專利名稱：帶有多個(gè)傳感器陣列的工業(yè)輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)輥，更特別地涉及用于造紙的輥。
背景技術(shù)：
在通常的造紙工藝中，纖維素纖維的水漿或懸浮液(通常稱為造紙“原料”)被供給到在兩個(gè)或更多個(gè)輥之間行進(jìn)的織物網(wǎng)帶和/或合成材料的環(huán)形帶的上行側(cè)(upper run)的頂部上。通常被稱作“成形織物”的帶在其上行側(cè)的上表面上提供造紙表面，該上行側(cè)的上表面用作將造紙?jiān)系睦w維素纖維從水介質(zhì)中分離從而形成濕紙幅的過(guò)濾器。通過(guò)重力或者位于織物上行側(cè)(即“機(jī)器側(cè)”)的下表面上的真空，將水介質(zhì)通過(guò)成形織物的網(wǎng)眼(通常稱為排水孔)排出。在離開(kāi)成形部之后，紙幅被傳遞到造紙機(jī)的壓榨部，在該處紙幅穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)覆蓋有另一織物(通常稱為“壓氈”)的壓榨機(jī)(通常為輥壓機(jī))的輥隙。來(lái)自壓榨機(jī)的壓力將多余的水分從紙幅中去除；水分的去除通常通過(guò)壓氈上的“毛氈”層來(lái)增強(qiáng)。然后紙張被傳遞到干燥部以進(jìn)一步去除水分。在干燥之后，紙張準(zhǔn)備好二次處理和包裝。圓柱形輥通常用在造紙機(jī)的不同部中，例如壓榨部。這種輥在苛刻的環(huán)境條件中存在和操作，在該環(huán)境條件中它們可能暴露于高的動(dòng)態(tài)負(fù)荷和溫度以及侵蝕性或腐蝕性化學(xué)試劑。舉例來(lái)說(shuō)，在典型的造紙廠中，輥不僅用于在處理站之間傳輸纖維紙幅薄片，而且在壓榨部和砑光輥的情況下，用來(lái)將紙幅薄片本身加工成紙張。通常需要牢記輥在造紙機(jī)內(nèi)的位置來(lái)構(gòu)造用于造紙的輥，這是因?yàn)樘幱谠旒垯C(jī)內(nèi)不同位置的輥需要執(zhí)行不同的功能。因?yàn)樵旒堓伩赡芫哂泻芏嗖煌男阅芤?，并且因?yàn)樘鎿Q整個(gè)金屬輥會(huì)相當(dāng)昂貴，所以很多造紙輥包括聚合物封套，其圍繞通常為金屬的芯部的圓周表面。通過(guò)改變封套所采用的材料，封套設(shè)計(jì)者可以根據(jù)造紙應(yīng)用需求來(lái)為輥提供不同的性能特點(diǎn)。而且，相比于替換整個(gè)輥，修理、再次研磨或替換金屬輥上的封套會(huì)相當(dāng)?shù)乇阋?。用于封套的示例性的聚合物材料包括天然橡膠、合成橡膠，比如氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯(SBR)、丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯(“CSPE”-也公知為DuPont (杜邦)的商標(biāo) HYPALON) ,EDPM(由乙烯-丙烯二烯單體所形成的乙烯-丙烯三元共聚物的名稱)、聚氨酯、 熱固性復(fù)合材料，以及熱塑性復(fù)合材料。在很多情況下，輥封套將包括至少兩個(gè)不同的層基層，其覆蓋芯部并提供與其的接合；以及頂層(topstock layer)，其覆蓋并接合至基層并且用作輥的外表面(一些輥還將包括夾在基層和頂層之間的中間“結(jié)合”層)。通常選擇這些材料的層來(lái)為封套提供用于操作的物理性能的規(guī)定設(shè)置。這些物理性能的規(guī)定設(shè)置包括必要的強(qiáng)度、彈性模量，以及對(duì)高溫、水和有害的化學(xué)物質(zhì)的抵抗力，以承受得住造紙環(huán)境。另外，封套通常被設(shè)計(jì)成具有適合于其所要執(zhí)行的工序的預(yù)定表面硬度，并且它們通常要求紙張從封套“釋放”而不會(huì)對(duì)紙張?jiān)斐蓳p傷。而且，為了節(jié)約，封套應(yīng)當(dāng)是耐剝蝕和耐磨損的。當(dāng)紙幅被傳送通過(guò)造紙機(jī)時(shí)，了解紙幅所經(jīng)受的壓力分布可能是非常重要的。壓力變化會(huì)影響從紙幅排出的水量，這會(huì)影響最終的紙張水分含量、厚度和其它性能。因此， 用輥施加的壓力大小可能影響造紙機(jī)所生產(chǎn)的紙的質(zhì)量。輥的其它性能也很重要。例如，輥封套在機(jī)器橫向上經(jīng)受的應(yīng)力和應(yīng)變能提供有關(guān)封套的耐用性和尺寸穩(wěn)定性的信息。另外，輥的溫度分布會(huì)有助于識(shí)別封套的潛在問(wèn)題區(qū)域。已知在工業(yè)輥的封套中包括壓力和/或溫度傳感器。例如，Moschel等人的美國(guó)專利No. 5，699，729描述了一種具有螺旋形布置的導(dǎo)引線的輥，其包括嵌入輥的聚合物封套中的多個(gè)壓力傳感器。傳感器是螺旋形布置的，從而可以在沿輥的長(zhǎng)度上提供不同軸向位置的壓力讀數(shù)。通常傳感器由向處理器傳送傳感器信號(hào)的信號(hào)載送元件連接，其中處理器處理這些信號(hào)并提供壓力和位置信息。更具體地，當(dāng)每個(gè)傳感器經(jīng)過(guò)輥隙時(shí)，傳感器被加載并發(fā)射信號(hào)，然后在經(jīng)過(guò)輥隙后傳感器被卸載。但是，傳感器是由信號(hào)載送元件串聯(lián)連接的，并且如果一個(gè)以上的傳感器同時(shí)通過(guò)輥隙，那么傳感器信號(hào)可以相互重疊或疊加。因此，在特定的應(yīng)用中，系統(tǒng)可能不會(huì)生成準(zhǔn)確的壓力分布。傳感器信號(hào)會(huì)在擴(kuò)展輥隙或?qū)捿佅稇?yīng)用中重疊。例如，工業(yè)輥可以相對(duì)于配合結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，例如靴形壓榨機(jī)的靴，從而形成相對(duì)寬的輥隙。在這種情況下，至少鄰近的傳感器可同時(shí)位于輥隙中，而這會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量。在其中輥與多個(gè)配合結(jié)構(gòu)配合設(shè)置從而產(chǎn)生多個(gè)輥隙的應(yīng)用中，信號(hào)也可能重疊或疊加。示例性的應(yīng)用包括在壓榨部中成組的輥和在砑光部中的輥。在這些情況下，在特定時(shí)間至少一個(gè)傳感器會(huì)位于每個(gè)輥隙中。這將再次導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
作為第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種工業(yè)輥。該工業(yè)輥包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部；環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套；以及傳感系統(tǒng)。該傳感系統(tǒng)包括包括至少部分地嵌在聚合物封套中并以螺旋構(gòu)型環(huán)繞輥設(shè)置的第一組傳感器和第二組傳感器的多個(gè)傳感器，其中所述傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)，并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中第一傳感器組的傳感器與第二傳感器組的傳感器不同； 串聯(lián)連接第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件；串聯(lián)連接第二組傳感器的第二信號(hào)載送元件；以及在操作時(shí)與第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造為選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器提供的信號(hào)。作為第二方面，本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種工業(yè)輥。該工業(yè)輥包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部；環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套；以及傳感系統(tǒng)。