WO2013160116A1 - Verfahren zum ermitteln eines werts oder eines profils einer papiermaschinenwalze - Google Patents
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Definitions
- the object is achieved according to a first aspect of the invention by methods for determining a value of an operating parameter of a machine, in particular a web material such as paper, cardboard or tissue-producing and / or processing machine, by means of at least one sensor, wherein the sensor has a periodic influence of an influencing variable is subjected to and the sensor performs measurements during several periods, with each measurement, a measurement point is generated, the value of which is influenced by the influencing variable acting on the sensor at the time of measurement, wherein N measurement points are generated by the sensor and the temporal sequence of the measurements is tuned such that the N measurement points, when arranged along a single period, are arranged at mutually different locations of the period, wherein at least two measurement points are selected from the N measurement points, based on which the sensor is assigned Value of the operating parameter is determined.
- the inventive method according to the second aspect is characterized in that from each of the at least one sensor N measurement points are generated and the time sequence of the measurements of each of the at least one sensor and the rotational frequency of the roller are coordinated such that the N measurement points during several revolutions the roller generates and the N measuring points are arranged at mutually adjacent locations on the circular path of the respective sensor and at least two measuring points are selected from the N measuring points of the respective sensor, on the basis of which the respective sensor assigned value of the operating parameter is determined.
- N is a natural number greater than 100, if N is preferably a natural number greater than or equal to 500, if N is more preferably a natural number greater than or equal to 1000, when N is very particularly preferably a natural number greater than or equal to 1500.
- the measurements of the different sensors are preferably carried out at the same time. This can for example be done by the sensors are all simultaneously excited by means of the same input signal for measurement. If, for example, the sensors are fiber optic sensors, they can be excited by means of a light signal for measurement. In this case, each of the sensors may output a light signal as a measurement signal in response to the exciting input signal. The response signal of the respective sensor is then dependent on the force or temperature influence on the respective sensor. If the fiber-optic sensors are fiber Bragg gratings, then the response signal emitted by the respective sensor is a reflection signal reflected at the respective Bragg wavelength of the sensor, which is preferably transmitted from all the sensors to the same detector.
- FIG. 1 shows a pair of rollers forming a roller nip with sensors
- Figure 5 shows the arrangement of the measuring points along the circumferential length of the outer
- a broadband light signal can be generated by the light source 7, which serves as an input signal for the sensors 5i, 52 and 53 with which the sensors 5i, 53 excited simultaneously to a measurement become.
- All sensors to 53 have a mutually different Bragg wavelength ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 in the state of no force as well as in the state of a force in the nip.
- the excited with the light signal sensors 5i, to 53 send to the spectrometer 9, a measurement signal at their respective Bragg wavelength ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 back, the respective Bragg wavelength is dependent on the grid spacing of the Bragg grating in the state of no force on the respective sensor as well as due to the force effect caused change of the lattice distance.
- One possibility for reducing the measuring frequency is, for example, that each time the sensor roller 3 is rotated by the sensor 5i, for example, only a single measurement is carried out and thus only one measuring point M is generated.
- This principle continues with the following measurement sequences M3-M5.
- the measurement sequences are delayed in time or the measurement points are spatially offset relative to each other such that a measuring point eg M3 of one of these immediately following measurement sequence M2 is arranged between adjacent measurement points M1, M2 of a measurement sequence M1 on the circular path describing the circumference of the circumference.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Werts eines Betriebsparameters einer Walze (1) in einer Bahnmaterial herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine, bei dem zumindest ein radial außerhalb der Drehachse der Walze angeordneter und sich mit der Walze drehender Sensor (5) verwendet wird, wobei jeder der Sensoren (5) Messungen durchführt während sich die Walze um ihre Drehachse dreht und bei jeder Messung von jedem der Sensoren ein Messpunkt erzeugt wird, dessen Wert beeinflusst wird durch eine zum Zeitpunkt der Messung auf den zumindest einen Sensor einwirkende Einflussgröße, wobei durch die zeitliche Abfolge der Messungen jedes der zumindest einen während der Drehung der Walze um die Drehachse umlaufenden Sensoren die von dem jeweiligen Sensor erzeugten Messpunkte örtlich betrachtet auf einer sich in Umfangsrichtung der Walze erstreckenden Kreisbahn angeordnet sind, welche in einer durch den jeweiligen Sensor gehenden und zur axialen Richtung des Walze senkrechten Ebene verläuft. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass von jedem der Sensoren N Messpunkte erzeugt werden und die zeitliche Abfolge der Messungen der Sensoren und die Umdrehungsfrequenz der Walze derart aufeinander abgestimmt sind, dass die N Messpunkte während mehrerer Umdrehungen der Walze erzeugt werden und die N Messpunkte an zueinander benachbarten Stellen auf der Kreisbahn des jeweiligen Sensors angeordnet sind und aus den N Messpunkten des jeweiligen Sensors zumindest zwei Messpunkte ausgewählt werden, auf deren Basis der dem jeweiligen Sensor zugeordnete Wert des Betriebsparameter ermittelt wird.
Description
Verfahren zum Ermitteln eines Werts oder eines Profils einer
Papiermaschinenwalze
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines einem Sensor zugeordneten Werts eines Betriebsparameters einer Walze in einer Bahnmaterial herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine.
