一種立式超聲波紙張測(cè)厚裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種立式超聲波紙張測(cè)厚裝置，其特征在于該裝置包括：承紙座、罐體、上超聲波探頭、下超聲波探頭、罐體上蓋、半球閥、一號(hào)電磁鐵、二號(hào)電磁鐵、三號(hào)電磁鐵、邊框支架、邊框上架、固定銷和套管，該裝置整體為一立式框架結(jié)構(gòu)，其上、下、左、右由邊框上架、承紙座和兩個(gè)邊框支架連接成一個(gè)整體，前后無(wú)擋板。本發(fā)明使用超聲波測(cè)距原理對(duì)承紙座上的紙張進(jìn)行高精度測(cè)厚，將超聲波在空氣中傳播的傳統(tǒng)測(cè)量方式轉(zhuǎn)變?yōu)樵谝后w中測(cè)量，提高了超聲波的發(fā)射頻率，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。
【專利說(shuō)明】一種立式超聲波紙張測(cè)厚裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波測(cè)距【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種立式超聲波紙張測(cè)厚裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，紙張作為一種不可替代的消費(fèi)品，在商業(yè)、教育和軍事等相關(guān)方面起著極其重要的作用。由于制作紙張的廠家很多，每一家的生產(chǎn)方法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都不盡相同，所以導(dǎo)致了紙張的規(guī)格不同。在使用過(guò)程、質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，往往會(huì)造成較大的困擾。尤其對(duì)于質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)，由于不同紙張的規(guī)格不同，在檢驗(yàn)紙張是否合格、區(qū)分紙張生產(chǎn)廠家時(shí)，需要花相當(dāng)大的精力，尤其體現(xiàn)在紙張厚度檢測(cè)。由于紙張不同于其他薄物件例如鋼板，管道，板材等，不可以通過(guò)在表面涂抹耦合劑的方法來(lái)檢測(cè)(紙張不能防水)，需要使用其他原理。
[0003]目前比較成熟的技術(shù)方案有:電渦流原理。其中，電渦流原理的精度很高，利用電流的渦流效應(yīng)，通過(guò)檢測(cè)通過(guò)紙張的電磁損失來(lái)計(jì)算紙張的厚度。使用電渦流原理，雖然能夠達(dá)到相當(dāng)高的精度，但是由于原理的問(wèn)題，對(duì)纏繞紙張的軸的表面精度要求非常高，而且國(guó)內(nèi)的設(shè)備根本達(dá)不到要求，只能依靠國(guó)外進(jìn)口，造價(jià)很高，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣使用。
[0004]傳統(tǒng)的超聲波回波檢測(cè)也能滿足精度要求較低的場(chǎng)合，但是在精度要求較高或者高精度的測(cè)量情況下，由于測(cè)量原理方面的問(wèn)題，比如超聲波的盲區(qū)、超聲波在空氣中傳播的頻段的問(wèn)題，使得超聲波不能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。該檢測(cè)方法有盲區(qū)的存在，能檢測(cè)的距離很有限，在空氣中傳播頻率過(guò)高時(shí)，超聲波的衰減會(huì)非常劇烈，導(dǎo)致無(wú)法接收到回波信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供了一種立式超聲波紙張測(cè)厚裝置。該測(cè)厚裝置的傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、測(cè)量精度高、造價(jià)低廉，適于工業(yè)化應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種立式超聲波紙張測(cè)厚裝置，其特征在于該裝置包括:承紙座、罐體、上超聲波探頭、下超聲波探頭、罐體上蓋、半球閥、一號(hào)電磁鐵、二號(hào)電磁鐵、三號(hào)電磁鐵、邊框支架、邊框上架、固定銷和套管，該裝置整體為一立式框架結(jié)構(gòu)，其上、下、左、右由邊框上架、承紙座和兩個(gè)邊框支架連接成一個(gè)整體，前后無(wú)擋板；所述的承紙座與邊框支架連接在一起，所述罐體置于承紙座上；所述下超聲波探頭與罐體的底部連接在一起；所述罐體上蓋與罐體相連接；所述上超聲波探頭與半球閥的下端連接，并通過(guò)罐體上蓋上表面的球形孔伸入到罐體內(nèi)部，與上超聲波探頭保持正對(duì)位置；所述半球閥上端的連接桿和一號(hào)電磁鐵下端的連接桿上均有一水平通孔；所述套管上有上下兩個(gè)水平的通孔，所述固定銷為兩個(gè)；所述一號(hào)電磁鐵的下端與半球閥的上端通過(guò)套管和兩個(gè)固定銷連接在一起，一號(hào)電磁鐵的上端與邊框上架相連接；所述二號(hào)電磁鐵和三號(hào)電磁鐵的下端與罐體上蓋相連接，上端均與邊框上架相連接。