专利名称：：一种用于测量造纸机头箱(headbox)上的间距的方法及设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于测量造纸机头箱(headbox)上的间距的方法及设备。通常，造纸机(papermachine)头箱中的含水量和纸浆混合物的稠度是在头箱的给料装置上通过改变片状间隙的大小来设定的。在多层头箱内，对片状间距的测量尤其更为重要，因为它意味着对于多层操作，使得钢丝绳部分的脱水操作能更有效地得到控制。下面的测量方法，在造纸机器中都是已知的，由于存在一些主要困难，因此所有这些测量方法都是间接地进行测量。这些方法是a)在唇片调节驱动器上进行测量，没有考虑薄唇片的任何变形，由于头箱内存在着高压，因此这种测量方法受大载荷的影响。b)利用一些薄的机械杠杆来进行测量。这些杠杆把唇片重新安置在片状间隙区域的外面，或者穿过侧壁并伸到外面。这些杠杆安装起来很复杂，而且相应地用它测量出来的结果也不可靠。本发明的目的是提供一种具有最大可能精度的测量片状间距的测量方法。于是，本发明的特征是在头箱片状间隙区域产生一些固定磁场，对这些磁场的强度进行测量，并且利用这种测量来确定每个唇片之间的间距。通过这种方式，就能精确地确定造纸机中不断流动部分的稠度。从而满足对多层头箱(上层、中层、后层)进行精确控制的要求。使得头箱区域单层上的纸浆数量能被精确地设定。本发明的一个有利的进一步改进形式的特征是用一永久磁铁产生磁场。采用这种结构，在磁场不受影响的情况下也能穿透不锈钢壁。这种穿透特别重要，因为唇片上朝向纸浆的一面绝不能被损坏，测量必须通过远未被损坏层来进行。传统的电感间距传感器或涡流传感器是不能穿透不锈钢壁的。本发明的一个有利的结构具有这样的特征用霍尔发生器来测量磁场。由于它们的实际尺寸小，因此它们特别适合于在薄唇片内安装。本发明的一个有利的进一步改进具有这样的特征为了使测量结果线性化，把非线性元件连接到磁场传感器的信号输出上。这些非线性元件具有与磁场特性曲线相反的非线性特性曲线。因此，不需要对磁场进行线性化了。本发明的一个有利的结构具有如下特征用一数据表(datatable)把来自转换器的非线性信号转换成一个线性信号。这个数据表很容易用于适合的磁场特性曲线。用这种方法，也能够对来自霍尔发生器的非线性或信号处理进行考虑。本发明的一种可选择的结构具有如下特征利用一个数据表把来自转换器的非线性信号转换成一个想要的非线性信号。这种结构的优点之一是间距越小，测量精度越高；间距越大，测量精度越低。从而能使相对精度(分辨率/电流信号水平)保持在一个固定的水平，例如在整个测量范围上。本发明还涉及一种确定造纸机头箱中的间距的测量设备。其特征在于在用于确定间距的两个元件中的一个元件内安装一个产生固定磁场的磁场发生器，并且在用于确定间距的两个元件中的第二个元件内安装一个测量磁场的测量设备。这种测量设备在头箱的薄唇片内特别容易安装。本发明的一个有利的进一步改进形式；其特征在于安装了一个用作磁场源的永久磁铁；作为一个可选择的方案是，也可用一个电流线圈。永久磁铁在没有供给电压的情况下能够运作，因此，不需要任何类型的电缆连接到测量装置的其余部件上。电流线圈能产生一个特别强的磁场，这个磁场是固定不变的，即使是在极端的温度波动情况下也是固定不变的。本发明的一种有利的结构，其特征在于提供一个霍尔发生器，用作测量磁场的设备。由于霍尔发生器实际尺寸很小，因此特别容易把它安装在头箱唇片内。本发明的一个有利的进一步的改进方式，其特征在于把磁场源，特别是永久磁铁，安装在一个具有中间唇片的两层头箱的中间唇片内，而把用于测量磁场的测量设备安装在每个外部唇片(上唇片和下唇片)内。因此，上唇片与中间唇片之间的间距以及中间唇片与下唇片之间的间距都能够很好地测量。本发明的另一种改进形式，特别适用于具有几个中间唇片的多层头箱，其特征在于把磁场源，特别是永久磁铁，安装在多层头箱的中间唇片内的补偿装置(offsetarrangement)内，并且为每个磁场配备一对磁场测量设备，并将它安装在每个外部的唇片(上唇片和下唇片)内。采用这种补偿装置，就能精确地确定位于上、下唇片之间的单个中间唇片的位置，于是，可以从空间间隙的差值来计算位于中间唇片之间的间距。通过这种方法，所有的间隙都被定位，目的是为了确定每个间隙内的材料流量。本发明的一种有利的结构形式，其特征在于把磁铁安装成使它能产生一个线性磁场。然后把来自磁场监测器的信号用作测量信号，而不需要对它作任何的进一步处理。本发明的一种有利的进一步改进方式，其特征在于把磁场测量设备连接到一个微处理器上。通过这种方法，就可以用特别有利的方式把来自测量转换器的信号转换成有待进一步处理的线性或非线性信号。下面将利用例子并根据附图对本发明作出解释说明。图1表示一造纸机器的两层头箱的一部分；图2更详细地说明了内装测量设备的唇片；图3表示在一个三层头箱内如何安装这个测量设备；图4是图3的立体图。在图1中，表示出了造纸机器中的一个两层头箱1。纸片是在两滚筒2、3之间形成的。滚筒2、3有钢丝绳4、4’包着。钢丝绳4、4’在滚筒2、3上运行，在这些钢丝绳4、4’之间有一间隙5，从喂料管6、6’提供给头箱1的悬胶液从喷嘴注入间隙5。