CN1973192A - 用于高温环境下的压区宽度感测系统和方法 - Google Patents

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CN1973192A CNA2005800152982A CN200580015298A CN1973192A CN 1973192 A CN1973192 A CN 1973192A CN A2005800152982 A CNA2005800152982 A CN A2005800152982A CN 200580015298 A CN200580015298 A CN 200580015298A CN 1973192 A CN1973192 A CN 1973192A
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Abstract

一种用于测量位于两个轧辊之间压区的压区宽度的系统,包括:(a)传感器组件,所述传感器组件包括:1)由具有电阻的第一导电材料形成的第一板条,所述第一板条具有第一尾端和第二尾端,以及在所述第一和第二尾端之间的第一测量区域;2)相邻于所述第一板条设置的并且由第二导电材料形成的第二板条,所述第二板条具有第二测量区域,所述第二测量区域相邻于所述第一测量区域并且基本上与所述第一测量区域同延地设置;3)在所述第一和第二板条之间被限定并且使所述第一和第二板条互相之间电隔离的间隙;以及4)其中所述第一和第二板条的至少一个可变形,如此使得当把设备置于压榨压区中时,来自光泽辊的压力迫使所述第一和第二测量区域的部分在一接触长度上彼此导电接触,所述接触长度对应于压区宽度。所述系统还包括:(b)用于测量电阻的电阻测量部件;(c)第一和第二导线,所述第一导线连接至相邻于第一尾端的第一板条,所述第二导线连接至所述第二板条;以及(d)控制器,与电阻测量部件可操作地相关联,所述控制器包括计算机可读程序代码,所述代码包括多个数据集,每一个数据集均代表传感器电阻和环境温度之间的关系。

Description

用于高温环境下的压区宽度感测系统和方法
相关申请
本发明要求了于2004年5月14日提交的美国临时专利申请序号60/571,167的优先权益,在此将其内容全面引用以供参考。
技术领域
本发明涉及一种结合压送辊和与诸如造纸过程中所使用的那些滑轨夹持的轧辊使用的系统和方法,具体而言,涉及这样一种能够确定压送辊之间压区宽度分布的系统和方法。
背景技术
压送辊用于许多连续过程工业,包括造纸、炼钢、塑料砑光和印刷。压送辊的特性在造纸中是特别重要的。在造纸的过程中,要求许多阶段来把压头箱原料(headbox stock)变换为纸。最初阶段是把压头箱原料淀积到造纸机上形成织物或造纸网。当淀积时,形成原料一部分的白水流过所形成织物的空隙,在其上留下水和纤维的混合物。然后,成型结构和随后的毡制物支撑所述混合物,引导其通过多个脱水阶段,如此使得只有纤维质基料或者绸面留在上面。
脱水阶段之一在造纸设备的加压部中进行。在所述加压部中,当所述纤维质基料在轧辊之间并于毡制物上行进时,两个或更多协作轧辊压制所述纤维质基料。在毡制物上施加更大力的过程中,所述轧辊使水从其上行进的基料中挤出,并且令所述基料变平,由此获得潮湿的纤维绸面。然后引导所述潮湿绸面通过多个其它脱水阶段。
施加到基料的压区压力额度和压区尺寸在获得统一的纸张特性方面十分重要。压区压力方面的变化会影响纸张含水量和纸张属性。过大压力会导致纤维的粉碎或者位移,并且在最终纸制品中会出现洞孔。
通常因下垂或者压区负载而造成的轧辊挠度可能是压力和/或压区宽度分布不规则的起源。磨损的轧辊覆盖物也会引入压力变化。已经开发了用于监控并且改动轧辊凸度以便补偿这种挠度。这种轧辊通常具有用于包裹固定核心的飘浮壳体。在漂浮壳体下面的是压力调节器,用于检测压力差量,并且必要时向漂浮壳体提供增加了的压力。
尽管存在轧辊挠度的问题,但是由于经常会沿轧辊不均匀地施加压力,所以还存留有跨越轧辊长度并且在十字加工方向中不均匀负载的问题。例如,如果把轧辊中的轧辊负载设定为每英寸200磅,那么事实上,在边缘处每英寸是300磅,而在中心处每英寸是100磅。
根据压区宽度的测量,经常要进行凸度校正(crowncorrection)。对于简单的凸度校正来说,可以根据如下公式来估计校正量:
C = ( N E 2 - N C 2 ) D 1 + D 2 2 D 1 : D 2
其中NE是轧辊尾端的压区宽度,
Nc是轧辊中心的压区宽度,而
D1和D2是轧辊直径。
此公式普遍用于造纸工业,以便用来估计凸度校正。
