專利名稱：用于無接觸地確定料幅厚度的方法
用于無接觸地確定料幅厚度的方法本發(fā)明涉及一種用于借助傳感器裝置無接觸地確定料幅，尤其是纖維幅的厚度的方法，該傳感器裝置包括至少兩個(gè)測(cè)量板，料幅可從這兩個(gè)測(cè)量板之間導(dǎo)引穿過，其中，在每個(gè)測(cè)量板與料幅之間分別形成一個(gè)氣墊，以便以一間距相對(duì)所述料幅保持測(cè)量板。迄今為止，要么采用磁性的方法要么采用光學(xué)的方法來進(jìn)行無接觸式的厚度測(cè)量。但這兩種方法只能夠測(cè)量較厚的紙，亦即尤其是厚度大于50 μ m的紙，因?yàn)樵谳^薄的紙中，受方法限制不能達(dá)到所需的精度。由專利文獻(xiàn)EP 1 855 082A1和EP 1 855 083A1公開了一些用于無接觸地確定料幅，尤其是纖維幅的厚度的光學(xué)厚度傳感器。在無接觸地測(cè)量紙的厚度時(shí)，一方面要檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的光學(xué)測(cè)量單元或測(cè)量板之間的間距，另一方面要檢測(cè)該測(cè)量單元或測(cè)量板與料幅之間的間距，其中，測(cè)量單元與料幅之間的間距通過光學(xué)測(cè)量獲得。在此，定位在料幅相互對(duì)置側(cè)的光學(xué)測(cè)量單元必須精確地布置在同一根光軸上，以消除由于不垂直于光軸延伸的紙幅產(chǎn)生的測(cè)量誤差。但是，尤其由于運(yùn)動(dòng)的紙幅的空氣阻塞會(huì)在設(shè)置在料幅相互對(duì)置側(cè)的光學(xué)測(cè)量單元或測(cè)量頭之間出現(xiàn)傾斜，這導(dǎo)致不正確的測(cè)量。這種例如由于運(yùn)動(dòng)的料幅或纖維幅10的空氣阻塞導(dǎo)致的、在上部和下部的光學(xué)測(cè)量單元或其測(cè)量板12、14之間的傾斜可由

圖1得知，圖1示意示出了一種用于無接觸地確定厚度的傳統(tǒng)設(shè)備，其中，各測(cè)量單元分別僅配設(shè)有一個(gè)光學(xué)傳感器16或18。在這種傳統(tǒng)的設(shè)備中，測(cè)量板12、14的傾斜不能被補(bǔ)償。也就是說，在這種傳統(tǒng)的設(shè)備中不能通過在相應(yīng)的料幅側(cè)上的僅一個(gè)光路獲得精確的測(cè)量。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種開頭所述類型的改進(jìn)方法，通過該方法尤其還為較薄的料幅或紙，并且尤其也為厚度小于50 μ m的料幅或紙獲得可靠的測(cè)量值。按照本發(fā)明，該技術(shù)問題通過使用一種傳感器裝置解決，該傳感器裝置既包括至少一個(gè)磁性傳感器也包括光學(xué)的間距測(cè)量裝置，其中，磁性地檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距，并且通過光學(xué)的間距測(cè)量裝置檢測(cè)相應(yīng)的測(cè)量板與料幅之間的間距，該光學(xué)的間距測(cè)量裝置設(shè)置在布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板上。因此，按照本發(fā)明將磁性的和光學(xué)的測(cè)量方法相互結(jié)合?？梢酝ㄟ^氣墊分別以恒定的間距相對(duì)所述料幅保持測(cè)量板。為了將測(cè)量板間距相應(yīng)地調(diào)節(jié)到一個(gè)恒定的值，可以一并考慮磁性測(cè)得的測(cè)量板間距。優(yōu)選通過在至少三個(gè)不同的點(diǎn)處的磁性測(cè)量裝置磁性地檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距。還尤其有利的是，分別通過至少三個(gè)設(shè)置在相應(yīng)的測(cè)量板上的光學(xué)間距測(cè)量裝置光學(xué)地測(cè)量在相應(yīng)的測(cè)量板與料幅之間的間距。根據(jù)按本發(fā)明的方法的一種在實(shí)踐中有利的設(shè)計(jì)方案，料幅的厚度由磁性測(cè)得的、布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距和光學(xué)測(cè)得的、布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板與料幅之間的間距確定。為此，可以采用帶有用于計(jì)算料幅厚度的相應(yīng)算法的評(píng)估