該傳感系統(tǒng)包括串聯(lián)連接至少部分地嵌在聚合物封套中的第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件， 該第一組傳感器以由第一螺旋角限定的第一螺旋構(gòu)型圍繞輥設(shè)置，其中這些傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)，并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中該第一螺旋角由相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第一組傳感器中的第一末端傳感器的圓周位置和第一組傳感器中的第二末端傳感器的圓周位置之間的角限定；與第一信號(hào)載送元件間隔開(kāi)的第二信號(hào)載送元件，該第二信號(hào)載送元件串聯(lián)連接至少部分地嵌在聚合物封套中且以由第二螺旋角限定的第二螺旋構(gòu)型圍繞輥設(shè)置的第二組傳感器，其中這些傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中該第二螺旋角由相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第二組傳感器中的第一末端傳感器的圓周位置和第二組傳感器中的第二末端傳感器的圓周位置之間的角限定；以及在操作時(shí)與該第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造為選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器提供的信號(hào)。作為第三方面，本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種測(cè)量工業(yè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)的方法。 該方法包括提供工業(yè)輥，該工業(yè)輥包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部；環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套；以及傳感系統(tǒng)。該傳感系統(tǒng)包括包括至少部分地嵌在聚合物封套中且以螺旋構(gòu)型環(huán)繞輥設(shè)置的第一組傳感器和第二組傳感器的多個(gè)傳感器，其中這些傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)；串聯(lián)連接第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件；串聯(lián)連接第二組傳感器的第二信號(hào)載送元件；以及在操作時(shí)與第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造成選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器提供的信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)動(dòng)帶有相對(duì)于工業(yè)輥設(shè)置的配合結(jié)構(gòu)從而與其形成輥隙的輥，這樣第一傳感器組的至多一個(gè)傳感器和第二傳感器組的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于輥隙中。作為第四方面，本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種測(cè)量工業(yè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)的方法。 該方法包括提供一種工業(yè)輥，該工業(yè)輥包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部；環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套；以及傳感系統(tǒng)。該傳感系統(tǒng)包括串聯(lián)連接嵌在聚合物封套中且以由第一螺旋角限定的第一螺旋構(gòu)型圍繞輥設(shè)置的第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件，其中所述傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中該第一螺旋角由相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第一組傳感器中的第一末端傳感器的圓周位置和第一組傳感器中的第二末端傳感器的圓周位置之間的角限定；與第一信號(hào)載送元件間隔開(kāi)的第二信號(hào)載送元件，該第二信號(hào)載送元件串聯(lián)連接嵌在聚合物封套中的第二組傳感器，該第二組傳感器以由第二螺旋角限定的第二螺旋構(gòu)型圍繞輥設(shè)置，其中所述傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中該第二螺旋角由相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第二組傳感器中的第一末端傳感器的圓周位置和第二組傳感器中的第二末端傳感器的圓周位置之間的角限定；以及在操作時(shí)與該第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造成選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器提供的信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)動(dòng)帶有相對(duì)于輥設(shè)置的第一配合結(jié)構(gòu)以便與其形成第一輥隙、并且?guī)в邢鄬?duì)于輥設(shè)置的第二配合結(jié)構(gòu)以便與其形成第二輥隙的輥，從而第一傳感器組的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中，并且第二傳感器組的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中。需要注意的是，關(guān)于一個(gè)實(shí)施例描述的任何一個(gè)或多個(gè)方面或特征可以結(jié)合到不同的實(shí)施例中，盡管沒(méi)有特別關(guān)于其進(jìn)行描述。即，所有實(shí)施例和/或任何實(shí)施例的特征都可以以任何方式結(jié)合和/或組合。因此申請(qǐng)人保留改變?nèi)魏卧忌暾?qǐng)的權(quán)利要求或申請(qǐng)任何新的權(quán)利要求的權(quán)利，包括能夠修改任何原始申請(qǐng)的權(quán)利要求以從屬于任何其他權(quán)利要求和/或并入任何其它權(quán)利要求的任何特征(盡管沒(méi)有原始地以那種方式來(lái)主張權(quán)利)的權(quán)利。本發(fā)明的這些及其它的目的和/或方面將在下面所述的說(shuō)明書中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的輥及相關(guān)聯(lián)的探測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)視圖。圖2是圖1中的輥的截面圖。圖3是圖1中的輥的一部分的端部透視圖，位于輥上的傳感器由信號(hào)載送元件串聯(lián)連接。圖4是示出了圖3中的信號(hào)載送元件所傳送的示例性信號(hào)的曲線圖。圖5是示出了圖3中的信號(hào)載送元件所傳送的替換示例性信號(hào)的曲線圖。圖6是輥的一部分的端部透視圖，位于輥上的傳感器由根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的多個(gè)信號(hào)載送元件連接。圖7是圖6中的輥的端視圖，該輥相對(duì)于配合結(jié)構(gòu)設(shè)置以便與其形成輥隙。圖8是輥的端部透視圖，位于輥上的傳感器由根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的多個(gè)信號(hào)載送元件連接。圖9和圖10是構(gòu)造的端視圖，在所述構(gòu)造中圖8中的輥可以相對(duì)于多個(gè)配合結(jié)構(gòu)設(shè)置以便與其形成多個(gè)輥隙。圖11是示出用于從圖6和圖8中的信號(hào)載送元件傳送數(shù)據(jù)的部件的框圖。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的操作的流程圖。圖13和圖14示出由圖6和圖8中的信號(hào)載送元件傳送的示例性信號(hào)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式在下文中將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。