Papiermaschinenwalzen arbeiten bei Maschinengeschwindigkeiten von bis zu 2000 Meter pro Minute, was bspw. bei einer Walze mit einem Durchmesser von 1 Meter einer Umdrehungsfrequenz von ca. 10 Hertz entspricht.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, bei denen bei einer Umdrehung der Walze jeweils nur ein Messwert gemessen wird und aus diesem Messwert der Liniendruck ermittelt wird. In der Praxis hat sich allerdings herausgestellt, dass hierdurch der Liniendruck nicht zuverlässig ermittelt werden kann, da nicht immer sichergestellt wird, dass der Messwert dann gemessen wird, wenn der Maximalwert des Liniendrucks im Walzenspalt erreicht ist. Zur zuverlässigen Ermittlung des Liniendrucks eines bspw. durch zwei Walzen gebildeten Walzenspalts sind daher Datenverarbeitungseinrichtungen notwendig, die eine hohe Auswertefrequenzen -bis zu 20kHz- realisieren können, da zur sicheren Erfassung des Liniendrucks der Walzenumfang bei jeder Umdrehung an mehreren Stellen auf dem Walzenumfang abgetastet werden muss. Solche Datenverarbeitungseinrichtungen sind teuer und groß. Ferner haben solche Datenverarbeitungseinrichtungen aufgrund deren hohen Rechenleistung eine hohe Wärmeentwicklung. Da die Platzverhältnisse in einer Walze sehr beengt sind, ist es schwierig die Wärme effektiv abzuführen, wodurch es zur Überhitzung der Datenverarbeitungseinrichtung kommen kann. Es ist die Aufgabe ein einfaches Verfahren zur Ermittlung eines Werts eines Betriebsparameters vorzuschlagen, der mit einer periodisch auf einen Sensor einwirkenden Einflussgröße korreliert. Es ist des weiteren die Aufgabe der Erfindung
ein Verfahren zur Ermittlung eines einem Sensor zugeordneten Werts eines Betriebsparameters einer Walze in einer Bahnmaterial herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine zu schaffen, mit dem der Betriebsparameter der Walze zuverlässig mit Verwendung einer weniger leistungsstarken und daher wenig Platz raubenden und Wärme entwickelnden Datenverarbeitungseinrichtung bestimmt werden kann.
Die Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch Verfahren zur Ermittlung eines Werts eines Betriebsparameters einer Maschine, insbesondere einer Bahnmaterial wie Papier, Karton oder Tissue herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine, mittels zumindest eines Sensors, wobei der Sensor einem periodischen Einfluss einer Einflussgröße unterworfen ist und der Sensor während mehrerer Perioden Messungen durchführt, wobei bei jeder Messung ein Messpunkt erzeugt wird, dessen Wert durch die zum Zeitpunkt der Messung auf den Sensor einwirkende Einflussgröße beeinflusst wird, wobei von dem Sensor N Messpunkte erzeugt werden und die zeitliche Abfolge der Messungen derart abgestimmt ist, dass die N Messpunkte wenn diese entlang einer einzigen Periode betrachtet angeordnet werden, an zueinander unterschiedlichen Stellen der Periode angeordnet sind, wobei ferner aus den N Messpunkten zumindest zwei Messpunkte ausgewählt werden, auf deren Basis der dem Sensor zugeordnete Wert des Betriebsparameter ermittelt wird. Vorzugsweise wird mittels des zumindest einen Sensors der Werts eines Betriebsparameters einer Walze in einer Bahnmaterial herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine ermittelt, wobei der Sensor radial außerhalb der Drehachse der Walze angeordnet ist und sich mit der Walze dreht, wobei der periodische Einfluss zumindest teilweise zustande kommt, indem der Sensor bei der Drehung der Walze wiederholt durch einen Nip läuft, der von der Walze und einem Gegenelement gebildet wird, und der Sensor Messungen durchführt während sich die Walze um ihre Drehachse dreht und bei jeder Messung ein Messpunkt erzeugt wird, dessen Wert beeinflusst wird durch die zum Zeitpunkt der Messung auf den Sensor einwirkende Einflussgröße, wobei durch die zeitliche Abfolge der Messungen des während der Drehung der Walze um die Drehachse umlaufenden Sensors die von dem Sensor
erzeugten Messpunkte örtlich betrachtet auf einer sich in Umfangsrichtung der Walze erstreckenden Kreisbahn angeordnet sind, welche in einer durch den Sensor gehenden und zur axialen Richtung des Walze senkrechten Ebene verläuft, wobei die N Messpunkte erzeugt werden indem die zeitliche Abfolge der Messungen des Sensors und die Umdrehungsfrequenz der Walze derart aufeinander abgestimmt sind, dass die N Messpunkte während mehrerer Umdrehungen der Walze erzeugt werden und die N Messpunkte an zueinander unterschiedlichen Stellen auf der dem Sensor zugeordneten Kreisbahn angeordnet sind.
Die Aufgabe wird ferner nach einem zweiten Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Werts eines Betriebsparameters einer Walze in einer Bahnmaterial herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine, bei dem zumindest ein radial außerhalb der Drehachse der Walze angeordneter und sich mit der Walze drehender Sensor verwendet wird, wobei jeder der zumindest einen Sensoren Messungen durchführt während sich die Walze um ihre Drehachse dreht und bei jeder Messung von jedem der zumindest einen Sensoren ein Messpunkt erzeugt wird, dessen Wert beeinflusst wird durch eine zum Zeitpunkt der Messung auf den zumindest einen Sensor einwirkende Einflussgröße, wobei durch die zeitliche Abfolge der Messungen jedes der zumindest einen während der Drehung der Walze um die Drehachse umlaufenden Sensoren die von dem jeweiligen Sensor erzeugten Messpunkte örtlich betrachtet auf einer sich in Umfangsrichtung der Walze erstreckenden Kreisbahn angeordnet sind, welche in einer durch den jeweiligen Sensor gehenden und zur axialen Richtung des Walze senkrechten Ebene verläuft. Die Messungen werden also bei bestimmten Drehstellungen der Walze durchgeführt, dementsprechend sind die Messpunkte entlang der Kreisbahn an den bestimmten Drehstellungen der Walze angeordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt ist dadurch gekennzichnet, dass von jedem der zumindest einen Sensoren N Messpunkte erzeugt werden und die zeitliche Abfolge der Messungen jedes der zumindest einen Sensoren und die Umdrehungsfrequenz der Walze derart aufeinander abgestimmt sind, dass die N Messpunkte während mehrerer Umdrehungen der Walze erzeugt
werden und die N Messpunkte an zueinander benachbarten Stellen auf der Kreisbahn des jeweiligen Sensors angeordnet sind und aus den N Messpunkten des jeweiligen Sensors zumindest zwei Messpunkte ausgewählt werden, auf deren Basis der dem jeweiligen Sensor zugeordnete Wert des Betriebsparameter ermittelt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die beiden erfindungsgemäßen Verfahren beschreiben die Ermittlung eines Werts eines Betriebsparameters. Selbstverständlich kann sich der Wert des Betriebsparameters zeitlich ändern. Zur nochmaligen Ermittlung des Werts des Betriebsparameters muss dann das erfindungsgemäße Verfahren und optional gemäß den abhängigen Ansprüchen wiederholt werden.
