本發(fā)明涉及對于細(xì)長的直線式擠出制品的尺寸特性的非接觸式測量，所述直線式擠出制品諸如橡膠或塑料的管材、管道和電纜，所述管材、管道和電纜具有涂覆有非金屬絕緣擠出材料的金屬導(dǎo)體核心。本發(fā)明還涉及對于制造出的平坦制品的測量，所述平坦制品諸如橡膠或塑料板材、絕緣膠帶、膠片、紙等。

背景技術(shù)：

上文中所提及的類型的直線式擠出制品通常在擠出流水線中被制造，所述擠出流水線通常包括送料裝置、擠出機械、冷卻部段以及用于已完成制品的取料裝置。

在本發(fā)明所涉及的這種類型的持續(xù)制造過程中，必需的是測量擠出制品(諸如管材或管道)的直徑和壁厚，以及在電纜的情況下還要測量偏心距，所述偏心距是與金屬核心在線纜的絕緣涂層內(nèi)的共軸性有關(guān)的偏移位置。

對于在擠出過程中在連續(xù)的基礎(chǔ)上監(jiān)控這些測量的需求首先是確保符合規(guī)范并且其次是確保擠出材料就僅使用絕對必要量的擠出材料而言被盡可能經(jīng)濟性地應(yīng)用，從而避免浪費。

在構(gòu)思本發(fā)明時可用的現(xiàn)有技術(shù)中，這些測量通過使用白色光或激光的光學(xué)構(gòu)件來執(zhí)行，但是這些過程僅能測量擠出制品的總體直徑。通過使用一個以上的裝置，可以間接地測量壁厚和偏心距。超聲方法也已用于使用水作為接觸介質(zhì)來測量壁厚。

使用放射性β或x射線允許在不與擠出制品接觸的情況下測量擠出制品的壁厚。然而，這些方法需要特殊的處理手段，因為它們涉及如將會容易認(rèn)識到的內(nèi)在健康危害的事實。

本發(fā)明還可以用于制造平坦制品的工業(yè)領(lǐng)域中，從而測量材料的厚度 以及制造出的制品的總體寬度，所述平坦制品諸如橡膠或塑料板材、絕緣膠帶、膠片、紙等。

在測量平坦制品方面可用的現(xiàn)有技術(shù)包括間接接觸方法，由此兩個滾輪或滾筒被放置在制品的上方和下方，以及由兩個滾輪示出的讀數(shù)的差值指示出制品厚度。

非接觸式光學(xué)方法也被使用，其中兩個“距離測量裝置”被安裝在制品的上方和下方。兩個距離讀數(shù)之間的差值指示出制品厚度。

這兩種方法都受到由制品震動或制品厚度改變引起的誤差的影響，所述誤差在機械接觸類型的情況下包括機械磨損和滾輪反彈以及在光學(xué)類型的情況下包括失焦。

“接觸式”和“光學(xué)式”方法的進(jìn)一步限制是它們僅測量沿制品寬度的狹窄部分的厚度而不測量平坦制品板材的完整區(qū)域的厚度。

替代測量方法(諸如超聲，放射，β射線或x射線)是不受推薦的，因為它們需要特殊處理手段并且因此呈現(xiàn)如將會容易認(rèn)識到的內(nèi)在健康危害。

本發(fā)明在制品在沿其行進(jìn)路徑穿過射線時使用太赫茲輻射(在下文中被稱作THz輻射)照射制品并且以與時間有關(guān)的方式利用穿過制品之后的輻射以確定所述制品的尺寸輪廓。

THz輻射的頻率被定位在紅外與微波之間，并且THz輻射的波長處于30微米與3毫米之間的范圍中。

太赫茲輻射(THz)具有的優(yōu)點在于，其以與白光類似的方式起作用，也就是說輻射能夠由鏡面反射但是能夠穿透并且穿過介電或絕緣材料(諸如橡膠、紙以及包括聚乙烯等的各種塑料)。

