带有多孔吹风器的薄膜厚度传感器的制作方法

文档序号:6123144阅读:152来源:国知局

专利名称::带有多孔吹风器的薄膜厚度传感器的制作方法带有多孔吹风器的薄膜厚度传本发明涉及一种符合禾又利要求1所述的用于对相对于传感器系统运动的扁平材料进行测厚的传繊系统;本发明还涉及一种符合权利要求7所述且包括一个此對专感器系统的薄膜制备设备;本发明还涉及一种符合权禾腰求9所述使包括一个此类传感器系统的吹膜设备运纟亍的方法。用于对相对于传感器系统运动的扁平材料进行测厚的传感器系统早已为人所知,适宜将其用来对刚刚挤出的薄膜进行测厚。测量ftffi来调节薄膜厚度。所述扁平材料主要指薄膜状或者薄片状的材料,通常使这种材料经过包括一个传SI装置(例如传感头)的传繊系统。所使用的测量方法有光学、放射性、感应式以及电容式测量方法。尤其当制备敏感織占性薄膜时,那些与薄膜有接触的传系统可能会引起损伤。因此,编号为EP591239B1的专利说明书建议利用气垫使传li^體与薄膜相隔一定间距。编号为EP591239B1的专利说明书所述的此类隔开一定间距的传SI装置是一种电容式传,在薄膜的一侧将该传感器的两个电极安装于传感头上。这两个电极均具有朝向薄膜的工作面。在这两个电极的工作面之间形成电场,该电场穿过传感器装置与薄膜之间的气垫、穿过薄膜以及薄膜后面同样也是充气的空间。已知电容器容量与电场所穿透的物质(空气和薄膜材料)的介电常数8T有关。薄膜材料厚度变化会改变电容器的容量。但是,薄膜与电极工作面之间的间距波动也会改变电容器的容量。即4採用战其包则量原理,例如感应式测量原理,薄膜(或者任意一种扁平材料)的这禾中间距影响也会存在。尤其对于吹膜设备而言,该间距始终在变化,因为薄膜在不停地抖动,有可能导致传自装置和薄膜之间发生接触。编号为DE19511939Al的公开说明书因此建议连续测量传lt^装置和薄膜之间的间距,根据测量值来调节传麟装置的位置,并且fflil膜泡的径向运动进行连续调整,使之适应薄膜的抖动。当然,这里还需要利用传繊装置边缘区域内的负压吸嘴来吸住薄膜,从而限制薄膜相对于传皿^S抖动。编号为EP801290B1的专利说明书阐述了解决该问题的另一种方法,同样也是建议连续调节传SI和薄膜之间的间距,ffil测量薄膜和传^l體之间的动压,获得用于进纟亍调节的测量信号。由于传感器装置的运动滞后于薄膜的抖动,因此补充建议按照下述方式来减小厚度测量过程中因间距波动而产生的误差在测量厚度之时测量实际间距。根据间距测量值,{昔助一种误差函数来修正(有误差的)厚度测量值。另一种方法在于仅当正好以正确的间距通过时进行测量,但会导致观糧时间间隔不均等。就这种描述而言,显而易见,所述的观糧體复杂、昂贵,但还是易于出现误差。因此,本发明的任务就是消除这些缺点。可M51权利要求1所述的特征解决这一任务。试验结果表明,气垫在多孑L或者带有微孔材料上要比在其它材料上稳定得多,本发明正是利用了这一现象。这样就使间距波动的影响变得很小,因此可以使传感器明显更加,薄膜。如果将传感器装置的朝向薄膜(或者任意一种扁平材料)的一侧适当朝向扁平材料按压,则可进一步减小薄膜抖动。在通常情况下,该材料^^施加克服本发明所述稳定气垫的反力,结果就会形成平衡状态,从而限制抖动。视应用情况而定,通常也可至少部分由不同于扁平材料的其它物体或者物理量来施加这种反力。对于一种吹膜设备(Blasfolienanlage),则膜泡的内压将在这里起到决定性的作用。在这种应用情况下,最好利用传装置朝向膜泡的一面在较长的时间内(也许在旨任务执行过程中)压向膜泡之中。从膜泡外侧进行测量的传装置的气垫此时在膜泡的径向方向位于膜泡的理论半径之内。