测量第一辊和第二辊之间的间隙的方法和设备与流程

本发明提供测量第一辊和第二辊之间的间隙的方法和设备。此外，本发明还提供用闭环系统将间隙校正至目标距离的方法和设备。本发明也提供通过使用非接触式测量装置来检测第一辊和/或第二辊的磨损的方法和设备。

背景技术：

纤维网材料在第一辊和第二辊之间穿过时可经历特定转化。第一辊和第二辊可由工具辊和砧辊组成。例如，在第一辊和第二辊之间穿过的纤维网材料可经历压花、切割成独立片、或涂覆材料层等。

第一辊和第二辊之间的间隙是至关重要的，以便对纤维网材料进行期望的转化。如果第一辊和第二辊之间的间隙与目标距离(第一辊和第二辊之间的目标间隙)相比太大，则产品或转化品质可能受到不利影响。如果第一辊和第二辊之间的间隙与目标距离相比太小，则第一辊和第二辊彼此接触，这可能导致第一辊和第二辊过度磨损或甚至阻塞第一辊和第二辊。

在工业上，整个过程的正确实施可能常常依赖于操作者。操作者初始时设定第一辊和第二辊之间的距离，使得符合目标距离。操作者设定第一辊和第二辊的初始位置。在所述连续过程中，操作者可能必须进行一些调节以重新定位第一辊和/或第二辊，使得第一辊和第二辊之间的间隙连续地符合目标距离。在不能精确地了解实际间隙的情况下，操作者的动作是基于对产品品质的评估和“试错”。

然而，此类调节可能耗时较多并且需要停止所述过程。另外，这些调节还可能不精确，这可能导致不能令人满意的纤维网转化或导致过早的设备磨损。

另外，当安装第一辊和第二辊时，操作者可能必须考虑到在启动期间由于设备自身或附近设备所产生的热而造成的第一辊和第二辊的膨胀。所述热可归因于第一辊和第二辊的旋转。第一辊和第二辊之间的间隙由于第一辊和第二辊的直径的膨胀而减小。因此，第一辊和第二辊可彼此接触，这导致纤维网材料的不能令人满意的转化和所述辊的增加的磨损。

因此期望开发出一种自动化方法以便调节初始时由操作者设定的第一辊和第二辊之间的间隙。期望第一辊和第二辊之间的间隙连续地符合目标距离，并且不需要操作者的介入。

美国专利3,186,275中公开了一种纤维网切割机，其具有温度测量和控制装置以便在第一辊和第二辊之间保持所选定的切割间隙。

因此期望开发出一种方法和设备以推断第一辊和第二辊之间的间隙。待选择的测量装置应当适用于工厂。因此，所述方法和设备必须尽可能地通用以适用于尽可能多的纤维网转化类型。成本可尽可能地低。任何测量装置可具有尽可能长的使用寿命，并且因此也为了耐受制造工厂的条件，期望根据其对粉尘和碎屑的稳健性来选择测量装置。

纤维网材料通过在第一辊和第二辊之间穿过而经历转化的过程通常是个连续过程。因此期望开发出适用于连续过程的方法以持续地将间隙校正至目标距离(目标间隙)以便确保令人满意的纤维网转化，而无需停止所述连续过程。