THz輻射穿過介電或絕緣材料的傳遞速度取決于制品的化學(xué)成分和材料密度并且這個特性和THz輻射穿過介電或絕緣材料的穿透能力將會用于獲得所需的測量。

在此所公開的系統(tǒng)利用光學(xué)系統(tǒng)以產(chǎn)生THz輻射的帷幕，制品沿其行進(jìn)路徑直線式穿過所述帷幕。

射線的帷幕中的每個相繼射線的瞬態(tài)時間或速度用于通過矩陣成像方法計算制品的尺寸特性，特別是用于確定擠出涂層的厚度，以便確保涂層 厚度符合操作需求。

射線穿過擠出涂層的瞬態(tài)時間或速度的均勻性在實現(xiàn)測量過程的結(jié)果的高準(zhǔn)確性的方面至關(guān)重要。

由于系統(tǒng)的光學(xué)部件，其中帷幕中的某些射線將會以與其它射線不同的速度行進(jìn)，因此這些瞬態(tài)時間或速度將會有所不同，以使得所獲得的結(jié)果的準(zhǔn)確性將會取決于制品在射線的帷幕中的位置而改變，所述改變由于制品沿其行進(jìn)路徑的擺動運動而出現(xiàn)。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是通過將補償THz輻射在制品橫向于射線的帷幕的方向移動時穿過擠出涂層的瞬態(tài)時間中的誤差的能力引入到測量技術(shù)中來避免如上文中剛剛描述的光學(xué)測量系統(tǒng)的問題，以使得所獲得的結(jié)果與過去能夠獲得的結(jié)果相比更加準(zhǔn)確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供用于通過非接觸來測量在自由空間中被連續(xù)地擠出的細(xì)長的、非導(dǎo)引式的工業(yè)制品(諸如橡膠或塑料管材或電纜)的尺寸特性的設(shè)備，所述設(shè)備包括：太赫茲輻射單元；旋轉(zhuǎn)鏡，其用于跨過第一透鏡掃描從點源發(fā)射出的太赫茲射線以產(chǎn)生平行太赫茲射線的帷幕，制品與所述帷幕成直角地穿過所述帷幕直線式行進(jìn)，穿過所述絕緣材料之后的所述射線由第二透鏡收集并且在太赫茲傳感器處被聚焦；圖像分析器，其可操作地與傳感器相關(guān)聯(lián)以便執(zhí)行穿透所述絕緣材料的太赫茲射線的與時間有關(guān)的成像分析以提供矩陣圖像，根據(jù)所述矩陣圖像以確定制品的所述尺寸特性，其特征在于，所述分析器結(jié)合有處理器，用于計算體現(xiàn)穿越制品的射線之間的傳輸時間中的變動的修正數(shù)據(jù)，所述處理器適于向所述分析器提供用于每個射線的與時間有關(guān)的修正信號以使傳輸時間等于預(yù)先確定的標(biāo)稱值，從而改進(jìn)所測量的制品的尺寸特性的準(zhǔn)確性。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于通過非接觸來測量在自由空間中被持續(xù)地擠出的細(xì)長的、非導(dǎo)引式的工業(yè)制品的尺寸特性的設(shè)備，所述設(shè)備包括：太赫茲輻射的源；掃描器系統(tǒng)，其用于利用所述輻射的平行 射線的帷幕來從制品的一側(cè)跨過制品掃描制品；傳感器，其用于檢測被發(fā)射出的輻射在經(jīng)過所述制品的擠出之后在所述制品的另一側(cè)上的成分；以及圖像分析器單元，其可操作地與傳感器相關(guān)聯(lián)以便執(zhí)行所述被發(fā)射出的輻射的與時間有關(guān)的成像分析從而確定所述尺寸特性，其特征在于，所述分析器結(jié)合有處理器，用于計算體現(xiàn)穿越制品的射線之間的傳輸時間中的變動的修正數(shù)據(jù)，所述處理器適于向所述分析器提供用于每個射線的與時間有關(guān)的修正信號以使穿越制品的射線的傳輸時間相等，從而改進(jìn)被測量的制品的尺寸特性的準(zhǔn)確性。

優(yōu)選地，太赫茲輻射被導(dǎo)引到旋轉(zhuǎn)鏡和第一透鏡上，所述第一透鏡用于接收來自所述鏡的太赫茲輻射的相繼射線以產(chǎn)生太赫茲輻射的平行射線的所述帷幕以便掃描制品。