本發(fā)明并不意圖局限于所示的實(shí)施例；更確切地說(shuō)，這些實(shí)施例旨在全面且完整地向本領(lǐng)域技術(shù)人員公開(kāi)本發(fā)明。在附圖中，類似的附圖標(biāo)記一直指的是類似的元件。為清楚起見(jiàn)，一些部件的厚度和尺寸可能被夸大。出于簡(jiǎn)潔和/或清楚的目的，公知的功能或結(jié)構(gòu)可能不會(huì)進(jìn)行詳細(xì)描述。除非另有定義，此處使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的相同的意思。此處本發(fā)明的說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)僅是出于描述特定實(shí)施例的目的，而并不是旨在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。如在本發(fā)明的說(shuō)明書和所附權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一”和“該”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非文中另外清楚地指明。 如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列條目的任何和所有組合。用于此處的術(shù)語(yǔ)“附接”、“連接”、“互連”、“接觸”、“耦合”、“安裝”、“覆蓋”及類似用語(yǔ)可意味著元件之間直接或間接地附接或接觸，除非另有說(shuō)明。現(xiàn)在參照附圖，概括地標(biāo)示為20的常規(guī)輥在圖1中示出。輥20包括圓柱形芯部 22(圖2)和圍繞芯部22的封套24(通常由一種或多種聚合物材料形成)。用于感測(cè)操作參數(shù)(例如，壓力、溫度、輥隙寬度等)的傳感系統(tǒng)沈包括信號(hào)載送元件觀和多個(gè)傳感器 30，其每一個(gè)至少部分地嵌在封套M中。如此處所使用的，傳感器“嵌”在封套中是指?jìng)鞲衅魍耆诜馓字校⑶覀鞲衅鳌扒丁痹诜馓椎奶囟▽踊驅(qū)咏M中是指?jìng)鞲衅魍耆谠搶踊驅(qū)咏M中。傳感系統(tǒng)沈還包括對(duì)傳感器30產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行處理的處理器32。
芯部22通常由金屬材料形成，例如鋼或鑄鐵。芯部22可以是實(shí)心的或中空的，并且如果是中空的則可以包括能改變壓力或輥輪廓的裝置。封套M能采用任何形式并且能由本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的適合于供輥使用的任何聚合物和/或彈性材料形成。示例性的材料包括天然橡膠、合成橡膠，比如氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯(SBR)、丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯(“CSPE”-也公知為商標(biāo)名HYPALON)、EDPM(由乙烯-丙烯二烯單體所形成的乙烯-丙烯三元共聚物的名稱)、環(huán)氧樹(shù)脂，以及聚氨酯。封套M還可以包括增強(qiáng)材料和填充材料、添加劑等。示例性的添加材料在授予Mephens的美國(guó)專利No. 6，328，681、授予Jones的美國(guó)專利No. 6，375，602以及授予Gustafson的美國(guó)專利No. 6，981，935中進(jìn)行了討論，上述專利文獻(xiàn)中的每一篇的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。輥20可以以例如在Moore等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No. 2005/0261115及Pak 的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 12/489,711中所述的方式進(jìn)行制造，其中每篇文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。如這些申請(qǐng)中所述，封套M可以包括多層。例如，芯部22可以由內(nèi)部基層覆蓋，然后信號(hào)載送元件觀和傳感器30可以置于并粘附于適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｈ缓罂梢允┘油獠炕鶎?，并且可以在外部基層上施加頂層。本發(fā)明意在包括具有封套M的輥，該封套M僅包括基層和頂層，還意在包括具有包括另外的中間層的封套的輥。任何中間層都可在施加頂層之前施加到外部基層上。在一些實(shí)施例中，傳感器30可以至少部分地嵌在一層中。在一些其他實(shí)施例中，傳感器30可以位于兩層之間，這樣傳感器30在一層的頂部上并被不同的第二層覆蓋。然后完成的輥20和封套M可以被用于例如造紙機(jī)中。在一些實(shí)施例中，輥20是輥隙壓榨機(jī)的一部分，其中一個(gè)或多個(gè)輥或壓榨裝置鄰近輥20設(shè)置以形成一個(gè)或多個(gè)成形紙幅能夠通過(guò)的輥隙。在這種環(huán)境下，監(jiān)控封套M所經(jīng)受的壓力會(huì)是重要的，尤其是在 (多個(gè))輥隙區(qū)域中。傳感系統(tǒng)沈可以為沿著封套M的不同軸向位置提供壓力信息，其中傳感器30中的每一個(gè)提供關(guān)于輥20上的不同軸向位置的壓力信息。在一些其它實(shí)施例中，輥20是用于提供紙張產(chǎn)品的最終加工的砑光部的一部分。需要指出的是，在砑光應(yīng)用中，輥封套可以是聚合物、棉制品或冷淬鐵，并且傳感器至少部分地嵌在封套中。仍參考圖1，傳感系統(tǒng)沈的傳感器30適合于探測(cè)輥20的操作參數(shù)，例如壓力。 傳感器30可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何形狀或形式，包括壓電傳感器、光學(xué)傳感器等等。示例性的傳感器已經(jīng)在授予Moore的美國(guó)專利No. 5，562，027，授予Moschel等人的美國(guó)專利No. 5，699，729，授予Meller的美國(guó)專利No. 6，429，421，授予Gustafson的美國(guó)專利No. 6，981，935和授予Gustafson的美國(guó)專利No. 7，572，214，Moore等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No. 2005/0261115及I^ak的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 12/488，753和 No. 12/489,711中被討論，其中每篇文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。傳感系統(tǒng)沈的信號(hào)載送元件觀可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何適合于在輥中傳遞電信號(hào)的信號(hào)載送元件。在一些實(shí)施例中，信號(hào)載送元件觀可以包括一對(duì)引導(dǎo)件，每個(gè)引導(dǎo)件與每個(gè)傳感器30的不同部分接觸，例如，如在上述的Pak的美國(guó)專利申請(qǐng) No. 12/489,711中所描述的。傳感系統(tǒng)沈包括安裝在輥20的端部的多路轉(zhuǎn)接器31或其它數(shù)據(jù)收集裝置。該多路轉(zhuǎn)接器31接收并收集來(lái)自傳感器30的信號(hào)并將所述信號(hào)傳送給處理器32。處理器32通常是個(gè)人電腦或類似的數(shù)據(jù)交換裝置，例如造紙廠的分布式控制系統(tǒng)，其與傳感器30在操作時(shí)相關(guān)聯(lián)并且能將來(lái)自傳感器30的信號(hào)處理成有用的、易于理解的信息。在一些實(shí)施例中，使用無(wú)線通信模式，例如發(fā)送RF信號(hào)，將從傳感器30收集的數(shù)據(jù)從多路轉(zhuǎn)接器31發(fā)送至處理器32。其它替換配置包括使信號(hào)能夠從傳感器30傳送到處理器32的滑環(huán)連接器。 合適的示例性處理單元在授權(quán)給Moore的美國(guó)專利No. 5，562，027和No. 7，392，715，授權(quán)給 Moschel等人的美國(guó)專利No. 5，699，729，授權(quán)給Gustafson等人的美國(guó)專利No. 6，752，908 中被討論，其中每篇文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。