在由Moore等人申请的第6,568,285号美国专利中论述了用于评估并且测量压区宽度的一种技术,将该篇申请的公开内容作为整体引入于此。此技术涉及传感器的使用,所述传感器通常由电阻相对高的碳和传导性较高的银的覆盖但非接触层来形成,并且附着于细长形的纸张。所述纸张位于压区中。当传感器纵向延长至压区时,所述传感器层变形并且彼此接触,由此变化整个传感器的电阻率。电阻率方面的这种变化与传感器的接触长度相关连,其代表压区的宽度。可以通过NipProfiler系统来使用此技术,所述NipProfiler系统可以从位于Virginia的Middletown的Stowe Woodward LLC得到。
虽然此技术已经被证明是测量造纸机上各个位置中的压区宽度的一种可靠的方式,但是所述设备在高温环境下(例如,超过200)仍不能提供可靠的结果。因而,提供一种能够在高温条件下操作以便感测压区宽度的设备是合乎需要的。
发明内容
本发明能提供一种在高温中测量压区宽度的系统和方法。作为第一方面,本发明的实施例致力于一种用于测量位于两个轧辊之间压区的压区宽度的系统。所述系统包括:(a)传感器组件,所述传感器组件包括:1)由具有电阻的第一导电材料形成的第一板条,所述第一板条具有第一尾端和第二尾端,以及在所述第一和第二尾端之间的第一测量区域;2)相邻于所述第一板条设置的并且由第二导电材料形成的第二板条,所述第二板条具有第二测量区域,所述第二测量区域相邻于所述第一测量区域并且基本上与所述第一测量区域同延地设置;3)在所述第一和第二板条之间被限定并且使所述第一和第二板条互相之间电隔离的间隙;以及4)其中所述第一和第二板条的至少一个可变形,如此使得当把设备置于压榨压区中时,来自光泽辊的压力迫使所述第一和第二测量区域的部分在一接触长度上彼此导电接触,所述接触长度对应于压区宽度。所述系统还包括:(b)电阻测量部件,用于测量电阻;(c)第一和第二导线,所述第一导线连接至相邻于第一尾端的第一板条,所述第二导线连接至所述第二板条;以及(d)控制器,与电阻测量部件可操作地相关联,所述控制器包括计算机可读程序代码,所述代码包括多个数据集,每一个数据集均代表传感器电阻和环境温度之间的关系。
作为第二方面,本发明的实施例致力于一种用于确定位于两个轧辊之间压区宽度的方法。所述方法包括如下步骤:(a)选择表示特定温度范围内压区宽度和传感器的电阻之间的关系的数据集,所述数据集是从多个数据集中选出的;(b)把所述传感器放置在压区中,所述传感器包括:1)由具有电阻的第一导电材料形成的第一板条,所述第一板条具有第一尾端和第二尾端,以及在所述第一和第二尾端之间的第一测量区域;2)相邻于所述第一板条设置并且由第二导电材料形成的第二板条,所述第二板条具有第二测量区域,所述第二测量区域相邻于所述第一测量区域并且基本上与所述第一测量区域同延地设置;3)在所述第一和第二板条之间被限定并且使所述第一和第二板条互相之间电隔离的间隙;以及4)其中所述第一和第二板条的至少一个可变形,以便当把设备置于压榨压区中时,来自光泽辊的压力迫使所述第一和第二测量区域的部分在一接触长度上彼此导电接触,所述接触长度对应于压区宽度;(c)测量所述传感器的电阻;以及(d)把所测量的传感器电阻转换为采用在步骤(a)选择的数据集来计算的压区宽度。
附图说明
图1是包括安装在感测板条上的根据本发明的多个传感器、感测板条的根据本发明的传感系统的示意图。
图2是光泽辊之间的压榨压区和基料压区的底部示意图,所述压榨压区的压区宽度由NW表示。
图3是包括安装在感测板条上的传感器的图1的感测板条的顶部示意性片段视图。
图4是在未加载条件下描述的图3中所示传感器的传感器层的侧面示意图。
图5是在加载条件下描述的图3中所示传感器的传感器层的侧面示意图。
图6是图3的传感器的透视图。
图7是举例说明依照本发明实施例的压区宽度感测系统的操作的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图来更加全面地描述本发明,在所述附图中示出了本发明的例证性实施例。在所述附图中,为了清晰,夸大了区域或者特征的相对大小。然而,本发明可以依照许多不同形式来实现,并且不应该将本发明看作为局限于此处阐述的实施例;相反,提供这些实施例是为了使公开内容更加全面和完整,并且向本领域技术人员完全地传达本发明的范围。
应该理解的是,当元件被提及“耦合”或者“连接”至另一元件时,它可能直接被耦合或连接至另一个元件,或者也可以存在介入元件。相比之下,当元件被提及“直接耦合”或者“直接连接”至另一元件时,不存在介入元件。相同的数字始终涉及相同的元件。正如此处使用的那样,术语“和/或”包括一个或多个相关联的列举项目的任何和所有组合。
另外,为了便于描述,此处使用了空间关系术语,诸如“低于”、“下面”、“更低”、“之上”、“向上”等等,以便描述附图中图示的一个元件或特征与其它一个或多个元件或特征的关系。应该理解的是,空间关系术语意在包括除附图中所描述的方位之外、设备在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的设备被反转,被描述为“低于”其它元件或者特征或者“在其之下”的元件于是将被定位在其它元件或者特征“之上”的地方。由此,示例性的术语“低于”可能包括之上和低于这两个方位。所述设备可以被另外定向(转动90度或者定位在其它方位),因此,此处使用相对于空间的描述词来解释。