钢丝绳4、4’的速度和把悬胶液注入间隙5的要求注入速度最大约为2000米/分(m/min)。在图2中，详细地表示了这样一个区域，悬胶液从这个区域进入滚筒2、3上的钢丝绳4、4’之间的间隙5。一个磁场接收器9和一个磁场发送器10分别安装在上唇片7和下唇片8内。发送器10的磁场强度取决于它所在的位置。来自磁场接收器9的信号与它所接收到的磁场相对应，而且这个信号也取决于这个位置，尤其取决于接收器9与磁场发送器10之间的距离。结果是，来自磁场接收器9的信号能被用来测量中间唇片11和上唇片7或下唇片8之间分开的距离。总的规律是，在分开发送器10和接收器9的距离之间通常没有线性关系，但是，有一种明显的关系，那就是一定的信号对应于一定的磁场强度，因此一定的信号也就对应于一定的距离。考虑到磁场强度取决于它的位置这一特性，可以用一个后继微处理器(图中未示)来使特性曲线线性化。利用在每种情况下的磁场接收器信号，这种线性化可以通过一个数据表来生成例如实际间距的数值。输出可以采用显示的方式，或者以一个正常化的电流信号方式，例如4…20毫安(mA)。这个电流信号在处理控制系统中特别适合进一步处理。图3表示从钢丝绳部分朝一个三层头箱中的唇片看去时所得的视图。为了测量两个中间唇片12、13的位置，把两个测量设备彼此相邻地安装，但为了防止信号之间发生相互干扰，这两个测量设备之间具有足够的距离。左边的测量设备14用来测量靠下部的中间唇片13的位置，右边的测量设备14’用来测量靠上部的中间唇片12的位置。这些信号也能用于确定两个中间唇片12、13之间的间距，这可从计算出的差值得到。测量设备14、14’可以采用与制造两层头箱中的测量设备的相同方法来制造，每一测量设备包括两个磁场接收器9和一个磁场发送器10。图4表示一个三层头箱的各唇片7、8、12、13以及内装的测量设备14，14’的立体图。如果为了对唇片的倾斜弯曲进行考虑，而要确定横穿纸片运行方向上的各个头箱唇片之间的间距，那么还可以沿纸片宽度方向上安装若干个测量设备。这在两层头箱和三层头箱中都是可能的。权利要求1.一种用于测量造纸机器头箱(headbox)内间距的方法，其特征在于在头箱片状间隙区域产生固定不变磁场，对磁场强度进行测量，并且利用这种测量来确定各个唇片之间的间距。2.根据权利要求1的方法，其特征在于用一个永久磁铁产生磁场。3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于用一个霍尔发生器来测量磁场。4.根据权利要求1至3中的一个权利要求所述的方法，其特征在于通过把非线性元件(elements)连接到磁场传感器的信号输出上，从而使测量结果线性化，并且这些非线性元件(elements)的特性曲线与磁场的特性曲线相反。5.根据权利要求1至4中的一个权利要求所述的方法，其特征在于用一个数据表把来自转换器的非线性信号转换成一个线性信号。6.根据权利要求1至4中的一个权利要求所述的方法，其特征在于用一个数据表把来自转换器的非线性信号转换成一个非线性信号。7.用于确定造纸机器头箱(headbox)内的间距的测量设备，其特征在于一个用于产生固定不变磁场的磁场发生器(10)安装在确定间距的两个元件中的一个元件(11)内，而测量磁场的测量设备(9)包含在确定间距的两个元件中的第二个元件内(7，8)。8.根据权利要求7所述的测量设备，其特征在于用一个永久磁铁(10)作为磁场的来源。9.根据权利要求7所述的测量设备，其特征在于用一个电流线圈作为磁场的来源。10.根据权利要求7至9中的一个权利要求所述的测量设备，其特征在于用一个霍尔发生器(9)作为测量磁场的设备。11.根据权利要求7至10中的一个权利要求所述的测量设备，其特征在于磁场的发生源(10)，尤其是永久磁铁，被安装在一个两层头箱(1)的中间唇片(11)内，而磁场的测量设备(9)被安装在每个外部唇边内(上唇边(7)和下唇边(8))。12.根据权利要求7至10之一所述的测量设备，其特征在于磁场发生源(10)，尤其是永久磁铁，被安装在具有若干个中间唇片(12，13)的一个多层头箱(1)的中间唇片(12，13)内的补偿装置内，并且为每个磁场提供一对磁场测量装置(9)，并安装在每个外部唇边内(上唇边(7)和下唇边(8))。13.根据权利要求7至12之一所述的测量设备，其特征在于把磁场转换器(10)安装成使它们能产生一个线性磁场。14.根据权利要求7至13之一所述的测量设备，其特征在于把磁场测量设备(9)连接到一个微处理器上。全文摘要本发明涉及一种测量造纸机器头箱上的间距的测量方法。它的主要特征在于在头箱片状间隙区域上形成固定不变的磁场,对这些磁场进行测量,并且利用这些测量来确定各个唇片之间的间距。本发明还涉及用于确定造纸机头箱1区域内的间距的测量设备,其中,用于产生一个固定不变磁场的一个磁场发生器10安装在确定间隙的两个元件中的一个元件11之内,而用于测量磁场的测量设备9安装在确定间隙的两个元件的第二个元件7,8内。文档编号D21F1/02GK1183545SQ97114158公开日1998年6月3日申请日期1997年11月13日优先权日1996年11月13日发明者W·卡德克申请人:安德里茨-专利管理有限公司