Vorzugsweise werden mehrere in axialer Richtung der Walze nebeneinander angeordnete Sensoren verwendet, wobei für jeden der Sensoren ein Wert des Betriebsparameters ermittelt und aus den ermittelten Werten des Betriebsparameters ein in axialer Richtung der Walze verlaufendes Profil des Betriebsparameters gebildet wird.
Werden mehrere Sensoren verwendet, so sollen insbesondere die nachfolgenden Ausführungen für jeden der Sensoren zutreffen.
Bei der Einflussgröße kann es sich beispielsweise um eine Kraft- und/oder Temperatureinwirkung auf den jeweiligen Sensor zum Zeitpunkt der jeweiligen Messung handeln.
Die Walze mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, hat vorzugsweise einen zylindrischen Walzenkern und einen die äußere Mantelfläche des Walzenkerns umgebenden elastischen Walzenbezug in den der zumindest eine Sensor eingebettet sind.
Bei dem Betriebsparameter kann es sich vorteilhafterweise um eine Linienkraft handeln. Alternativ oder zusätzlich dazu kann es sich bei dem Betriebsparameter um eine Temperatur handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere, um die Linienkraft in einem durch die Walze und ein Gegenelement, insbesondere eine Gegenwalze, gebildeten Nip zu ermitteln. Denkbar ist auch, dass die Walze mit mehreren Gegenelementen jeweils einen Nip bildet und für jeden der Nips durch den zumindest einen Sensor jeweils ein Wert des Betriebsparameters, insbesondere der Linienkraft, ermittelt wird. Denkbar ist auch, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren ein sich in Umfangsrichtung des Walzenbezugs erstreckendes Druckprofil ermittelt wird, wobei hierzu aus den von dem zumindest einen Sensor erzeugten N Messpunkten zumindest drei auf der Kreisbahn des Sensors hintereinander liegende Messpunkte berücksichtigt werden. Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass der Wert des Liniendrucks proportional ist zur Differenz des Messpunkts der größten Kraft- oder Druckeinwirkung auf den Sensor zum Messpunkt der kleinsten Kraft- oder Druckeinwirkung auf den Sensor.
Falls es sich bei dem zumindest einen Sensor um einen faseroptischen Sensor handelt, wird dieser je nach Richtung der Kraft- oder Druckeinwirkung gedehnt oder gestaucht, wodurch sich dessen Bragg-Wellenlänge entsprechend verschiebt. Große Kraft- oder Druckeinwirkungen bewirken eine große Dehnung oder Stauchung und kleine Kraft- oder Druckeinwirkungen bewirken eine entsprechend kleinere Dehnung oder Stauchung. Die Begriffe Kraft- oder Druckeinwirkung sollen hierbei sowohl den Betrag der Kraft oder des Drucks als auch die Richtung in der die Kraft oder der Druck wirken mit einbeziehen.
Um eine möglichst gleichmäßige Auflösung der Kraft- oder Druckeinwirkung auf den Sensor entlang des Umfangs der Walze zu erhalten, ist nach einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass alle N Messpunkte des zumindest einen Sensors zueinander gleich beabstandet sind.
Vorzugsweise werden die N Messpunkte von dem zumindest einen Sensor durch mehrere Messsequenzen erzeugt, wobei bei jeder Messsequenz von dem Sensor M Messpunkte erzeugt werden während die Walze eine vollständige Umdrehung macht, wobei der Start aufeinander folgender Messsequenzen von Messsequenz zu Messsequenz zeitlich verzögert wird und wobei M kleiner ist als N und N/M eine positive rationale Zahl oder eine ganze Zahl ist. Während der zeitlichen Verzögerung dreht sich die Sensorwalze um einen Winkel Δφ weiter, sodass jede Messsequenz gegenüber der unmittelbar vorangehenden Messsequenz bei einer um einen Winkel Δφ verschobenen Drehstellung der Walze startet und endet (Bern: Die Drehstellung der Walze wird hierbei in Bezug zu einer festen Referenz betrachtet).
Vorzugsweise wird der Start aufeinander folgender Messsequenzen von Messsequenz zu Messsequenz derart zeitlich verzögert, dass auf der Kreisbahn jeweils zwischen benachbarten Messpunkten einer Messsequenz ein Messpunkt einer dieser unmittelbar nachfolgenden Messsequenz angeordnet ist. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Messfrequenz deutlich zu reduzieren und dennoch eine hohe örtliche Auflösung zur sicheren Ermittlung bspw. des Liniendrucks zu erreichen. Dies soll am folgenden Beispiel näher erläutert werden.
Um beispielsweise N=1600 Messpunkte erfassen zu können, werden von dem Sensor pro Messsequenz der Walze bspw. vier Messpunkte erfasst, d.h. M=4. Dies bedeutet, dass nach X=N/M = 400 Umdrehungen alle Messpunkte entlang des Umfangs der Walze ermittelt werden. Um eine doppelte Messung ein und desselben Orts auf der Kreisbahn um den Sensor zu vermeiden, wird gemäß der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bei der Messung nach jeder Umdrehung der Start der folgenden Messsequenz um eine Zeit Ätu verzögert, wobei sich bspw. Ätu errechnet aus Ätu =tu/X und tu die Zeit für eine Umdrehung der Walze ist. Während jeder Messsequenz vollführt dann die Walze wieder eine vollständige Umdrehung um ihre
Drehachse, sodass der Start- und Endpunkt der Messsequenz auf der Kreisbahn zusammenfallen.
Vorzugsweise wird zur Ermittlung jeder Umdrehung der Walze oder zur Ermittlung der Dauer einer Umdrehung der Walze ein Triggersignal verwendet, welches angibt, wann eine Umdrehung vollendet ist. Darauf basierend kann dann die jeweils nachfolgende Messsequenz zeitlich verzögert ausgelöst werden.
Die zeitliche Verzögerung von Messsequenz zu Messsequenz kann nach einer möglichen Ausführungsvariante um einen konstanten Betrag zunehmen. Alternativ dazu ist es denkbar, dass die zeitliche Verzögerung von Messsequenz zu Messsequenz um einen variablen Betrag zunimmt.
