FI83911C - Foerfarande och anordning foer maetning av ett hinnartat eller skivlikt bands tjocklek. - Google Patents

Description

1 83911

MENETELMÄ JA LAITE KALVOMAISEN TAI LEVYMÄISEN RAINAN PAKSUUDEN MITTAAMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR MÄTNING AV ETT HINNARTAT ELLER SKIVLIKT BANDS TJOCKLEK

5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä sekä patenttivaatimuksen 6 johdanto-osassa määritelty laite kalvomaisen tai levymäisen rainan paksuuden mittaamiseksi.

Paperikoneissa olevien rainan paksuusmittarei-10 den yleinen toimintaperiaate on se, että raina koskettaa toisella pinnallaan anturin kiinteään osaan ja toisella liikkuvaaan osaan, joka liikkuu rainan paksuuden mukana ja esim. induktiivisesta mittaa liikkuvan osan etäisyyttä kiinteään osaan. Jos anturit kosketta-15 vat koko ajan mitattavaa rainaa tasaisesti molemmilta puolilta, paksuus saadaan mitatuksi oikein. Tämän vuoksi liikkuva osa on tehty kevyeksi, jotta se pystyisi liikkumaan nopeasti ja jotta se ei rikkoisi rainaa. Keveydestä johtuen rainan lepatus pystyy heilutta-20 maan liikkuvaa osaa siten, että raina ei kosketakaan molemmilta pinnoiltaan anturiin ja täten saadaan väärä . mittaustulos. Toisena haittana on se, että liikkuvalla osalla on kuitenkin aina tietty massa, jonka hitaus aiheuttaa sen, että se ei pysty seuraamaan rainan no-25 peata paksuuden vaihtelua tai lepatusta, ja tällöin saadaan väärä mittaustulos.

Käytössä olevissa paksuusantureissa on muunnoksia edellä esitetystä, mutta perusperiaate on kuitenkin se, että raina kulkee kahden kappaleen välissä, ____ 30 joiden välimatkaa mitataan ja sen oletetaan olevan verraNnollinen rainan paksuuteen, mutta mm. rainan lepatus aiheuttaa väärän mittaustuloksen.

Toista tekniikan tasoa rainan paksuuden mittaamiseksi on kuvattu US patettijulkaisuissa 3 536 405, 35 4 068 955 ja 3 671 726, joissa rainan paksuuden mittaus tapahtuu koskettamatta rainaa. Nämä menetelmät eivät sovellu leveiden rainojen tarkkaan mittaukseen, koska 2 83911 pitkiin tukirakenteisiin tuetut anturit rainan kuomallakin puolella värähtelevät koneen käynnistä johtuen, jolloin mittaustulos ei ole tarkka erityisesti sen vuoksi, että mitattavat paksuudet ovat mikrometri- tai 5 korkeintaan millimetri-luokkaa pientenkin värähtelyjen aiheuttaessa tällöin suhteellisesti suuren virheen.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä ja laite rainan paksuuden 10 mittaamiseksi, jossa sekä ulkopuoliset, rainan liikkeestä ja rainaa liiikuttavasta koneesta että rainan epätasaisuuksista johtuvat mittausepätarkkuudet saadaan eliminoiduksi. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on esittää menetelmä ja laite, joilla käytettävien antureiden 15 asennus ja kalibrointi oikeille paikoille ei ole niin tarkkaa kuin nykyisissä menetelmissä ja laitteissa, koska anturit itse mittaavat ja ottavat huomioon vähäiset niiden sijoittelussa mahdollisesti tapahtuvat virheet .

20 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.

Keksinnön mukaiselle mittausmenetelmälle on tunnusomaista, että mitattavan rainan molemmille puolille on sijoitettu mittapäät, joiden välistä kes-25 kinäistä etäisyyttä mitataan samanaikaisesti kun kum-•i mankin mittapään etäisyyttä välissä olevaan rainaan mitataan, jolloin näistä kolmesta mitatusta suureesta saadaan joko analogisesti tai digitaalisesti laskemalla rainan paksuus.

30 Keksinnön mukaiselle mittauslaitteelle on tun nusomaista, että laitteeseen kuuluu rainan kummallekin puolelle asetettavat mittapäät, joihin kuuluu ainakin yksi anturi mittapäiden välisen etäisyyden mittaamiseksi. Lisäksi kumpaankin mittapäähän kuuluu anturit rai-35 nan sen puolisen pinnan etäisyyden mittaamiseksi mitta-päästä.