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于:[0008]1、在測(cè)量過(guò)程中，超聲波探頭一直處于液體環(huán)境中，超聲波頻率高，分辨率高。
[0009]2、由于在非工作狀態(tài)罐體處于壓緊狀態(tài)，在工作時(shí)才會(huì)在電磁鐵的帶動(dòng)下上移，再次壓緊還是通過(guò)電磁鐵斷電回位的方式自然壓緊，省去了其他方式復(fù)位，簡(jiǎn)單有效，而且壓緊能保證紙張?jiān)跍y(cè)量時(shí)的平整，減少了測(cè)量誤差。
[0010]3、在每次工作時(shí)，總是先測(cè)量承紙座無(wú)紙時(shí)的距離SI，再等紙張到來(lái)后，再次測(cè)量得S2，這樣使每次測(cè)量都是差動(dòng)式測(cè)量，減少系統(tǒng)誤差的影響，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確度。
[0011]4、超聲波傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，測(cè)量精度高、可靠。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明立式超聲波紙張測(cè)厚裝置一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明立式超聲波紙張測(cè)厚裝置一種實(shí)施例的罐體上蓋俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明立式超聲波紙張測(cè)厚裝置一種實(shí)施例的罐體上蓋主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明立式超聲波紙張測(cè)厚裝置一種實(shí)施例的套管主視圖剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0017]本發(fā)明設(shè)計(jì)的立式超聲波紙張測(cè)厚裝置(簡(jiǎn)稱裝置，參見(jiàn)圖1-4)，其特征在于該裝置包括:承紙座1、罐體2、上超聲波探頭4、下超聲波探頭3、罐體上蓋6、半球閥7、一號(hào)電磁鐵8、二號(hào)電磁鐵9、三號(hào)電磁鐵10、邊框支架11、邊框上架12、固定銷13和套管14，該裝置整體為一立式框架結(jié)構(gòu)，其上、下、左、右由邊框上架12、承紙座I和兩個(gè)邊框支架11連接成一個(gè)整體，前后無(wú)擋板；所述的承紙座I與兩側(cè)邊框支架11連接在一起，所述罐體2置于承紙座I上；所述下超聲波探頭3與罐體2的底部連接在一起；所述罐體上蓋6的下端有一個(gè)向下凸出的圓臺(tái)61,圓臺(tái)61中間有一與半球閥7相配合的通孔62,罐體上蓋6與罐體2通過(guò)其下端的圓臺(tái)61連接在一起；所述上超聲波探頭4與半球閥7的下端連接，并通過(guò)罐體上蓋6上表面的球形孔伸入到罐體內(nèi)部，與上超聲波探頭4保持正對(duì)位置；所述半球閥7上端的連接桿和一號(hào)電磁鐵8下端的連接桿上均有一水平通孔；所述套管14上有上下兩個(gè)水平的通孔，所述固定銷13為兩個(gè)；所述一號(hào)電磁鐵8的下端與半球閥7的上端通過(guò)套管14和兩個(gè)固定銷13連接在一起，一號(hào)電磁鐵8的上端與邊框上架12相連接；所述二號(hào)電磁鐵9和三號(hào)電磁鐵10的下端與罐體上蓋6相連接，上端均與邊框上架12相連接。
[0018]進(jìn)一步特征是，所述上超聲波探頭4、下超聲波探頭3均為分體式超聲波探頭。
[0019]進(jìn)一步特征是,所述一號(hào)電磁鐵8、二號(hào)電磁鐵9、三號(hào)電磁鐵10均為推拉式電磁鐵。