对于传的朝向薄膜的一侧以及传繊装置的部件本身而言,通常是同样的情况。膜泡的横断面可能会在测量部位处明显郷。此类传繊通常在膜泡的圆周方向中围绕膜泡运动,以便沿着圆周方向测量猴泡的厚度分布。气垫进入膜泡理论半径的压入深度最好为15厘米,甚至可以为515厘米。本发明这一实施例的重要之处在于压A^深度并非是传S^装置位置调节过程产生的结果,其中传感器装置尝i鄉艮踪抖动的薄膜,且有时也会占据这样一种位置。气垫所产生的压力本身影响薄膜位置和抖动特性。因此在本发明所述的一种特别有益的实施例中,可以省于来测量薄膜的位置的所有花费,不必连续快速地修正传装置的位置,也不必采用EP801290Bl和DE19511939A1所推荐的其它措施来防止薄膜抖动戶万引起的后果。当传li^装置占据这样一种相对于扁平材料的暴露位置,并且在必要的情况下向该材料施加压力时,最好育,识别扁平材料的破损部位何时以及是否会由于相对运动而^fi传繊體,否贝何能会发生传麟驢在该部位上产生孑L洞或者将孔洞扩大并且伸入到材料之中盼瞎况。之后就会由于材料与传感器之间的相对运动,造成扁平材料或者传装置上的大的破损。因此,最好能在必要时识别此类损伤,并且^(专麟装置向后拉,使其远离材料。将本发明所述的原理应用于包含有感应式或者电容式测量手段的传麟装置,能够实现特别好的$媒,因为就这些测量方法而言,间距波动对观糧结果的影响非常大。电容式观糧装置在扁平材料的一侧具有两个电极,在战引用的三个文献中就描绘了这些电极的形状。这些电极通常均相对围绕,其工作面在传装置的朝向扁平材料的一面上。传自装置在这一面上的电aa常是两个同心圆、两个椭圆,或者具有曲折的相互交叉的段的形4犬。本发明所述用于吹膜设备的传感器装置可以安装于迄今为止并不公开使用这些传感器的设备的部位上。迄今为止是将此类传S^沿着薄膜的输送方向安装于校准篮和展平装置之间。薄膜在该部位的抖动相对较小,膜管尚且具有圆形横断面,并且已经基本上结晶。在该部位进行观糧的缺点在于吹头或^4卩环之间的距离很大,冷却环上的薄膜厚度会产生波动,也可以舰吹气或者加热熔体的方式来控制厚度波动。4顿本发明所述的一种观糧系统例如可以在吹头的喷嘴缝隙和校准篮(如果已安装)之间进行测量。因此,也可以将本发明所述的测量系统与文件号为102005038731.4尚未公布的德国专利申请书所描述的装置组合使用。该专利申请中描述了如何直接在挤出薄膜之后限制刚剂出的薄膜抖动特性,这里也提出使用多孔材料,并且也建议将薄膜"夹紧"于两个气垫之间。该申请中所推荐的措施或用于弓l导薄膜或者限制薄膜抖动特性的装置特征均为本专利说明书的组成部分。保留对该申请公布内容的弓阅保留在本发明所述专利请求的范围中。传统型传/i^,布置的另一个缺点是需要沿着膜泡周围的3虫立的悬挂装置(通常有几米高)以及传装置的导向机构产生的高额设备费用。可以将传^l體与校准篮组合在一起,对于本发明所述的传感器装置而言,这种方式尤其有益,因为所述的气垫特性。也可以沿着膜泡周围安装多个传感器,从而可省去传感器系统沿着膜泡周围的运动。也可以将传mi装置安装于展平装置上。如果将其安装在实际的展平^S后面,则一个传感器通常就可以同时测量膜管的两个重叠圆周段的厚度。采用特殊的计算方法,或者以光学方法测定两层之间边界层的位置,也可以解决这一问题。本发明的其它实施例均来源于具体描述和相关权利要求。相关附图如下附图1第一吹膜挤出设备的示意图附图2第一吹膜挤出设备的示意图附图3沿附图1中剖切线A-A剖开的剖面图,包括环绕膜泡周围的传感器系统的附加特征。