通過修正定向誤差無接觸地確定料幅厚度的方法和裝置的製作方法

2023-04-24 09:06:06 1

專利名稱：通過修正定向誤差無接觸地確定料幅厚度的方法和裝置的製作方法
通過修正定向誤差無接觸地確定料幅厚度的方法和裝置本發明涉及一種用於藉助傳感器裝置無接觸地確定料幅，尤其是纖維料幅的厚度的方法，所述傳感器裝置包括至少兩個光學測量單元，料幅能夠在這兩個光學測量單元之間導引通過，並且這兩個光學測量單元在其朝向料幅的一側具有分別一個試驗板，其中，通過布置在料幅相互對置側的光學測量單元分別確定該光學測量單元與料幅的距離，並且藉助評估單元由所確定的光學測量單元與料幅之間的距離以及所述布置在料幅相互對置側的光學測量單元之間的距離確定料幅的厚度。本發明還涉及一種權利要求7前序部分所述類型的裝置。纖維料幅尤其可以是紙幅或紙板幅。用於無接觸地確定料幅，尤其是纖維料幅的厚度的光學厚度傳感器由專利文獻EP 1 855 082A1 和 EP 1 855 083A1 已知。在無接觸地測量紙厚度時，一方面需要確定布置在料幅相互對置側的光學測量單元或試驗板之間的距離，另一方面需要測量這些測量單元或試驗板與料幅之間的距離，其中，對測量單元與料幅之間的距離進行光學測量。在此，定位在料幅相互對置側的光學測量單元必須準確地布置在相同的光軸上，以便消除由不垂直於光軸延伸的紙幅造成的錯誤測量。然而，尤其由於運動紙幅的空氣擁堵可能造成設置在料幅相互對置側的光學測量單元或測量頭之間的歪斜，這導致料幅厚度值不正確。這種例如由運動的料幅或纖維料幅10的空氣擁堵造成的上部和下部光學測量單元或其試驗板12、14之間的歪斜可由

圖1看出，該圖1以示意圖示出了一種傳統的用於無接觸地確定厚度的裝置，其中，各測量單元分別只配有一個光學傳感器16或18。在這種傳統的裝置中，試驗板12、14的歪斜和上部與下部光學測量單元或其試驗板12、14之間可能出現的錯移不能被補償。因此，在這種在料幅各側面上只有一道光路的傳統裝置中產生不準確的測量。如果上部與下部傳感器之間附加地形成錯移，則這導致在材料厚度測量中產生附加的誤差。錯移可能由於上部與下部傳感器滑座(Sensorwagen)之間的定向誤差或者通過測量頭的歪斜造成。本發明所要解決的技術問題在於，提供一種開頭所述類型的改進的方法以及一種改進的裝置，其中，相應的錯誤測量得到補償並且通過這種方法和裝置實現了更準確的測量。就方法而言，該技術問題按本發明由此解決，即，布置在料幅相互對置側的光學測量單元分別配設有多個彼此間隔的光學傳感器，並且藉助評估單元根據由光學傳感器獲得的測量值進行料幅厚度的修正。為此，藉助評估單元根據由光學傳感器獲得的測量值確定試驗板相對於料幅的傾斜角。隨即藉助評估單元將所確定的試驗板相對於料幅的傾斜角用於修正料幅厚度值。由於這種設計構造，在確定材料厚度時也可以補償試驗板可能出現的歪斜。對料幅厚度值修正的優化通過將各光學測量單元的光學傳感器之間的距離選擇得儘可能大而實現。各光學測量單元的光學傳感器尤其可以裝入到有關的試驗板中。布置在料幅相對置側的光學測量單元優選分別配設有至少三個彼此間隔的光學傳感器。按照按本發明方法的一種優選的實用設計方案，布置在料幅相對置側的光學測量單元分別只配設有三個彼此間隔的光學傳感器，因此可以分別進行三點測量。優選磁性地確定布置在料幅相互對置側的光學測量單元之間的距離。為了進一步改善對料幅厚度值的修正，按照本發明附加地通過xy-測量單元確定布置在料幅相互對置側的試驗板之間的錯移。優選藉助光學的xy-測量單元確定所述錯移，該光學的xy-測量單元由試驗板之一中的光學的2 探測器和裝入相對置的試驗板中的光源組成。為此，評估單元可以配設有相應的算法，通過該算法可以確定傾斜角和錯移並且相應地修正各光學測量單元的信號。相宜地，在每個配屬於各光學測量單元的試驗板與料幅之間形成氣墊，以便使測量單元與料幅保持一定距離。按照本發明裝置的特徵在於，布置在料幅相互對置側的光學測量單元分別包括多個彼此間隔的光學傳感器，並且評估單元設計成根據由光學傳感器獲得的測量值確定試驗板相對於料幅的傾斜角。此外，評估單元還設計用於將所確定的試驗板相對於料幅的傾斜角用於修正料幅