另外，还期望防止任何设备的磨损以便连续地确保令人满意的纤维网转化。

技术实现要素：

一种测量第一辊和第二辊之间的间隙的方法包括以下步骤：

-提供具有平行旋转轴线的第一辊和第二辊，第一辊具有第一位置，并且第二辊具有第二位置；

-限定第一辊和第二辊之间的间隙，所述间隙符合第一辊和第二辊之间的目标距离以允许纤维网材料穿过所述间隙；

-提供至少第一非接触式测量装置，所述第一非接触式测量装置测量从第一非接触式测量装置至第一辊的第一距离以推断第一辊的位置；

-从所推断的第一辊的位置推断第一辊和第二辊之间的间隙。

第一测量装置选自由以下项组成的组：电感式传感器、电容式传感器、涡流传感器、激光三角测量位移传感器、共焦色彩传感器以及它们的组合。

一种测量第一辊和第二辊之间的间隙的方法包括以下步骤：

-提供具有平行旋转轴线的第一辊和第二辊，第一辊具有第一位置，并且第二辊具有第二位置；

-限定第一辊和第二辊之间的间隙，所述间隙符合第一辊和第二辊之间的目标距离以允许纤维网材料穿过所述间隙；

-提供至少第一非接触式测量装置，所述第一非接触式测量装置测量从第一非接触式测量装置至第一辊的第一距离以推断第一辊的位置；

-提供至少第二非接触式测量装置，所述第二非接触式测量装置测量从第二非接触式测量装置至第二辊的第二距离以推断第二辊的位置；

-从所推断的第一辊的位置和第二辊的位置推断第一辊和第二辊之间的间隙。

第一非接触式测量装置和第二非接触式测量装置选自由以下项组成的组：电感式传感器、电容式传感器、涡流传感器、激光三角测量位移传感器、共焦色彩传感器以及它们的组合。

用于测量第一辊和第二辊之间的间隙的设备包括：

(a)具有平行旋转轴线的第一辊和第二辊，第一辊具有第一位置，并且第二辊具有第二位置，并且限定第一辊和第二辊之间的间隙，所述间隙符合第一辊和第二辊之间的目标距离以允许纤维网材料穿过所述间隙；

(b)至少第一非接触式测量装置，所述第一非接触式测量装置用于测量从第一非接触式测量装置至第一辊的第一距离以推断第一辊的位置；并且因此推断所推断的第一辊的位置和第二辊的位置之间的间隙；并且

其中用于从第一辊的位置推断第一辊和第二辊之间的间隙的第一非接触式测量装置选自由以下项组成的组：电感式传感器、电容式传感器、涡流传感器、激光三角测量位移传感器、共焦色彩传感器以及它们的组合。

用于测量第一辊和第二辊之间的间隙的设备包括：

(a)具有平行旋转轴线的第一辊和第二辊，第一辊具有第一位置，并且第二辊具有第二位置，并且限定第一辊和第二辊之间的间隙，所述间隙符合第一辊和第二辊之间的目标距离以允许纤维网材料穿过所述间隙；

(b)至少第一非接触式测量装置，所述第一非接触式测量装置用于测量从第一非接触式测量装置至第一辊的第一距离以推断第一辊的位置；和

(c)至少第二非接触式测量装置，所述第二非接触式测量装置用于测量从第二非接触式测量装置至第二辊的第二距离以推断第二辊的位置；并且因此推断所推断的第一辊的位置和第二辊的位置之间的间隙；并且

其中用于从第一辊的位置和第二辊的位置推断所述间隙的第一非接触式测量装置和第二非接触式测量装置选自由以下项组成的组：电感式传感器、电容式传感器、涡流传感器、激光三角测量位移传感器、共焦色彩传感器以及它们的组合。

所述设备还可具有多于一个第一非接触式测量装置和/或多于一个第二非接触式测量装置。

附图说明

虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利书要求作出结论，但据信通过结合附图阅读以下说明可更好地理解本发明，其中：

图1为根据本发明的设备的一个示例性实施方案的透视图，其中第一辊包括支撑环，并且其中第一非接触式测量装置被定位在第一辊的上面，并且第二非接触式测量装置被定位在第二辊的下面；

图2为根据本发明的设备的一个示例性实施方案的透视图，其包括第一辊的支撑块和第二辊的支撑块之间的可调节的间隔块，并且其中第一非接触式测量装置和第二非接触式测量装置被定位成并列的；

图3A为根据本发明的设备的一个示例性实施方案的透视图，其中第一非接触式测量装置测定第一辊的位置；

图3B为根据本发明的一个非限制性实施方案的设备的图3A的侧视图；

图4A为根据本发明的设备的一个示例性实施方案的透视图，其中第一非接触式测量装置和第二非接触式测量装置被定位成并列的；

图4B为根据本发明的一个非限制性实施方案的设备的图4A的侧视图；

图5A为根据本发明的设备的一个示例性实施方案的透视图，其中第一非接触式测量装置和第二非接触式测量装置被定位成背对背的；

图5B为根据本发明的一个非限制性实施方案的设备的图5A的侧视图；

图6A为根据本发明的设备的一个示例性实施方案的透视图，其中第一非接触式测量装置被定位在第一辊的上面，并且第二非接触式测量装置被定位在第二辊的下面；

图6B为根据本发明的一个非限制性实施方案的设备的图6A的侧视图；

图6C为第一辊连同第一非接触式测量装置的细化视图；

图7A为设备的一个示例性实施方案的透视图，所述设备包括闭环系统，所述闭环系统包括控制器和作第一运动的致动器；

图7B为设备的一个示例性实施方案的透视图，所述设备包括闭环系统，所述闭环系统包括控制器和作第二运动的致动器。

具体实施方式

术语的定义

如本文所用，术语“致动器”是指某种类型的马达，其有利于第一辊和/或第二辊的线性运动，使得第一辊和第二辊之间的间隙连续地符合目标距离。致动器由通常为电流、液压流体压力或气动压力的能量源来操作，并且将能量转化为运动。典型的致动器为机械致动器、液压致动器、气动致动器、机电致动器、或线性致动器。