附图4电容式传繊装置朝向扁平材料一侧的俯视图附图1所示为第一种吹膜挤出设备4,其中的膜泡2或者膜管从吹头1沿箭头z方向挤出。由包括夹辊5和6的压扁装置7将膜泡2压扁。厚度测量系统3处在典型的位置。厚度测量系统2通常是一种传装置,或者是如附图4所示围绕膜泡2周围的传感头14。附图2所示为第二种吹膜挤出设备4,它具有和第一种吹膜挤出设备相同的特征。但第二种吹膜挤出设备的示意图上还有其它一些有时是必要的,有时是可选的装置,用于将其在挤出设备中的位置表示出来。沿输送方向z观察,首先是粉转咬气吹向膜管2的外7賴卩环8。在现代化的设备中,外7賴卩环可以对吹向膜管2圆周的段21n的7賴控气的纟鹏进行调节,以使厚处均匀。也可调节吹头内的熔術显度来达到这一目的。相对于附图1的添加的另一个装置特征是用来确定膜管2直径的校准篮10。附图2所示的传感器系统3还包括一个第二传繊装置24,后面将对其功能进行详细解释。在压扁装置7前还有展平装置11。图中也绘出了冷却区9的典型位置,在该7转呕中使首先作为膜熔体形式存在的材料至少局部结晶,或者形成晶粒。附图3所示是围绕膜泡周围运动的传感器系统3的剖面,见图。图中所示的多数部件均用来^m—传感器装置14朝向膜泡2运动,或者使其接近膜泡。用来直接固定體14的臂13铰接在传感器支架12上,使其可以沿着膜泡的径向r移动。传感器支架12可以与,两个部件13、14一起沿着导轨22运动。通常在测量周期内使传支架沿着圆周方向[(cp)方向]围绕膜泡运动。为了便于理解,图中还绘出了膜泡的圆周段21m和210,其表示现代的厚度调节方法通常将膜泡圆周分解成N个可以制虫调节的圆周段或者扇区21n。附图3中没有绘出臂13和传感器支架12构成的固定装置对传感头14朝向薄膜的一侧15或者气垫23进行适当定位,使其处在膜泡2的理论半径R范围之内。图中使用带有附图标记S的箭头M示位移距离S或者其(夸大的)位移量。在吹膜设备4上使用本发明所述的传系统3时,具有可以移动的优点,对此已有讨论。第二传感器装置24也是本发明所述的一种有益实施例,如附图2所示,该装置可在薄膜输送方向z中在第一传装置14前面探测薄膜是否有损伤和破洞。当发现有破洞时,就会移动杠杆臂13,使第一传感器装置14离开薄膜。图中用箭头25表示的这一运动的执行器,可以安装在杠杆臂13之中,或者安装于传感器支架12上。可M移动来避免薄膜2和第一传感器装置14受损。光学传或者育,对电磁波作出反应的传感器均可用来实现这一目的,这些传自通常需要一个安装于膜泡内部的对应元件。附图4是电容式传感器的传,装置14朝向薄膜一侧的示意图。这一侧14可分成电极10范围之外的区域、外侧和内侧电极17和19、电极17和19之间的电介质18以及通常(但并非始终)有的一个内侧区域20。多孔或者有微孔的材料可以位于其中的任何一个区域之中。在其中的任何一个区域内其也可以是用来压迫空气的材料,以便形成气垫。即使没有空气直接在该部位上受到材料的压迫,而是仅仅在相邻部位上受到压迫,这种材料也要有助于气垫的稳定性。至少一个电极或者至少其工作面也可以由一种这样的材I4构成。为了尽可育g有禾哋定位电场,可以选择一种金属,尤其是一种烧结金属。如果烧结金属具有细微的晶粒结构,或者材料具有细微孔,联系将传压入膜泡之中则是特别有利的。就这种情况而言,将小于100縣的晶粒尺寸或者W残盼为细微等级。如果晶粒尺寸或者孔径小于80微米,甚至小于50微米,则更为有益。就这些晶粒尺寸或者L径而言,可以使用压力相对较高的空气来形成气垫,从而有助于稳定气垫。即使为小于一巴的50或者100毫升空气,也能形成相对较高的压力。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>权利要求1.