厚度值。為了進一步改善準確性，設置有確定布置在料幅相互對置側的試驗板之間的錯移的xy-測量單元。xy-測量單元優選光學地工作並且由試驗板之一中的光學的2 探測器和裝入相對置的試驗板中的光源組成。按本發明裝置的其它優選實施形式由從屬權利要求得出。通過按本發明的解決方案明顯提高了測量準確性。在此，可以尤其通過料幅每側的三道光路和優選光學的觸發進行測量，以確定錯移。例如可以使用具有朗伯特-特性的 Pin 二極體。通過分別設置在料幅的每側的三道光路還可以附加地補償傾斜位置。光路沿 χ方向和y方向的劃分可以是不同的。可以考慮為料幅的各側面上的所有光路使用一個光源。此外，各光學傳感器尤其可以如EP 1 855 082A1或者EP 1 855 083A1中描述的那樣進行設計。例如由EP 1 855 082A1已知一種光學傳感器，其帶有用於確定與某一物體的間距的裝置，其中設置有至少一個透鏡裝置，以便使由光源，尤其是雷射光源發出的光聚焦到物體上並且收集由物體反射和散射回的光，還設置有具有圓形開口的孔眼光闌，以便由反射的和散射回的光形成圓形的光束，並且還設置有接收圓形光束的檢測系統，其感應光束直徑，其中，根據檢測系統的信號確定與物體的間距。尤其配屬於檢測系統的分析器可以設計用於確定物體的厚度。在此，可以在物體的兩側分別設置至少一個透鏡裝置，並且布置在不同側的透鏡裝置彼此可以具有規定的距離。在這種情況下，物體的厚度尤其可以這樣確定，即，將分別確定的、設置在物體兩側的透鏡裝置與物體的距離相加，並且從透鏡裝置之間規定的或確定的距離中減去所求得的和。在EP 1 855 083A1中描述了一種類似的光學傳感器，其中應用了相關性較小的光源，其尤其可以包括超級發光二極體。在各透鏡裝置和物體之間可以設置光學窗口。以下參照附圖根據實施例進一步闡述本發明。在附圖中圖1是傳統的用於無接觸地確定厚度的裝置的局部示意圖；並且圖2是按本發明的用於無接觸地確定料幅厚度的裝置的一種示例性實施形式的局部示意圖；圖3是按本發明裝置的另一種實施形式的局部示意圖。圖2以局部示意圖示出了按本發明的用於無接觸地確定料幅20的厚度的裝置，該料幅20例如可以是纖維料幅，尤其是紙幅或紙板幅。所述裝置包括帶有至少兩個光學測量單元22、M的傳感器裝置，料幅20能夠從這兩個光學測量單元之間導引通過並且這兩個光學測量單元在其朝向料幅20的側面上具有分別一個試驗板26、28。在此，可以通過布置在料幅20相互對置側的光學測量單元22J4分別確定其與料幅20的距離。然後，藉助評估單元由所確定的光學測量單元22、24與料幅20之間的距離以及布置在料幅20相互對置側的光學測量單元22J4之間的距離確定料幅20的厚度。布置在料幅20相互對置側的光學測量單元22J4分別包括多個彼此間隔的光學傳感器30。在此，布置在料幅20相互對置側的光學測量單元22J4可以分別包括至少三個彼此間隔的光學傳感器30。在該實施例中，布置在料幅20相互對置側的光學測量單元22、M分別只包括三個彼此間隔的光學傳感器30。此外，可以設置用於磁性地確定布置在料幅20相互對置側的光學測量單元22、24 之間或者試驗板26J8之間的距離的器件。該器件例如可以是三個磁性傳感器，它們分別配屬於三個光學傳感器之一。相宜地，也設置有用於在每個配屬於各光學測量單元22、24的試驗板沈、觀與料幅20之間形成氣墊32並且由此使測量單元22、24與料幅20保持一定距離的器件。