Keksinnön mukaisella mittausmenetelmällä ja 3 83911 -laitteella voidaan rainan paksuutta mitata olennaisesti jatkuvasti tai jaksottain aina tarpeen mukaan. Olennaista on, että aina samanaikaisesti mitataan mittapäi-den etäisyyttä rainan vastaavista pinnoista ja mitta-5 päiden välistä etäisyyttä.

Täten keksinnön mukaisen mittausmenetelmän ja -laitteen etuna tunnettuun tekniikkaan verrattuna on, että ympäristöstä, koneen käynnistä tai rainan epätasaisuuksista johtuvat värinät ja tärähtelyt eivät 10 vaikuta mittaustulokseen, vaan käyttäen samanaikaisesti kolmea eri anturia keksinnön mukaisesti saadaan nykyisissä mittauksissa ilmenevät häiriöt eliminoiduksi.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 15 kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaista sovellutusta, kuva 2 esittää kuvan 1 sovellutusta toisesta suunnasta katsottuna, ja kuva 3 esittää erästä toista keksinnön mukaista sovellutusta .

20 Kuvien 1 ja 2 esittämään erääseen keksinnön mukaiseen mittauslaitteeseen kuuluu kaksi lähekkäin olevaa mittapäätä 4 ja 11. Mittapäiden välissä on mitattava raina 5 vapaana kosketuksesta mittapäihin. Mit-tapäässä 4 on kapean valonsäteen lähettämä valolähde 25 1. Siitä lähtevä valonsäde kohtaa alla olevan rainan 5 yläpinnan 14 ja tämä valopiste kuvautuu vastaanottimen 2 paikkaherkälle pinnalle. Valopisteen kuvan paikka vastaanottimen paikkaherkällä pinnalla muuttuu, jos rainan yläpinnan etäisyys muuttuu mittapäästä 4. Toisin 30 sanoen vastaanottimesta 2 saadaan signaali UI, jonka suuruus on verrannollinen mittapään 4 etäisyyteen rainan yläpinnasta 14.

• Vastaavasti rainan 5 alapuolella on mittapää 11, jossa on valonsäteen lähettämä valolähde 6 ja vas-35 taanotin 7, joka antaa signaalin U2, jonka suuruus on verrannollinen mittapään 11 etäisyyteen rainan 5 alapinnasta 15.

4 83911

Mittapäässä 11 on induktiivinen anturi 8/ joka tunnistaa mittapään 4 alapinnan 3 antaen signaalin U3, joka on verrannollinen mittapäiden 4 ja 11 väliseen etäisyyteen induktiivisen anturin 8 kohdalla. Signaa-5 lista U3 saadaan mittapäiden 4 ja 11 välinen todellinen etäisyys L3 ja vastaavasti signaalista UI mittapään 4 todellinen etäisyys Li paperin yläpinnasta 14 sekä signaalista U2 mittapään 11 todellinen etäisyys L2 paperin alapinnasta 15. Tällöin saadaan paperin paksuus 10 T = L3-L1-L2.

Koska kuitenkin induktiivisella anturilla on vaikea mitata mittapäiden välistä etäisyyttä juuri samasta paikasta, jossa optisten antureiden säteet kohtaavat rainan, induktiivinen anturi sijoitetaan optisia 15 antureita yhdistävän kuvitellun tason ulkopuolelle. Kuten kuvasta 2 ilmenee, jos mittapäät 4 ja 11 eivät pysy jatkuvasti tietyssä asennossa toisiinsa nähden mittapäiden välistä etäisyyttä mitataan kahdella anturilla 8 ja 9, jolloin mittapäiden mahdollinen keskinäisen asen-20 non muutos voidaan määrittää ja samalla määrittää todellinen mittapäiden etäisyys toisistaan optisten antureiden mittauskohdassa.

Kuvassa 3 on esitetty eräs toinen keksinnön sovellutus, jossa mittapäiden 4 ja 11 välinen etäisyys • 25 mitataan optisella anturilla. Mittapäähän 11 on sijoi tettu kapean valonsäteen lähettävä valolähde 12, joka lähettää sellaisen aallonpituuden omaavaa valoa, joka tunkeutuu paperin läpi mittapään 4 pintaan 3 ja tämän valopisteen kuva muodostuu vastaanottimen 13 paikkaher-30 källe pinnalle. Tässä tapauksessa kyseeseen tulee esim. IR-säteily. Tällöin vastaanottimesta 13 saadaan signaali, jonka suuruus on verrannollinen mittapäiden väliseen etäisyyteen.