用于对相对于传感器系统(3)运动的扁平材料(2)进行测厚的传感器系统(3),其(1)具有下列特征-用来对扁平材料(2)进行测厚的第一传感器装置(14),-用来产生气垫(23)的装置,其被设置,从而可在运转过程中在传感器装置(15)的所述至少朝向扁平材料(2)的一侧与扁平材料(2)之间形成气垫(23),其特征在于第一传感器装置(14)在气垫(23)的范围内具有由多孔材料以及/或者带有微孔的材料构成的表面段。2.根据战权利要求所述的传感器系统,特征在于-用来识别扁平材料(2)内损伤或者破洞的第二传感器装置(24),-该传装置(24)相对于第一传感皿置(14)和扁平禾才料(2)布置,-使ME受损部位或者破洞由于扁平材料(2)与第一传S^装置(14)之间的相对运动到达气垫(23)区域之前,能够识另咄扁平材料(2)中的受损部位或者破洞。3.根据战权利要求所述的传感器系统,特征在于用来改麟一传感器装置(14)和扁平材料(2)之间距离的回拉装置(12,13)。4.根据战权利要求中任一项所述的传麟體,其特征在于,第一传繊装置(14)包括感应式或者电容式测量装置。5.根据J^权利要求所述的传,系统,其特征在于,传感器系统(3)包括电容式测量装置,且电容式测量,包括至少两个布置于扁平材料(2)—侧的电极(17,19)。6.根据,权利要求所述的传感器系统,其特征在于,多孔的或具有微孔的材料布置于传感器装置朝向扁平材料(2)的所述至少一面的下列局部区域中的至少一个区域之中-在电极(17,19)的在朝向扁平材料(2)的工作面之间(18),-在电极(17,19)的在朝向扁平材料(2)的工作面周围(16)-在的电极(17,19)的朝向扁平材料(2)工作面上。7.吹膜设备(4),其特征在于,按照Jl^权利要求中任一项所述特征的传感器系统(3),可利用该传感器系统(3)在吹膜设备的下列部位中的至少一个部位上测量薄膜厚度-在吹头(1)和膜管冷却区(9)之间-在校准篮(10)上-在校准篮(10)和展平装置(11)之间-在展平^a(ii)上-在压扁装置(7)上-在展平装置(11)后面8.用于运行生产薄膜(3)的设备(4)的方法,-其中在设备(4)运行过程中通过传感器装置(14)来测量薄膜(2)的厚度,并且-其中在传,装置(14)朝向薄膜(2)的所述至少一侧(15)和薄膜(2)之间产生气垫(23),其特征在于,通过由多孔的或有微孔的材料压迫空气的方式来产生气垫(23)。9.根据,权利要求所述的方法,其特征在于,第一传感器装置(14)的朝向薄膜(2)的面(15)在测量过程中位于膜泡(2)之外,但可在测量周期内舰固定装置(12,13)朝向膜泡(2)调整,使得第一传麟装置(14)朝向薄膜(2)的面(15)位于膜泡(2)的理论半径(R)范围之内。全文摘要本发明涉及一种用于对相对于传感器系统(3)运动的扁平材料(2)进行测厚的传感器系统(3),所述传感器系统具有对扁平材料(2)进行测厚的传感器装置(14),且具有适当布置的用来产生气垫(23)的装置,从而在运转过程中可以在传感器装置(15)朝向扁平材料(2)的一侧与扁平材料(2)之间形成气垫(23)。第一传感器装置(14)在气垫(23)的范围内具有多孔材料以及/或者微孔材料构成的表面段。文档编号G01B7/06GK101322007SQ200680040105公开日2008年12月10日申请日期2006年10月24日优先权日2005年10月28日发明者M·巴克曼申请人:温德莫勒及霍尔希尔公司
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