Vorzugsweise beträgt die Dauer einer jeden Messung weniger als 200 s, vorzugsweise weniger als 100 s, besonders bevorzugt weniger als 70 s. Ist der Sensor bzw. sind die Sensoren faseroptische Sensoren wie beispielsweise Faser- Bragg-Gitter, kann dies erreicht werden, indem die Sensoren mittels eines Lichtpulses der oben genannten Dauer zur Messung angeregt werden. Durch die kurze Dauer der Messung wird erreicht, dass die Messung nur den Zustand des oder der Sensoren wiedergibt, in dem diese(r) sich in einem Nip befinde(t)n und keine Zustände der Sensoren in die Messung eingehen, in denen sich der Sensor bzw. die Sensoren nicht im Nip befinden. Dies bedeutet, dass durch eine kurze Messdauer die Ortsauflösung der Messung steigt. Zur Erhöhung der Ortsauflösung ist es ferner zusätzlich sinnvoll, wenn der bzw. die Sensor(en) eine sich in Umfangsrichtung der Walze erstreckende Länge haben, die kleiner oder gleich als 20 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 15 mm, insbesondere kleiner oder gleich 8 mm ist.
Die Verbindung einer kurzen Messdauer mit einer definierten Sensorlänge stellt einen unabhängigen Aspekt der Erfindung dar. Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird daher ein Verfahren zur Bestimmung des Drucks in einem durch eine Walze und ein Gegenelement gebildeten Nip vorgeschlagen, bei dem zumindest ein Sensor verwendet wird mittels dem der Druck gemessen wird, wobei die Dauer einer jeden
Messung des zumindest einen Sensors weniger als 200ps, vorzugsweise weniger als 100ps, besonders bevorzugt weniger als 70 s beträgt und der zumindest eine Sensor in Umfangsrichtung der Walze betrachtet eine Länge hat, die kleiner oder gleich als 20 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 15 mm, insbesondere kleiner oder gleich 8 mm ist.
In einer Walze eine Bahnmaterial herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine steht wenig Bauraum zur Verfügung, weshalb eine Signalverarbeitungseinrichtung klein und kompakt sein sollte. Ferner treten in einer Walze bei deren Betreib aufgrund deren Rotation hohe Zentrifugalkräfte auf. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, wenn die Signalverarbeitungseinrichtung mechanisch unempfindlich ist. Dies kann ebenfalls durch eine kleine und kompakte Bauform der Signalverarbeitungseinrichtung erreicht werden. Des Weiteren treten in einer solchen Walze, beispielsweise einer Kalanderwalze, hohe Temperaturen auf. Die Signalverarbeitungseinrichtung muss daher unempfindlich gegenüber hohen Temperaturen sein und sollte selbst möglicht keine große Wärmeentwicklung haben, da die Wärme aufgrund des begrenzten Bauraums in der Walze und deren hohen Betriebstemperatur nur schlecht weggeführt werden kann. Aus diesem Grund sind der Rechenleistung der Signalverarbeitungseinrichtung Grenzen gesetzt. Geeignet ist hier nur eine Signalverarbeitungseinrichtung mit einer begrenzten Rechenleistung. Um eine solche Signalauswerteeinrichtung einsetzen zu können ist es sinnvoll, wenn die Frequenz mit der während einer jeden Messsequenz gemessen wird, weniger als 10kHz, bevorzugt weniger als 5kHz, besonders bevorzugt weniger als 1 kHz ist.
Um eine ausreichend hohe Dichte der Messpunkte für eine sichere Bestimmung der Messpunkte der größten und kleinsten Kraft- oder Druckeinwirkung zu erreichen, ist es sinnvoll, wenn N eine natürliche Zahl größer 100 ist, wenn N bevorzugt eine natürliche Zahl größer oder gleich 500 ist, wenn N besonders bevorzugt eine natürliche Zahl größer oder gleich 1000 ist, wenn N ganz besonders bevorzugt eine natürliche Zahl größer oder gleich 1500 ist. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere sinnvoll, wenn der Abstand der Messpunkte entlang des Umfangs der
radial äußeren Mantelfläche des Walzenbezugs 50mnn oder weniger, bevorzugt 25mnn oder weniger, besonders bevorzugt 10mnn oder weniger beträgt.
Typische Umdrehungsfrequenzen der Walze liegen im Bereich 0,5Hz und 50Hz.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der zumindest eine Sensor ein faseroptischer Sensor ist, insbesondere das der zumindest eine Sensor ein Faser-Bragg-Gitter. Vorzugsweise sind mehrere Sensoren vorhanden, die alle als Faser-Bragg-Gitter ausgebildet sind. Faser-Bragg- Gitter haben gegenüber piezoelektrischen Sensoren den Vorteil, dass alle entlang desselben Lichtwellenleiters angeordnete Faser-Bragg-Gitter gleichzeitig ein Messsignal erzeugen können, während diese gleichzeitig durch den Nip durchgehen, wobei das Messsignal den einzelnen Faser-Gragg-Gittern eindeutig zuordenbar ist. Um dies zu erreichen sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest einige der faseroptischen Sensor entlang eines gemeinsamen Lichtwellenleiters angeordnet sind und die Faser-Bragg-Gitter desselben Lichtwellenleiters zueinander unterschiedliche Bragg-Wellenlängen haben. Die Bragg-Wellenlängen der einzelnen Sensoren sind hierbei vorzugsweise derart abgestimmt, dass sich die Bragg-Wellenlängen der Sensoren desselben Lichtwellenleiters nicht überlappen und zwar unabhängig davon, ob auf die Sensoren eine Kraft einwirkt oder nicht. Handelt es sich bei dem zumindest einen Sensor um ein Faser-Gragg-Gitter, so kann dieses aufgrund der Krafteinwirkung eine Dehnung und/oder eine Stauchung erfahren. Des Weiteren kann sich die Bragg-Wellenlänge des Faser-Bragg-Gitters aufgrund der Dehnung und/oder Stauchung verschieben. Die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge des Sensors kann hier bei maximaler Kraftbeanspruchung im Bereich von 1 -1500pm, bevorzugt 1 -100pm liegen. Bei mehreren als Faser-Bragg- Gitter ausgebildeten Sensoren kann der Abstand der Bragg-Wellenlängen der Sensoren zwischen 1 nm und 20nm, insbesondere 1 nm und 10nm liegen, so dass auch bei maximaler Krafteinwirkung eine ausreichende Trennung der Bragg- Wellenlängen der einzelnen Sensoren gegeben ist und damit eine eindeutige
Zuordnung des jeweiligen Signals zum jeweiligen Sensor möglich ist. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn es sich um als Faser-Bragg-Gitter ausgebildete Sensoren handelt, die auf demselben Lichtwellenleiter angeordnet sind.
