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专利名称：一种无损连续检测带状材料密度均匀性的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种检测带状材料密度均匀性的装置和方法，特别涉及一种无损连续检测带状材料密度均匀性的装置和方法。
背景技术：
带状物体的密度均匀性在工业生产中对于 产品的质量好坏起着关键性的作用，现阶段对于带状物体密度均匀性的测量方法主要分为两种，一种是对带状材料进行小块取样，然后计算并比较它们的密度。这种方法需要人工取样试验，是一种有损检测，不仅效率低，而且根本无法反映整个带状材料的密度均匀性。另一种是针对带状金属材料而采用的放射性检测方法，该方法可以实现带状物体密度的无损连续检测，效率高而且精确度高，但由于放射性对人体会造成损害，且能耗大，无法广泛运用于工业生产中。

发明内容
本发明旨在提供一种效率高、方便、无污染、无损且可连续自动检测带状材料密度均匀性的装置和方法。本发明通过以下方案实现一种无损连续检测带状材料密度均匀性的装置，包括测量单元、至少两个滚轴速度控制器、两个高度限定仪和计算机单元；所述测量单元包括受力传感器、支架、轴承和滚动轮，支架固定于受力传感器上，使其不会水平移动，轴承安装于支架的上端，滚动轮安装于轴承上，带状材料从滚动轮上通过，带状材料也被以测量单元为界分成自然下垂的左右两段；所述受力传感器通过数据线与计算机单元连接；所述高度限定仪由一对距离传感器组成；在带状材料的放卷和收卷装置处分别至少安装一个所述滚轴速度控制器；位于测量单元左右两段自然下垂的带状材料最低点处各安装一个所述的高度限定仪，与材料运动方向垂直的上下位置各安装一个距离传感器；所述的高度限定仪和滚轴速度控制器均通过数据线与计算机单元连接。一种无损连续检测带状材料密度均匀性的方法，采用上述的无损连续检测带状材料密度均匀性的装置，连续带状材料由放卷收卷装置及其传动系统带动以一定的速度匀速运动，运动过程中带状材料呈自然下垂状态，在所述自然下垂带状材料的中点处放置所述装置的测量单元部分，带状材料连续且匀速通过测量单元上的滚动轮，所述测量单元将处于该位置处的带状材料托起至与该段带状材料的起点(放卷装置处)和终点(收卷装置处)位置在同一水平高度的位置，所述的这段带状材料被以测量单元为界分成左右两段自然下垂；分别在所述的左右两段下垂的带状材料的最低点各安装一个高度限定仪，每个高限度仪的安装方式为与材料平行运动方向相垂直方向的上下位置各安装一个距离传感器，使得带状材料从上下两个距离传感器之间经过，距离传感器将带状材料下垂高度发生变化的检测信号发送给计算机单元，并由计算机单元反馈至安装于放卷和收卷装置上的滚轴速度控制器，以控制滚轴的转动速度，以保持每一时刻带状材料位于放卷和收卷装置之间的带状材料的总长度以及位于测量单元左右两段的长度和下垂高度一致，在带状材料连续匀速通过所述测量单元的滚动轮时，所述的受力传感器将所通过的带状材料产生的瞬时压力数据传送至计算机单元。由于带状材料位于两个滚轴速度控制器之间的总长度始终保持一致，且每一种受检测的带状材料的厚度、宽度一般是一致的，因此，测量单元中受力传感器所采集的瞬时压力值的变化就反映了带状材料密度的变化情况。计算机单元记录压力数据，并根据不同时刻的压力数据输出压力变化波形图，如果压力没有变化，输出信号就是近似水平直线，如果压力在某个时间段是变化的，则输出信号就显示出相应的波动变化，从波形图中就可观测到整个带状材料的密度变化情况。为方便监控，可在计算机设备中事先设定压力的上限值和下限值，当测得的压力值超出上限值或低于下限值时，发出密度不均匀报警信号。与现有装置和方法相比，本发明装置和方法具备以下优点、I.可以无损连续实时检测带状材料的密度变化情况，可以判断密度是否均匀以及出现密度异常的位置，并具有报警功能，全程采用自动检测评判，高效快捷。2.不采用任何放射线检测部件，无污染，适宜大规模推广应用。3.对检测到的一些密度一致的同类带状材料，先人工测得它们的密度值，再根据测得的压力值，就可建立该类带状材料对受力传感器所产生的压力值与密度的关系曲线或转化公式，据此还可以实时计算该类其它带状材料的密度值。


