本发明涉及电磁加热辊领域，具体地说，涉及电磁加热辊控温系统及其方法。
背景技术：
电磁加热辊被广泛应用各种高分子材料加工生产。其良好的温度特性被各行业生产商认可。并有些产业非它不可。
电磁加热辊分为内轴及辊壳两大部分组成。通常内轴上设置一组或多组线圈，用于产生电磁场。其中，线圈导线方向可以是纵向设置，也可以是横向设置。现有电磁加热辊的测温大多在辊体的辊壁内横向开设一个或两个不同深度的小孔。并在该小孔内埋入温度采样探头，作为辊体温度控制的采样点。通常两测温孔相邻距离在100mm左右。各测温孔的深度根据不同的加工材料进行设置。总体上而言，以较长的一支采样温度作为温度控制使用，称为控温探头，以较短的一支采样温度数据与控温探头数据对比。便于对控制起到修正作用，称之为温度参考探头。
以这样的温度控制方式，通常能满足大多数材料的生产需求。如涤纶导丝，高速复合等。但对于一些使用较大辊体加工的产品，需要长时间热加工成型才能满足于生产产品的性能需要。比如一些高温滤材的烘干、防伪模压成型、橡胶硫化等领域，其辊体直径大多在1000mm～4000mm之间。产品生产速度通常在0.4m/分～10米/分。通常，为达到生产过程中热量的最大化利用，材料会在辊面形成120°～240°范围的包角。
按这样的生产工艺，以现有电磁加热辊的温度采样探设置。存在如下问题：辊体周长较大，在低速生产状态下，热负载(带走热量的生产材料)使得辊面温度会出现不衡，探头在空载区无法真实的反馈当前负载区的工作温度，控制的滞后效应会造成负载区温度的波动大。不利于产品加工工艺温度稳定在可控制范围。
图1是现有技术的中电磁加热辊控的第一状态剖面示意图。如图1所示，辊压材料10被张紧在辊体20辊面，随着辊体20和对压胶辊30的相对滚动，辊压材料10被带动经过自辊体20和对压胶辊30之间。辊体20中设有控温探头40和温度参考探头50。a、b、c、d是辊体20辊面的四个位置参考标识点。控温探头40和温度参考探头50均位于a点与b点之间。
图2是现有技术的中自电磁加热辊控的第一状态起，控温探头数据与辊体运行时间的关系图。图2中，x轴为辊体运行时间，y轴为控温探头数据，ad表示a点到d点间的辊面；dc表示d点到c点间的辊面；cb表示c点到b点间的辊面；ba表示b点到a点间的辊面；sv表示预设工艺温度；pv表示实时采样温度。如图2所示，生产过程中，控温探头40和温度参考探头50在位置ba(空载区，或者cb物料加热区)内，各位置参考区的温度表现图2所示。
图3是现有技术的中电磁加热辊控的第二状态剖面示意图。如图3所示，辊压材料10被张紧在辊体20辊面，随着辊体20和对压胶辊30的相对滚动，辊压材料10被带动经过自辊体20和对压胶辊30之间。辊体20中设有控温探头40和温度参考探头50。a、b、c、d是辊体20辊面的四个位置参考标识点。控温探头40和温度参考探头50均位于d点与a点之间。
图4是现有技术的中自电磁加热辊控的第二状态起，控温探头数据与辊体运行时间的关系图。图4中，x轴为辊体运行时间，y轴为控温探头数据，ad表示a点到d点间的辊面；dc表示d点到c点间的辊面；cb表示c点到b点间的辊面；ba表示b点到a点间的辊面；sv表示预设工艺温度；pv表示实时采样温度。如图2所示，生产过程中，控温探头40和温度参考探头50在位置ad(空载区，或者dc空载区)内，各位置参考区的温度表现图4所示。
对比图1至4可知，物料加热热区为cb及ba区域，即生产材料经过该区域时，该区域的温度必须在该材料的工艺温度范围内，做出合格产品。由于该类材料工艺生产时需要直径较大，通常大于1米，加上较慢的生产速度。负载区的测温反馈尤为重要。如果当前测温探头在空载区，即ad和dc区域，侧温度取样数据与负载区不符，空载热量带走主要是空气，负载区带走热量的除了空气，还有材料及材料中所含有水份等。两区域会出现负载的不对称性。这样会造成产品质量的一致性不好。影响产品品质。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供电磁加热辊控温系统及其方法，保证了大辊体低速生产过程中温度稳定性，提高生产效率及产品合格率。