Vorzugsweise gibt jeder Messpunkt die Bragg-Wellenlänge oder deren Verschiebung wieder, die sich aufgrund der Kraft- oder Druckeinwirkung auf den Sensor zum Zeitpunkt der jeweiligen Messung einstellt.
Sind mehrere Sensoren vorhanden, so erfolgen die Messungen der unterschiedlichen Sensoren vorzugsweise zeitgleich. Dies kann bspw. dadurch erfolgen, indem die Sensoren alle zeitgleich mittels desselben Eingangssignals zur Messung angeregt werden. Handelt es sich bspw. bei den Sensoren um faseroptische Sensoren, so können diese mittels eines Lichtsignals zur Messung angeregt werden. In diesem Fall kann jeder der Sensoren als Messsignal ein Lichtsignal in Antwort auf das anregende Eingangssignal ausgeben. Das Antwortsignal des jeweiligen Sensors ist dann abhängig von der Kraft- oder Temperatureinwirkung auf den jeweiligen Sensor. Handelt es sich bei den faseroptischen Sensoren um Faser-Bragg-Gitter, so ist das vom jeweiligen Sensor ausgesendete Antwortsignal ein bei der jeweiligen Bragg- Wellenlänge des Sensors reflektiertes Reflektionssignal, welches vorzugsweise von allen Sensoren an denselben Detektor gesendet wird.
Die Erfindung wird anhand eines Beispiels mittels der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen.
Figur 1 ein einen Walzennip bildendes Walzenpaar mit Sensoren,
Figur 2 eine Sensorwalze zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Figur 3 ein Spektrum der Bragg-Wellenlängen eines der Sensoren in
Abhängigkeit der auf den Sensor einwirkenden Kraft,
Figur 4 die Anordnung der Messpunkte des Sensors der Figur 3 entlang des Umfangs der Sensorwalze,
Figur 5 die Anordnung der Messpunkte entlang der Umfanglänge der äußeren
Mantelfläche der Sensorwalze für jede Messsequenzen gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung,
Figur 6 die Anordnung der durch die Messsequenzen der Figur 5 erzeugten
Messpunkte entlang der Umfangslänge der äußeren Mantelfläche der Sensorwalze,
Figur 7 die Anordnung der Messpunkte entlang der Umfanglänge der äußeren
Mantelfläche der Sensorwalze nach Durchlauf der jeweiligen Messsequenzen gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung und
Figur 8 die Anordnung der durch die Messsequenzen der Figur 7 erzeugten
Messpunkte entlang der Umfangslänge der äußeren Mantelfläche der Sensorwalze.
Die Figur 1 zeigt eine aus einer Sensorwalze 3 und einer Gegenwalze 2 bestehende Walzenanordnung 1 . Die beiden Walzen 2, 3 bilden einen Nip 4 entlang dessen sich eine Linienkraft einstellt, dessen Profil in axialer Richtung der Walzen 2, 3 ermittelt werden soll. Die Sensorwalze 3 umfasst mehrere in axialer Richtung CD der Walze 3 hintereinander angeordnete Sensoren 5. Die Sensoren 5 sind radial außerhalb der Drehachse der Sensorwalze 3 angeordnet und drehen sich bei Drehung der Walze mit der Sensorwalze 3 mit. Die Sensoren 5 sind vorliegend entlang eines Lichtwellenleiters 6 angeordnete Bragg-Faser-Gitter 5. Die Sensorwalze 3 umfasst eine Signalerzeugungs- und Auswerteeinrichtung 7 mit einer Lichtquelle 8 und einem Spektrometer 9.
Wie aus der Figur 2 zu entnehmen ist, kann durch die Lichtquelle 7 ein breitbandiges Lichtsignal erzeugt werden, welches als Eingangssignal für die Sensoren 5i , 52 und 53 dient mit dem die Sensoren 5i , bis 53 gleichzeitig zu einer Messung angeregt
werden. Alle Sensoren
, bis 53 haben im Zustand keiner Krafteinwirkung als auch im Zustand einer Krafteinwirkung im Nip eine zueinander unterschiedliche Bragg- Wellenlänge λ1 , λ2 und λ3. Die mit dem Lichtsignal angeregten Sensoren 5i , bis 53 senden an das Spektrometer 9 ein Messsignal bei deren jeweiligen Bragg- Wellenlänge λ1 , λ2 und λ3 zurück, wobei die jeweilige Bragg-Wellenlänge abhängig ist, von dem Gitterabstand des Bragg-Gitters im Zustand keiner Krafteinwirkung auf den jeweiligen Sensor sowie eine aufgrund der Krafteinwirkung bewirkte Änderung des Gitterabstands.