在操作過(guò)程中，輥20和封套M圍繞輥20的軸以非常高的速度旋轉(zhuǎn)。每當(dāng)傳感器 30中的一個(gè)傳感器通過(guò)由輥20和配合輥或壓榨機(jī)形成的輥隙時(shí)，傳感器30就傳送由配合輥施加在輥20在傳感器30上的區(qū)域上的壓力產(chǎn)生的脈沖。當(dāng)在輥隙中沒(méi)有傳感器30時(shí)， 不產(chǎn)生超過(guò)通常噪聲水平的顯著脈沖。因此，當(dāng)輥20旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)傳感器30行進(jìn)通過(guò)輥隙并提供代表在其相應(yīng)位置處的壓力的脈沖。因此，由傳感器30產(chǎn)生脈沖形式的數(shù)據(jù)，該脈沖形式的數(shù)據(jù)沿著信號(hào)載送元件觀被傳送，并在多路轉(zhuǎn)接器31中被接收。在通常的數(shù)據(jù)獲取期間，每個(gè)傳感器30接收10至30個(gè)脈沖；這些單個(gè)脈沖可被存儲(chǔ)并針對(duì)每個(gè)傳感器 30被處理成代表性壓力信號(hào)。一旦原始傳感器數(shù)據(jù)被收集，就將其從多路轉(zhuǎn)接器31發(fā)送給處理器32以處理成易于理解的形式，例如沿著輥20的長(zhǎng)度的輥20的壓力分布。圖3示出輥20的一部分，其包括由信號(hào)載送元件觀串聯(lián)連接的傳感器30。傳感器30通常在軸向上均勻地間隔開(kāi)(然而在一些應(yīng)用中，例如用于生產(chǎn)薄紙的輥，傳感器可能更集中在靠近輥的端部)。通常一個(gè)螺旋曲線完全環(huán)繞輥20，這樣每個(gè)傳感器30都位于唯一的軸向和圓周位置處，因此允許測(cè)量在每個(gè)位置處的操作參數(shù)。螺旋形傳感器結(jié)構(gòu)在之前提到的授權(quán)給Moschel等人的美國(guó)專利No. 5，699，729以及之前提到的Moore等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No. 2005/0261115中被更詳細(xì)地描述。圖4是示出從信號(hào)載送元件觀傳送的示例性信號(hào)的曲線圖。當(dāng)每個(gè)傳感器30進(jìn)入輥隙時(shí)，其被加載并發(fā)射由信號(hào)中的反峰P之一代表的脈沖。在離開(kāi)輥隙時(shí)每個(gè)傳感器 30被卸載。在反峰P之間建立基準(zhǔn)線B。輥隙壓力由脈沖高度或幅度確定，其是反峰P和基準(zhǔn)線B之間的差值。理想的是，以及如圖4中所示，所有傳感器30都將被卸載，因此在峰P之間建立了一致的基準(zhǔn)線B。但是，當(dāng)輥20用于特定應(yīng)用中時(shí)，其中一個(gè)以上的傳感器30同時(shí)被部分地或全部加載，情況將不是這樣。因?yàn)樾盘?hào)載送元件觀串聯(lián)連接傳感器30，所以僅有一個(gè)信號(hào)是所有傳感器30的輸出總和。圖5是示出由信號(hào)載送元件觀傳送的另一示例性信號(hào)的曲線圖，其中脈沖P重疊。在這個(gè)例子中，相鄰傳感器30同時(shí)被部分地加載。這改變了基準(zhǔn)線B(即，使基準(zhǔn)線向下偏移)并且因此降低了脈沖高度，導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量。這個(gè)問(wèn)題可能在擴(kuò)展輥隙或?qū)捿佅稇?yīng)用中產(chǎn)生。圖1和圖3中所示的輥20的傳感器系統(tǒng)可能適合于大約1英寸寬的輥隙，例如在壓榨部中兩輥之間形成的一些輥隙。但是，擴(kuò)展輥隙或?qū)捿佅?，例如那些在輥與靴形壓榨機(jī)的靴配合時(shí)所形成的輥隙，可以達(dá)到10 英寸寬，并且有時(shí)會(huì)甚至更寬。因此，在這些應(yīng)用中，來(lái)自至少兩個(gè)相鄰傳感器30的脈沖會(huì)重疊。相鄰傳感器30之間的角間距或圓周間距可能被增大；但是，這會(huì)導(dǎo)致傳感器30總數(shù)量減少，并且在測(cè)量位置(傳感器位置)之間產(chǎn)生帶有大空隙空間的分布。圖6示出一實(shí)施例，該實(shí)施例可以克服在寬輥隙應(yīng)用中遇到的問(wèn)題。輥120包括傳感系統(tǒng)，該傳感系統(tǒng)包括第一組傳感器HO1和第二組傳感器1302。第一組中的傳感器UO1與第二組中的傳感器1302是不同的。傳感器13(V1302以螺旋型構(gòu)造環(huán)繞輥120設(shè)置。每個(gè)傳感器^(^、^(^被構(gòu)造成感測(cè)輥120所經(jīng)受的操作參數(shù)(例如壓力)，并且提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)。傳感系統(tǒng)還包括第一和第二信號(hào)載送元件US1U^215第一信號(hào)載送元件US1串聯(lián)連接第一組傳感器UO1，并且第二信號(hào)載送元件12 串聯(lián)連接第二組傳感器1302。在所示的實(shí)施例中，與圖1和圖3中所示的輥20的相鄰傳感器30之間的軸向距離相比，第一組的相鄰傳感器HO1之間的軸向距離被增大(例如，被加倍)。類似地，與輥20的相鄰傳感器30之間的軸向距離相比，第二組的相鄰傳感器1302之間的軸向距離被增大(例如，被加倍)。這種構(gòu)造可以增加來(lái)自單個(gè)信號(hào)載送元件^8^12 的相鄰傳感器的信號(hào)峰之間的時(shí)間。這些增加的持續(xù)時(shí)間可以消除重疊信號(hào)，所述重疊信號(hào)可能在單個(gè)信號(hào)載送元件串聯(lián)連接的傳感器中遇到。傳感系統(tǒng)還包括信號(hào)處理單元或裝置，其在操作時(shí)與第一信號(hào)載送元件US1 (并且因此與第一組傳感器130》和第二信號(hào)載送元件12 (并且因此與第二組傳感器1302)相關(guān)聯(lián)。該信號(hào)處理單元或裝置被構(gòu)造成選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器13(^13 提供的信號(hào)(或從這些信號(hào)接收數(shù)據(jù))。在一些實(shí)施例中，信號(hào)處理單元或裝置被構(gòu)造為交替監(jiān)控第一信號(hào)載送元件US1和第二信號(hào)載送元件1觀2 (或從其接收數(shù)據(jù))。下面對(duì)該信號(hào)處理單元或裝置進(jìn)行更詳細(xì)地描述。在一些實(shí)施例中，并且如圖6中所示，第一組中的傳感器UO1和第二組中的傳感器1302在螺旋型構(gòu)造內(nèi)交替。第一信號(hào)載送元件US1可繞過(guò)第二組的傳感器1302，并且第二信號(hào)載送元件12 可繞過(guò)第一組中的傳感器13(^如此處所用的，信號(hào)載送元件“繞過(guò)” 一個(gè)或多個(gè)傳感器是指信號(hào)載送元件不接觸該一個(gè)或多個(gè)傳感器。信號(hào)載送元件可以用從上方通過(guò)、從下方通過(guò)和/或圍繞傳感器的方式來(lái)繞過(guò)傳感器。當(dāng)特定的傳感器被繞過(guò)時(shí)， 信號(hào)載送元件可以至少部分地嵌在輥的封套中的不同深度處(例如，在信號(hào)載送元件從傳感器的上方通過(guò)或從下方通過(guò)的情況下)；或者當(dāng)特定的傳感器被繞過(guò)時(shí)，信號(hào)載送元件可以至少部分地嵌在輥的封套中的相同或基本上相同的深度處(例如，在信號(hào)載送元件圍繞傳感器通過(guò)的情況下)。如所示，第一信號(hào)載送元件12&可以“曲線”地圍繞第二組中的傳感器1302，并且第二信號(hào)載送元件12 可以“曲線”地圍繞第一組中的傳感器130i。圖13和圖14分別是示出從信號(hào)載送元件US1和12 傳送的示例性信號(hào)的曲線圖。如上所述，并且如圖13中所示，由于傳感器UO1的軸向距離增大，來(lái)自相鄰傳感器UO1 的脈沖Pl之間的時(shí)間增長(zhǎng)。這有助于保證脈沖Pl不會(huì)重疊，并且同樣地有助于保證合適基準(zhǔn)線Bl建立。類似地，如圖14中所示，由于傳感器1302的軸向距離增大，來(lái)自相鄰傳感器1302的脈沖P2之間的時(shí)間增長(zhǎng)，這有助于保證脈沖P2不重疊，并且有助于保證合適基準(zhǔn)線B2建立。在監(jiān)控來(lái)自第一組傳感器UO1的信號(hào)后(例如，在脈沖Pl之后但是在脈沖 P3之前)，處理器132可以切換和監(jiān)控來(lái)自第二組傳感器1302的信號(hào)(例如，圖10中所示的脈沖P》。處理器132可以以多種方式在監(jiān)控第一和第二組傳感器13(^13 之間切換。 在一些實(shí)施例中，處理器132被構(gòu)造成可以交替地監(jiān)控來(lái)自第一組傳感器UO1和第二組傳感器1302的信號(hào)。因此，通過(guò)采用多組可被選擇性監(jiān)控的傳感器，可減少或防止由于脈沖重疊所導(dǎo)致的錯(cuò)誤測(cè)量，并且輥上的傳感器覆蓋沒(méi)有受損，因此為精確和全面的輥分布留出余地。