本发明的实施例提供一种电磁加热辊控温系统，包括：多个加热单元，所述加热单元设置于所述辊体内，所述辊体辊面分为多个加热区域，每个所述加热单元对应加热所述辊体辊面的一加热区域；一测温单元，所述测温单元随所述辊体辊面转动依次经过所有所述加热区域，所述测温单元实时检测各加热区域中的辊体辊面的温度数据；一辊体运动监控单元，检测所述辊体的转动状态，实时判定所述测温单元处于哪个所述加热区域内；以及控制单元，所述控制单元分别连接所述加热单元、测温单元以及辊体运动监控单元，根据所述测温单元对所述加热区域的辊面温度检测与该加热区域预设加热温度的对比，调整对应该加热区域的加热单元的工作状态。
优选地，所述加热单元均匀分布于所述辊体内，相邻的所述加热单元之间的间距相等，所述加热单元对应加热所述辊体辊面的加热区域面积相等。
优选地，所述辊体辊面沿周向分为第一加热区域、第二加热区域、第三加热区域以及第四加热区域；
所述辊体内设有第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元以及第四加热单元，每个加热单元独立对所述辊体辊面的一加热区域进行加热。
优选地，所述辊体辊面按周向均匀设有多个参考标记，所述辊体运动监控单元指向所述辊体辊面，所述辊体运动监控单元通过光学检测、或者角度检测、或者位置检测记录经过的所述参考标记的数量，来判定所述测温单元处于哪个所述加热区域内。
优选地，所述控制单元内预存每个所述加热区域预设加热温度；
当所述测温单元检测到所述加热区域的辊面温度大于该加热区域预设加热温度，则所述控制单元关闭对应该加热区域的加热单元；
当所述测温单元检测到所述加热区域的辊面温度小于等于该加热区域预设加热温度，则所述控制单元开启对应该加热区域的加热单元。
优选地，所述辊体辊面包括接触辊压材料的负载侧和不接触辊压材料的空载侧，所述负载侧与空载侧之间形成接入辊压材料的接入端以及辊压材料离开辊面的离去端；
在负载侧，随所述加热区域接近所述接入端，该加热区域预设加热温度增高；
在负载侧，随所述加热区域接近所述离去端，该加热区域预设加热温度降低。
优选地，所述加热单元是扁平线圈。
本发明的实施例还提供一种电磁加热辊控温方法，采用如上述的电磁加热辊控温系统，包括以下步骤：
s100、所述控制单元内预存每个所述加热区域预设加热温度；
s200、所述测温单元随所述辊体辊面转动依次经过所述加热区域，所述测温单元实时检测各加热区域中的辊体辊面的温度数据；
s300、所述辊体运动监控单元检测所述辊体的转动，实时判定所述测温单元处于哪个所述加热区域内，所述测温单元随所述辊体转动依次经过所有所述加热区域，所述测温单元检测所述加热区域的辊面温度；
s400、判断所述测温单元检测到所述加热区域的辊面温度是否大于该加热区域预设加热温度，若是，则执行步骤s500；若否，则执行步骤s600；
s500、所述控制单元关闭对应该加热区域的加热单元，返回步骤s300；以及
s600、所述控制单元开启对应该加热区域的加热单元，返回步骤s300。
优选地，所述辊体辊面按周向均匀设有多个参考标记，所述辊体运动监控单元指向所述辊体辊面，所述辊体运动监控单元通过光学检测、或者角度检测、或者位置检测记录经过的所述参考标记的数量，来判定所述测温单元处于哪个所述加热区域内。
优选地，所述辊体辊面沿周向分为四个加热区域，所述辊体内设有第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元以及第四加热单元，每个加热单元独立对所述辊体辊面的一加热区域进行加热。
本发明所提供的电磁加热辊控温系统及其方法保证了大辊体低速生产过程中温度稳定性，提高生产效率及产品合格率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是现有技术的中电磁加热辊控的第一状态剖面示意图。
图2是现有技术的中自电磁加热辊控的第一状态起，控温探头数据与辊体运行时间的关系图；
图3是现有技术的中电磁加热辊控的第二状态剖面示意图。
图4是现有技术的中自电磁加热辊控的第二状态起，控温探头数据与辊体运行时间的关系图；
图5是本发明的电磁加热辊控温系统的剖面示意图；
图6是本发明的电磁加热辊控温系统的模块连接示意图；
图7是本发明的电磁加热辊控温方法的流程图；
图8是本发明的电磁加热辊控温系统转动状态下测温单元位于第一加热区域的剖面示意图；
图9是本发明的电磁加热辊控温系统转动状态下测温单元位于第二加热区域的剖面示意图；