Die folgenden Erläuterungen sind für alle Sensoren 5i , bis 53 der Sensorwalze 3 gleichermaßen gültig und werden der Einfachheit halber nur am Beispiel des Sensors 5i erläutert. Figur 3 zeigt die sich während des Messablaufs ändernde Bragg- Wellenlänge λ1 des Sensors 5i aufgrund der Krafteinwirkung auf den Sensor 5i . Zu erkennen sind Messpunkte M1 , M2, M3, ...M1600, die entlang des Umfangs U der Mantelfläche der Sensorwalze 3 aufgetragen sind. Jeder der Messpunkte M1 -M1600 wurde von dem Sensor 5i durch jeweils eine Messung erzeugt, während sich die Sensorwalze 3 um ihre Drehachse gedreht hat. Jeder der Messpunkte M1 -M1600 gibt die Braggwellenlänge des Sensors 5i wieder, die sich aufgrund der zum Zeitpunkt der Messung auf den Sensor 5i einwirkenden Krafteinwirkung ergibt. Die Messpunkte M1 -M1600 sind, wie dies aus der Figur 4 zu entnehmen ist, demzufolge durch die zeitliche Abfolge der Messungen des während der Drehung der Sensorwalze 3 um die Drehachse umlaufenden Sensors 5i örtlich betrachtet auf einer sich in Umfangsrichtung der Sensorwalze 3 erstreckenden Kreisbahn angeordnet, welche in einer durch den Sensor 5i gehenden und zur axialen Richtung des Sensorwalze 3 senkrechten Ebene verläuft. Die während des Messablaufes sich ändernde Bragg- Wellenlänge δλ1 des Faser-Bragg-Gitter Sensors 5i steht mit der zugehörigen Längsdehnung ε in folgendem Zusammenhang: ε = δλ1 /λ1 / (1 -p) p Koeffizient der photoelastischen Wechselwirkung;
X - Bragg-Wellenlänge des Sensors 5i in
unbelasteten Zustand
Beim Durchgang durch einen Nip ist der als Faser-Bragg-Gitter ausgebildete Sensor 5i folgenden Einflüssen ausgesetzt. Nähert sich der Sensor 5i dem Nip weicht der Sensor 5i, der ankommenden Druckwelle aus, das Faser-Bragg-Gitter 5i erfährt aufgrund der Krafteinwirkung eine Stauchung und wird zusammengedrückt. Dies hat zur Folge, dass sich die Bragg-Wellenlänge λ1 gegenüber der Braggwellenlänge λ10 im unbelasteten Zustand verringert (Phase 1 ). Befindet sich der Sensor 5i im Nip, wird das Faser-Bragg-Gitter aufgrund der Krafteinwirkung zu beiden Enden hin auseinander gedrückt und gedehnt. Dies hat zur Folge, dass sich die Bragg- Wellenlänge λ1 gegenüber der Braggwellenlänge λ10 im unbelasteten Zustand vergrößert (Phase 2). Verlässt der Sensor 5i den Nip wiederholen sich grundsätzlich die Verhältnisse von Phase 1 , in umgekehrtem Ablauf (Phase 3).
Es hat sich gezeigt, dass der Spitze-Spitze-Wert des Bragg-Wellenlängen- Änderungssignals der Linienkraft F proportional ist (F ~λ pp). Demzufolge ist der Wert des Liniendrucks proportional zur Differenz vom Messpunkt Mmax der größten Kraft- oder Druckeinwirkung auf den Sensor 5i zum Messpunkt Mmin der kleinsten Kraftoder Druckeinwirkung auf den Sensor 5i . Durch empirische Kalibrierung oder theoretische Modellierung kann aus λρρ die Linienkraft F im Nip ermittelt werden.
Die Messwerte M1 -M1600 müssen in sehr kurzem Abstand erfasst werden, um die beiden Spitzenwerte Mmax und Mmin sicher erfassen zu können. Experimente der Anmelderin haben gezeigt, dass es für eine ausreichende örtliche Auflösung der beiden Spitzenwerte Mmax und Mmin sinnvoll ist, wenn bspw. ca. der Halbwertsbreite HW des sich in der Figur 3 gezeigten Dehnungsverlaufs beim Nipdurchgang aufgelöst werden kann. Dies ergibt bspw. bei einer Halbwertsbreite HW von 20mm eine örtliche Auflösung von AL=5mm entlang des Umfangs der äußeren Mantelfläche des Walzenbezugs der Sensorwalze 3.
Bei einer maximalen Arbeitsgeschwindigkeit von bspw. v=2000m/min wird AL=5mm in der Zeit At=150 s durchlaufen. Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass für eine gute zeitliche Auflösung ein Zeitraum erfasst werden sollte, der etwa 1/3 der Zeit At beträgt, d.h. im vorliegenden Beispiel, dass die zeitliche Auflösung 5t kleiner oder
gleich 50 s beträgt. Dies würde im vorliegenden Beispiel bedeuten, dass mit einer Messfrequenz f=1/5t von 20kHz oder mehr gemessen werden sollte. Eine solch hohe Messfrequenz ist aber mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht zu realisieren und unterliegt den vorgenannten Einschränkungen bzgl. Bauraum, Wärmeentwicklung und dgl. bzgl. der Signalauswerteeinrichtung. Bei bspw. einer maximalen Arbeitsgeschwindigkeit von v=2000m/min und einem Durchmesser D der Sensorwalze 3 von D=0,85m beträgt die Dauer einer Walzenumdrehung tu=80ms. In der Zeit tu sind dann N=tu/5t=1600 Messwerte zu erfassen, um die gewünschte zeitliche Auflösung zu erreichen. Hier setzt die Erfindung an. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden von dem Sensor 5i eine gewissen Anzahl N an Messpunkten erzeugt, bspw. M1 -M1600, wobei die zeitliche Abfolge der Messungen des Sensors und die Umdrehungsfrequenz der Sensorwalze 3 derart aufeinander abgestimmt sind, dass die N Messpunkte M1 -M1600 während mehrerer Umdrehungen U - die jeweils eine Periode darstellen- der Walze erzeugt werden und die N Messpunkte M1 -M1600 an zueinander unterschiedlichen Stellen auf der Kreisbahn des Sensors angeordnet sind. Aus den N Messpunkten wird dann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Wert der Linienkraft im Bereich des Sensors 5i ermittelt, indem aus den N Messpunkten die beiden Messpunkte Mmax und Mmin ausgewählt werden und deren Differenz gebildet wird.
Eine Möglichkeit zur Reduzierung der Messfrequenz besteht bspw. darin, dass bei jeder Umdrehung der Sensorwalze 3 von dem Sensor 5i bspw. nur eine einzige Messung durchgeführt wird und somit nur ein Messpunkt M erzeugt wird. Der Ablauf zur Bestimmung der N Messpunkte wird am Beispiel von zehn (N=10) zu bestimmenden Messpunkten, wie in der Figur 5 gezeigt, erläutert. Hierbei zeigt die Figur 5 die Anordnung der Messpunkte M1 -M10 entlang der Länge des Umfangs der äußeren Mantelfläche der Sensorwalze 3 nach Durchlauf der einzelnen Messsequenzen MS1 -MS10.