如本文所用，术语“电容”是指主体存储电荷的能力。

如本文所用，术语“涡流”是指在导体内由导体中变化的磁场感应生成的电流。这些循环的涡流具有电感并因此感应生成磁场。这些场可导致排斥效应、吸引效应、推进效应、阻滞效应和热效应。所施加的磁场越强，或者导体的电导率越大，或者所述场的变化越快，则所生成的电流就越大，因而所产生的场就越大。

如本文所用，术语“非接触式测量装置”是指既不接触第一辊也不接触第二辊的传感器。非接触式测量装置能够推断从非接触式测量装置至辊的实际距离。当聚焦于辊的表面时，非接触式测量装置可测量辊在所述辊旋转时的整个圆周。因此，获得辊的圆周的连续轮廓。因此非接触式测量装置通过如下方式有效地测量第一辊或第二辊的位置变化：比较辊的圆周的连续轮廓与所述圆周的初始轮廓。

如本文所用，术语“电感”是指导体的如下特性，由于所述特性的缘故，所述导体中的电流变化在所述导体自身(自感)和任何附近导体中“感应生成”(产生)电压(电动势)。

用于测量第一辊和第二辊之间的间隙的方法

测量第一辊110和第二辊120之间的间隙150的方法包括如下步骤：提供具有平行旋转轴线111,122的第一辊110和第二辊120。第一辊110具有第一位置。第二辊120具有第二位置。第一辊110和第二辊120限定间隙150。间隙150符合第一辊110和第二辊120之间的目标距离以允许纤维网材料170穿过间隙150。

第一辊110和第二辊120可对纤维网材料170进行转化。第一辊110可为工具辊，而第二辊120可具有光滑表面。工具辊一般具有异形表面。另选地，第一辊110和第二辊120均可具有光滑表面。

工具辊110可切割纤维网材料170。已知的切割辊可选自由以下项组成的组：旋转模切辊、弯曲刀切辊和剪切辊。模切辊110可包括用于抵靠砧辊120切割纤维网材料170的至少一个切割构件。

工具辊110可为用于压花或粘结纤维网材料170的图案辊。当目的是在纤维网材料170上产生明显的凹陷图案时，工具辊110可用于压花。另选地，工具辊110可通过如下方式用于热粘结和/或压力粘结：将纤维网材料170的纤维熔合在一起(所述纤维网材料可由所述纤维制成)。

为了在所述过程中将纤维网材料170保持在适当位置或将纤维网材料170引导到特定方向上，第一辊110和第二辊120均可具有光滑表面。

另选地，第一辊110和第二辊120可为相互啮合辊。在一对相互啮合辊的情况下，第一辊110和第二辊120基本上平行于彼此旋转。第一辊110包括其表面上的多个周向第一脊和周向第一凹槽。第二辊120包括其表面上的多个周向第二脊和第二凹槽。在操作中，第一辊110和第二辊120相互啮合，使得第一辊110的所述多个第一脊延伸到第二辊120的所述多个第二凹槽中，并且第二辊120的所述多个第二脊延伸到第一辊110的所述多个第一凹槽中。

第一辊110和第二辊120可包括支撑块，并且还包括支撑环。另选地，第一辊110和第二辊120可包括第一辊110的支撑块和第二辊120的支撑块之间的可调节的间隔块或不可调节的间隔块。支撑环为第一辊110和/或第二辊120的平行轴线111的每个边缘上的较大直径的环。图1示出了第一辊110的支撑环的一个示例。第一辊110的支撑环131,132可接触第二辊120。如图2所示，第一辊110和第二辊120可包括支撑块113,114,123,124而无支撑环，但在第一辊110的支撑块和第二辊120的支撑块之间带有可调节的间隔块115,116或不可调节的间隔块。这些另选的替代方案可为第一辊110和第二辊120提供改善的稳定性。所述设备是压力平衡的，因为第一辊110的负荷和第二辊120的负荷是通过支撑环或所述块分配的。因此在纤维网材料170的任何转化期间，第一辊110和第二辊120的平行轴线111，122不容易被显著地移位。