图10是本发明的电磁加热辊控温系统转动状态下测温单元位于第三加热区域的剖面示意图；以及
图11是本发明的电磁加热辊控温系统转动状态下测温单元位于第四加热区域的剖面示意图。
附图标记
10辊压材料
20辊体
30对压胶辊
40控温探头
50温度参考探头
a、b、c、d位置参考标识点
ada点到d点间的辊面
dcd点到c点间的辊面
cbc点到b点间的辊面
bab点到a点间的辊面
sv预设工艺温度
pv实时采样温度
1辊压材料
2辊体
3对压胶辊
4测温单元
8第一加热单元
9第二加热单元
10第三加热单元
11第四加热单元
12辊体运动监控单元
13控制单元
a第一加热区域
b第二加热区域
c第三加热区域
d第四加热区域
e接入端
f离去端
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
图5是本发明的电磁加热辊控温系统的剖面示意图。图6是本发明的电磁加热辊控温系统的模块连接示意图。如图5和6所示，本发明的电磁加热辊控温系统，包括：多个加热单元、一测温单元4、一辊体运动监控单元12以及控制单元13。多个加热单元设置于辊体2内，加热单元是固定在辊体2内部的，不会跟随辊面转动而移动。辊体2的辊面分为多个加热区域，每个加热单元对应加热辊体2的辊面的一加热区域。测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过所有加热区域，测温单元4实时检测辊体2的辊面各加热区域的辊面温度数据。辊体运动监控单元12检测辊体2的转动状态，实时判定测温单元4处于哪个加热区域内。控制单元13分别连接加热单元、测温单元4以及辊体运动监控单元12，根据测温单元4对加热区域的辊面温度检测与该加热区域预设加热温度的对比，调整对应该加热区域的加热单元的工作状态。
加热单元均匀分布于辊体2内，相邻的加热单元之间的间距相等，加热单元对应加热辊体2的辊面的加热区域面积相等。辊体2的辊面沿周向分为第一加热区域a、第二加热区域b、第三加热区域c以及第四加热区域d，但不以此为限。在其他变形例中，可以将辊体2的辊面沿周向分为更多或是更少的加热区域。划分的加热区域越多，则越能精确测得辊体2的辊面每个局部的精确温度。辊体2内设有第一加热单元8、第二加热单元9、第三加热单元10以及第四加热单元11，每个加热单元独立对辊体2的辊面的一加热区域进行加热。第一加热单元8对辊体2的辊面的第一加热区域a进行加热。第二加热单元9对辊体2的辊面的第二加热区域b进行加热。第三加热单元10对辊体2的辊面的第三加热区域c进行加热。第四加热单元11对辊体2的辊面的第四加热区域d进行加热。所以，当测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过第一加热区域a时，测温单元4就是在对进入到第一加热区域a的辊体2的辊面进行温度检测。当测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过第二加热区域b时，测温单元4就是在对进入到第二加热区域b的辊体2的辊面进行温度检测。当测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过第三加热区域c时，测温单元4就是在对进入到第三加热区域c的辊体2的辊面进行温度检测。当测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过第四加热区域d时，测温单元4就是在对进入到第四加热区域d的辊体2的辊面进行温度检测。本发明中的第一加热单元8、第二加热单元9、第三加热单元10以及第四加热单元11都是加热单元是扁平线圈，但不以此为限。
辊体2的辊面按周向均匀设有多个参考标记，辊体运动监控单元12指向辊体2的辊面，辊体运动监控单元12通过光学检测、或者角度检测、或者位置检测(不以此为限)等方法记录经过的参考标记的数量，来判定测温单元4处于哪个加热区域内。例如，辊体2的辊面上按周向均匀设置了四个凹陷的参考标记，当辊体2的辊面滚动时，参考标记会一次经过辊体运动监控单元12，则当每四个参考标记通过辊体运动监控单元12，则认定为辊体2已经旋转了一周。而仅有两个参考标记通过辊体运动监控单元12，则认定为辊体2已经旋转了90°，以此类推，就能监控辊体的旋转角度和运行状态。