圖3示出附加地具有xy-測量單元的實施形式，該xy-測量單元由上部試驗板中的光源33構成，所述光源的光束34照射到2x2的探測器35上，並且因此可以推斷出上部與下部試驗板沈、28的錯移。在此必須這樣選擇光源，使得光束34能夠穿透料幅並且在探測器表面上產生可測量的信號。在此，評估單元設計成根據由光學傳感器30得到的測量值確定試驗板沈、觀相對於料幅20的傾斜角並且在存在xy-測量單元時還確定由該xy-測量單元測定的、布置在料幅20相互對置側的光學測量單元22J4或其試驗板沈、觀之間的錯移。評估單元尤其設計成，將所確定的試驗板沈、觀相對於料幅20的傾斜角和/或所確定的布置在料幅20相互對置側的光學測量單元22J4或其試驗板沈、觀之間的錯移用於修正料幅厚度值。
如已經提到的那樣，光學傳感器30還可以如在EP 1 855 082A1或者EPl 855 083A1中描述的那樣進行設計。附圖標記清單10 料幅12 試驗板14試驗板16光學傳感器18光學傳感器20 料幅22光學測量單元24光學測量單元26 試驗板28 試驗板30光學傳感器32 氣墊33 光源34 光束35 2x2 檢測器36磁性傳感器37 傾斜角
權利要求
1.一種用於藉助傳感器裝置無接觸地確定料幅(20)，尤其是纖維料幅的厚度的方法， 所述傳感器裝置包括至少兩個光學測量單元02、對)，所述料幅00)能夠在這兩個光學測量單元之間導引通過，並且這兩個光學測量單元在其朝向所述料幅00)的一側具有分別一個試驗板，其中，通過布置在所述料幅OO)相互對置側的光學測量單元(22、24)可分別確定該光學測量單元(22、24)與所述料幅OO)的距離，並且藉助評估單元由所確定的所述光學測量單元(22、24)與所述料幅OO)之間的距離以及所述布置在所述料幅OO)相互對置側的光學測量單元(22、24)之間的距離確定所述料幅OO)的厚度，其特徵在於，所述布置在所述料幅OO)相互對置側的光學測量單元(22、24)分別配設有多個彼此間隔的光學傳感器(30)，並且藉助所述評估單元根據由所述光學傳感器(30)得到的測量值確定所述試驗板0648)相對於所述料幅OO)的傾斜角(37)。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於，藉助所述評估單元將所確定的傾斜角(37) 用於修正料幅厚度值。
3.按權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述布置在所述料幅OO)相互對置側的光學測量單元(22、24)分別配設有至少三個彼此間隔的光學傳感器(30)。
4.按前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，磁性地確定所述布置在所述料幅 (20)的相互對置側的光學測量單元(22、24)之間的距離。
5.按前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，通過xy_測量單元確定布置在所述料幅的相互對置側的試驗板之間的錯移。
6.按權利要求6所述的方法，其特徵在於，藉助光學的xy-測量單元確定所述錯移，該光學的xy-測量單元由所述試驗板之一 06 J8)中的光學的狄2探測器(3 和裝入相對置的試驗板06、觀)中的光源(33)組成。
7.按前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，在每個配屬於各光學測量單元02、 24)的試驗板(沈、28)和所述料幅OO)之間形成氣墊(32)，以便使所述測量單元Q2J4) 與所述料幅OO)保持一定距離。