第一辊110和第二辊120之间的间隙150对于实现纤维网材料170的所述正确转化来讲很重要。间隙150具有最佳操作窗口，在所述最佳操作窗口之外可能不再实现纤维网材料170的转化。另外，如果低于目标距离，则纤维网材料170可能被损坏。因此，最佳操作窗口为旨在由第一辊110和第二辊120之间的间隙150满足的目标距离。

本发明人已发现了新的方法和设备以通过测定第一辊110和/或第二辊120的位置来推断间隙150。所述方法包括如下步骤：提供至少第一非接触式测量装置141。第一非接触式测量装置141测量从第一非接触式测量装置141至第一辊110的第一距离。第一非接触式测量装置141聚焦于第一辊110的表面。当第一辊110旋转时，第一非接触式测量装置141可在第一辊110的给定区域中测量第一辊110的完整圆周。第一辊110的该圆周可包括隆起或凹入部。获得第一辊110的圆周的轮廓，其关联于从第一非接触式测量装置141至第一辊110的第一距离，因此允许推断第一辊110的当前位置。通过测量从第一非接触式测量装置141至第一辊110的表面的第一距离，就有可能测定第一辊110的实际位置，从而随后从第一辊110的位置推断间隙150。

第一非接触式测量装置141可被定位在第一辊110的外侧，只要其可无阻碍地聚焦在第一辊110上即可。第一非接触式测量装置141可有利地被定位在第一辊110附近的任何离散位置处。第一非接触式测量装置141可有利地被定位在要测量的第一辊110和第二辊120之间的间隙150内。第一非接触式测量装置141可较小，例如，厚度小于0.5mm，并且直径或宽度小于5mm，以便嵌置在所述设备的任何杆或托架中。当存在空间约束并且第一辊110和第二辊120之间的间隙150难以触及时，此类小的第一非接触式测量装置141是可用的。由于不存在与第一辊110的表面的物理接触，相比于安装到所述辊并与所述辊一起旋转的其它已知的测量装置，第一非接触式测量装置也可容易地移除并安装在另一个设备上。在这种情况下，此类已知的测量装置通常供应有对应的辊，这降低了所述设备的灵活性。

从第一非接触式测量装置141至第一辊110的距离导致对第一辊110的位置的推断。因此从所推断的第一辊110的位置推断第一辊110和第二辊120之间的间隙150。

图3A为包括第一辊110和第二辊120的设备100的透视图。第一辊110和第二辊120具有平行旋转轴线111,122。第一辊110和/或第二辊120可安装在机架180内。第一辊110和第二辊120限定第一辊110和第二辊120之间的间隙150，由此纤维网材料170穿过间隙150。第一辊110和第二辊120可对纤维网材料170进行材料转化。在图3A中，第一辊111可为图案辊，其可用来对纤维网材料170图案粘结或图案压花出特定图案160。

在图3A和3B中，每个机架180包括第一非接触式测量装置141。第一非接触式测量装置141可牢固地螺纹连接到机架180内的位置中并且处于纤维网材料170的路径之外。仅一个第一非接触式测量装置141就可足以通过测定第一辊110的位置来精确地推断第一辊和第二辊之间的间隙。然而，使用被定位在第一辊141的双侧上的两个第一非接触式测量装置141可有利地在第一辊表面的两个不同位置处沿第一辊110的旋转轴线111测量从第一非接触式装置141至第一辊110的距离。实际上，有可能平均由第一非接触式测量装置141获得的信号以便最小化背景噪音。

例如，期望具有多于一个第一非接触式测量装置141以防在第一辊110处发生热膨胀或收缩。热膨胀或收缩在第一辊110的表面上可为不均匀的。因此，使用多于一个第一非接触式测量装置141可最小化任何可能的不精确性，所述不精确性可起因于在第一辊110的不同位置处的第一辊110的直径的变化。

使用多于一个第一非接触式测量装置141可尤其有益于大的第一辊110，即沿它们的纵向轴线具有大尺寸的辊。

第一非接触式测量装置141选自由以下项组成的组：电感式传感器、电容式传感器、涡流传感器、激光三角测量位移传感器、共焦色彩传感器以及它们的组合。

电感式传感器

电感式传感器包括感应环。电流产生磁场，当输入电力停止时，所述磁场使生成的电流从其初始水平渐进地朝零塌缩。所述环的电感根据其内的材料而变化。金属的存在增大流过所述环的电流。该变化可由感测电路检测到，其可在检测到金属时发信号通知控制器。电感式传感器可商购获得，速度最高至40kHz，其可能足够地用于测量间隙150。