優(yōu)選地，第二透鏡被提供用于接收經(jīng)過制品之后的太赫茲輻射并且用于使射線聚焦到所述傳感器上。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于通過非接觸來測量在自由空間中被持續(xù)地擠出的細(xì)長的、非導(dǎo)引式的工業(yè)制品的尺寸特性的設(shè)備，所述工業(yè)制品諸如橡膠或塑料管材或電纜，所述設(shè)備包括：太赫茲輻射單元；旋轉(zhuǎn)鏡，其用于跨過第一透鏡掃描從點源發(fā)射出太赫茲射線以產(chǎn)生平行太赫茲射線的帷幕，制品與所述帷幕成直角地穿過所述帷幕直線地行進(jìn)，穿過所述絕緣材料之后的所述射線由第二透鏡收集并且在太赫茲傳感器處被聚焦；圖像分析器，其可操作地與傳感器相關(guān)聯(lián)以便執(zhí)行對于穿透所述絕緣材料的太赫茲射線的與時間有關(guān)的成像分析以提供矩陣圖像，根據(jù)所述矩陣圖像確定制品的所述尺寸特性，其特征在于，所述分析器結(jié)合有處理器，用于計算體現(xiàn)穿越制品的射線之間的傳輸時間的變動的修正數(shù)據(jù)，所述處理器適于向所述分析器提供用于每個射線的與時間有關(guān)的修正信號以使所述傳輸時間等于預(yù)先確定的標(biāo)稱值，從而改進(jìn)被測量的制品的尺寸特性的準(zhǔn)確性。

優(yōu)選地，前述設(shè)備包括用于使制品在高溫高壓的不利環(huán)境中沿其行進(jìn)路徑經(jīng)過的包圍件或懸垂件，所述包圍件具有透明窗框以允許太赫茲輻射穿過所述包圍件以便實現(xiàn)所述成像分析裝置中的測量。

優(yōu)選地，前述設(shè)備包括振蕩機構(gòu)，其用于實現(xiàn)所述制品沿其行進(jìn)路徑 圍繞所述制品的軸線的振蕩以收集與制品的直徑/壁厚和/或偏心距有關(guān)的一組數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述振蕩包括圍繞制品的軸線的向后和向前運動或圍繞制品的連續(xù)旋轉(zhuǎn)模式，以記錄與受測制品的直徑、壁厚和/或偏心距有關(guān)的一組數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，修正裝置被提供用于將修正動作應(yīng)用到擠出流水線以改變生產(chǎn)速度、擠出器輸出量和/或自動地或手動地調(diào)節(jié)擠出器的成型模具頭，以便維持預(yù)先確定的所需制品規(guī)格。

優(yōu)選地，所述太赫茲輻射的平行射線的帷幕用于掃描平坦制品，以便檢查所述制品的完整區(qū)域，所述平坦制品在寬度方面等于或小于太赫茲輻射的平行射線的帷幕的跨度寬度。

優(yōu)選地，前述設(shè)備被安裝在C形框架上，適于與細(xì)長的平坦制品的直線式行進(jìn)路徑成直角地以橫向方式往復(fù)移動，由此比太赫茲輻射的平行射線的所述帷幕的寬度跨度更寬的制品可以通過以跨過平坦制品的寬度往復(fù)向前和向后運動的方式移動C形框架來掃描。

本發(fā)明的優(yōu)選的優(yōu)點和其它實施方式現(xiàn)在將會參照附圖來描述。

附圖說明

本發(fā)明現(xiàn)在將會以實施例的方式并且參照附圖來描述，其中：

圖1是用于制造電纜的擠出流水線的側(cè)視圖；

圖2示出用于涂覆電纜的內(nèi)部金屬核心的雙重或三重擠出流水線的側(cè)視圖；

圖3展示本發(fā)明到管材管道或電纜的應(yīng)用，所述管材管道或電纜沿其行進(jìn)軸線在直線方向上被擠出；

圖4示出圖3中示出的布置的不同視圖，其中行進(jìn)的制品以橫截面的方式示出以更好地展示THz輻射的平行射線如何從單一THz輻射源產(chǎn)生。

圖5以示意圖的方式展示擠出制品，所述擠出制品沿其行進(jìn)路徑并且依據(jù)本發(fā)明借助于THz輻射來受到測量；

圖6示出擠出管材或管道的橫截面的矩陣圖像并且以圖形的形式示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的所述擠出管材或管道的壁厚的測量結(jié)果；