11
如上所述，當(dāng)相對(duì)于配合結(jié)構(gòu)設(shè)置并因此形成相對(duì)寬的輥隙時(shí)，輥120可能尤其有用。為了圖示說(shuō)明，圖7示出了配合結(jié)構(gòu)150(例如，靴型壓榨機(jī)的靴)相對(duì)于輥120設(shè)置，以便與其形成相對(duì)寬的輥隙152。上述傳感系統(tǒng)可被如此構(gòu)造，使得第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器HO1和第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器1302同時(shí)位于輥隙152中。雖然兩組傳感器和兩個(gè)信號(hào)載送元件已經(jīng)在上文中進(jìn)行了詳細(xì)描述并圖示于圖6 中，可以預(yù)料的是當(dāng)需要的時(shí)候可以使用兩個(gè)以上的傳感器組，每個(gè)傳感器組被一個(gè)單獨(dú)的信號(hào)載送元件連接。兩個(gè)以上的傳感器組可能例如在包括特定寬的輥隙的應(yīng)用中被需要。輥和傳感系統(tǒng)，例如圖1和圖3中所示的那個(gè)，也可能與多輥隙結(jié)構(gòu)不相兼容。這種結(jié)構(gòu)的例子是在壓榨部(圖9)和砑光部(圖10)中的成組的輥。在圖9中，壓榨輥202， 203相對(duì)于壓榨輥2(^設(shè)置以便與其形成輥隙m，N2。類似地，在圖10中，砑光輥802，803相對(duì)于砑光輥SO1設(shè)置以便與其形成輥隙N4，N5。如果輥20 (如圖1和圖3中所示)用在輥 20從或輥SO1)的適當(dāng)位置，那么在操作過(guò)程中的特定時(shí)間至少一個(gè)傳感器30可以至少部分地加載在每個(gè)輥隙m，N2(或每個(gè)輥隙N4，陽(yáng))中。由于傳感器30全部被信號(hào)載送元件觀串聯(lián)連接，因此這會(huì)導(dǎo)致至少兩個(gè)信號(hào)重疊或疊加。在信號(hào)重疊的情況下，如上文中更詳細(xì)所述的，基準(zhǔn)線可能變化。而且，疊加的信號(hào)會(huì)導(dǎo)致不知哪個(gè)信號(hào)相應(yīng)于哪個(gè)輥隙的混亂。為了克服至少一個(gè)傳感器在一個(gè)以上的輥隙中同時(shí)被加載的問(wèn)題，圖1和圖3中所示的傳感器30的角間距或圓周間距可能被減小。這又會(huì)減小由傳感器30限定的螺旋角， 使得由傳感器30形成的螺旋將不完全圍繞輥20纏繞。盡管如此，為了維持相同數(shù)量的傳感器，相鄰傳感器之間的軸向間距需要減小。這會(huì)導(dǎo)致與上面關(guān)于擴(kuò)展輥隙或?qū)捿佅稇?yīng)用所描述的相同的問(wèn)題，即，一個(gè)以上的傳感器可能同時(shí)位于單個(gè)輥隙中，并且信號(hào)會(huì)發(fā)生重疊。圖8示出可以克服與多輥隙結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的這些問(wèn)題的實(shí)施例。輥220包括傳感系統(tǒng)，該傳感系統(tǒng)包括第一信號(hào)載送元件2281;該第一信號(hào)載送元件228i串聯(lián)連接第一組傳感器230i。傳感器230i被構(gòu)造成可以感測(cè)輥220所經(jīng)受的操作參數(shù)(例如，壓力)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)。該第一信號(hào)載送元件228i被構(gòu)造成圍繞輥220的由第一螺旋角 θ 1限定的第一螺旋構(gòu)型。該第一螺旋角θ 1是相對(duì)于輥220的轉(zhuǎn)動(dòng)軸R由第一末端傳感器2304的角位置或圓周位置和第二末端傳感器230舊的角位置或圓周位置之間的角所限定的。輥220的傳感系統(tǒng)還包括與第一信號(hào)載送元件228i間隔開(kāi)的第二信號(hào)載送元件 22&。該第二信號(hào)載送元件22 串聯(lián)連接第二組傳感器2302。傳感器2302被構(gòu)造成可以感測(cè)輥220所經(jīng)受的操作參數(shù)(例如，壓力)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)。該第二信號(hào)載送元件22 被構(gòu)造成圍繞輥220的由第二螺旋角θ 2限定的第二螺旋構(gòu)型。該第二螺旋角θ 2是相對(duì)于輥220的轉(zhuǎn)動(dòng)軸R由第一末端傳感器2302Α的角位置或圓周位置和第二末端傳感器2302Β的角位置或圓周位置之間的角所限定的。輥220的傳感系統(tǒng)還包括信號(hào)處理單元或裝置，其在操作時(shí)與第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)。信號(hào)處理單元或裝置被構(gòu)造成選擇性地監(jiān)控由第一信號(hào)載送元件228i傳送(并因此由第一組傳感器230i提供)的信號(hào)和由第二信號(hào)載送元件22 傳送 (并因此由第二組傳感器2302提供)的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，信號(hào)處理單元或裝置被構(gòu)造為交替監(jiān)控由第一信號(hào)載送元件228i傳送的信號(hào)和由第二信號(hào)載送元件22 傳送的信號(hào)。下文中對(duì)該信號(hào)處理單元或裝置進(jìn)行更詳細(xì)的描述。在所示的實(shí)施例中，第一傳感器組中的相鄰傳感器230i之間的角間距減小，并且第二傳感器組中的相鄰傳感器2302之間的角間距減小。這種構(gòu)造可以防止與特定信號(hào)載送元件2281、2觀2相關(guān)聯(lián)的一個(gè)以上的傳感器同時(shí)位于一個(gè)以上的輥隙中。而且，第一傳感器中組的相鄰傳感器230i之間的軸向間距增大，并且第二傳感器組中的相鄰傳感器2302之間的軸向間距增大。這可以防止與特定信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的一個(gè)以上的傳感器同時(shí)位于一個(gè)以上的輥隙中。需要注意的是，為了清楚起見(jiàn)，在圖9中僅示出了 9個(gè)傳感器(第一傳感器組中的 5個(gè)傳感器230i和第二傳感器組中的4個(gè)傳感器2302)?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，也可以使用更少或更多的傳感器。例如，可以使用11個(gè)傳感器23(^*10個(gè)傳感器2302。也可以有相同數(shù)量的傳感器23(^和傳感器2302。而且，可以預(yù)見(jiàn)的是，螺旋角Θ1、Θ2可以小于或大于圖中所示的角。例如，螺旋角θ 1、θ 2中的一個(gè)或兩個(gè)可以大于圖中所示的角，使得相比于圖中所示的，相應(yīng)的信號(hào)載送元件228”2觀2更多地“曲線圍繞”輥220。此外，盡管兩組傳感器和兩個(gè)信號(hào)載送元件已在此處進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明并示于圖8 中，但是可以預(yù)見(jiàn)的是，如果需要的話，可以采用多于兩組的傳感器組，其中每個(gè)傳感器組由一個(gè)單獨(dú)的信號(hào)載送元件連接。傳感器230i和傳感器2302可以相互軸向地交錯(cuò)排列來(lái)防止在輥分布中的任何“空隙”并因此為全面的分布留出余地。例如，第二組中的傳感器2302可具有位于第一組中的傳感器230i之間的中間位置或大約中間位置的軸向位置。在一些實(shí)施例中，第一和第二螺旋角θ 1、θ 2可以是基本上相等的。因此，信號(hào)載送元件2281、2觀2可以是基本上平行的。信號(hào)載送元件228^22 之間的間距可以根據(jù)所采用的螺旋角θ 1、θ 2而變化。在一些實(shí)施例中，螺旋角θ 1、θ 2不發(fā)生重疊；因此，第一傳感器組中的傳感器230i跨越輥220的第一圓周部分，并且第二傳感器組中的傳感器2302跨越輥220的第二不同的圓周部分。