多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置的製作方法

2023-04-25 22:15:06 1

專利名稱：多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，適用與線狀、繩狀、束狀、條
子、片狀等物料，如紗線、纖維條、電線電纜，光纖光纜、碳纖維、鋼板、磁帶、塑料薄膜等物料 在運動中張力的在線檢測和傳感。
背景技術：
工業生產中，對運動中的物料張力進行在線檢測，能保證工藝參數設定後的動態 調整、控制和報警，從而保證整個生產過程中物料圈繞密度的恆定，實現了產品質量最佳， 產量最大的效果。
因此，目前國內外出現了各種各樣的動態張力傳感器，按作用原理分類有機械式、
電容式、電子應變片式等。現行機械張力傳感器採用的力變換彈性元件又有以下幾種等截
面圓柱形式、圓環形式、等截面薄板形式、懸臂梁形式和扭轉軸結構形式。 上述各種形式的張力傳感器和力變換彈性元件的應用領域，所檢測的張力範圍，
檢測精度和製作加工的難易程度各不相同，各有所長短。 01211093. O號中國實用新型專利提出了一種"在線自動檢測裝置用的力傳感 器"的結構裝置，特徵是採用一片兩側緊固在平板上且與平板不緊貼的一塊等截面彈性 片，採用一根扭轉軸垂直穿過該彈性片，扭轉軸的一端為被測物體接觸的檢測端，另一端 為固定有磁性體的傳感信號輸出端。檢測過程中，當運動中的被測物體張力波動時，扭轉 軸檢測端受力變化，並通過與扭轉軸緊固在一起的彈性片的作用發生扭轉，扭轉軸輸出端 發生相應位移，由此引起磁場的變化，並以電壓線性變化的形式輸出，反應出被測物的張 力變化。這種形式能精確進行動態檢測，但不能適應長時間在線檢測，由於溫度的變化影 響了傳感器的輸出信號，從而造成檢測數據偏差和零位漂移，使產品質量無法保證，另外 由於單個傳感器輸出信號較弱，使構件較長，從而使用不方便，傳感器的設置受重力影響； 200710045540. 1號中國發明專利申請在01211093. 0號專利技術的基礎上作了改進，提出
了一種"動態張力傳感器"的結構形式，利用雙傳感器的互補作用，消除了溫度漂移影響， 輸出信號有了增大；通過彈性片一邊的調整，消除了另一邊的重力影響，其效果明顯，具有 一定的實用價值；由於雙傳感器在配對、調試、安裝及位置封裝固定過程中不在同一個位子 上，很難做到相互匹配，使生產非常不便，特別是固化後的偏差和變化影響了檢測的效果， 從而造成應用上不方便。

發明內容
本發明的目的是在上述01211093. 0號專利和200710045540. 1號專利技術的基礎
上作了改進，提供一種新型的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置。 本發明的特徵是採用兩端固定在平板上的一塊等截面彈性片，一根穿過平板和彈
性片中心的扭轉軸，扭轉軸一側為檢測端，檢測端設置被測物料的傳導部件，物料經過傳導
部件後與檢測端的側面形成一個包圍角，另一端為輸出端，輸出端固定有磁性體，磁性體中
3固有一組或兩組雙組份傳感器的信號輸出元件。 輸出端和檢測端可以位於上述彈性片的兩測，也可以位於彈性片的同一側。在位 於同一側時，為了保持靜態條件下扭轉軸兩端的平衡，可在扭轉軸的另一側設置平衡片。
在雙組份磁敏傳感器扭轉軸的護套上、下端設定的限位保護支點，解決了傳感器 的過載和欠載的影響；為解決超高速運轉的動態檢測，對高速摩擦熱量的消除，在檢測端的 扭轉軸上設置了散熱片，使測試性能更穩定安全。 本發明的優點是檢測裝置的結構合理，可根據測量精度和解析度同時改變扭轉軸 的長短和大小，被測物料的張力能以磁場變化轉化為電壓線性變化的形式輸出，雙組份傳 感器消除了溫度對檢測信號的影響，使動態在線檢測結果更精確，實時可靠；用低碳鋼和軟 鋼對磁性體的屏敝和極靴，更加強了信號的輸出和抗幹擾性。