电感式传感器为电子接近传感器，其检测磁性金属物体而不接触它们。由电感式传感器生成的磁场不受不导电材料的影响。因此，可能粘着到电感式传感器的任何普及的胶、油、水或粉尘将不被电感式传感器检测到。

电感式传感器也可耐受从在线连续过程产生的热。电感式传感器能够耐受相对高的温度，只要所述温度保持相当恒定(±4℃)即可。另选地，电感式传感器可具有机载的任何温度补偿系统以便耐受温度波动。

因此，电感式传感器相对耐受污垢、粉尘、油和温度。电感式传感器因此为第一非接触式测量装置，其为稳健的且在工厂中耐用的。

涡流传感器

涡流(也称为Foucault电流)为在导体内由导体中变化的磁场感应生成的电流。如同电感式传感器一样，涡流传感器使用这样的磁场进行感测。涡流传感器可测定辊的位置，即使所述辊可由不具有磁性的材料制成。

涡流传感器可被设计成用于非接触位移测量、距离测量、运动测量和位置测量，但也用于对准振荡和振动。当需要高精度时，这些传感器成为良好的选择；涡流传感器因此可用于高精度的纳米测量。

由于磁场不受非导电污染物诸如粉尘、水、油或纤维网材料诸如纤维结构的影响，涡流传感器也是在工厂中耐用的且稳健的。

电容式传感器

电容式传感器能够检测存储在第一辊110中的电荷。电容式传感器检测导电材料。电容式传感器包括两个板电极，它们由电容式传感器自身和相对的测量物体(所述测量物体为辊表面)表示。如果恒定的交变电流流过电容式传感器，则电容式传感器上的交变电压的振幅与从电容式传感器至辊表面的距离成比例。交变电流被解调并输出为例如模拟信号。电容式传感器可针对所有导电材料进行测量，无论它们的磁导率、电阻率和厚度如何。

在一些应用中，在电容式传感器和辊表面之间测量的距离可受到粉尘和其它材料的污染，这可能不利地影响所述测量的精度。电容式传感器生成电流。电容式传感器和辊表面之间的任何污染物均可妨碍所述信号，这取决于所述污染物的介电常数。因此，相比于电感式传感器和涡流传感器，当使用电容式传感器时，第一辊110或第二辊120的受检测表面可为清洁的。

电容式传感器可有利地经受高冲击负荷(约5kg)和强烈的振动环境，同时在亚微米范围内保持距离测量的高精度。电容式传感器可有利地在相对高的温度下使用。电容式传感器实际上在相对宽的温度范围内具有恒定的灵敏度。

电容式传感器的另一个优点可为尺寸。电容式传感器可具有约1mm或更小的厚度。电容式传感器可因此嵌置在非常小的位置中。

激光三角测量位移传感器

激光三角测量位移传感器中的激光二极管产生短激光脉冲，所述激光脉冲被投射到辊表面上。从辊表面反射的光被激光三角测量位移传感器记录。所述光脉冲到达辊并返回激光三角测量位移传感器的渡越时间可关联于从辊至激光三角测量位移传感器的距离。适用于本发明的激光三角测量位移传感器可以Keyence例如型号LK-H057商购获得。激光三角测量位移传感器能够测量亚微米范围内的任何距离变化，分辩率为0.025mm，并且也针对临界表面诸如热表面测量，而与辊无任何接触。

由于辊的表面粗糙度的缘故，在激光三角测量位移的聚光区中可发生某种干涉作用。例如，在亚微米范围内可发生某种干涉作用，尤其是在物体带有金属光泽的情况下。该特定效应可能使其难以对任何金属表面进行测量。为了补偿此类干涉作用，激光三角测量位移传感器可包括特别的透镜以将激光点扩展为短的椭圆形点。通过使用特别的算法，激光三角测量位移传感器平均辊的表面特性以过滤任何干涉作用并且获得精确且稳定的从激光三角测量位移传感器至辊表面的距离。

共焦色彩传感器

通过多透镜光学系统将多色白光聚焦到辊表面上。这些透镜被布置成使得所述白光通过受控色差分解成单色光。从共焦色彩传感器至辊表面的特定距离通过工厂校准被分配给所述单色光的波长。仅将精确地聚焦在辊表面上的波长用于所述测量。使从辊表面反射的该光穿过共焦孔而到达分光计上，所述分光计检测并处理光谱变化。共焦色彩传感器因此不接触辊。