[0020]本發(fā)明裝置的工作原理與工作過(guò)程是:在安裝時(shí)，先將罐體2置于承紙座I上，力口入液體5，至罐體2體積的五分之四，加封罐體上蓋6，將半球閥7底端沿罐體上蓋6中部的圓柱孔插入罐體2內(nèi)；將兩塊邊框支架11裝在承紙座I的兩邊；將一號(hào)電磁鐵8、二號(hào)電磁鐵9、三號(hào)電磁鐵10的上端與邊框上架12連接，一號(hào)電磁鐵8的下端與半球閥7連接起來(lái)，二號(hào)電磁鐵9、三號(hào)電磁鐵10的下端與罐體上蓋6連接起來(lái)，同時(shí)將邊框上架12與邊框支架11連接，完成組裝。[0021]所述液體5為能傳導(dǎo)超聲波的純凈液體介質(zhì)，優(yōu)選水或者油，用于提供液體測(cè)量環(huán)境。本實(shí)施例中所述液體5為水。液體測(cè)量環(huán)境提高了超聲波的發(fā)射頻率，使分辨率大大提聞，從而提聞了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0022]在非工作狀態(tài)時(shí),三塊電磁鐵內(nèi)部的彈簧處于略壓縮狀態(tài),使得半球閥7靠一號(hào)電磁鐵8的壓緊力緊緊地塞住罐體上蓋6的球形孔，達(dá)到密封的作用。同時(shí)在三塊電磁鐵的共同壓緊力下，將罐體2壓緊在承紙座I上。
[0023]開(kāi)始工作時(shí)，分為三個(gè)階段:
[0024]第一階段，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，控制一號(hào)電磁鐵8通電收縮，帶動(dòng)半球閥7離開(kāi)罐體上蓋6 —段距離，罐體2此時(shí)恢復(fù)上下運(yùn)動(dòng)能力，且與半球閥7下部連接的上超聲波探頭4仍然浸于液體5中。
[0025]第二階段，紙張未到來(lái)時(shí)，由下超聲波探頭3發(fā)射固定數(shù)目的超聲波脈沖，并由上超聲波探頭4接收，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出距離SI，并將結(jié)果存儲(chǔ)。
[0026]第三階段，控制二號(hào)電磁鐵9、三號(hào)電磁鐵10通電收縮,此時(shí)由于二號(hào)電磁鐵9、三號(hào)電磁鐵10的下端與罐體上蓋6連接在一起，而罐體上蓋6與罐體2連接在一起，使得罐體2在電磁鐵拉力的作用下離開(kāi)承紙座I 一段距離。紙張到達(dá)承紙座I后，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)，控制二號(hào)電磁鐵9、三號(hào)電磁鐵10斷電，使得罐體2下降，并與接有紙張的承紙座I壓緊在一起。此時(shí)，由下超聲波探頭3發(fā)射固定數(shù)目的超聲波脈沖(5個(gè))，并由上超聲波探頭4接收，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出距離S2，并將結(jié)果存儲(chǔ)。
[0027]最終將S=S1_S2作為最后結(jié)果輸出，輸出值即為紙張厚度。
[0028]等所有測(cè)量工作完成時(shí)，關(guān)閉啟動(dòng)按鈕，控制一號(hào)電磁鐵8斷電，帶動(dòng)半球閥7再次壓緊在罐體上蓋6的球形孔上，實(shí)現(xiàn)再次密封，防止液體5泄漏。
[0029]本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種立式超聲波紙張測(cè)厚裝置，其特征在于該裝置包括:承紙座、罐體、上超聲波探頭、下超聲波探頭、罐體上蓋、半球閥、一號(hào)電磁鐵、二號(hào)電磁鐵、三號(hào)電磁鐵、邊框支架、邊框上架、固定銷和套管，該裝置整體為一立式框架結(jié)構(gòu)，其上、下、左、右由邊框上架、承紙座和兩個(gè)邊框支架連接成一個(gè)整體，前后無(wú)擋板；所述的承紙座與邊框支架連接在一起，所述罐體置于承紙座上；所述下超聲波探頭與罐體的底部連接在一起；所述罐體上蓋與罐體相連接；所述上超聲波探頭與半球閥的下端連接，并通過(guò)罐體上蓋上表面的球形孔伸入到罐體內(nèi)部，與上超聲波探頭保持正對(duì)位置；所述半球閥上端的連接桿和一號(hào)電磁鐵下端的連接桿上均有一水平通孔；所述套管上有上下兩個(gè)水平的通孔，所述固定銷為兩個(gè)；所述一號(hào)電磁鐵的下端與半球閥的上端通過(guò)套管和兩個(gè)固定銷連接在一起，一號(hào)電磁鐵的上端與邊框上架相連接；所述二號(hào)電磁鐵和三號(hào)電磁鐵的下端與罐體上蓋相連接，上端均與邊框上架相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式超聲波紙張測(cè)厚裝置，其特征在于所述上超聲波探頭、下超聲波探頭均為分體式超聲波探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式超聲波紙張測(cè)厚裝置，其特征在于所述一號(hào)電磁鐵、二號(hào)電磁鐵、三號(hào)電磁鐵均為推拉式電磁鐵。
【文檔編號(hào)】G01B17/02GK103900507SQ201410139265
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】張鵬, 高善順, 檀潤(rùn)華 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)