如上文所述，當(dāng)輥220相對(duì)于一個(gè)以上的配合結(jié)構(gòu)設(shè)置以便與其形成一個(gè)以上的輥隙時(shí)，輥220可能尤其有用。在一些實(shí)施例中，第一配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于工業(yè)輥220設(shè)置以便與其形成第一輥隙，并且第二配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于工業(yè)輥220設(shè)置以便與其形成第二輥隙。傳感系統(tǒng)可以如此構(gòu)造以使得第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器230i同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中，并且第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器2302同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中。通過(guò)示例的方式，并參考圖9，壓榨輥202和203可以相對(duì)于壓榨輥2(^設(shè)置，以便與其形成相應(yīng)的輥隙m、N2。輥2(^可采用圖8中所示的輥220的構(gòu)造，從而至多一個(gè)傳感器230i同時(shí)位于輥隙m和輥隙N2中，并且至多一個(gè)傳感器2302同時(shí)位于輥隙m和輥隙 N2中。通過(guò)進(jìn)一步示例的方式，并參考圖10，砑光輥SO2和SO3可以相對(duì)于砑光輥SO1設(shè)置， 以便與其形成相應(yīng)的輥隙N4、N5。輥SO1可采用圖8中所示的輥220的構(gòu)造，從而至多一個(gè)傳感器230i同時(shí)位于輥隙N4和輥隙N5中，并且至多一個(gè)傳感器2302同時(shí)位于輥隙N4和輥隙N5中。在一些實(shí)施例中，第一和第二螺旋角Θ1、θ 2小于或等于由第一和第二輥隙限定
13的角。例如，參考圖9，輥隙m和N2在其之間限定角β 。該角β 相對(duì)于輥20i的轉(zhuǎn)動(dòng)軸R而被測(cè)量，其中輥2(^的轉(zhuǎn)動(dòng)軸R垂直于頁(yè)面。第一和第二螺旋角Θ1、Θ2可以小于或等于角β 1，從而有助于保證第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器230i同時(shí)位于輥隙m和 N2中，并且第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器2302同時(shí)位于輥隙附和N2中。仍參考圖9，需要注意的是，可以看到成組的壓榨輥可包括一個(gè)或多個(gè)另外的輥， 例如輥204。在這點(diǎn)上，壓榨輥20i和204可相對(duì)于壓榨輥202設(shè)置，以便與其形成相應(yīng)的輥隙m、N3。然后，輥202可采用圖8中所示的輥220的構(gòu)造，從而至多一個(gè)傳感器23(^同時(shí)位于輥隙附和輥隙N3中，并且至多一個(gè)傳感器2302同時(shí)位于輥隙附和輥隙N3中。使用一個(gè)以上的傳感器陣列也會(huì)是有利的，因?yàn)榧词挂粋€(gè)(或多個(gè))陣列停止工作，監(jiān)控也仍然可以繼續(xù)。例如，如果圖6中所示的信號(hào)載送元件USp 12 之一斷開(kāi)，那么由信號(hào)載送元件^8^12 中的另外一個(gè)所連接的傳感器仍然能提供信號(hào)。這同樣適用于圖8中所示的信號(hào)載送元件228^2 ^現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖11，示出了供輥120、220使用的系統(tǒng)部件。特別地，圖11示出了數(shù)據(jù)可以怎樣從傳感器(或者信號(hào)載送元件)流向使用者。如上文所述，輥120、220可包括多
個(gè)信號(hào)載送元件(例如，US1UZhU^3.....128n) 0信號(hào)載送元件可與一個(gè)或多個(gè)多路轉(zhuǎn)
接器131電耦合。該一個(gè)或多個(gè)多路轉(zhuǎn)接器131可與信號(hào)調(diào)節(jié)單元84電耦合。該信號(hào)調(diào)節(jié)單元84可將代表測(cè)量的操作參數(shù)(例如，壓力)的被調(diào)節(jié)的信號(hào)傳送給處理器32。信號(hào)調(diào)節(jié)單元84和處理器32之間的鏈接可以是無(wú)線數(shù)據(jù)傳送器86?？商鎿Q地，信號(hào)調(diào)節(jié)單元 84和處理器32可以是硬連線的。處理器32可將數(shù)據(jù)傳送給用戶界面單元88。例如，用戶界面單元88可包括顯示器、打印機(jī)等。用戶界面單元88可被構(gòu)造成以用戶友好的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)(例如，可將輥的壓力分布顯示給用戶)。處理器32可與用戶界面單元88硬連線或者數(shù)據(jù)可以被無(wú)線地傳送。需要注意的是，雖然未示出，但是可以在(多個(gè))多路轉(zhuǎn)接器131之后，在數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器之前存在放大器和/或模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器，因?yàn)橄啾扔谄淇杀粺o(wú)線傳送而言，數(shù)據(jù)可更快地建立。例如，在使用之處，信號(hào)調(diào)節(jié)單元84可包括在數(shù)據(jù)被傳送至處理器32之前將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于其中的微處理器緩沖器。在一些實(shí)施例中，該緩沖器可被分區(qū)，從而為每個(gè)信號(hào)載送元件留出一定量的空間。例如，如果有兩個(gè)信號(hào)載送元件US1U^2,那么該緩沖器可被分區(qū)，從而為從第一信號(hào)載送元件US1傳送的數(shù)據(jù)留出緩沖器的一半或大約一半，并且為從第二信號(hào)載送元件12 傳送的數(shù)據(jù)留出緩沖器的一半或大約一半。用戶可以在用戶界面單元88處發(fā)送收集數(shù)據(jù)的命令。多路轉(zhuǎn)接器131(或第一多路轉(zhuǎn)接器131)可以被設(shè)置為接收從第一信號(hào)載送元件US1傳送的信號(hào)，并且緩沖器的一半或大約一半可被來(lái)自第一信號(hào)載送元件US1的數(shù)據(jù)填充。然后該多路轉(zhuǎn)接器131可切換為(或第二多路轉(zhuǎn)接器131可被設(shè)置為)接收從第二信號(hào)載送元件12 傳送的信號(hào)，并且緩沖器的剩余部分可被來(lái)自第二信號(hào)載送元件12 的數(shù)據(jù)填充。在這點(diǎn)上，所有數(shù)據(jù)可被傳送給處理器132。然后數(shù)據(jù)可以適當(dāng)?shù)母袷奖话l(fā)送至用戶界面88。在一些其它實(shí)施例中，緩沖器可每次被來(lái)自一個(gè)信號(hào)載送元件的數(shù)據(jù)填充。例如， 如果有兩個(gè)信號(hào)載送元件128p 1觀2，在來(lái)自用戶的命令之后，數(shù)據(jù)處理器32可首先從第一信號(hào)載送元件US1請(qǐng)求數(shù)據(jù)。多路轉(zhuǎn)接器131 (或第一多路轉(zhuǎn)接器131)可被設(shè)置為接收從第一信號(hào)載送元件128i傳送的信號(hào)，并且緩沖器可被來(lái)自第一信號(hào)載送元件128i的數(shù)據(jù)填充。然后來(lái)自第一信號(hào)載送元件US1的數(shù)據(jù)可被傳送到處理器32。在將數(shù)據(jù)提供給用戶界面88之前，多路轉(zhuǎn)接器131然后可切換為(或第二多路轉(zhuǎn)接器131可被設(shè)置為)接收從第二信號(hào)載送元件12 傳送的信號(hào)，并且緩沖器可被來(lái)自第二信號(hào)載送元件12 的數(shù)據(jù)填充。然后來(lái)自第二信號(hào)載送元件12 的數(shù)據(jù)可被傳送到數(shù)據(jù)處理器32，在這點(diǎn)處，例如， 處理器32可在用戶界面88處將兩組數(shù)據(jù)組合以生成壓力分布。如上文所述，輥120、220的傳感系統(tǒng)包括在操作時(shí)與信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元或裝置，并且該信號(hào)處理單元或裝置被構(gòu)造成選擇性地監(jiān)控從信號(hào)載送元件傳送的(或由與之相關(guān)聯(lián)的傳感器所提供的)信號(hào)。