專利名稱：一種無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測帶狀材料密度均勻性的裝置和方法，特別涉及一種無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的裝置和方法。
背景技術：
帶狀物體的密度均勻性在工業生產中對于 產品的質量好壞起著關鍵性的作用，現階段對于帶狀物體密度均勻性的測量方法主要分為兩種，一種是對帶狀材料進行小塊取樣，然后計算并比較它們的密度。這種方法需要人工取樣試驗，是一種有損檢測，不僅效率低，而且根本無法反映整個帶狀材料的密度均勻性。另一種是針對帶狀金屬材料而采用的放射性檢測方法，該方法可以實現帶狀物體密度的無損連續檢測，效率高而且精確度高，但由于放射性對人體會造成損害，且能耗大，無法廣泛運用于工業生產中。
發明內容
本發明旨在提供一種效率高、方便、無污染、無損且可連續自動檢測帶狀材料密度均勻性的裝置和方法。本發明通過以下方案實現一種無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的裝置，包括測量單元、至少兩個滾軸速度控制器、兩個高度限定儀和計算機單元；所述測量單元包括受力傳感器、支架、軸承和滾動輪，支架固定于受力傳感器上，使其不會水平移動，軸承安裝于支架的上端，滾動輪安裝于軸承上，帶狀材料從滾動輪上通過，帶狀材料也被以測量單元為界分成自然下垂的左右兩段；所述受力傳感器通過數據線與計算機單元連接；所述高度限定儀由一對距離傳感器組成；在帶狀材料的放卷和收卷裝置處分別至少安裝一個所述滾軸速度控制器；位于測量單元左右兩段自然下垂的帶狀材料最低點處各安裝一個所述的高度限定儀，與材料運動方向垂直的上下位置各安裝一個距離傳感器；所述的高度限定儀和滾軸速度控制器均通過數據線與計算機單元連接。一種無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的方法，采用上述的無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的裝置，連續帶狀材料由放卷收卷裝置及其傳動系統帶動以一定的速度勻速運動，運動過程中帶狀材料呈自然下垂狀態，在所述自然下垂帶狀材料的中點處放置所述裝置的測量單元部分，帶狀材料連續且勻速通過測量單元上的滾動輪，所述測量單元將處于該位置處的帶狀材料托起至與該段帶狀材料的起點(放卷裝置處)和終點(收卷裝置處)位置在同一水平高度的位置，所述的這段帶狀材料被以測量單元為界分成左右兩段自然下垂；分別在所述的左右兩段下垂的帶狀材料的最低點各安裝一個高度限定儀，每個高限度儀的安裝方式為與材料平行運動方向相垂直方向的上下位置各安裝一個距離傳感器，使得帶狀材料從上下兩個距離傳感器之間經過，距離傳感器將帶狀材料下垂高度發生變化的檢測信號發送給計算機單元，并由計算機單元反饋至安裝于放卷和收卷裝置上的滾軸速度控制器，以控制滾軸的轉動速度，以保持每一時刻帶狀材料位于放卷和收卷裝置之間的帶狀材料的總長度以及位于測量單元左右兩段的長度和下垂高度一致，在帶狀材料連續勻速通過所述測量單元的滾動輪時，所述的受力傳感器將所通過的帶狀材料產生的瞬時壓力數據傳送至計算機單元。由于帶狀材料位于兩個滾軸速度控制器之間的總長度始終保持一致，且每一種受檢測的帶狀材料的厚度、寬度一般是一致的，因此，測量單元中受力傳感器所采集的瞬時壓力值的變化就反映了帶狀材料密度的變化情況。計算機單元記錄壓力數據，并根據不同時刻的壓力數據輸出壓力變化波形圖，如果壓力沒有變化，輸出信號就是近似水平直線，如果壓力在某個時間段是變化的，則輸出信號就顯示出相應的波動變化，從波形圖中就可觀測到整個帶狀材料的密度變化情況。為方便監控，可在計算機設備中事先設定壓力的上限值和下限值，當測得的壓力值超出上限值或低于下限值時，發出密度不均勻報警信號。與現有裝置和方法相比，本發明裝置和方法具備以下優點、I.可以無損連續實時檢測帶狀材料的密度變化情況，可以判斷密度是否均勻以及出現密度異常的位置，并具有報警功能，全程采用自動檢測評判，高效快捷。2.不采用任何放射線檢測部件，無污染，適宜大規模推廣應用。3.對檢測到的一些密度一致的同類帶狀材料，先人工測得它們的密度值，再根據測得的壓力值，就可建立該類帶狀材料對受力傳感器所產生的壓力值與密度的關系曲線或轉化公式，據此還可以實時計算該類其它帶狀材料的密度值。