Die N=10 Messpunkte werden durch mehrere Messsequenzen erzeugt, wobei bei jeder Messsequenz nur ein Messpunkt (M=1 ) erzeugt wird, während die Walze eine ganze Umdrehung macht. Nach N = 10 Umdrehungen der Sensorwalze 3 bzw. nach N=10 Messsequenzen liegen in diesem Fall alle Messpunkte M1 -M10 vor. Mittels eines Triggersignals kann bspw. die Zeit tu für eine Umdrehung der Sensorwalze 3 bestimmt werden. Ferner wird der Start aufeinander folgender Messsequenzen von Messsequenz zu Messsequenz jeweils um einen konstanten Betrag Atu= tu/N zeitlich verzögert. Während der zeitlichen Verzögerung Atu dreht sich die Sensorwalze um einen Winkel Acp=Atu *2 /tu weiter, sodass jede Messsequenz gegenüber der unmittelbar vorangehenden Messsequenz bei einer um einen Winkel Δφ verschobenen Drehstellung startet und endet (Bern: Die Drehstellung der Walze wird hierbei in Bezug zu einer festen Referenz betrachtet).
Man erkennt die Start- und Endpunkte S1 -S10 jeder Messsequenz und damit die Lage der Messpunkte von Messsequenz zu Messsequenz um den Wert Δφ verschoben sind.
Die erste Messsequenz MS1 startet und endet an der Drehposition S1 der Walze. Während der Messsequenz MS1 wird der Messpunkt M1 an einer Drehstellung der Walze erzeugt, die bezogen auf den Startpunkt S1 um den Winkel 9/10*2π weitergedreht angeordnet ist. Die Messsequenz MS2 startet und endet am Startpunkt S2, der gegenüber dem Startpunkt S1 um den Winkel Δφ=1 /10*2π verdreht ist. Die Während der Messsequenz MS2 wird der Messpunkt M2 erzeugt, der örtlich betrachtet an einer Drehposition angeordnet ist, die wiederum bezogen auf den Startpunkt S2 um den Winkel 9/10*2π weitergedreht angeordnet ist und gegenüber dem Messpunkt M1 um 1 /10 1 /10*2π verdreht ist. In der eben beschriebenen Weise werden die weiteren Messsequenzen MS3-MS10 zur Erzeugung der weiteren Messpunkte M3-M10 durchgeführt. Durch diese Vorgehensweise kann bei geringer Messfrequenz eine hohe Dichte an Messpunkten erzeugt werden und somit zuverlässig der Liniendruck ermittelt werden. Die Figur 6 zeigt die Anordnung der
durch die Messsequenzen MS1 -MS10 erzeugten Messpunkte M1 -M10 entlang der Umfangslänge der äußeren Mantelfläche der Sensorwalze 3.
Denkbar ist auch, dass bei jeder Umdrehung der Sensorwalze 3 von dem Sensor 5i mehrere Messungen durchgeführt werden. Hierdurch kann die Messfrequenz gegenüber dem vorangegangenen Beispiel gesteigert werden. Beispielhaft soll dies für den Fall gezeigt werden, bei N=10 Messpunkte zu erzeugen sind und bei dem pro Messsequenz zwei Messpunkte M=2 erzeugt werden. Die zehn Messpunkte M1 -M10 liegen in diesem Beispiel nach X=N/M=10/2=5 Messsequenzen vor, wobei die Sensorwalze bei jeder Messsequenz eine Umdrehung macht. Der Ablauf zur Bestimmung der N Messpunkte wird am Beispiel von zehn (N=10) zu bestimmenden Messpunkten, wie in der Figur 7 gezeigt, erläutert. Hierbei zeigt die Figur 7 die nacheinander folgende Anordnung der Messpunkte M1 -M10 entlang des Umfangs der Mantelfläche der Sensorwalze, entsprechend der Reihenfolge der einzelnen Messsequenzen MS1 -MS5. Die N=10 Messpunkte werden durch die mehrere Messsequenzen MS1 -MS5 erzeugt, wobei bei jeder Messsequenz MS1 -MS5 zwei Messpunkte (M=2) erzeugt wird, während die Walze eine ganze Umdrehung macht. Nach X = 5 Messsequenzen liegen in diesem Fall alle Messpunkte M1 -M10 vor. Mittels eines Triggersignals kann bspw. die Zeit tu für eine Umdrehung der Sensorwalze 3 bestimmt werden. Ferner wird der Start aufeinander folgender Messsequenzen von Messsequenz zu Messsequenz jeweils um einen konstanten Betrag Atu= tu/(N/M) zeitlich verzögert. Während der zeitlichen Verzögerung Atu dreht sich die Sensorwalze um einen Winkel Δφ=Δίυ *2π/ίυ weiter, sodass jede Messsequenz gegenüber der unmittelbar vorangehenden Messsequenz bei einer um einen Winkel Δφ verschobenen Drehstellung startet und endet. Man erkennt der Startpunkt S1 -S5 jeder Messsequenz und dass die Lage der Messpunkte von Messsequenz zu Messsequenz um den Wert Δφ verschoben ist.
Die erste Messsequenz MS1 startet und endet in der Drehposition S1 der Walze. Während der Messsequenz MS1 werden die Messpunkte M1 und M2 erzeugt, die
bzgl. dem Startpunkt S1 in einer Drehposition der Walze von φ1 =π und φ2=2π angeordnet sind.
Bei der zweiten Messsequenz MS2 ist der Start- und Endpunkt S2 um Δφ=1/5*2π gegenüber dem Startpunkt S1 verdreht angeordnet. Während der Messsequenz MS2 werden die Messpunkte M3 und M4 erzeugt, die zueinander gleich beabstandet sind, aber gegenüber den Messpunkten M1 , M2 der ersten Messsequenz MS1 um Δφ=1/5*2π verdreht sind. Dieses Prinzip setzt sich bei den folgenden Messsequenzen M3-M5 fort. Im vorliegenden Fall sind die Messsequenzen derart zeitlich verzögert bzw. die Messpunkte derart örtlich zueinander versetzt, dass auf der den Walzenumfang beschreibenden Kreisbahn jeweils zwischen benachbarten Messpunkten M1 , M2 einer Messsequenz M1 ein Messpunkt z.B. M3 einer dieser unmittelbar nachfolgenden Messsequenz M2 angeordnet ist.
Durch die beschriebene Vorgehensweise kann bei geringer Messfrequenz eine hohe Dichte an Messpunkten erzeugt werden und somit zuverlässig der Liniendruck ermittelt werden. Die Figur 8 zeigt die Anordnung der durch die Messsequenzen MS1 -MS5 erzeugten Messpunkte M1 -M10 entlang der Länge des Umfangs der äußeren Mantelfläche des Walzenbezugs der Sensorwalze 3.