图I实施例I的检测装置中的测量单元结构示意2实施例I的检测装置中的距离传感器部件示意3实施例2检测连续化带状泡沫镍材料密度均匀性方法示意4实施例2的计算机设备输出的波形及报警原理示意图
具体实施例方式实施例I一种无损连续测量带状材料密度均匀性的装置，包括测量单元A、两个高度限定仪5、滚轴速度控制器6a和6b及计算机单元B，整体示意结构如图3所示。所述测量单元如图I所示，在受力传感器2之上放置承重支架1，支架I的上端安装滚动轴承3，滚动轮4通过滚动轴承3装在支架I上；所述受力传感器2与计算机单元B通过数据线连接，以实现瞬时压力数据传输、记录与判断。所述高度限定仪5如图2所示，由上下两个距离传感器5a和5b组成，带状材料7从上下两个距离传感器5a和5b之间经过，高度限定仪5通过数据线与计算机单元B连接。如图3所示在带状材料7的放卷和收卷装置处分别安装一个滚轴速度控制器6a和6b，位于测量单元A的左右两段自然下垂的带状材料I段和II段的最低点处各安装一个高度限定仪5，高度限定仪的安装方式为与带状材料7运动方向相垂直方向的上下位置各安装一个距离传感器，带状材料7从上下两个距离传感器5a和5b之间经过；所述的高度限定仪5、滚轴速度控制器6a和6b均通过数据线与计算机单元B连接。实施例2无损连续检测连续化带状泡沫镍材料的密度均匀性的方法，采用实施例I的检测装置，检测时的状态示意如图3所示。连续带状泡沫镍材料由放卷收卷装置及其传动系统带动以一定的速度匀速运动(按图中箭头所示方向，从右至左)，运动中带状泡沫镍材料呈自然下垂状态，在其中点处放置实施例I装置的测量单元A，带状泡沫镍材料连续且匀速通过测量单元A上的滚动轮4，测量单元将处于该位置处的带状材料托起至与该段带状材料的起点(放卷装置处)和终点(收卷装置处)位置在同一水平高度的位置(即图中所示的i、ii和iii三处在同一水平高度)，这段带状材料被以测量单元为界分成自然下垂的左右两段I段和II段；在所述I段和II段两段下垂带状材料的最低点分别各安装一个高度限定仪5，高度限定仪5的安装方式为与带状泡沫镍材料7运动方向垂直的上下位置各安装一个距离传感器5a和5b，使得带状材料7从上下两个距离传感器5a和5b之间经过，与计算机单元B连接的高度限定仪将带状泡沫镍材料下垂高度发生变化的检测信号发送给计算机单元B，并由计算机单元B反馈至安装于放卷和收卷装置上的滚轴速度控制器6a和6b，控制滚轴的转动速度，以保持每一时刻带状泡沫镍材料位于放卷和收卷装置(图中的i和ii)之间的带状泡沫镍材料的总长度以及位于测量单元左右两段I段和II段的长度和下垂高度一致，在带状泡沫镍材料连续匀速通过所述测量单元A的滚动轮4时，受力传感器2将所通过的带状泡沫镍材料产生的瞬时压力数据传送至与其连接的计算机单元B，由于带状泡沫镍材料位于两个滚轴速度控制器之间的总长度始终保持一致，且每一种受检测的带状泡沫镍材料的厚度和宽度一般是一致的，因此，测量单元中受力传感器所采集的瞬时压力值的变化与带状泡沫镍材料的密度值变化一致。计算机单元B记录压力数据，根据不同时刻的压力数据输出压力变化波形，如图4所示，并根据波形的变化情况监控密度的变化情况。如果压力没有变化，输出信号就是近似水平直线，如果压力在某个时间段是变化的，则输出信号就显示出相应的波动变化，从波形图中就可观测到整个带状泡沫镍材料的密度变化情况。如果在计算机设备中事先设定该带状泡沫镍材料对受力传感器所产生的压力的 上限值和下限值，如图4中的上下两条水平直线8和9，当测得的压力值超出上限值或低于下限值时，发出密度不均匀报警信号。
