专利名称：一种流涎法塑膜制备过程中厚度在线检测传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业产品加工生产过程中的在线检测技术领域，具体涉及应用流 涎法生产塑膜过程中的厚度在线检测技术领域，特别涉及一种流涎法塑膜制备过程中厚度 在线检测传感器。
技术背景流涎法塑膜生产过程中，厚度控制是一个重要环节。塑膜的产品规格以其厚度为 依据。在批量生产过程中要求一批产品塑膜厚度处于同一个产品规格范围内。塑膜配料 从流涎口流出，要经过溶剂自然挥发烘干等过程。在生产过程中，塑膜的厚度在不断变化， 下带时的塑膜厚度不仅与塑膜的配料有关，而且与流涎过程中的工艺参数有关。国内流涎 法塑膜生产线上的厚度检测控制通过两种方法完成，一种方法是以下带时产品的厚度为依 据来调整生产过程中的参数，另一种方法是通过长期积累的经验，从流涎口及钢带后毂处 塑膜的厚度经验地判断产品的厚度合格与否，对产品的质量控制带有明显的滞后性和经验 性。塑膜配料从流涎口流出到产品下钢带的时间有三四小时到二十四小时以上不等，若下 带时产品厚度不符合要求再调整工艺参数，生产效率低并且会造成生产原材料的浪费，增 加生产成本。从流涎口流出的塑膜配料是一个半透明的粘稠状物体，要测量其厚度不能用 接触式测量方法。另外塑膜从流涎口中流出后依附于钢带之上以一定的速度向前运动，运 动速度的大小与所生产塑膜的规格有关。从整个塑膜生产流程来看，塑膜配料从流涎口流 出处于整个生产过程的中间环节。以流涎口处的塑膜厚度为依据，不仅可以研究它与流涎 过程中的工艺参数之间的关系，而且可以做出产品是否合格的判断。研究流涎过程中塑膜 厚度的测量方法对塑膜生产的质量控制和优化塑膜生产工艺具有重大意义
实用新型内容
本实用新型要提供的一种流涎法塑膜生产过程中使用的厚度传感器，以克服现有 技术存在的无法提供流涎法塑膜生产过程中厚度的问题。为克服现有技术存在的问题，本实用新型提供的技术方案是一种流涎法塑膜制 备过程中使用的厚度传感器，包括激光束发射模块、光束接收模块和处理模块，所述光束接 收模块位于光束发射模块发出光路的反射光路上；所述激光束发射模块包括激光二极管和 准直透镜组，所述光束接收模块包括接收透镜组和光斑位置探测器，处理模块分别与激光 二极管和光斑位置探测器电连接。上述准直透镜组包括第一准直透镜组和第二准直透镜组，所述接收透镜组包括第 一透镜组和第二透镜组。上述光斑位置检测器是PSD或CXD光敏传感器。本实用新型中的厚度传感器是一个光学三角法厚度传感器件，它用一束激光在塑 膜上下表面的反射光束作为测量光束，直接获得塑膜厚度测量结果。本实用新型所使用的 测量光束是一束准直激光束在塑膜上下表面的反射光束，这两个光束在钢带上投影的位置基本重合，光斑位置探测器上同时检测到的是两个光斑的位置，这样保证从塑膜上表面记 录的光路与其下表面记录的光路是同一时刻，通过解算两个三角光路的几何关系可以准确 地获得塑膜厚度。本实用新型使用一条出射光束形成两个三角法位移测量光路，一个测钢 带表面位置，一个测塑膜表面位置，通过两个位移量的差值获取塑膜厚度的方法，测量数据 误差小。同时解决了使用双位移传感器进行类似测量过程中塑膜上下表面的激光光斑不能 随时保持对准的问题。由于测量钢带表面光路有一部分通过塑膜内部，其光路几何关系结 算与塑膜折射率有关。塑膜折射率对测量厚度的影响通过标定方法进行校正。塑膜从粘稠 状到完全固化过程中其折射率的变化对塑膜厚度测量结果的影响可以忽略不计。本实用新 型可适用于透明或半透明物体厚度的测量。
图1是本实用新型的结构示意图。附图标记说明如下1-激光二极管，2-第一准直透镜组，3-钢带，4-塑膜，5-出射光束，6-测量光束， 7-第一透镜组，8-光斑位置探测器，9-控制及采集单元，10-第二准直透镜组，11-第二透镜组。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型进行详细地说明。参见图1。一种流涎法塑膜制备过程中使用的厚度传感器，包括激光束发射模块、 光束接收模块和处理模块9，所说的光束接收模块位于光束发射模块发出光路的反射光路 上。所说的激光束发射模块包括激光二极管1和准直透镜组，准直透镜组由第一准直透镜 组2和第二准直透镜组10构成；所说的光束接收模块包括接收透镜组和光斑位置探测器 8，接收透镜组由第一透镜组7和第二透镜组11构成，这里的光斑位置探测器8是CXD光敏 传感器。所说的处理模块9分别与激光二极管1和光斑位置探测器8电连接。所说处理单元9是基于DSP和FPGA的硬件电路及传感器运行控制，包括数据解算 数据通信等算法程序，可以对激光束光强进行调整并完成数据采集功能。使用中，传感器的采样频率及单点采集发送的数据大小可以根据钢带向前的速度 进行设置。采用滑轨等精密运动机械系统带动传感器件在塑膜宽度200 600mm范围内来 回运动，在塑膜宽度范围内，数据的采样点的个数可以根据产品规格及检测要求进行设置。 在实际测量过程中，机械装置带动位移传感器件在采样位置点之间做快速的运动，在采样 时相对静止。传感器数据通过传感器通信接口发送到计算机进行相应地处理。
权利要求1.一种流涎法塑膜制备过程中厚度在线检测传感器，其特征在于包括激光束发射模 块、光束接收模块和处理模块(9)，所述光束接收模块位于光束发射模块发出光路的反射光 路上；所述激光束发射模块包括激光二极管(1)和准直透镜组，所述光束接收模块包括接 收透镜组和光斑位置探测器(8)，处理模块(9)分别与激光二极管(1)和光斑位置探测器 (8)电连接。
2.根据权利要求1所述的流涎法塑膜制备过程中厚度在线检测传感器，其特征在于 所述准直透镜组包括第一准直透镜组( 和第二准直透镜组(10)，所述接收透镜组包括第 一透镜组(7)和第二透镜组(11)。
3.根据权利要求1所述的流涎法塑膜制备过程中厚度在线检测传感器，其特征在于 所述光斑位置检测器(8)是PSD或CCD光敏传感器。
专利摘要本实用新型涉及一种流涎法塑膜制备过程中厚度在线检测传感器。本实用新型为克服现有技术存在的无法提供流涎法塑膜生产过程中厚度的问题。提供一种流涎法塑膜制备过程中使用的厚度传感器，包括激光束发射模块、光束接收模块和处理模块，所述光束接收模块位于光束发射模块发出光路的反射光路上；所述激光束发射模块包括激光二极管和准直透镜组，所述光束接收模块包括接收透镜组和光斑位置探测器，处理模块分别与激光二极管和光斑位置探测器电连接。本实用新型中的厚度传感器是一个光学三角法厚度传感器件，通过解算两个三角光路的几何关系可以准确地获得塑膜厚度，同时本实用新型可适用于透明或半透明物体厚度的测量。
文档编号G01B11/06GK201816214SQ201020182418
公开日2011年5月4日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者于洵, 尚小燕, 张维光, 韩军 申请人:西安工业大学