某些附图的流程图和框图此处举例说明了根据本发明可能实现的系统的体系结构、功能和操作。在这方面,流程图或者框图中的每个块均代表一个模块、片段或者部分代码,所述部分代码包括一个或多个用于实现指定的一个或多个逻辑函数的可执行指令。还应注意的是,在某些可替代实现方式中,在所述块中记录的功能可以依照不同于附图中记录的顺序出现。例如,连续示出的两个块实际上可以基本同时执行,或者这些块有时可以依照相反的顺序来执行,这取决于所涉及的功能。在某些实施例中,本发明能提供计算机程序产品以便操作感测系统。所述计算机程序产品包括具有嵌入在介质中的计算机可读程序代码的计算机可读存储介质。
为了简便和/或清楚起见,没有详细说明众所周知的功能或者结构。
正如此处使用的那样,措词“和/或”包括一个或多个相关联的列举项目的任何和所有组合。
此处使用的术语仅仅是为了描述特殊的实施例,而不意图限制本发明。正如此处使用的那样,单数的形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式,除非上下文另做清楚的说明。应进一步理解的是,术语“包括”和/或“包括”当用于此说明书中时,说明存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是不排除存在或附加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
除非另作限定,否则此处使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。应进一步理解的是,诸如在通用词典中所定义的那些术语的含义应被解释为符合其在相关领域语义下的含义,而不会依照理想化的或者极度正式的感觉来解释,除非此处明确限定。
现在转向附图,图1中举例说明了感测系统,由标记100来表示。所述感测系统100能用来感测压榨压区中的轧辊105、106的压区宽度。当同时参见图2时,在造纸机的压榨压区部中,轧辊105和106旋转地挤压纤维基料,所述纤维基料可以被承载在其间设置的毡制物108上。为了使轧辊105、106向纤维基料提供均匀压力,它们应被均匀加载,并且轧辊105、106之间的接触宽度、即压区宽度应该在预定范围内。
所述感测系统100包括板条102,所述板条102最好是由薄膜材料构成的细长形组件。所述板条102由电绝缘材料形成,并且在一些实施例中,由聚酰亚胺薄膜形成,诸如KAPTON聚酰亚胺薄膜,这是因为该材料能经得住高达750左右的温度。把多个膜片传感器104固定到板条102上以便感测压区宽度。下面将更加详细地描述传感器104。
现在参考图3和4,每一传感器104均具有有效感测长度SL和有效感测宽度SW,其中所述有效感测长度SL长于待测量的压区。每一传感器104均包括平板或者板条152和相对的、同延的平板或者板条154。优选的是,所述板条152和154均具有挠性和弹性。所述板条152、154通过间隙156隔开,并且通过平行关系的电绝缘边缘支撑耦合在一起。所述传感器104适于安装在压区中,如此使得有效感测长度SL垂直于轧辊的轴延长,并且跨越光泽辊105、106的压区宽度NW。
上部板条154是导电层,通常包括诸如银或者金的贵重金属,并且可以导电油墨的形式被施加。下部板条152是电阻层,通常包括诸如碳的阻抗材料。所述下部板条152也可以油墨的形式被施加。这两种材料都应选择经得住至少400的环境的材料。
常规的膜片开关通常配有相对坚硬的、加固的边缘。虽然加固边缘不会存在常规应用(诸如触板)中的缺陷,但是如果应用于压区宽度传感器104,那么这种加固边缘就会携带不期望的较大压区负载比率。因此,从传感器进行读数的准确度大大地降低了。代替加固边缘,所述传感器104可以包括耦合所述板条52、54的软的、可压缩的、电绝缘边缘。所述边缘可以由橡胶形成,并且应该容许至少大约50%的压缩应变。可以提供垫片以便减少绝缘边缘的压缩要求。
另外,在上下板条152、154之间还可以包括其它组件,以便在置于压区之前帮助维持其间的间距。例如,可以采用诸如点、线等等的电介质图案作为空格,以便维持板条152、154之间的间距。在Trantzas提出的第6,370,961和6,360,612号美国专利中论述了示例性的图案,将这两篇公开内容引入于此,以供参考。
导线L1和L2被连接至板条152的相对尾端。因此,传感器104在导线L1和L2之间提供可变电阻Rf。导线L1、L2与位于传感器104一个尾端处的触点160、162(图6)连接,以便简单连接至导线107。在此实施例中,利用传导磁带和防护纸层164来覆盖所述触点160、162,以便防止触点160、162提高操作温度。相连的所述导线L1、L2可以连接至适当的电阻测量、调制和转换电路,以便提供对应于电阻Rf的信号。
