通过修正定向误差无接触地确定料幅厚度的方法和装置

通过修正定向误差无接触地确定料幅厚度的方法和装置

本发明涉及一种用于借助传感器装置无接触地确定料幅，尤其是纤维料 幅的厚度的方法，所述传感器装置包括至少两个光学测量单元，料幅能够在 这两个光学测量单元之间导引通过，并且这两个光学测量单元在其朝向料幅 的一侧具有分别一个试验板，其中，通过布置在料幅相互对置侧的光学测量 单元分别确定该光学测量单元与料幅的距离，并且借助评估单元由所确定的 光学测量单元与料幅之间的距离以及所述布置在料幅相互对置侧的光学测 量单元之间的距离确定料幅的厚度。本发明还涉及一种权利要求7前序部分 所述类型的装置。

纤维料幅尤其可以是纸幅或纸板幅。

用于无接触地确定料幅，尤其是纤维料幅的厚度的光学厚度传感器由专 利文献EP 1 855 082A1和EP 1 855 083A1已知。

在无接触地测量纸厚度时，一方面需要确定布置在料幅相互对置侧的光 学测量单元或试验板之间的距离，另一方面需要测量这些测量单元或试验板 与料幅之间的距离，其中，对测量单元与料幅之间的距离进行光学测量。在 此，定位在料幅相互对置侧的光学测量单元必须准确地布置在相同的光轴 上，以便消除由不垂直于光轴延伸的纸幅造成的错误测量。

然而，尤其由于运动纸幅的空气拥堵可能造成设置在料幅相互对置侧的 光学测量单元或测量头之间的歪斜，这导致料幅厚度值不正确。

这种例如由运动的料幅或纤维料幅10的空气拥堵造成的上部和下部光 学测量单元或其试验板12、14之间的歪斜可由图1看出，该图1以示意图 示出了一种传统的用于无接触地确定厚度的装置，其中，各测量单元分别只 配有一个光学传感器16或18。在这种传统的装置中，试验板12、14的歪斜 和上部与下部光学测量单元或其试验板12、14之间可能出现的错移不能被 补偿。因此，在这种在料幅各侧面上只有一道光路的传统装置中产生不准确 的测量。

如果上部与下部传感器之间附加地形成错移，则这导致在材料厚度测量 中产生附加的误差。错移可能由于上部与下部传感器滑座(Sensorwagen)之间 的定向误差或者通过测量头的歪斜造成。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种开头所述类型的改进的方法 以及一种改进的装置，其中，相应的错误测量得到补偿并且通过这种方法和 装置实现了更准确的测量。

就方法而言，该技术问题按本发明由此解决，即，布置在料幅相互对置 侧的光学测量单元分别配设有多个彼此间隔的光学传感器，并且借助评估单 元根据由光学传感器获得的测量值进行料幅厚度的修正。

为此，借助评估单元根据由光学传感器获得的测量值确定试验板相对于 料幅的倾斜角。

随即借助评估单元将所确定的试验板相对于料幅的倾斜角用于修正料 幅厚度值。

由于这种设计构造，在确定材料厚度时也可以补偿试验板可能出现的歪 斜。对料幅厚度值修正的优化通过将各光学测量单元的光学传感器之间的距 离选择得尽可能大而实现。各光学测量单元的光学传感器尤其可以装入到有 关的试验板中。

布置在料幅相对置侧的光学测量单元优选分别配设有至少三个彼此间 隔的光学传感器。

按照按本发明方法的一种优选的实用设计方案，布置在料幅相对置侧的 光学测量单元分别只配设有三个彼此间隔的光学传感器，因此可以分别进行 三点测量。

优选磁性地确定布置在料幅相互对置侧的光学测量单元之间的距离。

为了进一步改善对料幅厚度值的修正，按照本发明附加地通过xy‑测量 单元确定布置在料幅相互对置侧的试验板之间的错移。

优选借助光学的xy‑测量单元确定所述错移，该光学的xy‑测量单元由试 验板之一中的光学的2*2探测器和装入相对置的试验板中的光源组成。

为此，评估单元可以配设有相应的算法，通过该算法可以确定倾斜角和 错移并且相应地修正各光学测量单元的信号。

相宜地，在每个配属于各光学测量单元的试验板与料幅之间形成气垫， 以便使测量单元与料幅保持一定距离。

按照本发明装置的特征在于，布置在料幅相互对置侧的光学测量单元分 别包括多个彼此间隔的光学传感器，并且评估单元设计成根据由光学传感器 获得的测量值确定试验板相对于料幅的倾斜角。