权利要求
1.一种无损连续检测带状材料密度均匀性的装置，其特征在于包括测量单元、至少两个滚轴速度控制器、两个高度限定仪和计算机单元；所述测量单元包括受力传感器、支架、轴承和滚动轮，支架固定于受力传感器上，轴承安装于支架的上端，滚动轮安装于轴承上，带状材料从滚动轮上通过，带状材料也被以测量单元为中心分成自然下垂的左右两段；所述受力传感器通过数据线与计算机单元连接；所述高度限定仪由两个距离传感器组成；在带状材料的放卷和收卷装置处分别至少安装一个所述滚轴速度控制器；位于测量单元左右两边的自然下垂带状材料最低点处各安装一个所述的高度限定仪，高度限定仪的安装方式为与材料运动方向相垂直方向的上下位置各安装一个距离传感器；所述的高度限定仪和滚轴速度控制器均通过数据线与计算机单元连接。
2.一种无损连续检测带状材料密度均匀性的方法，其特征在于采用如权利要求I所述的无损连续检测带状材料密度均匀性的装置，连续带状材料由放卷收卷装置及其传动系统带动以一定的速度匀速运动，运动过程中带状材料呈自然下垂状态，在所述自然下垂带状材料的中点处放置所述装置的测量单元部分，带状材料连续且匀速通过测量单元上的滚动轮，所述测量单元将处于该位置处的带状材料托起至与该段带状材料的放卷装置处和收卷装置处位于同一水平高度的位置，所述的这段带状材料被以测量单元为界分成左右两段 自然下垂；分别在所述的左右两段下垂带状材料的最低点各安装一个高度限定仪，高度限定仪安装方式为与带状材料运动方向相垂直方向的上下位置各安装一个距离传感器，使得带状材料从上下两个距离传感器之间经过，高度限定仪将带状材料下垂高度发生变化的检测信号发送给计算机单元，并由计算机单元反馈至安装于放卷和收卷装置上的滚轴速度控制器，控制滚轴的转动速度，以保持每一时刻带状材料位于放卷和收卷装置之间的带状材料的总长度以及位于测量单元左右两段的长度和下垂高度一致，在带状材料连续匀速通过所述测量单元的滚动轮时，所述的受力传感器将所通过的带状材料产生的瞬时压力数据传送至计算机单元，计算机单元记录压力数据，并根据不同时刻的压力数据输出压力变化波形图。
3.如权利要求2所述的无损连续检测带状材料密度均匀性的方法，其特征在于在计算机设备中事先设定该带状材料对受力传感器所产生的压力的上限值和下限值，当压力超出上限值或低于下限值时，发出密度不均匀报警信号。
全文摘要
本发明提供了一种无损连续检测带状材料密度均匀性的装置及方法，装置包括测量单元、滚轴速度控制器、距离传感器和计算机单元，测量单元包括受力传感器-支架-轴承和滚动轮，受力传感器与计算机单元连接。在带状材料连续匀速通过所述测量单元的滚动轮时，受力传感器将所通过的带状材料产生的瞬时压力数据传送至计算机单元，计算机单元记录压力数据，并根据不同时刻的压力数据输出压力变化波形图,再由此判断带状材料密度的变化情况。采用本发明的装置和方法，可在无损情况下对带状材料实施密度均匀性连续自动实时检测，效率高、速度快、方便且无污染。
文档编号G01N9/00GK102735581SQ20121025056
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者张竣凯, 罗汉源, 赵于前 申请人:先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司