当传感器104没有在光泽辊负载之下时,它将假定图4的开放的、未夹持位置。导线L1和L2之间的所有电流将流经碳板条152,如图4中的方向箭头所表示的那样。所述传感器104于是将具有等于碳板条152的整个长度的电阻的电阻值Rf
当传感器104位于压区中并且跨越压区宽度NW被加载时,板条152和154的相邻、相对部分(位于压区宽度NW内,由此其长度等于压区宽度NW)被强行合为一体,如图5所示,由此消除了一部分间隙156,并且在板条152、154之间建立了电气连接。因为银板条154实质上比碳板条152单位长度的电阻要低,所以在压区宽度NW的端点之间,导线L1和L2之间的大部分电流流经压区宽度NW中的银板部分,如双箭头所表示的那样。相对少量的电流还可以流经压区宽度NW中的碳板条152部分,如单箭头所表示的那样。由此,所述碳板条152在压区宽度中被有效地短路或者旁路,并且电阻值Rf与压区宽度大小成比例地降低。旁路的范围以及由此电阻Rf降低的范围将随压区宽度NW的长度和板条152、154之间的相应接触长度而变化。压区宽度越大,电阻Rf将越低,并且压区宽度越小,电阻Rf将越大。
本领域技术人员将理解的是,还可以采用其它结构的导线来连接传感器板条152、154,以便加工电子线路。例如,在一些实施例中,触点160、162可以省略,并且导线L1、L2可以直接连接至处理器。另外,也可以采用两个以上的导线;例如可以使用三条导线,如上述Moore等人提出的第6,568,285号美国专利所描述的那样。
电阻Rf可以依照已知的方式被测量并且被转换为相应的电压信号。通常,可以产生使电阻Rf和压区宽度NW相关的公式或者校准曲线图。使用所述公式或者校准基准,操作者或者软件可以方便地并且准确地确定感测到的压区宽度(值得注意的是,传感器104上的压力数值通常不会影响传感器的电阻Rf,因此不会反映在信号中)。
然而,结合本发明已经确定的是,通常供这种传感器使用的公式和校准曲线图未必适合在高温下使用。例如,包括板条152、154的材料的电阻率可以在温度上升时线性变化,由此使得常规的公式或者图表不合适。因而,在一些实施例中,供传感器104使用的软件可以解决此问题。作为一个例子,某些软件被如此设计,以便当在校准期间对传感器104电阻进行一次未加载测量时,公式或者图表的应用可以根据已测量电阻的变化来相对准确地预测压区宽度。然而,在一些实施例中,已经发现此技术在高温情况下是不合适的。参考图7,对于这种实施例来说,可以把软件设计成能允许操作者确定待感测的压区区域的温度,并且选择系统100将要操作的温度范围(块200、210)。所述软件因此能够从多个压区宽度/电阻数据集中为该温度范围(通常以图表或者公式形式出现)选择适当的压区宽度/电阻数据集,所述压区宽度/电阻数据集用于在该范围内更好地为该传感器材料来模拟压区宽度和电阻的关系(块220)。通常,在大约3到20个之间的数据集被采用,每个数据集都可在大约10到200(通常,处于越高温度的数据集在越小的温度范围内被使用)之间的温度范围内可用。一旦为每个传感器作出选择,那么通过对传感器采取未加载测量以便为传感器建立基线电阻,操作者就因此能校准每一传感器(块230)。所述板条102因此能被载入压区(块240),采取电阻的加载测量(块250),并且根据所测量的电阻来利用所选的压区宽度/电阻关系确定压区宽度(块260)。
在图1中为了论述的目的而示出了当不与毡制物108和轧辊106接触时、其上具有传感器104的板条102。然而,在系统操作期间,所述板条102必须处于轧辊105和毡制物108之间的压区中,或者直接位于轧辊105和106之间。可以通过把板条102可拆卸地附属至轧辊105、然后转动轧辊105来正确地定位板条,以便于压区内放置板条102,如图所示。作为选择,所述板条可以被直接放置在轧辊105和106之间,并且通过转动轧辊被轧制成压区。人们也可以打开通过轧辊105、106而形成的压区,把板条放置在轧辊之间,然后关闭压区。
其上具有传感器104的板条102可以被轧制成线圈115(图1),以便在使用期间存储和展开。所述板条102可以长于轧辊,并且传感器104在板条102上被隔开,以便当需要大量传感器104来有效地确定压力分布或者压区宽度分布时,诸如在长轧辊的情况下,操作者可以提供更长的板条102长度(并且由此传感器104的数目更大)。无论如何,未使用的板条102长度可以向外延长,或者向轧辊的两端延长。由此,可以在具有不同长度的轧辊上使用感测系统100,由此消除了对用于不同轧辊和/或工厂的不同长度的感测系统的需要。同时,传感器的多个板条可以端到端接合,以便跨越非常长的轧辊长度。
同时,所述系统100可以装备有温度和/或压力测量传感器(未示出),以便当需要时帮助进行温度/压力补偿。所述温度传感器可以在传感器104中具体实现(未示出),或者位于传感器104的每个或者周期组合之间的各个传感器104旁边。所述温度传感器可以提供温度信号,所述温度信号可用于补偿温度对传感器104的影响并且提供压区两端的温度分布图。适当的温度传感器包括热电偶和RTD。