因此根据其对环境的稳健性来选择第一非接触式测量装置141。第一非接触式测量装置141实际上可抵抗环境变化，诸如粉尘、碎屑或磨损。第一非接触式测量装置可有利地为电感式传感器，因为电感式传感器不受污垢、粉尘和油的影响。

第一非接触式测量装置141能够测量亚微米范围内的任何距离变化，其中第一非接触式测量装置141的放置具有极大的灵活性。

第一非接触式测量装置141也能够递送所测量的第一辊110和第二辊120之间的间隙150的清楚信号。为了递送清楚的信号，第一非接触式测量装置141可具有最优化带宽以捕获间隙150的任何缓慢变化，而不进一步过滤所测量的数据。

每个第一非接触式测量装置141也能够通过移除任何背景噪音并且也通过操纵原始数据来过滤所测量的数据，例如累加或减去从两个第一非接触式测量装置141获得的测量信号、应用特定传递函数，所述特定传递函数导致对第一辊110和第二辊120之间的间隙150的测量。

另选地，测量第一辊110和第二辊120之间的间隙150的方法包括如下步骤：提供具有平行旋转轴线111，122的第一辊110和第二辊120。第一辊110具有第一位置。第二辊120具有第二位置。第一辊110和第二辊120限定间隙150。间隙150符合第一辊110和第二辊120之间的目标距离以允许纤维网材料170穿过间隙150。所述方法包括如下步骤：提供至少第一非接触式测量装置141。第一非接触式测量装置141测量从第一非接触式测量装置141至第一辊110的第一距离以便推断第一辊110的位置。

所述方法还包括如下步骤：提供至少第二非接触式测量装置142。第二非接触式测量装置142测量从第二非接触式测量装置142至第二辊120的第二距离以便推断第二辊120的位置。因此从第一辊110的位置和第二辊120的位置推断第一辊110和第二辊120之间的间隙150。

如上文关于第一非接触式测量装置141所述的相同的原因也适用于第二非接触式测量装置142。第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142选自由以下项组成的组：电感式传感器、电容式传感器、涡流传感器、激光三角测量位移传感器、共焦色彩传感器以及它们的组合。

第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可在机架180内被定位成并列的，如图4A和4B所示。第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可牢固地附接到机架180内的位置中并且处于纤维网材料170的路径之外。

第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可检测相应的第一辊110的表面和第二辊120的表面。第一非接触式测量装置141可聚焦在第一辊110的表面上。第二非接触式测量装置142可聚焦在第二辊120的表面上，并且可相对于第一非接触式测量装置141被定位在背对背位置中。第一非接触式测量装置141可测量从第一非接触式测量装置141至第一辊110的第一距离。第二非接触式测量装置142可测量从第二非接触式测量装置142至第二辊120的第二距离。因此推断出第一辊110和第二辊120之间的间隙150。

图5A和5B为第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142的背对背位置的示例。第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可因此分别相对于第一辊110和第二辊120聚焦于相反方向上。此类组件为合适的布置结构，以便解决任何可能的空间约束问题，因为此类组件允许节省空间，尤其是当第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142具有平坦晶片的形状时。

当旋转时，第一辊110和/或第二辊120可经受热膨胀或热收缩。实际上，第一辊110和第二辊120可由于启动时(当第一辊110和第二辊120旋转时)所产生的热而膨胀。第一辊110和第二辊120的膨胀也可起因于附近设备所产生的热。

另选地，当所述系统必须被冷却或骤冷时，可发生第一辊110和第二辊120的任何热收缩。然而，第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可在相对广泛的温度范围内被校准而工作。另外，第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可包括机载温度补偿系统以便不受任何温度变化的影响。

总体上，所述方法允许测定第一辊110和/或第二辊120的精确位置而无任何必要中断所述过程。第一辊110和第二辊120之间的间隙150因此在持续的在线过程中连续地受到监测。

用于检测第一辊或第二辊的磨损的方法

第一辊110可包括要压花在纤维网材料170上的图案160。已知的是通过如下方式在纤维网材料170诸如纤维结构上压花出特定图案160：使所述纤维结构在热粘结和压力粘结条件下穿过由第一辊110和第二辊120形成的辊隙。一般来讲，要压花到纤维网材料170上的图案165可仅设置在第一辊110上，呈第一辊表面上的隆起形式，而第二辊表面保持光滑且非图案化的。例如，第一辊110可图案化而带有菱形隆起161。然后，第一辊110可抵靠第二辊120压缩纤维结构，所述第二辊具有光滑且非图案化表面。然而，由于第一辊110的菱形隆起161可能接触第二辊120的光滑表面，菱形隆起161的上边缘可能随时间推移磨损。所得压花图案165在一段时间后将开始变得不太轮廓分明。