在不同的實(shí)施例中，信號(hào)處理單元或裝置可包括一個(gè)或多個(gè)圖11中所示的部件，例如(多個(gè))多路轉(zhuǎn)接器131，信號(hào)調(diào)節(jié)單元84，無(wú)線數(shù)據(jù)傳送器86，處理器32和/或用戶界面裝置88。根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的測(cè)量工業(yè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)的方法示于圖15中。所提供的輥至少包括串聯(lián)連接第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件和串聯(lián)連接第二組傳感器的第二信號(hào)載送元件(框300)。該輥可采用上面所描述的輥120、220中任一個(gè)的形式。特別地，該輥可包括上面參考輥120、220所描述的特征中的任何一個(gè)。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)輥，其中配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于該輥設(shè)置以便與其形成輥隙，使得第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器和第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于輥隙中 (框305)。在一些其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)輥，其中第一配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于該輥設(shè)置以便與其形成第一輥隙、并且第二配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于該輥設(shè)置以便與其形成第二輥隙，使得第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中，并且第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中(框310)。在一些實(shí)施例中，來(lái)自第一傳感器組的信號(hào)和來(lái)自第二傳感器組的信號(hào)可被交替監(jiān)控和/或傳送。來(lái)自第一組傳感器和第二組傳感器的數(shù)據(jù)可被傳送以生成操作參數(shù)(例如，壓力)分布。前述是本發(fā)明的示例而不應(yīng)解釋為其限制。盡管對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，在未實(shí)質(zhì)性地脫離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的情況下，在示例性實(shí)施例中的許多修改是可能的。因此，所有這些修改都旨在被包含在如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明由下面的權(quán)利要求限定，并且權(quán)利要求的等同物也被包含于其中。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)輥，包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部； 環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套；以及傳感系統(tǒng)，其包括包括至少部分地嵌在聚合物封套中并以螺旋構(gòu)型環(huán)繞輥設(shè)置的第一組傳感器和第二組傳感器的多個(gè)傳感器，其中所述傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中第一傳感器組中的傳感器與第二傳感器組中的傳感器不同； 串聯(lián)連接第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件； 串聯(lián)連接第二組傳感器的第二信號(hào)載送元件；以及在操作時(shí)與第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造為選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器提供的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其中第一傳感器組中的傳感器和第二傳感器組中的傳感器在螺旋構(gòu)型中交替。
3.如權(quán)利要求2所述的工業(yè)輥，其中第一信號(hào)載送元件繞過(guò)第二傳感器組的傳感器， 并且其中第二信號(hào)載送元件繞過(guò)第一傳感器組的傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，與相對(duì)于該工業(yè)輥設(shè)置的配合結(jié)構(gòu)相結(jié)合以便與其形成輥隙，其中該傳感系統(tǒng)被構(gòu)造為使得第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器和第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于輥隙中。
5.如權(quán)利要求4所限定的與配合結(jié)構(gòu)相結(jié)合的工業(yè)輥，其中該配合結(jié)構(gòu)是靴形壓榨機(jī)的靴。
6.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其中每個(gè)傳感器位于不同的軸向和圓周位置處。
7.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造為交替監(jiān)控來(lái)自第一組傳感器的信號(hào)和來(lái)自第二組傳感器的信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其中該操作參數(shù)是壓力。
9.一種工業(yè)輥，包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部； 環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套；以及傳感系統(tǒng)，其包括串聯(lián)連接至少部分地嵌在聚合物封套中的第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件，該第一組傳感器以由第一螺旋角限定的第一螺旋構(gòu)型圍繞輥設(shè)置，其中所述傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中該第一螺旋角由相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第一組傳感器中的第一末端傳感器的圓周位置和第一組傳感器中的第二末端傳感器的圓周位置之間的角限定；與第一信號(hào)載送元件間隔開(kāi)的第二信號(hào)載送元件，該第二信號(hào)載送元件串聯(lián)連接至少部分地嵌在聚合物封套中的第二組傳感器，該第二組傳感器以由第二螺旋角限定的第二螺旋構(gòu)型圍繞輥設(shè)置，其中所述傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中該第二螺旋角由相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第二組傳感器中的第一末端傳感器的圓周位置和第二組傳感器中的第二末端傳感器的圓周位置之間的角限定；以及在操作時(shí)與第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造為選擇性地監(jiān)控由第和第二組傳感器提供的信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的工業(yè)輥，其中第一組傳感器中的傳感器和第二組傳感器中的傳感器在軸向上相互間隔開(kāi)。
11.如權(quán)利要求9所述的工業(yè)輥，其中第一和第二螺旋角是基本上相等的。