图6中示意性地示出了与传感器104相联系的导线107,其附着于触点160、162和相关联的电子线路110。如上所述,每个传感器104将具有至少两条导线连接至电子线路110。来自每个传感器的两条或更多导线可以被汇集到单个导线中,或者可以逐一或依照子群安装在传感器104的上方和/或下方并且被路由至电子线路110。
电子线路110与多路复用器112通信,多路复用器112可由双向发射器114访问。所述多路复用器112浏览传感器104以便在压榨压区中沿板条102并由此沿轧辊105于传感器位置获得信号。所述双向发射器114把信号从多路复用器112发射至信号调节器116,所述信号调节器116接着把已调节的表示压区宽度或者感测到的压力的信号递送至计算机118。作为选择(未示出),电子线路110和多路复用器112的相对位置可以相反。
所述传感器和相关联的电子线路最好经由线缆直接连接至计算机。根据本发明的每一个传感器的显著效益在于:可以使用它们于静态压区中进行压区宽度测量。因此,不必为连接传感器和电子线路以及连接电子线路和计算机的电线的路由做出具体规定。尽管如此,所述信号还可以经由遥测技术或者通过滑环来发送。优选的遥测发射器是由位于Texas的Dallas的RF Monolithics制造的。这种遥测系统提供了双向操作,其允许计算机请求分布图信息并且接收传感器读数。可替代的遥测系统是由位于Oregon的Medford的Linx Technologies制造的。这种系统功率低并且具有串行接口。
计算机或者控制器118具有微处理器,所述微处理器具有在预先确定的或者所请求的时间访问多路复用器112以便获得涉及压区宽度或者涉及压力的数据的能力。所请求的传输是操作者通过计算机的键盘119或者鼠标进行输入来获得的。一旦计算机118向多路复用器112表明将要读取哪个信道,计算机181就接收来自与该信道相关联的传感器104或者由多路复用器有选择地访问的导线107的信号。
这种信号被递送到微处理器,所述微处理器运行上述软件程序,以便按照如下所述的一种或多种方法为每种传感器计算或关联压区宽度值或者压力值。优选的是,然后把这些值传输到显示器120,所述显示器120用于提供数值或者图形的十字机压区宽度分布图和/或压力分布图。计算机118还可以提供压力或者压区宽度值的平均数,并且对可选的控制系统122启动校正信号。
所述控制系统122可以与计算机118或者信号调节器116相连,以便通过增加或者减少由轧辊施加的力,或者通过增加或者减少轧辊105、106之间的接触程度,来校正任何感测到的压区宽度或者压力的不规则性。所述控制系统122具有内部计算机126,当接收到这种信号时,内部计算机126启动校正措施来调节由轧辊105、106施加的力。
系统100的一般操作可以依照多种方式来操作。一种方式将是在接触中卸载轧辊。所述传感器板条102被放置在两个轧辊之间,在轧辊105的尾端遗留有蜷曲型的未使用部分或者延长到轧辊105每个尾端以外。然后,把轧辊106相对于轧辊105装载,其上具有板条102。在把轧辊105、106加载到指定的轴颈力(这通常由空气囊压力来测量)之后,就如上所述那样获取传感器板条102的读数。
用于测试压区压力分布图的另一方式将是以指定的轴颈力加载轧辊,然后把传感器板条102馈送至压区。板条102的放置可以通过现有的机器人臂或者其它自动化设备来实现。另外,板条102可以被纵向附属于轧辊之一,或者可以由毡制物或者基料来承载。可以当传感器经过压区时获取所述传感器读数。然而,优选的是,所述传感器位于轧辊之间以便跨越压区宽度,并且利用静态条件下的压榨压区来进行测量。值得注意的是,以下描述的每一个传感器实施例均提供在静态压榨压区中的测量。
在任一方法中,在预先确定的或者操作者请求的时间,计算机110与双向发射器114通信,双向发射器114进一步与多路复用器112通信。然后,多路复用器112浏览传感器104,通过相关联的电子线路110获得信号,那些信号表示出由传感器104感测的压区宽度(在某些传感器的情况下是压力)。然后,所述多路复用器112与发射器114通信,以便把信号发送至信号调节器116,以递送回到计算机118,在计算机118中确定压区宽度值(和压力值)。
然后,计算机118产生数字或者图形输出以便呈现在显示器120上,由此警告操作者在压制过程中压区宽度或者压力分布。作为选择,计算机118和/或发射器114可以把涉及压力或涉及压区宽度的信号传递至控制系统122。响应于这种信号,所述控制系统122于是能启动凸度校正来补救所感测到的压区宽度或者压力方面的任何不规则性。
本发明的系统向操作者提供了确定一个或多个压区中轧辊的压区宽度和压力分布图以便诊断不规则施加的轧制力的存在的能力。各种图解表示法允许操作者立即确定压区宽度、施加的压力、板条上的位置(表示沿轧辊长度的位置)和压区宽度和压力是否异常。另外,本发明的系统提供了响应于这种不适当的压区宽度和不规则施加的压力而启动的校正措施。所有先前内容均可以在高温环境下实现。