为了具有包括高品质压花或任何其它转化的纤维网材料170，可监测第一辊110或第二辊120的磨损。

所述方法可因此还包括如下步骤：通过使用第一非接触式测量装置141来检测第一辊110的磨损、和/或通过使用第二非接触式测量装置142来检测第二辊120的磨损。

用于检测第一辊110或第二辊120的磨损的第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142也可选自由以下项组成的组：电感式传感器、电容式传感器、涡流传感器、激光三角测量位移传感器、共焦色彩传感器以及它们的组合。

实际上，由于第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142能够测量从第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142至相应的第一辊110和第二辊120的距离，第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142能够测量第一辊110和第二辊120的直径的任何变化。

有利地，用于检测第一辊110或第二辊120的磨损的第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可被定位在任何位置以检测第一辊110的磨损和第二辊120的磨损，只要第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142不妨碍纤维网材料170的路径即可。第一非接触式测量装置141可有利地指向第一辊表面的圆周，所述圆周可包括第一辊110的所述一个或多个隆起。

如图6A，6B和6B所示，第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可分别被定位到第一辊110和第二辊120，与纤维网材料170的路径分开。因此，第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142不导致对第一辊110和第二辊120之间的纤维网材料170的路径的任何妨碍。

在整个第一辊表面和第二辊表面中，磨损可以不同速率发生，从而不利地影响设置在第一辊110和/或第二辊120上的要压花的图案。通过分别将第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142定位到第一辊110和第二辊120，第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142能够检测大部分严重的磨损，所述严重的磨损发生在图案160的向外部分上。在图案160的向外部分上发生的磨损越严重(由于较大表面区域接触纤维网材料170)，就导致越大的力施加在第一辊110和第二辊120上。

用于监测第一辊和第二辊之间的间隙的方法

当由第一辊110和第二辊120进行材料转化时，第一辊110和第二辊120之间的间隙150至关重要。如果间隙150不符合目标距离，则所得转化可能不是令人满意的。另外，第一辊110和第二辊120可能经历过度磨损。

目标距离取决于许多因素：第一辊110和第二辊120的性质、纤维网材料170的类型(非织造材料、膜……)、纤维网材料170的厚度。

第一辊110和第二辊120可具有光滑表面。目标距离可为第一辊110的光滑表面和第二辊120的光滑表面之间的距离。目标距离可为1至20μm或1至10μm或1至5μm。

另选地，第一辊110可具有从其表面向外延伸的多个隆起。每个隆起可具有上边缘。第二辊120可具有光滑表面。目标距离因而可为第一辊110的最上隆起的上边缘和第二辊120的光滑表面之间的距离。目标距离可为0至20μm或0至5μm或0至2μm。第一辊110和第二辊120可用于例如切割或压花转化。

另选地，第一辊110和第二辊120可具有从每个第一辊110和第二辊120的表面向外延伸的多个隆起。每个隆起可具有上边缘。目标距离可为第一辊110或第二辊120的最上隆起的上边缘和相应的第一辊110或第二辊120的表面之间的距离。目标距离为0至20μm或0至10μm或0至5μm。第一辊110和第二辊120可用于任何穿孔转化、相互啮合、压花、粘结、切割等。

所述方法可因此包括如下步骤：通过使用控制器来比较间隙150与目标距离。在累加和校准由第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142测量的信号之后获得的所得信号导致第一辊110和第二辊120之间的实际间隙150。控制器400可比较间隙150与目标距离。

当第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142与控制器400一起使用时，可实现高度的信号操纵，即包括带宽最优化、噪音过滤。因而所测量的间隙150是精确的，没有进一步的过滤或数据操纵。

第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可连接到控制器400。控制器400可经由以太网连接而连接到计算机。例如，与共焦色彩传感器相关联的共焦lDT 2451/2471控制器可商购得自MICRO-EPSILON MESSTECHNIK GmbH&Co.KG。所述共焦lDT 2451/2471控制器由与共焦色彩传感器组合的控制器组成，它们通过纤维光缆连接。控制器连接到外部氙光源以便有利于最高至70kHz的快速测量。控制器容易地经由网络界面被配置。

