專利名稱：多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多功能、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(yùn)動(dòng)中張力的在線檢測和傳感。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中，對運(yùn)動(dòng)中的物料張力進(jìn)行在線檢測，能保證工藝參數(shù)設(shè)定后的動(dòng)態(tài) 調(diào)整、控制和報(bào)警，從而保證整個(gè)生產(chǎn)過程中物料圈繞密度的恒定，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量最佳， 產(chǎn)量最大的效果。因此，目前國內(nèi)外出現(xiàn)了各種各樣的動(dòng)態(tài)張力傳感器，按作用原理分類有機(jī)械式、 電容式、電子應(yīng)變片式等。現(xiàn)行機(jī)械張力傳感器采用的力變換彈性元件又有以下幾種等截 面圓柱形式、圓環(huán)形式、等截面薄板形式、懸臂梁形式和扭轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)形式。上述各種形式的張力傳感器和力變換彈性元件的應(yīng)用領(lǐng)域，所檢測的張力范圍， 檢測精度和制作加工的難易程度各不相同，各有所長短。01211093.0號中國實(shí)用新型專利提出了一種“在線自動(dòng)檢測裝置用的力傳感 器”的結(jié)構(gòu)裝置，特征是采用一片兩側(cè)緊固在平板上且與平板不緊貼的一塊等截面彈性 片，采用一根扭轉(zhuǎn)軸垂直穿過該彈性片，扭轉(zhuǎn)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(dāng)運(yùn)動(dòng)中的被測物體張力波動(dòng)時(shí)，扭轉(zhuǎn) 軸檢測端受力變化，并通過與扭轉(zhuǎn)軸緊固在一起的彈性片的作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)軸輸出端 發(fā)生相應(yīng)位移，由此引起磁場的變化，并以電壓線性變化的形式輸出，反應(yīng)出被測物的張 力變化。這種形式能精確進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測，但不能適應(yīng)長時(shí)間在線檢測，由于溫度的變化影 響了傳感器的輸出信號，從而造成檢測數(shù)據(jù)偏差和零位漂移，使產(chǎn)品質(zhì)量無法保證，另外 由于單個(gè)傳感器輸出信號較弱，使構(gòu)件較長，從而使用不方便，傳感器的設(shè)置受重力影響； 200710045540. 1號中國發(fā)明專利申請?jiān)?1211093. 0號專利技術(shù)的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，提出 了一種“動(dòng)態(tài)張力傳感器”的結(jié)構(gòu)形式，利用雙傳感器的互補(bǔ)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(diào)整，消除了另一邊的重力影響，其效果明顯，具有 一定的實(shí)用價(jià)值；由于雙傳感器在配對、調(diào)試、安裝及位置封裝固定過程中不在同一個(gè)位子 上，很難做到相互匹配，使生產(chǎn)非常不便，特別是固化后的偏差和變化影響了檢測的效果， 從而造成應(yīng)用上不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在上述01211093.0號專利和200710045540. 1號專利技術(shù)的 基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，提供一種新型的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置。本實(shí)用新型的特征是采用兩端緊固定在平板上且與平板不緊貼的一塊等截面彈 性片，一根穿過平板和彈性片的中心且與彈性片緊固在一起的扭轉(zhuǎn)軸，扭轉(zhuǎn)軸的一端為檢 測端與被測物料接觸，檢測端的兩測設(shè)有被測物料的傳導(dǎo)部件，物料經(jīng)過傳導(dǎo)部件后與檢測端的側(cè)面形成一個(gè)包圍角，另一端的一測或兩測固定有磁性體，磁性體所對應(yīng)的磁場中 固定有單個(gè)或兩個(gè)雙組份磁敏傳感器的信號輸出元件。雙組份磁敏傳感器是由兩個(gè)磁敏傳感器組合在一體的結(jié)構(gòu)形式，每個(gè)檢測端用一 至兩個(gè)雙組份磁敏傳感器，可設(shè)置在彈性片的一側(cè)或兩側(cè)；雙組份磁敏傳感器的磁性體為 單頭或雙頭形式，磁性體有開放式、屏敝罩或極靶式的結(jié)構(gòu)形式；傳感器扭轉(zhuǎn)軸前、后端護(hù) 套的上部和下部設(shè)有限位過載或欠載的保護(hù)支點(diǎn)；扭轉(zhuǎn)軸在彈性片前后可設(shè)一個(gè)平衡片； 檢測端的扭轉(zhuǎn)軸上可設(shè)定散熱片；檢測端A點(diǎn)的傳動(dòng)有固定式和滾動(dòng)式兩種結(jié)構(gòu)形式。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是檢測裝置的結(jié)構(gòu)合理，可根據(jù)測量精度和分辨率同時(shí)改變扭 轉(zhuǎn)軸的長短和大小，被測物料的張力能以磁場變化轉(zhuǎn)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(dòng)態(tài)在線檢測結(jié)果更精確，實(shí)時(shí)可靠；用低碳鋼 和軟鋼對磁性體的屏敝和極靴，更加強(qiáng)了信號的輸出和抗干擾性。
附圖1為本實(shí)用新型專利“多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置”的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2為檢測端和輸出端位于彈性片同側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為檢測端和輸出端位于彈 性片兩側(cè)設(shè)置了平衡片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4、圖5為圖2、圖3中檢測端A點(diǎn)在測試時(shí)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(diǎn)雙傳感器信號輸出元件不同組 合的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為檢測端A點(diǎn)檢測片狀物體時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11、圖12為彈性片 設(shè)置在中間時(shí)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(jìn)行 屏敝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15、圖16為對單磁體采用極靴形式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17、圖18為兩 個(gè)雙組份傳感器采用單磁體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為雙組份傳感器采用雙頭磁性體采用極 靴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為兩個(gè)雙組份傳感器分別采用雙頭磁性體極靴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖21 為A點(diǎn)或B點(diǎn)過載或欠載設(shè)置保護(hù)支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.扭轉(zhuǎn)軸；2.彈性片；3.固定平板；4.磁性體；5.物料傳導(dǎo)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(hù)套；11.支點(diǎn)；12.散熱片；13.連接件； 14屏敝罩；15極靴。
具體實(shí)施方式
以下對本實(shí)用新型專利做進(jìn)一步詳細(xì)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(shí)，可改變測力范圍，分辨力大小及彈性片2的變形量，由此達(dá)到對動(dòng)態(tài)線性輸出 和分辨率的要求。扭轉(zhuǎn)軸1上的檢測端和輸出端可以位于彈性片2的兩側(cè)或同側(cè)，位于同側(cè)時(shí)，為保 持靜態(tài)條件下扭轉(zhuǎn)軸ι的兩端平衡，可在扭轉(zhuǎn)軸1的另一側(cè)設(shè)置平衡片8，平衡片8可根據(jù) 需要選用不同規(guī)格的螺母或其他構(gòu)件。改變檢測端檢測點(diǎn)A與彈性片之間的距離可改變動(dòng)態(tài)量程的大小。輸出端的磁性體4可以是同性或異性結(jié)構(gòu)，改變磁性體4的強(qiáng)度、間距可調(diào)整測力 范圍或分辨力的大小。在線檢測過程中，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物料的張力波動(dòng)時(shí)，扭轉(zhuǎn)軸1檢測端受力變化，并通過扭 轉(zhuǎn)軸1緊固在一起的彈性片2的作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)軸1的輸出端發(fā)生相應(yīng)的位移，由此引 起磁場的變化，并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。[0020]限位支點(diǎn)11的設(shè)置，有效的保護(hù)了傳感器過載和欠載的影響；平衡片8的設(shè)置，使 動(dòng)態(tài)檢測更穩(wěn)定可靠；散熱片12的設(shè)置對高速、超高速動(dòng)態(tài)檢測中過熱保護(hù)，得到了安全 的保證。對磁性體4用低碳鋼和軟鋼進(jìn)行屏敝和極靴，使輸出信號更強(qiáng)，抗干擾性更佳，磁 力集中器的長度和大小也直接影響磁通密度強(qiáng)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(jìn)，將兩個(gè)磁敏傳感器 做在一個(gè)芯片上，解決了以前兩個(gè)傳感器不可能放在一個(gè)位子上的突破，使輸出信號的穩(wěn) 定性、可靠性、一致性和準(zhǔn)確度得到了保證，雙傳感器溫度系數(shù)的互補(bǔ)，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(quán)利要求多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特征在于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(zhuǎn)軸(1)，扭轉(zhuǎn)軸(1)的一端為檢測端與被測物料(7)接觸，檢測端的兩側(cè)設(shè)有被側(cè)物料傳導(dǎo)部件(5)，另一端的一側(cè)或兩側(cè)固定有磁性體(4)，磁性體(4)所對應(yīng)的磁場中固定有單個(gè)或兩個(gè)雙組份磁敏傳感器(6)的信號輸出元件。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特征在于所述雙 組份磁敏傳感器(6)是由兩個(gè)磁敏傳感器組合在一體的結(jié)構(gòu)形式，每個(gè)檢測端用一至兩個(gè) 雙組份磁敏傳感器(6)，可設(shè)置在彈性片(1)的一側(cè)或兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特征在于所述雙 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(jié)構(gòu)形式。
4.如權(quán)利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特征在于所述的 扭轉(zhuǎn)軸(1)前、后端護(hù)套(10)的上部和下部設(shè)有限位過載或欠載的保護(hù)支點(diǎn)(11)。
5.如權(quán)利要求1所述的多功能、雙組份傳感器在線張力檢測裝置，其特征在于所述扭 轉(zhuǎn)軸(1)在彈性片(2)前后可設(shè)一個(gè)平衡片(8)。
6.如權(quán)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，其特征在于所述 檢測端的扭轉(zhuǎn)軸(1)上可設(shè)定散熱片(12)。
7.如權(quán)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，其特征在于所述 檢測端A點(diǎn)的傳動(dòng)有固定式和滾動(dòng)式兩種結(jié)構(gòu)形式。
專利摘要適用于線狀、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(zhuǎn)軸，扭轉(zhuǎn)軸一端為檢測端，檢測端的一側(cè)或兩側(cè)有被測物件的傳導(dǎo)部件，另一端在一組或兩組磁性體磁場中設(shè)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(diào)整可達(dá)到兩邊平衡，并設(shè)有散熱和過載、欠載自動(dòng)保護(hù)裝置，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)合利用了彈性片和扭轉(zhuǎn)軸的作用，將被測物料張力變化轉(zhuǎn)化成扭轉(zhuǎn)軸的相應(yīng)位移，這一位移與扭轉(zhuǎn)軸上的磁場強(qiáng)度變化相對應(yīng)，并與磁敏元件的輸出電壓呈線性關(guān)系，對磁性體的屏敝使信號更強(qiáng)，由此能對被測物料的張力變化進(jìn)行在線自動(dòng)檢測。
文檔編號G01L5/04GK201688933SQ20092020996
公開日2010年12月29日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者楊蓉, 楊金保, 陸宏如 申請人:上海貴寶機(jī)電有限公司;楊金保;楊蓉