12.如權(quán)利要求9所述的工業(yè)輥，與相對(duì)于該工業(yè)輥設(shè)置的第一配合結(jié)構(gòu)相結(jié)合以便與其形成第一輥隙，并且與相對(duì)于該工業(yè)輥設(shè)置的第二配合結(jié)構(gòu)相結(jié)合以便與其形成第二輥隙，其中傳感系統(tǒng)被構(gòu)造為使得第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中并且第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中。
13.如權(quán)利要求12所限定的與第一和第二配合結(jié)構(gòu)相結(jié)合的工業(yè)輥，其中第一和第二輥隙相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在其之間限定一個(gè)角，并且其中第一和第二螺旋角小于或等于由第一和第二輥隙限定的所述角。
14.如權(quán)利要求9所述的工業(yè)輥，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造成選擇性地監(jiān)控來(lái)自第一組傳感器的信號(hào)和來(lái)自第二組傳感器的信號(hào)。
15.如權(quán)利要求9所述的工業(yè)輥，其中該操作參數(shù)是壓力。
16.如權(quán)利要求9所述的工業(yè)輥，其中該第一和第二螺旋角均小于180度。
17.—種測(cè)量工業(yè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)的方法，包括 提供工業(yè)輥，該工業(yè)輥包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部； 環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套；以及傳感系統(tǒng)，其包括包括至少部分地嵌在聚合物封套中并以螺旋構(gòu)型環(huán)繞輥設(shè)置的第一組傳感器和第二組傳感器的多個(gè)傳感器，其中所述傳感器被構(gòu)造成感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)；串聯(lián)連接第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件； 串聯(lián)連接第二組傳感器的第二信號(hào)載送元件；以及在操作時(shí)與該第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造成選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器提供的信號(hào)；以及轉(zhuǎn)動(dòng)輥，其中配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于該工業(yè)輥設(shè)置以便與其形成輥隙，使得第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器和第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于輥隙中。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括選擇性地監(jiān)控來(lái)自第一組傳感器的信號(hào)和來(lái)自第二組傳感器的信號(hào)。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括傳送來(lái)自第一組傳感器和第二組傳感器的數(shù)據(jù)以生成操作參數(shù)分布。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述配合結(jié)構(gòu)包括靴形壓榨機(jī)的靴。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述操作參數(shù)是壓力。
22.一種測(cè)量工業(yè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)的方法，包括 提供工業(yè)輥，該工業(yè)輥包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部； 環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套；以及傳感系統(tǒng)，其包括串聯(lián)連接至少部分地嵌在聚合物封套中的第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件，該第一組傳感器以由第一螺旋角限定的第一螺旋構(gòu)型圍繞輥設(shè)置，其中所述傳感器被構(gòu)造為感測(cè)輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中該第一螺旋角由相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第一組傳感器中的第一末端傳感器的圓周位置和第一組傳感器中的第二末端傳感器的圓周位置之間的角限定；與第一信號(hào)載送元件間隔開(kāi)的第二信號(hào)載送元件，該第二信號(hào)載送元件串聯(lián)連接至少部分地嵌在聚合物封套中的第二組傳感器，該第二組傳感器以由第二螺旋角限定的第二螺旋構(gòu)型圍繞輥設(shè)置，其中所述傳感器被構(gòu)造成感測(cè)由輥所經(jīng)受的操作參數(shù)并提供與操作參數(shù)相關(guān)的信號(hào)，并且其中該第二螺旋角由相對(duì)于輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的第二組傳感器中的第一末端傳感器的圓周位置和第二組傳感器中的第二末端傳感器的圓周位置之間的角限定；以及在操作時(shí)與第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，其中該信號(hào)處理單元被構(gòu)造成選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器提供的信號(hào)；以及轉(zhuǎn)動(dòng)輥，其中第一配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于該輥設(shè)置以便與其形成第一輥隙、并且第二配合結(jié)構(gòu)相對(duì)于該輥設(shè)置以便與其形成第二輥隙，使得第一傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中，并且第二傳感器組中的至多一個(gè)傳感器同時(shí)位于第一輥隙和第二輥隙中。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括選擇性地監(jiān)控來(lái)自第一組傳感器的信號(hào)和來(lái)自第二組傳感器的信號(hào)。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中第一和第二螺旋角是基本上相等的。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其中第一和第二輥隙在其之間限定一個(gè)角，并且其中第一和第二螺旋角小于或等于由第一和第二輥隙限定的所述角。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括傳送來(lái)自第一傳感器組和第二傳感器組的數(shù)據(jù)以生成輥的操作參數(shù)分布。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，其中該操作參數(shù)是壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有多個(gè)傳感器陣列的工業(yè)輥。一種工業(yè)輥包括具有外表面的基本上呈圓柱形的芯部，環(huán)繞地覆蓋在芯部外表面上的聚合物封套，以及傳感系統(tǒng)。該傳感系統(tǒng)包括串聯(lián)連接第一組傳感器的第一信號(hào)載送元件，串聯(lián)連接第二組傳感器的第二信號(hào)載送元件，以及在操作時(shí)與第一和第二信號(hào)載送元件相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元，該信號(hào)處理單元被構(gòu)造為選擇性地監(jiān)控由第一和第二組傳感器提供的信號(hào)。
文檔編號(hào)D21F3/02GK102345242SQ20111020510
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者E·J·古斯塔夫森, K·帕克, S·里夫斯 申請(qǐng)人:斯托·伍德沃德許可有限責(zé)任公司