先前内容仅仅是对本发明的举例说明,而不应看作是对本发明的限制。虽然已经描述了本发明的示例性实施例,但是本领域技术人员将易于理解的是,在实质上不脱离本发明的新颖教导和优势的情况下,依照示例性实施例能够进行许多修改。因而,所有这种修改都视为包括在本发明的范围内。本发明的范围由随后的权利要求书来限定。

Claims (12)

1.一种用于测量位于两个轧辊之间压区的压区宽度的系统,包括:
a)传感器组件,所述传感器组件包括:
1)由具有电阻的第一导电材料形成的第一板条,所述第一板条具有第一尾端和第二尾端,以及在所述第一和第二尾端之间的第一测量区域;
2)相邻于所述第一板条设置并且由第二导电材料形成的第二板条,所述第二板条具有第二测量区域,所述第二测量区域相邻于所述第一测量区域并且基本上与所述第一测量区域同延地设置;
3)在所述第一和第二板条之间被限定并且使所述第一和第二板条互相之间电隔离的间隙;以及
4)其中所述第一和第二板条的至少一个可变形,以便当把所述设备置于压榨压区中时,来自光泽辊的压力迫使所述第一和第二测量区域的部分在一接触长度上彼此导电接触,所述接触长度对应于压区宽度;
b)电阻测量部件,用于测量电阻;
c)第一和第二导线,所述第一导线连接至相邻于第一尾端的第一板条,所述第二导线连接至所述第二板条;以及
d)控制器,与电阻测量部件可操作地相关联,所述控制器包括计算机可读程序代码,所述代码包括多个数据集,每一个数据集均代表传感器电阻和环境温度之间的关系。
2.如权利要求1所述的系统,还包括其上安装有所述第一和第二板条的第三板条。
3.如权利要求2所述的系统,其中所述第三板条包括聚酰亚胺。
4.如权利要求1所述的系统,其中所述第一板条包括碳,而第二板条包括贵重金属。
5.如权利要求1所述的系统,其中所述计算机可读程序代码包括大约3到20个之间的数据集。
6.如权利要求1所述的系统,其中所述计算机可读程序代码包括代表约10和200之间的温度范围的数据集。
7.一种用于确定位于两个轧辊之间压区宽度的方法,包括如下步骤:
(a)选择表示特定温度范围上压区宽度和传感器电阻之间的关系的数据集,所述数据集是从多个数据集中选出的;
(b)把所述传感器放置在压区中,所述传感器包括:
1)由具有电阻的第一导电材料形成的第一板条,所述第一板条具有第一尾端和第二尾端,以及在所述第一和第二尾端之间的第一测量区域;
2)相邻于所述第一板条设置并且由第二导电材料形成的第二板条,所述第二板条具有第二测量区域,所述第二测量区域相邻于所述第一测量区域并且基本上与所述第一测量区域同延地设置;
3)在所述第一和第二板条之间被限定并且使所述第一和第二板条互相之间电隔离的间隙;以及
4)其中所述第一和第二板条的至少一个可变形,以便当把所述设备置于压榨压区中时,来自光泽辊的压力迫使所述第一和第二测量区域的部分在一接触长度上彼此导电接触,所述接触长度对应于压区宽度;
(c)测量所述传感器电阻;并且
(d)把所测量的传感器电阻转换为采用在步骤(a)选择的数据集来计算的压区宽度。
8.如权利要求7所述的方法,其中所述数据集是从大约3个到20个之间的数据集中选出的。
9.如权利要求7所述的方法,其中多个数据集的每一个均代表大约10到200之间的温度范围。
10.如权利要求7所述的方法,其中所述第一板条包括碳,而第二板条包括贵重金属。
11.如权利要求7所述的方法,其中所述第一和第二板条被安装在第三板条上。
12.如权利要求7所述的方法,其中所述第三板条包括聚酰亚胺。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102607397A (zh) * 2011-01-18 2012-07-25 施乐公司 用于定影组件控制的压区宽度压电传感器的自动测量
CN103635629A (zh) * 2011-06-02 2014-03-12 斯托伍德沃德许可有限责任公司 用于工业辊的压合部宽度检测方法和系统
CN104340647A (zh) * 2014-10-11 2015-02-11 枣庄学院 一种胶辊运行状态监测装置
CN106164703A (zh) * 2014-04-16 2016-11-23 宝洁公司 测量第一辊和第二辊之间的间隙的方法和设备
CN107690497A (zh) * 2015-06-10 2018-02-13 国际纸业公司 用于对带进行监测的系统和方法
CN107771231A (zh) * 2015-06-10 2018-03-06 国际纸业公司 用于对摆动部件进行监测的系统和方法
CN109870612A (zh) * 2019-01-23 2019-06-11 杭州川源科技有限公司 一种电阻测试设备