圖7示出與圖6中所示出的類似的結(jié)果，但是在這種情況下是對于擠出電纜的總體直徑和線纜核心的直徑進(jìn)行測量。

圖8示出移動的線纜的橫截面，其中在圖8.1中線纜的核心同心地行進(jìn)，并且在圖8.2中線纜是非同心的，其位置偏心距能夠依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備來測量；

圖9展示用于依據(jù)本發(fā)明來獲得行進(jìn)的擠出制品的多重測量的裝置。

圖10展示處理單元，所述處理單元顯示出受測電纜的測量的細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)包括所述電纜的直徑、壁厚和偏心距的矩陣圖像和值。

圖11示出塑料擠出器的側(cè)視圖，所述塑料擠出器類似于圖1中示出的擠出器但被改型以擠出平坦制品。

圖12展示紙板材生產(chǎn)線。

圖13.A示出類似于圖5的布置，所述布置被安裝在C形框架上，從而持續(xù)地掃描平坦制品的完整表面區(qū)域。

圖13.B展示圖13.A的布置，其被改型以考慮到掃描寬制品并且配置有往復(fù)運動以實現(xiàn)該目的。

圖14示出受測制品的橫截面連同呈圖形格式的相關(guān)聯(lián)矩陣，從而允許制品的成像分析并且提供制品的寬度的測量。

圖15以圖形顯示的方式示出對于從制品發(fā)射出的太赫茲輻射(THz)的所得分析以提供被制造的制品中的脊部或裂縫的證據(jù)，以及；

圖16示出成像分析的結(jié)果以顯示出已完成的制品中的雜質(zhì)，諸如鐵屑或沙粒等。

圖17和18是基于圖4中所示出的布置的示意圖以展示測量誤差如何作為行進(jìn)的制品沿其行進(jìn)路徑穿過THz輻射的平行射線的帷幕的軸向移動的結(jié)果而出現(xiàn)。

