorhuvudet är rörligt gastillförselanordning kopplad till ett utlopp placerat i centrum i syfte att bilda en gaskudde mellan frontytan på sensorhuvudet och det lângsträckta bandets yta vilken sensorhuvudet vilar på.

Mätanordningen och höljet för sensorhuvudet är arrangerat så att frontytan på sensorhuvudet är placerad huvudsakligen parallellt med ytan på det långsträclda bandet och sensorhuvudets axiella riktning är placerad i radiell riktning i förhållande till rullens centrumaxel. Denna konfiguration tillhandahåller en korrekt position för 10 15 20 25 530 410 sensorhuvudet i relation till det långsträckta bandet och rullen vilket är nödvändigt för att uppnå en noggrann mätning av beläggningens lagertjocklek.

Positionen för mätpurrkterna som visas i figur 2 kan dock varieras beroende på materialet i det långsträckta bandet, trycket som anbringas från gaskudden, hastigheten med vilken det långsträckta bandet förflyttas etc. Detta gör det nödvändigt att kalibrera mätanordningen utifrån de specifika förutsättningar som är relevanta för den mätning som skall utföras. Figur 2 illustrerar inverkan från gaskudden och sensorhuvudet sett från en riktning men inverkan från gaskudden och sensorhuvudet påverkar även det lângsträckta bandet i riktningen längs rullens rotationsaxel. Användning av fyra olika sensorer gör det även möjligt att kompensera för inverkan i denna riktning.

Detta görs med hjälp av metoden för kalibrering definierad i patentkrav 7 innefattande stegen C-E. Metoden definierad i patentkravet löser problemet att hitta mätpunkterna i vilka inverkan från gaskudden är så liten som möjligt. ÖVERSIKTLIG FIGURBESKRIVNING En utföringsforrn av den föreliggande uppfinningen innefattande två sensorer visas i de bifogade ritningarna i vilka: Figur 1a visar en schematisk sidovy av det långsträckta bandet på en rulle utan att ett tryck från gaskudden verkar på det långsträckta bandet; Figur lb visar en schematisk sidovy av det deformerade långsträckta bandet på en rulle då ett tryck från gaskudden verkar på det långsträckta bandet; Figur 2 visar en schematisk tvårsnittsvy av sensorhuvudet enligt uppfinningen; och Figur 3 visar en tvärsnittsvy av en utföringsform av sensorhuvudet enligt uppfinningen. 10 15 20 25 530 410 DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Figur la och lb visar schematiskt vad som händer under mätning av en beläggnings lagertj ocklek under användning av ett sensorhuvud vilande på en gaskudde.

I figur la och lb är ett långsträckt band 10 av material placerat på en rulle ll. Det långsträckta bandet rullar över rullen 11 med en förhållandevis konstant hastighet.

Ett sensorhuvud 12 är placerat på ett avstånd från ytan på det långsträckta bandet 10.

Frontytan 13 på sensorhuvudet 12 innefattar ett gasutlopp 14 placerat i centrum av den cirkulära frontytan 12 på sensorhuvudet samt två sensorer 15. Vardera sensor 15 är placerad på ett avstånd från centrum av frontytan 13. Båda sensorerna 15 är placerade på huvudsakligen samma avstånd från centrum samt radiellt rnotstående varandra längs en linje genom centrum av frontytan 13. l figur la är mätanordningen inte in bruk vilket således innebär att ingen gas strömmar från gasutloppet 14 mot ytan på det långsträckta bandet. I figur lb är mätanordningen aktiverad och gas strömmar från gasutloppet 14 huvudsakligen vinkelrätt mot ytan på det långsträckta bandet 10. Gasflödet, illustrerat med pilar i figur lb, bildar en gaskudde mellan frontytan 13 på sensorhuvudet 12 vilken håller sensorhuvudet 12 på ett konstant avstånd ovanför ytan på det långsträckta bandet 10.

Gaskudden och sensorhuvudet 12 genererar dock en kraft mot det långsträckta bandet 10 vilken tyvärr deformerar det långsträckta bandet. Denna deformation visas schematiskt i figur lb. Denna deformation är förödande för mätresiiltatets noggrannhet eñersom beläggningslagrets tjocklek är i storleken pm och varje missvisande faktor kommer att ha en avsevärd inverkan på det slutliga resultatet.

I figur 2 visas en förstorad vy av det långsträclcta bandets deformation mer i överensstämmelse med det verkliga utseendet. Rullen ll och det långsträckta bandet 10 törflyttar sig i riktning enligt pilen M. Den största deformationen av det långsträckta bandet 10 uppstår direkt under gasutloppet 14 tillhörande sensorhuvudet 12. Deforrnationen minskar i båda riktningama längs rullens periferi och i två punkter P är effekten av deformationen huvudsakligen noll. Dessa punkter P är placerade vid approximativt samma avstånd från sensorhuvudets frontytas 13 10 15 20 25 530 410 centrum längs ytan på det långsträckta bandet 10. Sensorerna 15 på frontytan 13 är företrädesvis positionerade i radiell riktning från rullens 11 rotationsaxel ovanför det långsträckta bandet 10. Genom att placera sensorerna 15 omedelbart ovanför dessa punkter P, på ett avstånd D från varandra, reduceras inverkan från deformationen reducerad avsevärt.