8.一種用於無接觸地確定料幅(20)，尤其是纖維料幅的厚度的裝置，該裝置尤其用於實施按前述權利要求之一所述的方法，所述裝置帶有包括至少兩個光學測量單元02、M) 的傳感器裝置，所述料幅OO)能夠在所述兩個光學測量單元之間導引通過，並且這兩個光學測量單元在其朝向所述料幅OO)的一側具有分別一個試驗板06、觀)，其中，通過布置在所述料幅OO)相互對置側的光學測量單元(22、24)能夠分別確定該光學測量單元02、 24)與所述料幅OO)的距離，並且藉助評估單元能夠由所確定的所述光學測量單元02、 24)與所述料幅OO)之間的距離以及所述布置在所述料幅OO)相互對置側的光學測量單元(22、24)之間的距離確定所述料幅OO)的厚度，其特徵在於，所述布置在所述料幅OO) 相互對置側的光學測量單元(22、24)分別配設有多個彼此間隔的光學傳感器(30)，並且所述評估單元設計成根據由所述光學傳感器(30)獲得的測量值確定所述試驗板(沈、28)相對於所述料幅OO)的傾斜角(37)。
9.按權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述評估單元設計成將所確定的、所述試驗板(沈、28)相對於所述料幅OO)的傾斜角(37)用於修正料幅厚度值。
10.按前述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，所述布置在所述料幅OO)相互對置側的光學測量單元(22、24)分別包括至少三個彼此間隔的光學傳感器(30)。
11.按前述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，設置有用於磁性地確定所述布置在所述料幅00)的相互對置側的光學測量單元(22、24)之間的距離的器件。
12.按前述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，設置有確定布置在所述料幅的相互對置側的試驗板之間的錯移的xy_測量單元。
13.按前述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，所述xy_測量單元是光學的xy_測量單元，該光學的xy-測量單元由所述試驗板之一中的光學的2 探測器(3 和裝入相對置的試驗板中的光源(3 組成。
14.按前述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，設置有用於在每個配屬於各光學測量單元(22、24)的試驗板(沈、28)與所述料幅(20)之間形成氣墊(3 並且由此使所述測量單元(22、24)與所述料幅00)保持一定距離的器件。
全文摘要
本發明涉及一種用於藉助傳感器裝置無接觸地確定料幅，尤其是纖維料幅的厚度的方法，所述傳感器裝置包括至少兩個光學測量單元，料幅能夠在這兩個光學測量單元之間導引通過，並且這兩個光學測量單元在其朝向料幅的一側分別具有試驗板，其中，通過布置在料幅相互對置側的光學測量單元分別確定該光學測量單元與料幅的距離，並且藉助評估單元由所確定的光學測量單元與料幅之間的距離以及所述布置在料幅相互對置側的光學測量單元之間的距離確定料幅的厚度，其特徵在於，所述布置在料幅相互對置側的光學測量單元分別配設有多個彼此間隔的光學傳感器，並且藉助評估單元根據由光學傳感器得到的測量值確定試驗板相對於料幅的傾斜角和/或所述布置在料幅相互對置側的光學測量單元之間或其試驗板之間的錯移。
文檔編號G01B21/08GK102483322SQ201080039047
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月7日 優先權日2009年7月2日
發明者J.布羅克爾, P.泰波, W.克納布 申請人:沃依特專利有限責任公司