具體實施方式

本發(fā)明的優(yōu)選實施方式在下文中的討論將會參照的圖1-16中示出。

在設(shè)備的待描述的類似部分在所有附圖中使用的情況下，這些類似部分將會通過相同附圖標(biāo)記來提及。

參照圖1，其展示一種電纜擠出流水線，所述電纜擠出流水線包括送料 件1，所述送料件將由銅、鋁或鋼制成的金屬導(dǎo)體2擠出到擠出器3中。

橡膠或塑料材料在冷態(tài)中被引入到料斗4中，在擠出器3中被加熱，所述擠出器將所得熱塑料穿過成型模具頭5擠出到金屬導(dǎo)體2上。

絕緣線纜此后被拖拽穿過水冷部段6并且被纏繞在取料件7上。

非金屬管道或管材擠出流水線在許多方面與線纜流水線類似，但是其中送料件1不是必需的，因為管材或管道將會被形成在擠出器3內(nèi)部。

線纜特性(諸如直徑/壁厚和/或偏心距)的測量將會在水冷部段6之前或之后的位置處進(jìn)行。

在圖2中示出雙重或三重擠出器流水線3.1、3.2，其中兩個或三個擠出串聯(lián)地并且在同一時間進(jìn)行。

這些擠出流水線制造用于特殊應(yīng)用(諸如用于在海水下通訊或高壓輸電線纜中使用)的電纜。

在后一種情況下，線纜在懸垂管材8中被擠出，其中線纜裝置在其退出到水冷部段6和取料件7之前在蒸汽或氮氣氣氛中被加熱固化。

線纜特性在這些流水線中的測量將會通過特別構(gòu)造的‘觀察窗框9’進(jìn)行。

為了更詳細(xì)地展示本發(fā)明的實施方式而參照圖3，其中圓形制品10(諸如管材、管道或電纜)被示出正在沿如由箭頭11示出的制品軸線在直線方向上被擠出。

太赫茲(THz)輻射單元12提供被導(dǎo)引到反射表面上的射線13。

反射表面是借助于電機16以旋轉(zhuǎn)的方式14來驅(qū)動的單側(cè)鏡或多面鏡鼓中的一個鏡面15。

這種旋轉(zhuǎn)事實上跨過透鏡17的直徑掃描射線13，所述透鏡產(chǎn)生跨過制品10的射線的平行掃描的帷幕。

透鏡18被定位在制品10的相反側(cè)上以接收來自透鏡17的THz射線。

THz傳感器19和成像分析單元(未示出)分析來自透鏡18的迎面而來的光束。

圖4是穿過圖3的行進(jìn)的物體10的橫截面圖，以更好地展示THz輻射從單元12到旋轉(zhuǎn)鏡15、透鏡17、18和THz傳感器19的行程。

如將會從圖4中明顯的是，可以使用所描述的系統(tǒng)以確定制品10在水 平平面中的直徑、壁厚和/或偏心距。

如將會容易認(rèn)識到的是，還可以提供類似布置，其中測量可以在豎直平面中取得。

依據(jù)本發(fā)明的對于在自由空間中沿制品的行進(jìn)路徑跨過制品10掃描平行THz輻射而言的重要原因是，測量可以與制品10在THz輻射的平行射線的帷幕內(nèi)的位置無關(guān)地進(jìn)行，參見圖4中所示出的制品的示例性位置10.1。

如所提到的，這種方法實用之處在于，首先制品不必由接觸式滾筒導(dǎo)引，以及其次，所述方法在物體處于熱態(tài)的情況下的應(yīng)用中十分重要，所述情況致使難于以任何方式或形式進(jìn)行導(dǎo)引。

圖5示出制品10處于被安裝在搖籃形基座22上的THz輻射的發(fā)射器20與接收器21之間的位置。

發(fā)射器20容置有在先前圖中示出的THz輻射單元(電機驅(qū)動的掃描鏡鼓裝置)15和透鏡17，從而產(chǎn)生跨過發(fā)射器20與接收器21之間的空間的THz射線的平行帷幕。

接收器21容置有透鏡18、THz傳感器19以及THz成像分析單元回路，所述THz成像分析單元回路確定每個相繼THz射線穿過受測制品10的絕緣部分的“傳輸時間”并且將值輸出在處理單元23(如圖10所示)上，所述處理單元通過有線或無線連接來連接到接收器21。

處理單元23計算成像分析信息并且產(chǎn)生受測制品的總體直徑(D)、內(nèi)部直徑(d)和偏心距(E)的矩陣圖像和值，如圖10中所示。

在圖6中，受測管材的橫截面的測量結(jié)果被示出，其中(D)是總體直徑，(d)是內(nèi)部直徑。圖形的水平X軸顯示出THz輻射t1、t2、t3的“傳輸時間”，并且圖形的Y軸代表掃描時間T。

管材的壁厚在縱向軸線中由W1和W2指示，并且平均厚度可以根據(jù)公式來計算。

圖7示出與圖6中所示出的結(jié)果類似的結(jié)果，但是其中橫截面是線纜的橫截面，其中t1和t2是沿所示出的圖示的X軸的“傳輸時間”，并且T是沿豎直Y軸的掃描速率。

(D)代表線纜的總體直徑，并且(d)代表受測線纜的導(dǎo)電體(核心)直徑。

圖8展示線纜偏心距可以如何被計算，其中線纜偏心距可以通過方程E＝S/(D/2-d/2)×100％來定義。

其中(E)是偏心距，(D)是總體直徑，(d)是核心直徑，并且(S)是(D)的中心與(d)的中心之間的距離。

在圖8.1中，S＝0，因此E＝0，這意味著線纜是同心的。

在圖8.2中，S＝D/2-d/2，因此E＝1×100＝100％，這意味著線纜具有100％偏心距并且事實上不可用。

在實際實施例中，令D＝56mm、d＝6mm并且令S＝1mm。

使用上文中給出的偏心距方程，則E＝1/25×100％，即4％，這將會是可接受的結(jié)果。

(D)、(d)和(E)的測量被顯示在參照圖10的如上文中所提及的處理單元23上。

在如所描述的對于線纜偏心距進(jìn)行修正的情況下，如有必要，所述修正可以優(yōu)選地通過對于擠出成型模具頭5進(jìn)行調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。

圖9示出一種布置，其中THz輻射的發(fā)射器20和用于穿過制品10之后的輻射的接收器21可以被安裝在可旋轉(zhuǎn)的搖籃形基座22上(參見圖5)，所述搖籃形基座能夠執(zhí)行以下功能。