De två punkternas P positioner är dock beroende av det specifika materialet i det långsträckta bandet 10, hastigheten med vilken det långsträckta bandet 10 förflyttas, rullens 11 radie etc. Sensorernas 15 positioner i förhållande till det långsträckta bandet 10 måste därför kalibrerad utifrån de specifika förutsättningarna. Detta görs genom vridning av sensorhuvudet 12 i ett sensorhuvudhölje, ej illustrerat, så att sensorerna är positionerade så nära mätpurikterna P som möjligt.

Kalibreringen måste utföras när det långsträckta bandet 10 förflyttas på rullen 11.

Mätpunktema hittas genom att en första mätning av en beläggningens lagertjocklek med sensorhuvudet placerat i någon position. Sensorhuvudet 12 vrids sedan ett förutbestämt steg runt sin longitudinella axel till en ny position varpå tjockleken mäts i den nya positionen. Dessa steg repeteras ett antal gånger beroende på den önskade noggrannheten i kalibreringen. Efier mätningarna är avslutade placeras sensorerna 15 i ovanför mätpiniktema i vilka det minsta uppmätta värdet erhölls.

I figur 3 visas ett sensorhuvud 12 i detalj. Sensorhuvudet innefattar gasutloppet 14, sensorer 15 och frontytan 13. Motsatt frontytan 13 är sensorhuvudet försett med don för anslutning av sensorerna till en datoranordning för att fastställa och lagra de uppmätta värdena. Dessutom är sensorhuvudet 12 försett med don för att sammankoppla en gastillförselanordning (ej visad i figuren) vilken tillför gasflödet genom gasutloppet 14 samt don för att fasta sensorhuvudet 12 på sådant sätt att den är axiellt rörlig i ett ej visat sensorhuvudhölje. Sensorhuvudet 12 är rörligt i axiell riktning för att kunna bibehålla sin position på ett huvudsakligen konstant avstånd ovanför det långsträckta bandets 10 yta. Detta kan åstadkommas med ett gasmonteringsarrangemang i sensorhuvudhölj et

Claims (1)

1. 0 15 20 25 530 1110 PATENTKRAV 1. Sensorhuvud (12) for mätning av tjockleken hos ett lager belagt på. ett långsträckt band (10) av material som passerar förbi sensorhuvudet (12), varvid sensorhuvudet har en frontyta (13) som är vänt mot ytan på det långsträckta bandet (10), nämnda frontyta ( 13) innefattar ett luftutlopp (14) placerat i centrum av frontytan (13), varvid nämnda utlopp (14) är kopplat till en gastilltörselanordning vilken genererar ett gasflöde ut från luftutloppet (14) riktat huvudsakligen vinkelrätt från frontytan (13) för att bilda CH gaskudde som sensorhuvudet (12) vilar på, kännetecknad av att frontytan (13) även innefattar två eller fyra sensorer (15) placerade på samma avstånd från frontytans (13) centrum med de tvâ sensorerna (15) radiellt motstående varandra, och i fallet där fyra sensorer används är de extra två sensorerna placerade radiellt motstående varandra mellan de första två sensorerna (15). Sensorhuvud ( 12) enligt krav 1, där sensorhuvudets frontyta (13) innefattar två sensorer (15). Sensorhuvud (12) enligt krav 1 eller 2, där sensorhuvudet (12) är huvudsakligen cirkulärt. Sensorhuvud (12) enligt krav 1, 2 eller 3, där vardera sensor (15) är placerad mellan Smm - 20mm från frontytans (13) centrum. . Mätanordning för mätning av tjockleken hos ett lager belagt på ett långsträckt band (10) av material vilket passerar förbi anordningen på en rulle (ll), nämnda anordning innefattar ett hölje i vilket ett sensorhuvud (12) är rörligt infast i axiell riktning och en gastillfórselanordning kopplad till ett utlopp (14) i centrum av sensorhuvudet (12) för att bilda en gaskudde mellan sensorhuvudet (12) och ytan på det långsträckta bandet på vilken sensorhuvudet (12) vilar, kännetecknar! av att sensorhuvudet (12) är ett sensorhuvud enligt något av kraven 1-4. 10 15 20 530 410 . Mätanordning enligt krav 5, där frontytan (13) på sensorhuvudet (13) är placerat huvudsakligen parallellt med det långsträckta bandets (10) yta. . Mätanordning enligt krav 5 eller 6, där den axiella riktningen hos sensorhuvudet (12) är placerad i radiell riktning i förhållande till r11llens (1 1) longitudinella axel. stegen: C) D) E) . Metod för kalibrering av mätanordningen enligt krav 5-7, innefattande fastställa ett värde på det belagda lagrets tjocklek i en startpunkt; vrida sensorhuvudet (12) ett törbestämt steg runt dess longitudinella axel till en ny position; repetera steg C och D ett antal gånger och sedan placera sensorema (15) ovanför de punkter i vilka den minsta beläggningslagertjockleken fastställdes.