直ο因?yàn)榇判詡鞲衅骱凸鈱W(xué)的傳感器不能布置在測(cè)量板上的相同位置上，所以將在磁性傳感器的位置上磁性測(cè)得的、布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距測(cè)量值換算到光學(xué)傳感器的位置上，其中，通過磁性測(cè)量值換算到光學(xué)傳感器的位置上實(shí)現(xiàn)所需的精度。由此實(shí)現(xiàn)精度的進(jìn)一步改進(jìn)，S卩，將所有在磁性傳感器的位置上磁性測(cè)得的、布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距測(cè)量值分別用于計(jì)算在光學(xué)傳感器的位置上的相應(yīng)間距值。優(yōu)選通過至少一個(gè)設(shè)置在料幅一側(cè)的測(cè)量板上的磁性傳感器磁性地檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距。在此，為了通過至少一個(gè)設(shè)置在料幅一側(cè)的磁性傳感器這樣磁性地檢測(cè)測(cè)量板間距，料幅對(duì)置側(cè)的測(cè)量板優(yōu)選至少部分由鐵氧體或鐵酸鹽制成。根據(jù)按本發(fā)明的方法的一種在實(shí)踐中適宜的設(shè)計(jì)方案，通過至少三個(gè)設(shè)置在料幅一側(cè)的測(cè)量板上的磁性傳感器磁性地檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距。此外，各光學(xué)間距測(cè)量裝置或按本發(fā)明的傳感器裝置的光學(xué)傳感器尤其可以設(shè)計(jì)成如在EP 1 855 082A1或EP 1 855 083A1中所描述的那樣。因此，由EP 1 855 082A1例如已知一種光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器具有用于確定相對(duì)物體的間距的裝置，其中，設(shè)有至少一個(gè)透鏡裝置，以便光源，尤其是激光光源的光線聚焦到物體上并且收集從物體反射和散射回來的光線；設(shè)置帶有圓形開口的孔眼光闌，以便由反射和散射回來的光線形成圓形的光束，并且設(shè)置有接收?qǐng)A形光束的檢測(cè)器系統(tǒng)，該檢測(cè)器系統(tǒng)感應(yīng)光束直徑，其中，根據(jù)檢測(cè)器系統(tǒng)的信號(hào)確定到物體的間距。尤其是配屬于檢測(cè)器系統(tǒng)的分析器可以設(shè)計(jì)用于確定物體的厚度。在此，可以在物體的兩側(cè)分別設(shè)置至少一個(gè)透鏡裝置，并且布置在不同側(cè)的透鏡裝置在彼此間可以具有規(guī)定的間距。在這種情況下，物體的厚度可以尤其由此確定，即，將分別測(cè)得的、設(shè)置在物體兩側(cè)的透鏡裝置到物體之間的間距累加并且將得到的和從透鏡裝置之間的規(guī)定間距減去。在EP 1 855 083A1中記載了一種類似的光學(xué)傳感器，其中，使用相關(guān)性小的光源，該光源尤其可以包括超發(fā)光二極管。在各透鏡裝置和物體之間可以設(shè)有光學(xué)的窗口。以下根據(jù)實(shí)施例并且參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。在此，圖2示意示出了測(cè)量板10，在該測(cè)量板10上設(shè)有多個(gè)磁性傳感器U1-U3和多個(gè)光學(xué)的間距測(cè)量裝置或傳感器H1-H315設(shè)置在料幅相互對(duì)置側(cè)的、未示出的測(cè)量板可以至少部分或完全由鐵氧體或鐵酸鹽制成，并且用作圖2中所示的、例如上部測(cè)量板10上的磁性傳感器的配對(duì)件。未示出的， 例如下部測(cè)量板同樣包括多個(gè)光學(xué)傳感器，該些光學(xué)傳感器以有利的方式精確地與所示的上部測(cè)量板10的光學(xué)傳感器H1-H3對(duì)置。因此，按本發(fā)明，提供了一種用于借助傳感器裝置無接觸地確定料幅，尤其是纖維幅的厚度的方法，該傳感器裝置包括至少兩個(gè)測(cè)量板，料幅可以從這兩個(gè)測(cè)量板之間導(dǎo)引穿過，其中，在每個(gè)測(cè)量板與料幅之間形成分別一個(gè)氣墊，以便以一間距相對(duì)料幅保持測(cè)量板。纖維幅尤其可以是紙幅或紙板幅。在此，使用既包括至少一個(gè)磁性傳感器U1-U3又包括光學(xué)的間距測(cè)量裝置H1-H3的傳感器裝置。