附圖1為本發明專利"多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置"的結構示意圖； 圖2為檢測端和輸出端位於彈性片同側的結構示意圖；圖3為檢測端和輸出端位於彈性片 兩側設置了平衡片的結構示意圖；圖4、圖5為圖2、圖3中檢測端A點在測試時的受力情況 示意圖；圖6、圖7、圖8、圖9為圖2、圖3中輸出端B點雙傳感器信號輸出元件不同組合的 結構示意圖；圖IO為檢測端A點檢測片狀物體時的結構示意圖；圖11、圖12為彈性片設置 在中間時兩種磁性體為雙頭的示意圖；圖13、圖14為磁力集中器用軟鋼對磁性體進行屏敝 的結構示意圖；圖15、圖為對單磁體採用極靴形式的結構示意圖；圖17、圖18為兩個雙組 份傳感器採用單磁體的結構示意圖；圖19為雙組份傳感器採用雙頭磁性體採用極靴的結 構示意圖；圖20為兩個雙組份傳感器分別採用雙頭磁性體極靴的結構示意圖；圖21為A點 或B點過載或欠載設置保護支點的結構示意圖。圖中 1.扭轉軸；2.彈性片；3.固定平板；4.磁性體；5.物料傳導部件；6.雙組份磁敏 傳感器；7.被測物料；8.平衡片；9.固定片；10.護套；11.支點；12.散熱片；13.連接件；
14屏敝罩；15極靴。
具體實施例方式
以下對本發明做進一步詳細說明。 彈性片2為金屬薄片，選用不同彈性摸量材料、不同寬度、不同高度或不同厚度的 彈性片2時，可改變測力範圍，分辨力大小及彈性片2的變形量，由此達到對動態線性輸出 和解析度的要求。 扭轉軸1上的檢測端和輸出端可以位於彈性片2的兩側或同側，位於同側時，為保 持靜態條件下扭轉軸1的兩端平衡，可在扭轉軸1的另一側設置平衡片8，平衡片8可根據 需要選用不同規格的螺母或其他構件。 改變檢測端檢測點A與彈性片之間的距離可改變動態量程的大小。 輸出端的磁性體4可以是同性或異性結構，改變磁性體4的強度、間距可調整測力
範圍或分辨力的大小。 在線檢測過程中，當運動物料的張力波動時，扭轉軸1檢測端受力變化，並通過扭 轉軸1緊固在一起的彈性片2的作用發生扭轉，扭轉軸1的輸出端發生相應的位移，由此引
4起磁場的變化，並以電壓線性變化的形式輸出，由此反映被測物料的張力變化。
限位支點ll的設置，有效的保護了傳感器過載和欠載的影響；平衡片8的設置，使
動態檢測更穩定可靠；散熱片12的設置對高速、超高速動態檢測中過熱保護，得到了安全
的保證。 對磁性體4用低碳鋼和軟鋼進行屏敝和極靴，使輸出信號更強，抗幹擾性更佳，磁 力集中器的長度和大小也直接影響磁通密度強弱。 雙組份磁敏傳感器6的組成，對原有的傳感器作了重大改進，將兩個磁敏傳感器 做在一個晶片上，解決了以前兩個傳感器不可能放在一個位子上的突破，使輸出信號的穩 定性、可靠性、一致性和準確度得到了保證，雙傳感器溫度係數的互補，不僅抵消了溫度的 影響，輸出的信號是單傳感器的兩倍，從而使在線檢測值更精確可靠。
權利要求
多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特徵在於包括兩端緊固在平板(3)上且與平板(3)不緊貼的一塊等截面彈性片(2)，穿過平板(3)和彈性片(2)的中心且與彈性片(2)緊固在一起的扭轉軸(1)，扭轉軸(1)的一端為檢測端與被測物料(7)接觸，檢測端的兩側設有被側物料傳導部件(5)，另一端的一側或兩側固定有磁性體(4)，磁性體(4)所對應的磁場中固定有單個或兩個雙組份磁敏傳感器(6)的信號輸出元件。
2. 如權利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特徵在於所述雙 組份磁敏傳感器(6)是由兩個磁敏傳感器組合在一體的結構形式，每個檢測端用一至兩個 雙組份磁敏傳感器(6)，可設置在彈性片(1)的一側或兩側。
3. 如權利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特徵在於所述雙 組份磁敏傳感器(6)的磁性體(4)為單頭或雙頭形式，磁性體(4)有開放式、屏敝罩(14) 或極靶(15)式的結構形式。
4. 如權利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特徵在於所述的 扭轉軸(1)前、後端護套(10)的上部和下部設有限位過載或欠載的保護支點(11)。
5. 如權利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特徵在於所述扭 轉軸(1)在彈性片(2)前後可設一個平衡片(8)。
6. 如權利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力如檢測裝置，其特徵在於所述 檢測端的扭轉軸(1)上可設定散熱片(12)。
7. 如權利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力如檢測裝置，其特徵在於所述 檢測端A點的傳動有固定式和滾動式兩種結構形式。
全文摘要
適用於線狀、繩狀、絲狀、束狀、條子、片狀物料在線張力檢測裝置，包括二端固定在平板上的等截面彈性片，一根穿過平板和彈性片中心的扭轉軸，扭轉軸一端為檢測端，檢測端的一側或兩側有被測物件的傳導部件，另一端在一組或兩組磁性體磁場中設同類的雙組份磁敏傳感器，利用雙組份傳感器可消除溫度漂移，通過彈性片一邊的調整可達到兩邊平衡，並設有散熱和過載、欠載自動保護裝置，優點是結合利用了彈性片和扭轉軸的作用，將被測物料張力變化轉化成扭轉軸的相應位移，這一位移與扭轉軸上的磁場強度變化相對應，並與磁敏元件的輸出電壓呈線性關係，對磁性體的屏敝使信號更強，由此能對被測物料的張力變化進行在線自動檢測。
文檔編號G01L5/04GK101706338SQ20091019622
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月23日 優先權日2009年9月23日
發明者楊蓉, 楊金保, 陸宏如 申請人:上海貴寶機電有限公司;楊金保;楊蓉