此外，评估单元还设计用于将所确定的试验板相对于料幅的倾斜角用于 修正料幅厚度值。

为了进一步改善准确性，设置有确定布置在料幅相互对置侧的试验板之 间的错移的xy‑测量单元。

xy‑测量单元优选光学地工作并且由试验板之一中的光学的2*2探测器 和装入相对置的试验板中的光源组成。

按本发明装置的其它优选实施形式由从属权利要求得出。

通过按本发明的解决方案明显提高了测量准确性。在此，可以尤其通过 料幅每侧的三道光路和优选光学的触发进行测量，以确定错移。例如可以使 用具有朗伯特‑特性的pin二极管。通过分别设置在料幅的每侧的三道光路还 可以附加地补偿倾斜位置。光路沿x方向和y方向的划分可以是不同的。可 以考虑为料幅的各侧面上的所有光路使用一个光源。

此外，各光学传感器尤其可以如EP 1 855 082A1或者EP 1 855 083A1 中描述的那样进行设计。

例如由EP 1 855 082A1已知一种光学传感器，其带有用于确定与某一 物体的间距的装置，其中设置有至少一个透镜装置，以便使由光源，尤其是 激光光源发出的光聚焦到物体上并且收集由物体反射和散射回的光，还设置 有具有圆形开口的孔眼光阑，以便由反射的和散射回的光形成圆形的光束， 并且还设置有接收圆形光束的检测系统，其感应光束直径，其中，根据检测 系统的信号确定与物体的间距。尤其配属于检测系统的分析器可以设计用于 确定物体的厚度。在此，可以在物体的两侧分别设置至少一个透镜装置，并 且布置在不同侧的透镜装置彼此可以具有规定的距离。在这种情况下，物体 的厚度尤其可以这样确定，即，将分别确定的、设置在物体两侧的透镜装置 与物体的距离相加，并且从透镜装置之间规定的或确定的距离中减去所求得 的和。

在EP 1 855 083A1中描述了一种类似的光学传感器，其中应用了相关 性较小的光源，其尤其可以包括超级发光二极管。在各透镜装置和物体之间 可以设置光学窗口。

以下参照附图根据实施例进一步阐述本发明。在附图中：

图1是传统的用于无接触地确定厚度的装置的局部示意图；并且

图2是按本发明的用于无接触地确定料幅厚度的装置的一种示例性实施 形式的局部示意图；

图3是按本发明装置的另一种实施形式的局部示意图。

图2以局部示意图示出了按本发明的用于无接触地确定料幅20的厚度 的装置，该料幅20例如可以是纤维料幅，尤其是纸幅或纸板幅。

所述装置包括带有至少两个光学测量单元22、24的传感器装置，料幅 20能够从这两个光学测量单元之间导引通过并且这两个光学测量单元在其 朝向料幅20的侧面上具有分别一个试验板26、28。

在此，可以通过布置在料幅20相互对置侧的光学测量单元22、24分别 确定其与料幅20的距离。然后，借助评估单元由所确定的光学测量单元22、 24与料幅20之间的距离以及布置在料幅20相互对置侧的光学测量单元22、 24之间的距离确定料幅20的厚度。

布置在料幅20相互对置侧的光学测量单元22、24分别包括多个彼此间 隔的光学传感器30。

在此，布置在料幅20相互对置侧的光学测量单元22、24可以分别包括 至少三个彼此间隔的光学传感器30。

在该实施例中，布置在料幅20相互对置侧的光学测量单元22、24分别 只包括三个彼此间隔的光学传感器30。

此外，可以设置用于磁性地确定布置在料幅20相互对置侧的光学测量 单元22、24之间或者试验板26、28之间的距离的器件。

该器件例如可以是三个磁性传感器，它们分别配属于三个光学传感器之 一。

相宜地，也设置有用于在每个配属于各光学测量单元22、24的试验板 26、28与料幅20之间形成气垫32并且由此使测量单元22、24与料幅20 保持一定距离的器件。

图3示出附加地具有xy‑测量单元的实施形式，该xy‑测量单元由上部试 验板中的光源33构成，所述光源的光束34照射到2x2的探测器35上，并且 因此可以推断出上部与下部试验板26、28的错移。

在此必须这样选择光源，使得光束34能够穿透料幅并且在探测器表面 上产生可测量的信号。

在此，评估单元设计成根据由光学传感器30得到的测量值确定试验板 26、28相对于料幅20的倾斜角并且在存在xy‑测量单元时还确定由该xy‑测 量单元测定的、布置在料幅20相互对置侧的光学测量单元22、24或其试验 板26、28之间的错移。

评估单元尤其设计成，将所确定的试验板26、28相对于料幅20的倾斜 角和/或所确定的布置在料幅20相互对置侧的光学测量单元22、24或其试验 板26、28之间的错移用于修正料幅厚度值。

如已经提到的那样，光学传感器30还可以如在EP 1 855 082A1或者EP 1 855 083A1中描述的那样进行设计。

附图标记清单

10  料幅

12  试验板

14  试验板

16  光学传感器

18  光学传感器

20  料幅

22  光学测量单元

24  光学测量单元

26  试验板

28  试验板

30  光学传感器

32  气垫

33  光源

34  光束

35  2x2检测器

36  磁性传感器

37  倾斜角