在此，磁性地檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距，并且通過光學(xué)的間距測(cè)量裝置H1-H3檢測(cè)相應(yīng)的測(cè)量板與料幅之間的間距，該光學(xué)的間距測(cè)量裝置設(shè)置在布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板上。測(cè)量板可以通過氣墊分別以恒定的間距相對(duì)料幅被保持。如圖2所示，布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距的磁性檢測(cè)可以通過在至少三個(gè)不同的點(diǎn)處磁性的測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)，其中，在當(dāng)前的情況下，設(shè)有僅三個(gè)這種測(cè)量裝置。同樣由圖2可知，相應(yīng)的測(cè)量板與料幅之間的間距的光學(xué)的檢測(cè)可以分別通過至少三個(gè)設(shè)置在相應(yīng)的測(cè)量板上的光學(xué)間距測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)，其中，在當(dāng)前的情況下，布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板分別設(shè)有僅三個(gè)光學(xué)測(cè)量間距裝置H1-H315可以由磁性測(cè)得的、布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距和光學(xué)測(cè)得的、 布置在料幅的、相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板與料幅之間的間距確定料幅的厚度。在此，首先將在位置121; 122，123中磁性測(cè)得的間距值換算到光學(xué)傳感器141; 142，143的位置上。在圖2中還定義了用于計(jì)算光學(xué)傳感器的位置的幾何間距。H12 = Hl+(C1/A1)*[HI-(H2+H3)/2]+[(B2/2)/Bi]*(H2—H3)H13 = Hl+(C1/A1)*[HI-(H2+H3)/2]-[(B2/2)/Bi]*(H2—H3)Hll= (H2+H3)/2+(C2/A1)*[(H2+H3)/2-H1]Hl 在Α處的磁性測(cè)量值H2 在1 處的磁性測(cè)量值H3 在1 處的磁性測(cè)量值Hll 在H1處算得的磁性值H12 在142處算得的磁性值H13 在143處算得的磁性值為了計(jì)算料幅本身的厚度值，可以設(shè)置帶有相應(yīng)算法的評(píng)估裝置，該算法適宜地結(jié)合所有測(cè)得的測(cè)量值并且通過該算法相應(yīng)地計(jì)算料幅厚度。如已經(jīng)描述得那樣，優(yōu)選通過至少一個(gè)設(shè)置在料幅一側(cè)的測(cè)量板10上的磁性傳感器U1-U3磁性地檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距。在此，為了通過至少一個(gè)設(shè)置在料幅一側(cè)的磁性傳感器U1-U3磁性地檢測(cè)測(cè)量板間距，在料幅對(duì)置側(cè)的測(cè)量板部分或完全由鐵氧體或鐵酸鹽制成。通過至少三個(gè)設(shè)置在料幅一側(cè)的測(cè)量板10上的磁性傳感器U1-U3可以磁性地檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距，其中，在圖2所示的相關(guān)測(cè)量板10的實(shí)施例中，設(shè)置僅三個(gè)這種磁性傳感器12廠123。附圖標(biāo)記清單10測(cè)量板12!磁性傳感器122磁性傳感器123磁性傳感器H1光學(xué)的間距測(cè)量裝置142光學(xué)的間距測(cè)量裝置
143光學(xué)的間距測(cè)量裝置Al，Bi，B2，Cl，C2 間距
權(quán)利要求