搖籃形基座22能夠如由箭頭24、25展示的那樣以“來回”旋轉(zhuǎn)的方式并且還以連續(xù)圓形的模式圍繞行進(jìn)的制品10的中心振蕩。

從控制器(未示出)到在接收器21中提供的成像分析回路的非接觸式傳遞允許對于在接收器21以及發(fā)射器20中被操作的所有功能進(jìn)行通訊。

本發(fā)明如在其在前實施方式中描述的那樣能夠?qū)⒖刂乒δ軕?yīng)用到擠出流水線，由此通過測量直徑偏差，反饋能夠被應(yīng)用以對于擠出流水線生產(chǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便將線纜或管材的直徑維持在所需的規(guī)格內(nèi)。

在特定情況下，擠出器輸出還可以用于同一目的。線纜偏心距可以如已經(jīng)提及的那樣通過對于擠出器3的成型模具頭5進(jìn)行調(diào)節(jié)來修正。

本發(fā)明的另外優(yōu)選的實施方式在圖11-16中示出。

圖11示出塑料擠出器26的側(cè)視圖，所述塑料擠出器在操作方面類似 于圖1中的擠出器(3)，但是具有改型的成型模具頭27，所述改型的成型模具頭被設(shè)計成以改變的厚度和寬度擠出橡膠或塑料材料的平坦板材，所述塑料材料包括聚乙烯、尼龍、PVC、丙烯酸等。

從成型模具頭27退出的熱材料進(jìn)入冷卻區(qū)域28，所述冷卻區(qū)域包括多個冷卻滾子或滾壓機，所述冷卻區(qū)域還確定板材的厚度。板材的寬度通過未示出的“側(cè)分切機”來確定。板材前進(jìn)到取料器29，并且厚度和寬度的測量以及質(zhì)量控制在位置30處進(jìn)行。

圖12示出“紙板材生產(chǎn)線”，由此紙從制漿機(未示出)退出并且進(jìn)入由加熱鼓組成的干燥區(qū)域31。接下來，紙在涂層區(qū)域32上繼續(xù)移動，從而所述紙可以取決于應(yīng)用需求而涂覆有各種化學(xué)物質(zhì)或塑料材料。

在這個時間點，紙通過壓力滾筒來“設(shè)定厚度尺寸”，并且寬度通過“側(cè)分切機”(未示出)來確定。

已完成的紙板材被纏繞在鼓33上，并且厚度和寬度的測量以及質(zhì)量控制可以在位置34處進(jìn)行。

圖13.A示出被安裝在C形框架35上的“裝置”20-21(發(fā)射器/接收器，圖5)，由此所述裝置的所述THz輻射(第3頁的流水線9-11)的平行射線的帷幕沿平坦制品的行進(jìn)路徑38持續(xù)地掃描平坦制品37的完整表面區(qū)域。

在這種情況下，所述THz輻射的平行射線的帷幕的跨度充分寬，從而與制品37的整個寬度配合。

在圖13.B中的極其寬的制品37的應(yīng)用中可以將附加的所述“裝置”20-21(圖5)安裝在C形框架(未示出)上，從而在制造中在連續(xù)的基礎(chǔ)上向所述制品37的整個寬度提供所述完整掃描范圍。

事實上，可以考慮更加經(jīng)濟的選項，從而在C形框架上提供單一的“裝置”20-21(圖5)，因為所述單一“裝置”特別是在生產(chǎn)需求中的大部分是針對制品寬度時可以是足夠的，所述制品寬度落入所述THz輻射的平行射線的帷幕的跨度內(nèi)。

在圖13.B中的處理寬制品37的某些應(yīng)用中，可能的是尺寸特性和/或質(zhì)量控制的間歇性或隨機檢查已足夠確保用于這些制品的最低可接受標(biāo)準(zhǔn)。在這些情況下，可以利用C形框架上的單一“裝置”20-21(圖5)，由此所述C形框架以“橫向往復(fù)”運動36的方式被設(shè)定成跨過制品37的寬度， 從而有助于所述制品的間歇性或隨機測量范圍。

單一或多個“裝置”20-21(圖5)通過有線或優(yōu)選地通過無限通訊來連接到處理單元23(圖10)，從而平坦板材的所述制品厚度和尺寸特性的測量以及質(zhì)量控制檢查結(jié)果通過成像分析來確定并且在矩陣中顯示。

處理單元23(圖10)能夠在所述制品的性能和應(yīng)用方面提供制品的數(shù)個長度的完整數(shù)據(jù)記錄，如在高質(zhì)量是必要的情況下需要的那樣。