Claims
Verfahren zur Ermittlung eines Werts eines Betriebsparameters einer Walze in einer Bahnmaterial herstellenden und/oder verarbeitenden Maschine, bei dem zumindest ein radial außerhalb der Drehachse der Walze angeordneter und sich mit der Walze drehender Sensor verwendet wird, wobei jeder der zumindest einen Sensoren Messungen durchführt während sich die Walze um ihre Drehachse dreht und bei jeder Messung von jedem der zumindest einen Sensoren ein Messpunkt erzeugt wird, dessen Wert beeinflusst wird durch eine zum Zeitpunkt der Messung auf den zumindest einen Sensor einwirkende Einflussgröße, wobei durch die zeitliche Abfolge der Messungen jedes der zumindest einen während der Drehung der Walze um die Drehachse umlaufenden Sensoren die von dem jeweiligen Sensor erzeugten Messpunkte örtlich betrachtet auf einer sich in Umfangsrichtung der Walze erstreckenden Kreisbahn angeordnet sind, welche in einer durch den jeweiligen Sensor gehenden und zur axialen Richtung des Walze senkrechten Ebene verläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass
von jedem der zumindest einen Sensoren N Messpunkte erzeugt werden und die zeitliche Abfolge der Messungen jedes der zumindest Sensoren und die Umdrehungsfrequenz der Walze derart aufeinander abgestimmt sind, dass die N Messpunkte während mehrerer Umdrehungen der Walze erzeugt werden und die N Messpunkte an zueinander benachbarten Stellen auf der Kreisbahn des jeweiligen Sensors angeordnet sind und aus den N Messpunkten des jeweiligen Sensors zumindest zwei Messpunkte ausgewählt werden, auf deren Basis der dem jeweiligen Sensor zugeordnete Wert des Betriebsparameter ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in axialer Richtung der Walze nebeneinander angeordnete Sensoren verwendet werden, wobei für jeden der Sensoren ein Wert des Betriebsparameters wie in Anspruch 1 angegeben ermittelt und aus den ermittelten Werten des Betriebsparameters ein in axialer Richtung der Walze verlaufendes Profil des Betriebsparameters gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze einen zylindrischen Walzenkern und einen die Mantelfläche des Walzenkerns umgebenden elastischen Walzenbezug hat in den die Sensoren eingebettet sind.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter eine Linienkraft ist.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter eine Temperatur ist.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Sensoren die Messungen gleichzeitig durchführen.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Profil zeitlich ändern kann.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Liniendruck in einem durch die Walze und ein Gegenelement, insbesondere eine Gegenwalze, gebildeten Nip ermittelt wird.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze mit mehreren Gegenelementen jeweils einen Nip bildet und für jeden der Nips ein Wert des Betriebsparameters ermittelt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich in Umfangsrichtung des Walzenbezugs erstreckendes Druckprofil ermittelt wird, wobei hierzu aus den von dem zumindest einen Sensor erzeugten N Messpunkten zumindest drei auf der Kreisbahn des Sensors hintereinander liegende Messpunkte berücksichtigt werden.
1 1 .Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einflussgröße eine Kraft- und/oder Druck- und/oder Temperatureinwirkung auf den jeweiligen Sensor zum Zeitpunkt der jeweiligen Messung ist.
12. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Liniendrucks proportional ist zur Differenz vom Messpunkt der größten Kraft- oder Druckeinwirkung auf den Sensor zum Messpunkt der kleinsten Kraft- oder Druckeinwirkung auf den Sensor.
13. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle N Messpunkte des jeweiligen Sensors zueinander gleich beabstandet sind.
14. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die N Messpunkte jeweils durch mehrere Messsequenzen erzeugt werden, wobei bei jeder Messsequenz M Messpunkte erzeugt werden während die Walze eine vollständige Umdrehung macht und der Start aufeinander folgender Messsequenzen von Messsequenz zu Messsequenz zeitlich verzögert wird und wobei M kleiner N und N/M eine positive rationale Zahl oder eine ganze Zahl ist.
15. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Verzögerung von Messsequenz zu
Messsequenz um einen konstanten Betrag zunimmt.
16. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Verzögerung von Messsequenz zu Messsequenz um einen variablen Betrag zunimmt.
17. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer einer Messung weniger als 200 s, vorzugsweise weniger als 100 s, besonders bevorzugt weniger als 70 s beträgt.
18. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz mit der während einer jeden Messsequenz gemessen wird, weniger als 10kHz, bevorzugt weniger als 5kHz, besonders bevorzugt weniger als 1 kHz ist.
19. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass N eine natürliche Zahl größer 100 ist, dass N bevorzugt größer oder gleich 500 ist, dass N besonders bevorzugt größer oder gleich 1000 ist, dass N ganz besonders bevorzugt größer oder gleich 1500 ist.
20. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Messpunkte entlang des Umfangs der radial äußeren Mantelfläche des Walzenbezugs 50mm oder weniger, bevorzugt 25mm oder weniger, besonders bevorzugt 10mm oder weniger beträgt.
21 . Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umdrehungsfrequenz der Walze zwischen 0,5Hz und 50Hz beträgt.
22. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor ein faseroptischer Sensor ist, insbesondere ein Faser-Bragg-Gitter ist.
23. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faser-Gragg-Gitter aufgrund der Kraft- oder Druckeinwirkung eine Dehnung und/oder eine Stauchung erfährt.
24. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bragg-Wellenlänge des Faser-Bragg-Gitters aufgrund der Dehnung und/oder Stauchung verschiebt.
25. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Messpunkt die Bragg-Wellenlänge oder die
Verschiebung der Bragg-Wellenlänge wiedergibt, die sich aufgrund der Kraft- oder Druckeinwirkung auf den Sensor zum Zeitpunkt der jeweiligen Messung einstellt.
26. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere als Faser-Bragg-Gitter ausgebildete Sensoren entlang desselben Lichtwellenleiters angeordnet sind und diese zueinander unterschiedliche Bragg-Wellenlängen haben.
27. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die faseroptischen Sensoren zur Durchführung einer Messung durch einen Lichtimpuls angeregt werden und die Sensoren ein bei deren jeweiligen Bragg-Wellenlänge reflektiertes Reflektionssignal an einen Detektor senden.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13725578 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13725578 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |