專利名稱：一種流涎法塑膜制備過程中厚度在線檢測傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)產(chǎn)品加工生產(chǎn)過程中的在線檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用流 涎法生產(chǎn)塑膜過程中的厚度在線檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種流涎法塑膜制備過程中厚度 在線檢測傳感器。
技術(shù)背景流涎法塑膜生產(chǎn)過程中，厚度控制是一個重要環(huán)節(jié)。塑膜的產(chǎn)品規(guī)格以其厚度為 依據(jù)。在批量生產(chǎn)過程中要求一批產(chǎn)品塑膜厚度處于同一個產(chǎn)品規(guī)格范圍內(nèi)。塑膜配料 從流涎口流出，要經(jīng)過溶劑自然揮發(fā)烘干等過程。在生產(chǎn)過程中，塑膜的厚度在不斷變化， 下帶時的塑膜厚度不僅與塑膜的配料有關(guān)，而且與流涎過程中的工藝參數(shù)有關(guān)。國內(nèi)流涎 法塑膜生產(chǎn)線上的厚度檢測控制通過兩種方法完成，一種方法是以下帶時產(chǎn)品的厚度為依 據(jù)來調(diào)整生產(chǎn)過程中的參數(shù)，另一種方法是通過長期積累的經(jīng)驗，從流涎口及鋼帶后轂處 塑膜的厚度經(jīng)驗地判斷產(chǎn)品的厚度合格與否，對產(chǎn)品的質(zhì)量控制帶有明顯的滯后性和經(jīng)驗 性。塑膜配料從流涎口流出到產(chǎn)品下鋼帶的時間有三四小時到二十四小時以上不等，若下 帶時產(chǎn)品厚度不符合要求再調(diào)整工藝參數(shù)，生產(chǎn)效率低并且會造成生產(chǎn)原材料的浪費，增 加生產(chǎn)成本。從流涎口流出的塑膜配料是一個半透明的粘稠狀物體，要測量其厚度不能用 接觸式測量方法。另外塑膜從流涎口中流出后依附于鋼帶之上以一定的速度向前運動，運 動速度的大小與所生產(chǎn)塑膜的規(guī)格有關(guān)。從整個塑膜生產(chǎn)流程來看，塑膜配料從流涎口流 出處于整個生產(chǎn)過程的中間環(huán)節(jié)。以流涎口處的塑膜厚度為依據(jù)，不僅可以研究它與流涎 過程中的工藝參數(shù)之間的關(guān)系，而且可以做出產(chǎn)品是否合格的判斷。研究流涎過程中塑膜 厚度的測量方法對塑膜生產(chǎn)的質(zhì)量控制和優(yōu)化塑膜生產(chǎn)工藝具有重大意義
實用新型內(nèi)容
本實用新型要提供的一種流涎法塑膜生產(chǎn)過程中使用的厚度傳感器，以克服現(xiàn)有 技術(shù)存在的無法提供流涎法塑膜生產(chǎn)過程中厚度的問題。為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是一種流涎法塑膜制 備過程中使用的厚度傳感器，包括激光束發(fā)射模塊、光束接收模塊和處理模塊，所述光束接 收模塊位于光束發(fā)射模塊發(fā)出光路的反射光路上；所述激光束發(fā)射模塊包括激光二極管和 準(zhǔn)直透鏡組，所述光束接收模塊包括接收透鏡組和光斑位置探測器，處理模塊分別與激光 二極管和光斑位置探測器電連接。上述準(zhǔn)直透鏡組包括第一準(zhǔn)直透鏡組和第二準(zhǔn)直透鏡組，所述接收透鏡組包括第 一透鏡組和第二透鏡組。上述光斑位置檢測器是PSD或CXD光敏傳感器。本實用新型中的厚度傳感器是一個光學(xué)三角法厚度傳感器件，它用一束激光在塑 膜上下表面的反射光束作為測量光束，直接獲得塑膜厚度測量結(jié)果。本實用新型所使用的 測量光束是一束準(zhǔn)直激光束在塑膜上下表面的反射光束，這兩個光束在鋼帶上投影的位置基本重合，光斑位置探測器上同時檢測到的是兩個光斑的位置，這樣保證從塑膜上表面記 錄的光路與其下表面記錄的光路是同一時刻，通過解算兩個三角光路的幾何關(guān)系可以準(zhǔn)確 地獲得塑膜厚度。本實用新型使用一條出射光束形成兩個三角法位移測量光路，一個測鋼 帶表面位置，一個測塑膜表面位置，通過兩個位移量的差值獲取塑膜厚度的方法，測量數(shù)據(jù) 誤差小。同時解決了使用雙位移傳感器進(jìn)行類似測量過程中塑膜上下表面的激光光斑不能 隨時保持對準(zhǔn)的問題。由于測量鋼帶表面光路有一部分通過塑膜內(nèi)部，其光路幾何關(guān)系結(jié) 算與塑膜折射率有關(guān)。塑膜折射率對測量厚度的影響通過標(biāo)定方法進(jìn)行校正。塑膜從粘稠 狀到完全固化過程中其折射率的變化對塑膜厚度測量結(jié)果的影響可以忽略不計。本實用新 型可適用于透明或半透明物體厚度的測量。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明如下1-激光二極管，2-第一準(zhǔn)直透鏡組，3-鋼帶，4-塑膜，5-出射光束，6-測量光束， 7-第一透鏡組，8-光斑位置探測器，9-控制及采集單元，10-第二準(zhǔn)直透鏡組，11-第二透鏡組。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)地說明。參見圖1。一種流涎法塑膜制備過程中使用的厚度傳感器，包括激光束發(fā)射模塊、 光束接收模塊和處理模塊9，所說的光束接收模塊位于光束發(fā)射模塊發(fā)出光路的反射光路 上。所說的激光束發(fā)射模塊包括激光二極管1和準(zhǔn)直透鏡組，準(zhǔn)直透鏡組由第一準(zhǔn)直透鏡 組2和第二準(zhǔn)直透鏡組10構(gòu)成；所說的光束接收模塊包括接收透鏡組和光斑位置探測器 8，接收透鏡組由第一透鏡組7和第二透鏡組11構(gòu)成，這里的光斑位置探測器8是CXD光敏 傳感器。所說的處理模塊9分別與激光二極管1和光斑位置探測器8電連接。所說處理單元9是基于DSP和FPGA的硬件電路及傳感器運行控制，包括數(shù)據(jù)解算 數(shù)據(jù)通信等算法程序，可以對激光束光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)整并完成數(shù)據(jù)采集功能。使用中，傳感器的采樣頻率及單點采集發(fā)送的數(shù)據(jù)大小可以根據(jù)鋼帶向前的速度 進(jìn)行設(shè)置。采用滑軌等精密運動機(jī)械系統(tǒng)帶動傳感器件在塑膜寬度200 600mm范圍內(nèi)來 回運動，在塑膜寬度范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)的采樣點的個數(shù)可以根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格及檢測要求進(jìn)行設(shè)置。 在實際測量過程中，機(jī)械裝置帶動位移傳感器件在采樣位置點之間做快速的運動，在采樣 時相對靜止。傳感器數(shù)據(jù)通過傳感器通信接口發(fā)送到計算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)地處理。
權(quán)利要求1.一種流涎法塑膜制備過程中厚度在線檢測傳感器，其特征在于包括激光束發(fā)射模 塊、光束接收模塊和處理模塊(9)，所述光束接收模塊位于光束發(fā)射模塊發(fā)出光路的反射光 路上；所述激光束發(fā)射模塊包括激光二極管(1)和準(zhǔn)直透鏡組，所述光束接收模塊包括接 收透鏡組和光斑位置探測器(8)，處理模塊(9)分別與激光二極管(1)和光斑位置探測器 (8)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流涎法塑膜制備過程中厚度在線檢測傳感器，其特征在于 所述準(zhǔn)直透鏡組包括第一準(zhǔn)直透鏡組( 和第二準(zhǔn)直透鏡組(10)，所述接收透鏡組包括第 一透鏡組(7)和第二透鏡組(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流涎法塑膜制備過程中厚度在線檢測傳感器，其特征在于 所述光斑位置檢測器(8)是PSD或CCD光敏傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種流涎法塑膜制備過程中厚度在線檢測傳感器。本實用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無法提供流涎法塑膜生產(chǎn)過程中厚度的問題。提供一種流涎法塑膜制備過程中使用的厚度傳感器，包括激光束發(fā)射模塊、光束接收模塊和處理模塊，所述光束接收模塊位于光束發(fā)射模塊發(fā)出光路的反射光路上；所述激光束發(fā)射模塊包括激光二極管和準(zhǔn)直透鏡組，所述光束接收模塊包括接收透鏡組和光斑位置探測器，處理模塊分別與激光二極管和光斑位置探測器電連接。本實用新型中的厚度傳感器是一個光學(xué)三角法厚度傳感器件，通過解算兩個三角光路的幾何關(guān)系可以準(zhǔn)確地獲得塑膜厚度，同時本實用新型可適用于透明或半透明物體厚度的測量。
文檔編號G01B11/06GK201816214SQ201020182418
公開日2011年5月4日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者于洵, 尚小燕, 張維光, 韓軍 申請人:西安工業(yè)大學(xué)