圖I實施例I的檢測裝置中的測量單元結構示意2實施例I的檢測裝置中的距離傳感器部件示意3實施例2檢測連續化帶狀泡沫鎳材料密度均勻性方法示意4實施例2的計算機設備輸出的波形及報警原理示意圖
具體實施例方式實施例I一種無損連續測量帶狀材料密度均勻性的裝置，包括測量單元A、兩個高度限定儀5、滾軸速度控制器6a和6b及計算機單元B，整體示意結構如圖3所示。所述測量單元如圖I所示，在受力傳感器2之上放置承重支架1，支架I的上端安裝滾動軸承3，滾動輪4通過滾動軸承3裝在支架I上；所述受力傳感器2與計算機單元B通過數據線連接，以實現瞬時壓力數據傳輸、記錄與判斷。所述高度限定儀5如圖2所示，由上下兩個距離傳感器5a和5b組成，帶狀材料7從上下兩個距離傳感器5a和5b之間經過，高度限定儀5通過數據線與計算機單元B連接。如圖3所示在帶狀材料7的放卷和收卷裝置處分別安裝一個滾軸速度控制器6a和6b，位于測量單元A的左右兩段自然下垂的帶狀材料I段和II段的最低點處各安裝一個高度限定儀5，高度限定儀的安裝方式為與帶狀材料7運動方向相垂直方向的上下位置各安裝一個距離傳感器，帶狀材料7從上下兩個距離傳感器5a和5b之間經過；所述的高度限定儀5、滾軸速度控制器6a和6b均通過數據線與計算機單元B連接。實施例2無損連續檢測連續化帶狀泡沫鎳材料的密度均勻性的方法，采用實施例I的檢測裝置，檢測時的狀態示意如圖3所示。連續帶狀泡沫鎳材料由放卷收卷裝置及其傳動系統帶動以一定的速度勻速運動(按圖中箭頭所示方向，從右至左)，運動中帶狀泡沫鎳材料呈自然下垂狀態，在其中點處放置實施例I裝置的測量單元A，帶狀泡沫鎳材料連續且勻速通過測量單元A上的滾動輪4，測量單元將處于該位置處的帶狀材料托起至與該段帶狀材料的起點(放卷裝置處)和終點(收卷裝置處)位置在同一水平高度的位置(即圖中所示的i、ii和iii三處在同一水平高度)，這段帶狀材料被以測量單元為界分成自然下垂的左右兩段I段和II段；在所述I段和II段兩段下垂帶狀材料的最低點分別各安裝一個高度限定儀5，高度限定儀5的安裝方式為與帶狀泡沫鎳材料7運動方向垂直的上下位置各安裝一個距離傳感器5a和5b，使得帶狀材料7從上下兩個距離傳感器5a和5b之間經過，與計算機單元B連接的高度限定儀將帶狀泡沫鎳材料下垂高度發生變化的檢測信號發送給計算機單元B，并由計算機單元B反饋至安裝于放卷和收卷裝置上的滾軸速度控制器6a和6b，控制滾軸的轉動速度，以保持每一時刻帶狀泡沫鎳材料位于放卷和收卷裝置(圖中的i和ii)之間的帶狀泡沫鎳材料的總長度以及位于測量單元左右兩段I段和II段的長度和下垂高度一致，在帶狀泡沫鎳材料連續勻速通過所述測量單元A的滾動輪4時，受力傳感器2將所通過的帶狀泡沫鎳材料產生的瞬時壓力數據傳送至與其連接的計算機單元B，由于帶狀泡沫鎳材料位于兩個滾軸速度控制器之間的總長度始終保持一致，且每一種受檢測的帶狀泡沫鎳材料的厚度和寬度一般是一致的，因此，測量單元中受力傳感器所采集的瞬時壓力值的變化與帶狀泡沫鎳材料的密度值變化一致。計算機單元B記錄壓力數據，根據不同時刻的壓力數據輸出壓力變化波形，如圖4所示，并根據波形的變化情況監控密度的變化情況。如果壓力沒有變化，輸出信號就是近似水平直線，如果壓力在某個時間段是變化的，則輸出信號就顯示出相應的波動變化，從波形圖中就可觀測到整個帶狀泡沫鎳材料的密度變化情況。如果在計算機設備中事先設定該帶狀泡沫鎳材料對受力傳感器所產生的壓力的 上限值和下限值，如圖4中的上下兩條水平直線8和9，當測得的壓力值超出上限值或低于下限值時，發出密度不均勻報警信號。