Valitsemalla sopivasti optisten antureiden 35 valonsäteiden tulo ja lähtökulmat, kaikki etäisyydet voidaan määrittää samalle, rainan suhteen kohtisuoralle suoralle, jolloin mittapäiden 4 ja 11 keskinäisen etäi- 5 83911 syyden mittaamisessa ei tarvita kuin yksi optinen anturi, vaikka mittapäiden keskinäinen asento hiukan vaihteiksikin.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön 5 erilaiset sovellutusmuodot eivät rajoitu pelkästään yllä esitettyihin esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Niinpä mittapäiden keskinäisen etäisyyden ja mittapään ja rainan välisen etäisyyden mit-10 taamiseen voidaan käyttää muitakin menetelmiä ja laitteita kuin edellä esitetyt.

Claims (12)

1. Menetelmä kalvomaisen tai levymäisen rainan paksuuden mittaamiseksi, jossa menetelmässä rainan (5) 5 molemmilla puolilla on vapaana rainan kosketuksesta olevat mittapäät (4, 11) antureineen (2, 7), joiden avulla mittapäiden etäisyydet vastaavista rainan pinnoista mitataan samalta kohdalta rainaa (14, 15), tunnettu siitä, että mittapäiden (4, 11) väli- 10 nen etäisyys mitataan rainan läpi mittaavalla anturilla (8) olennaisesti vastaavalta kohdalta ja saaduista kolmesta mittaustuloksesta lasketaan rainan (5) paksuus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittapäiden (4, 11) välinen 15 etäisyys mitataan optisesti käyttämällä aallonpituutta, joka tunkeutuu mittapäiden välissä olevan rainan (5) läpi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittapäiden (4, 11) välinen 20 etäisyys mitataan induktiivisella mittalaitteella.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, t un ne ttu siitä, että rainan (5) pintojen (14, 15) etäisyydet vastaavista mittapäistä (4, 11) mitataan samalta rainaan nähden kohtisuoralta 25 linjalta kuin mittapäiden välinen etäisyys mitataan.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tu nn ettu siitä, että mittapäiden (4, 11) välinen etäisyys mitataan kahdella anturilla (8, 9) ja niiden välistä, antureiden (8, 9) keskikohdal- 30 ta mitataan rainan (5) pintojen (14, 15) etäisyydet vastaavista mittapäistä.

6. Mittauslaite kalvomaisen tai levymäisen rainan (5) paksuuden mittaamiseksi, johon laitteeseen kuuluu rainan molemmille puolille etäisyyden päässä 35 rainasta mittapäät (4, 11), joissa on anturit (2, 7) kummankin mittapään etäisyyden mittaamiseksi samalta kohdalta rainan vastaavanpuoleisesta rainan pinnasta 7 83911 (14, 15), tu nn et tu siitä, että laitteeseen kuuluu mittapäiden (4, 11) keskinäisen etäisyyden olennaisesti vastaavalta kohdalta rainan läpi mittaava anturi (8).

6 83911

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ainakin kaksi anturia (8, 9) mittapäiden (4, 11) välisen etäisyyden mittaamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, 10 tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu toisessa mittapäässä (4, 11) ainakin kaksi anturia mittapään ja sen puoleisen rainan pinnan välisen etäisyyden mittaamiseksi.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen 15 laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu optinen mittauslaite mittapäiden (4, 11) keskinäisen etäisyyden mittaamiseksi mittauslaitteen käyttäessä aallonpituutta, joka tunkeutuu mittapäiden välissä olevan rainan (5) läpi.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen laite, tunne tt u siitä, että laitteeseen kuuluu induktiivinen mittauslaite mittapäiden (4, 11) keskinäisen etäisyyden mittaamiseksi.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 6-10 mukai-25 nen laite, tunnettu siitä, että mittapäät (4, 11. ja mittapäiden välisen etäisyyden mittaava anturi (13) on sijoitettu siten, että vastaavien mittausten mittauspisteet sijaitsevat samalla mitattavaan rainaan (5) nähden kohtisuoralla suoralla.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 6-11 mukainen laite, tunne tt u siitä, että laitteeseen kuuluu kaksi samaan mittapäähän (11) siten sijoitettua anturia (8, 9), että mittapään etäisyyden mittaus rainan (5) pinnasta tapahtuu anturiparin (8, 9) välistä olen-35 naisesti keskikohdalta. 8 83911