圖14示出受測制品39的橫截面連同呈圖形格式的相關(guān)聯(lián)矩陣，由此以與圖6中示出的矩陣類似的方式，厚度由X軸中的(t)代表，并且寬度由Y軸中的(w)代表。圖15示出具有缺陷的制品40。從與時間有關(guān)的信號所得的分析被顯示在所述信號的相關(guān)聯(lián)矩陣中，X軸將脊部示出為(t2)、將裂縫示出為(t3)、并且將制品厚度示出為(t1)。

圖16示出制品中的雜質(zhì)，所述雜質(zhì)包括鐵屑或沙粒等，所述鐵屑或沙粒被顯示為相關(guān)聯(lián)矩陣中的點。

參照已經(jīng)在上文中被描述的內(nèi)容，為了實現(xiàn)與制品10的位置無關(guān)的在制品10的尺寸參數(shù)測量方面的高準(zhǔn)確性，以下對于事實的深度分析將會被考慮到，所述位置是THz平行射線13的帷幕內(nèi)的任意位置。需要注意到的是，對于事實的分析等同地適用于激光或LED射線。

圖17是圖4中所示出的光學(xué)測量系統(tǒng)的掃描部段的以側(cè)視圖方式的示意圖。為了清晰起見，讓我們假定透鏡17是平凸類型的，其中AA1是透鏡17的直徑并且BC是焦距。

沿方向14旋轉(zhuǎn)的每個相繼射線13在A點處與透鏡17相接觸，由此透鏡17有效地使射線13從旋轉(zhuǎn)模式“彎曲”到直線模式，從而形成THz射線的平行于中線41的帷幕。

將旋轉(zhuǎn)射線13“彎曲”到平行直線模式的事實導(dǎo)致跨過透鏡17的直徑AA1的每個相繼射線13的非線性掃描速度(V)。

圖18示出圖4的光學(xué)測量系統(tǒng)，進(jìn)一步展示測量制品10的尺寸特性的原理以及為何尺寸測量方面的誤差由于制品沿其行進(jìn)路的軸向移動而出現(xiàn)。

跨過透鏡17的直徑AA1以速度(V)行進(jìn)的每個相繼射線13將會耗費穿越制品10的從邊緣到邊緣的傳輸時間(t4)。

時間(t4)是制品10的直徑或尺寸的函數(shù)(f)，從而如果(D)是制品10的直徑或尺寸，則t4＝f(D/V)并且D＝f(V×t4)。

跨過制品10行進(jìn)的射線13的非線性掃描速度(V)產(chǎn)生在平行THz射線13的帷幕內(nèi)在制品10上被測量出的取決于制品10的位置的變化的傳輸時間段(t4)，并且因此產(chǎn)生對于制品10而言的不準(zhǔn)確的參數(shù)測量。

我們現(xiàn)在將會通過實施例來示出由于跨過透鏡17的從A到A1的傳輸速度(V)的非線性而出現(xiàn)的誤差。

令透鏡17的直徑AA1＝30毫米

透鏡17的焦距BC＝80毫米

BC與AC之間的夾角＝(a)

考慮到由A、B、C形成的直角三角形。

我們得到AB＝BC×tan(a)

因此：

角(a)＝tan^-1(AB/BC)＝tan^-1(15/80)＝10.6°

射線13跨過透鏡17的AB點的掃描速度(V)是tan(a)的導(dǎo)數(shù)，因此：

V＝d/d(a)(tan(a))＝1/cos²(a)

由此：

每個射線13在透鏡17的A點(邊緣)處的速度是

(VA)＝1/cos²(10.6°)＝1.035

在透鏡17的B點(中心)處的速度是：

(VB)＝1/cos²(0°)＝1/(1)²＝1.00

射線13在透鏡17的A點(邊緣)與B點(中心)之間的速度差值是：

VA-VB＝1.035-1.000＝+0.035

因此射線13在透鏡17的(邊緣)A處的速度VA比在透鏡17(中心)B處的速度VB更快。

由于透鏡17的對稱布置，因此射線13在透鏡17的另一邊緣A1處的速度VA1將會等于VA，從而VA1＝VA＝1.035。因此跨過透鏡17的直徑AA1的掃描速度(V)中的非線性誤差是3.5％。