CN113966463A (zh) * 2019-06-18 2022-01-21 埃尔康干燥系统股份有限公司 用于测量幅材温度的装置和方法、用于测量幅材温度的方法、以及计算机程序、计算机可读介质和实现该方法步骤的控制单元
US12077914B2 (en) 2013-03-11 2024-09-03 International Paper Company Method and apparatus for measuring and removing rotational variability from a nip pressure profile of a covered roll of a nip press

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007000794A1 (de) 2007-09-28 2009-04-02 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen zumindest eines Parameters beim Durchlauf einer Materialbahn durch einen zwischen zwei rotierbaren Oberflächen gebildeten Spalt und Verwendung
SE532099C2 (sv) * 2007-12-13 2009-10-20 Metso Paper Inc Appparat för tvättning och avvattning av massa, system för styrning av en sådan apparat, och förfarande för bearbetning av massa i en sådan apparat
US9097595B2 (en) 2008-11-14 2015-08-04 Stowe Woodward, L.L.C. System and method for detecting and measuring vibration in an industrial roll
DE102012203035A1 (de) * 2012-02-28 2013-08-29 Voith Patent Gmbh Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
US9804044B2 (en) 2014-05-02 2017-10-31 International Paper Company Method and system associated with a sensing roll and a mating roll for collecting data including first and second sensor arrays
US10378980B2 (en) 2014-05-02 2019-08-13 International Paper Company Method and system associated with a sensing roll and a mating roll for collecting roll data
US9797788B2 (en) 2014-05-02 2017-10-24 International Paper Company Method and system associated with a sensing roll including pluralities of sensors and a mating roll for collecting roll data
US9816232B2 (en) 2015-06-10 2017-11-14 International Paper Company Monitoring upstream machine wires and felts
US9863827B2 (en) 2015-06-10 2018-01-09 International Paper Company Monitoring machine wires and felts
US9677225B2 (en) 2015-06-10 2017-06-13 International Paper Company Monitoring applicator rods
US10370795B2 (en) 2015-06-10 2019-08-06 International Paper Company Monitoring applicator rods and applicator rod nips
TWI620703B (zh) * 2016-07-25 2018-04-11 財團法人工業技術研究院 具有壓力感測器的滾輪及捲對捲裝置