1.一種用于借助傳感器裝置無接觸地確定料幅，尤其是纖維幅的厚度的方法，該傳感器裝置包括至少兩個(gè)測(cè)量板，所述料幅能從所述兩個(gè)測(cè)量板之間導(dǎo)引穿過，其中，在每個(gè)測(cè)量板與料幅之間產(chǎn)生分別一個(gè)氣墊，以便以一間距相對(duì)所述料幅保持所述測(cè)量板，其特征在于，使用既包括至少一個(gè)磁性傳感器(12廠123)也包括光學(xué)的間距測(cè)量裝置(H1-H3)的傳感器裝置，其中，磁性地檢測(cè)布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距，并且通過光學(xué)的間距測(cè)量裝置(H1-H3)檢測(cè)各測(cè)量板與所述料幅之間的間距，該些間距測(cè)量裝置 (H1-H3)設(shè)置在布置于所述料幅相互對(duì)置側(cè)的所述測(cè)量板上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過氣墊分別以恒定的間距相對(duì)所述料幅保持所述測(cè)量板。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過在至少三個(gè)不同的點(diǎn)(12廠123)處的磁性測(cè)量裝置磁性地檢測(cè)布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，分別通過至少三個(gè)設(shè)置在相應(yīng)的測(cè)量板上的光學(xué)間距測(cè)量裝置(H1-H3)光學(xué)地檢測(cè)在相應(yīng)的測(cè)量板與所述料幅之間的間距。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，由磁性測(cè)得的、布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距和光學(xué)測(cè)得的、布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)上的測(cè)量板與所述料幅之間的間距確定所述料幅的厚度。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，將在所述磁性傳感器(U1-U3)的位置上磁性測(cè)得的、布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距測(cè)量值換算到所述光學(xué)傳感器(H1-H3)的位置上。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，將所有在磁性傳感器(U1-U3)的位置上磁性測(cè)得的、布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距測(cè)量值分別用于計(jì)算在所述光學(xué)傳感器(H1-H3)的位置上的相應(yīng)間距值。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，通過至少一個(gè)設(shè)置在所述料幅一側(cè)的測(cè)量板(10)上的磁性傳感器磁性地檢測(cè)布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，為了通過所述至少一個(gè)設(shè)置在所述料幅一側(cè)的磁性傳感器(12「123)磁性地檢測(cè)測(cè)量板間距，在所述料幅對(duì)置側(cè)的測(cè)量板至少部分由鐵氧體或鐵酸鹽制成。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，通過至少三個(gè)設(shè)置在所述料幅一側(cè)的測(cè)量板(10)上的磁性傳感器(14-123)磁性地檢測(cè)布置在所述料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于借助傳感器裝置無接觸地確定料幅，尤其是纖維幅的厚度的方法，該傳感器裝置包括至少兩個(gè)測(cè)量板，料幅可在這兩個(gè)測(cè)量板之間導(dǎo)引穿過，其中，在每個(gè)測(cè)量板和料幅之間分別形成有一個(gè)氣墊，以便以恒定的間距相對(duì)料幅保持測(cè)量板，其特征在于，使用傳感器裝置，該傳感器裝置既包括至少一個(gè)磁性傳感器也包括光學(xué)間距測(cè)量裝置，其中，磁性檢測(cè)布置在料幅相互對(duì)置側(cè)的測(cè)量板之間的間距，而通過光學(xué)間距測(cè)量裝置檢測(cè)相應(yīng)的測(cè)量板與料幅之間的間距，該光學(xué)間距測(cè)量裝置設(shè)置在布置在料幅對(duì)置側(cè)的測(cè)量板上。
文檔編號(hào)G01B7/06GK102483321SQ201080039042
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者J.布羅克爾, P.泰波, W.克納布 申請(qǐng)人:沃依特專利有限責(zé)任公司