因此，由于射線13的掃描速度(V)朝向透鏡17的邊緣A和A1較快 并且在透鏡17的中部B中較慢，因此射線13跨過制品10的所述傳輸時間(t4)在靠近透鏡17的邊緣A和A1處較短并且在中部B中較長。

由于制品10的直徑或尺寸的測量的方法與傳輸時間有關(guān)，因此靠近透鏡17的邊緣A或A1的較短傳輸時間(t4)的效果將會導(dǎo)致制品10在直徑或尺寸方面顯得較小。

如果制品10被定位成靠近透鏡17的中部B，則所述制品將會顯得較大，因為跨過制品10的傳輸時間(t4)將會較長。

為了改進(jìn)本發(fā)明的應(yīng)用方面的準(zhǔn)確性，如在我們的先前實施例中所示出的由掃描速度(V)引起的非線性誤差必須被去除。

在此公開的是由以下變量和系數(shù)組成的多項式方程(P)；

(e)：三角形ABC的BC與AC之間的角度(a)

(f)：制品10在THz射線13的帷幕內(nèi)的位置

(g)：跨過制品10行進(jìn)的每個相繼射線13的傳輸時間段(t4)

(h)：透鏡17的物理特性

項目(e)、(f)、(g)是變量值，而(h)代表預(yù)設(shè)恒定值。

多項式(P)通過軟件來計算(e)、(f)、(g)的值并且確定修正值(F)，所述修正值是(P)的函數(shù)(f)。

從而(F)＝f(P)(e，f，g，h)

透鏡18接收THz射線13并且使射線聚焦到此前參照圖3所稱為的傳感器19和成像分析單元上，由此多項式(P)用于在分析器單元的處理能力內(nèi)將連續(xù)的修正數(shù)據(jù)流應(yīng)用到分析器單元的軟件，從而建立用于每個相繼射線13的修正值(F)，從而消除在THz射線的帷幕內(nèi)的任意位置直線式行進(jìn)的制品10的所有瞬態(tài)光學(xué)和位置誤差。

回到先前的三角形ABC的實施例，我們現(xiàn)在示出修正如何被應(yīng)用到這種情況：

(i)射線13在透鏡17的A點(邊緣)處的速度，VA＝1.035

待應(yīng)用的修正(F)＝0.035，因此修正速度為

VA＝1.035-0.035＝1

(ii)射線13在透鏡17的B點(中心)處的速度，VB＝1

待應(yīng)用的修正(F)＝0，因此修正速度為

VB＝1-0＝1

由此VA＝VB

同樣地，如較早指出的，由于透鏡17的對稱布置

VA＝VB＝VA1

(iii)適當(dāng)修正(F)被應(yīng)用到相繼射線13的掃描速度V，確保所述速度V在射線13跨過透鏡17的直徑AA1行進(jìn)時保持線性。

由本發(fā)明獲得的尺寸準(zhǔn)確性是一(1)微米(1微米＝1/1000毫米)，所述尺寸準(zhǔn)確性是相對于利用申請人已知的類似光學(xué)測量設(shè)備可獲得的準(zhǔn)確性的可觀改進(jìn)。

從而在Petrohilos的美國專利3,765,774中，盡管不存在對于“測量準(zhǔn)確性”的任何特定要求，但是存在對于“+/-0.001英寸的度數(shù)公差”或總體0.002英寸的參考。

將0.002英寸轉(zhuǎn)換成微米，1英寸＝25毫米，由此0.002英寸＝0.050毫米或50微米，遠(yuǎn)超過由本發(fā)明實現(xiàn)的1微米“公差”。

以1微米準(zhǔn)確性的觀點而言，本發(fā)明特別適合于80-150微米的范圍中的尺寸應(yīng)用，諸如光纖、細(xì)線等，并且還適合于緊密公差的數(shù)據(jù)傳遞線纜、LAN、CAT6&7和CATV，以及還適合于高壓輸電線纜的制造。

本發(fā)明的優(yōu)點在平坦制品應(yīng)用中進(jìn)一步示出，所述平坦制品應(yīng)用諸如圖11和圖12中的塑料板材、膠帶、膠片、紙制品等，由此THz射線的帷幕執(zhí)行平坦板材寬度的正確測量，在所述帷幕中所有射線各自具有1微米準(zhǔn)確性。