CN114184149B (zh) * 2021-12-16 2023-05-23 曾祥凯 一种矿山采空区裂隙带测量装置
US11879918B2 (en) * 2022-02-16 2024-01-23 Stowe Woodward Licensco Llc Methods, devices, and systems for nip calibration

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4192005A (en) * 1977-11-21 1980-03-04 Kulite Semiconductor Products, Inc. Compensated pressure transducer employing digital processing techniques
US5780746A (en) * 1996-08-07 1998-07-14 Fel-Pro Incorporated Minimum thickness force sensor with temperature compensation
US6568285B1 (en) * 1998-02-19 2003-05-27 Stowe Woodward Llc Nip width sensing system and method
US6370961B1 (en) * 1999-01-29 2002-04-16 Constantin M. Trantzas Nipped roller impression sensor system

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102607397A (zh) * 2011-01-18 2012-07-25 施乐公司 用于定影组件控制的压区宽度压电传感器的自动测量
CN103635629A (zh) * 2011-06-02 2014-03-12 斯托伍德沃德许可有限责任公司 用于工业辊的压合部宽度检测方法和系统
CN103635629B (zh) * 2011-06-02 2016-01-20 斯托伍德沃德许可有限责任公司 用于工业辊的压合部宽度检测方法和系统
US12077914B2 (en) 2013-03-11 2024-09-03 International Paper Company Method and apparatus for measuring and removing rotational variability from a nip pressure profile of a covered roll of a nip press
CN106164703A (zh) * 2014-04-16 2016-11-23 宝洁公司 测量第一辊和第二辊之间的间隙的方法和设备
CN104340647A (zh) * 2014-10-11 2015-02-11 枣庄学院 一种胶辊运行状态监测装置
CN104340647B (zh) * 2014-10-11 2017-01-18 滕州力华米泰克斯胶辊有限公司 一种胶辊运行状态监测装置
CN107690497A (zh) * 2015-06-10 2018-02-13 国际纸业公司 用于对带进行监测的系统和方法
CN107771231B (zh) * 2015-06-10 2019-10-08 国际纸业公司 用于对摆动部件进行监测的系统和方法
CN110424174A (zh) * 2015-06-10 2019-11-08 国际纸业公司 用于对摆动部件进行监测的系统和方法
CN107771231A (zh) * 2015-06-10 2018-03-06 国际纸业公司 用于对摆动部件进行监测的系统和方法
CN109870612A (zh) * 2019-01-23 2019-06-11 杭州川源科技有限公司 一种电阻测试设备
CN113966463A (zh) * 2019-06-18 2022-01-21 埃尔康干燥系统股份有限公司 用于测量幅材温度的装置和方法、用于测量幅材温度的方法、以及计算机程序、计算机可读介质和实现该方法步骤的控制单元

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Publication number Publication date
CA2561097A1 (en) 2005-12-01
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MXPA06013110A (es) 2007-05-16
CA2561097C (en) 2011-09-13

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