所述方法还可包括如下步骤：重新定位第一辊110和/或第二辊120，使得第一辊110和第二辊120之间的间隙在目标距离内。

对第一辊110和/或第二辊120的重新定位可通过使用致动器180来进行，所述致动器选自由以下项组成的组：机电致动器、气动致动器、液压致动器、线性致动器以及它们的组合，如图7A和7B所举例说明。

机电致动器是基于电动马达的旋转运动，所述旋转运动被转变为线性位移。已发现机电致动器适用于任何类型的操作。当气动致动器不足以重新定位第一辊110和/或第二辊120的位置以便针对切割操作保持间隙150在±1至2μm的精度内时，可替代气动致动器使用机电致动器，尽管机电致动器的成本较高。

另选地，对第一辊110和/或第二辊120的位置的重新定位可通过使用气动致动器来进行。气动致动器可将由一些压缩空气在高压下形成的能量转化为线性运动或旋转运动。当间隙的范围为约4μm时，气动致动器可因此能够在亚微米范围内重新定位第一辊110和/或第二辊120的位置。

当第一辊110和第二辊120包括轴承环并且旨在用于进行粘结时，可有利地使用气动致动器。当第一辊110和第二辊120包括轴承环，而轴承环几乎没有表面区域接触气动致动器时，其允许气动致动器更容易地以较小的力移动。

另选地，对第一辊110和/或第二辊120的位置的重新定位可有利地通过使用液压致动器来进行。液压致动器由圆筒或流体马达组成，其使用液压功率以有利于机械操作。机械运动赋予线性运动、旋转运动或振荡运动形式的输出。由于液体不能够被压缩，因此液压致动器可施加相当大的力，但在加速度和速度方面受到限制。

另选地，对第一辊110和/或第二辊120的位置的重新定位可通过使用电动致动器来进行。电动致动器由马达供能，所述马达将电能转化为机械扭矩。其为最清洁且最容易获得的致动器形式之一，因为其不涉及油。

就第一辊110和/或第二辊120的热膨胀或收缩而言，温度的变化可引起第一辊110和第二辊120的几何形状的变化，尤其是辊直径的变化。如果第一辊110和第二辊120之间的间隙150已由于第一辊110和第二辊120的收缩而增大超过了目标距离，这可能不利地影响穿过间隙150的纤维网材料170的转化，直至在纤维网材料170上根本没有发生转化。

另外，如果间隙150已由于第一辊110和第二辊120的膨胀而减小到目标距离以下，则第一辊110和第二辊120可能彼此接触，这可能导致第一辊110和第二辊120的过度磨损和/或纤维网材料170的损坏。

然而，第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可在相对广泛的温度范围内被校准而工作。另外，第一非接触式测量装置141和第二非接触式测量装置142可包括机载温度补偿系统以便较少经受任何温度变化的影响。

可进行对第一辊110和/或第二辊120的位置的重新定位，这可通过使用致动器180来进行，以便间隙150符合目标距离，而无任何必要中断所述持续过程。

实施例

以下为根据本发明的设备和方法的一个实施例，以便将第一辊和第二辊之间的间隙保持在单位数的微米精度(1μm)内。

设备100包括第一辊110和第二辊120，所述第一辊为具有明显图案化表面的压花辊，并且所述第二辊为光滑辊。

第一涡流传感器141(其不连接到第一辊110和第二辊120)牢固地螺纹连接在机架180上以便推断第一辊110的位置。在背对背的取向中，第二涡流传感器142(其不连接到第一辊110和第二辊120)牢固地螺纹连接在机架180上以便推断第二辊120的位置。

每个涡流传感器均以名称eddyNCDT 3100购自MICRO-EPSILON MESSTECHNIK GmbH&Co.KG，其带有适当的DT31000通用单信道Eddy控制器，所述控制器带有集成的以太网表面。

在200,000次旋转过程中测量了平均间隙，并且随后进行了校正。首先，以手动方式离线地设定了用于间隙150的期望的目标距离。

间隙150由第一涡流传感器141和第二涡流传感器142监测。用连接到控制器DT3100的适当软件将涡流传感器141,142各自归零。

所述方法通过用致动器500校正间隙150来确保压花辊以预期的深度透入到纤维网材料170中。致动器500为机电致动器，其具有以下特性：0.25微米的精度、基于位置作运动，并且可承受24kN的力(最高至74kN)。

本文所公开的量纲和数值不应被理解为严格限于所述确切数值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

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虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方式，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明实质和范围的情况下可作出多个其他改变和变型。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有这些改变和修改。