權利要求
1.一種無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的裝置，其特征在于包括測量單元、至少兩個滾軸速度控制器、兩個高度限定儀和計算機單元；所述測量單元包括受力傳感器、支架、軸承和滾動輪，支架固定于受力傳感器上，軸承安裝于支架的上端，滾動輪安裝于軸承上，帶狀材料從滾動輪上通過，帶狀材料也被以測量單元為中心分成自然下垂的左右兩段；所述受力傳感器通過數據線與計算機單元連接；所述高度限定儀由兩個距離傳感器組成；在帶狀材料的放卷和收卷裝置處分別至少安裝一個所述滾軸速度控制器；位于測量單元左右兩邊的自然下垂帶狀材料最低點處各安裝一個所述的高度限定儀，高度限定儀的安裝方式為與材料運動方向相垂直方向的上下位置各安裝一個距離傳感器；所述的高度限定儀和滾軸速度控制器均通過數據線與計算機單元連接。
2.一種無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的方法，其特征在于采用如權利要求I所述的無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的裝置，連續帶狀材料由放卷收卷裝置及其傳動系統帶動以一定的速度勻速運動，運動過程中帶狀材料呈自然下垂狀態，在所述自然下垂帶狀材料的中點處放置所述裝置的測量單元部分，帶狀材料連續且勻速通過測量單元上的滾動輪，所述測量單元將處于該位置處的帶狀材料托起至與該段帶狀材料的放卷裝置處和收卷裝置處位于同一水平高度的位置，所述的這段帶狀材料被以測量單元為界分成左右兩段 自然下垂；分別在所述的左右兩段下垂帶狀材料的最低點各安裝一個高度限定儀，高度限定儀安裝方式為與帶狀材料運動方向相垂直方向的上下位置各安裝一個距離傳感器，使得帶狀材料從上下兩個距離傳感器之間經過，高度限定儀將帶狀材料下垂高度發生變化的檢測信號發送給計算機單元，并由計算機單元反饋至安裝于放卷和收卷裝置上的滾軸速度控制器，控制滾軸的轉動速度，以保持每一時刻帶狀材料位于放卷和收卷裝置之間的帶狀材料的總長度以及位于測量單元左右兩段的長度和下垂高度一致，在帶狀材料連續勻速通過所述測量單元的滾動輪時，所述的受力傳感器將所通過的帶狀材料產生的瞬時壓力數據傳送至計算機單元，計算機單元記錄壓力數據，并根據不同時刻的壓力數據輸出壓力變化波形圖。
3.如權利要求2所述的無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的方法，其特征在于在計算機設備中事先設定該帶狀材料對受力傳感器所產生的壓力的上限值和下限值，當壓力超出上限值或低于下限值時，發出密度不均勻報警信號。
全文摘要
本發明提供了一種無損連續檢測帶狀材料密度均勻性的裝置及方法，裝置包括測量單元、滾軸速度控制器、距離傳感器和計算機單元，測量單元包括受力傳感器-支架-軸承和滾動輪，受力傳感器與計算機單元連接。在帶狀材料連續勻速通過所述測量單元的滾動輪時，受力傳感器將所通過的帶狀材料產生的瞬時壓力數據傳送至計算機單元，計算機單元記錄壓力數據，并根據不同時刻的壓力數據輸出壓力變化波形圖,再由此判斷帶狀材料密度的變化情況。采用本發明的裝置和方法，可在無損情況下對帶狀材料實施密度均勻性連續自動實時檢測，效率高、速度快、方便且無污染。
文檔編號G01N9/00GK102735581SQ20121025056
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者張竣凱, 羅漢源, 趙于前 申請人:先進儲能材料國家工程研究中心有限責任公司