本实施例中，控制单元13内预存每个加热区域预设加热温度。当测温单元4检测到加热区域的辊面温度大于该加热区域预设加热温度，则控制单元13关闭对应该加热区域的加热单元。当测温单元4检测到加热区域的辊面温度小于等于该加热区域预设加热温度，则控制单元13开启对应该加热区域的加热单元。以此来对辊体2的辊面的温度进行自动化调节，以达到最佳的工艺温度要求。
在一个优化实施例中，辊体2的辊面包括接触辊压材料1的负载侧和不接触辊压材料1的空载侧，负载侧与空载侧之间形成接入辊压材料1的接入端e以及辊压材料1离开辊面的离去端f。在负载侧，随加热区域接近接入端e，该加热区域预设加热温度增高。在负载侧，随加热区域接近离去端f，该加热区域预设加热温度降低。例如，将最靠近接入端e的第一加热区域a的工艺温度设为200摄氏度，将最靠近离去端f的第三加热区域c的工艺温度设为190摄氏度，则它们之间的负载侧的第二加热区域b的工艺温度设为195摄氏度。而空载侧的第四加热区域d由于不接触辊压材料1，第四加热区域d的工艺温度设为185至190摄氏度。
图7是本发明的电磁加热辊控温方法的流程图。如图7所示，本发明的电磁加热辊控温方法，采用上述电磁加热辊控温系统，包括以下步骤：
s100、首先对辊体进行校准归位，然后控制单元13内预存每个加热区域预设加热温度。
s200、测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过加热区域，测温单元4实时检测辊体2的辊面各加热区域的辊面温度数据。
s300、辊体运动监控单元12检测辊体2的转动，实时判定测温单元4处于哪个加热区域内，测温单元4随辊体2转动依次经过所有加热区域，测温单元4检测加热区域的辊面温度。
s400、判断测温单元4检测到加热区域的辊面温度是否大于该加热区域预设加热温度，若是，则执行步骤s500；若否，则执行步骤s600。
s500、控制单元13关闭对应该加热区域的加热单元，返回步骤s300。以及
s600、控制单元13开启对应该加热区域的加热单元，返回步骤s300。
其中，辊体2的辊面按周向均匀设有多个参考标记，辊体运动监控单元12指向辊体2的辊面，辊体运动监控单元12通过光学检测、或者角度检测、或者位置检测记录经过的参考标记的数量，来判定测温单元4处于哪个加热区域内。本实施例中，辊体2的辊面沿周向分为四个加热区域，辊体2内设有第一加热单元8、第二加热单元9、第三加热单元10以及第四加热单元11，每个加热单元独立对辊体2的辊面的一加热区域进行加热。
图8是本发明的电磁加热辊控温系统转动状态下测温单元位于第一加热区域的剖面示意图。图9是本发明的电磁加热辊控温系统转动状态下测温单元位于第二加热区域的剖面示意图。图10是本发明的电磁加热辊控温系统转动状态下测温单元位于第三加热区域的剖面示意图。图11是本发明的电磁加热辊控温系统转动状态下测温单元位于第四加热区域的剖面示意图。如图8至11所示，本发明的具体实施方式如下：
辊体2的辊面沿周向分为第一加热区域a、第二加热区域b、第三加热区域c以及第四加热区域d，但不以此为限。在其他变形例中，可以将辊体2的辊面沿周向分为更多或是更少的加热区域。划分的加热区域越多，则越能精确测得辊体2的辊面每个局部的精确温度。辊体2内设有第一加热单元8、第二加热单元9、第三加热单元10以及第四加热单元11，每个加热单元独立对辊体2的辊面的一加热区域进行加热。第一加热单元8对辊体2的辊面的第一加热区域a进行加热。第二加热单元9对辊体2的辊面的第二加热区域b进行加热。第三加热单元10对辊体2的辊面的第三加热区域c进行加热。第四加热单元11对辊体2的辊面的第四加热区域d进行加热。辊体2的辊面按周向均匀设有多个参考标记，辊体运动监控单元12指向辊体2的辊面，辊体运动监控单元12通过光学检测、或者角度检测、或者位置检测记录经过的参考标记的数量，来判定测温单元4处于哪个加热区域内。
如图8所示，当辊体运动监控单元12检测到测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过第一加热区域a时，测温单元4就是在对进入到第一加热区域a的辊体2的辊面进行温度检测。当测温单元4检测到第一加热区域a的辊面温度大于该第一加热区域a预设加热温度，则控制单元13关闭对应该第一加热区域a的第一加热单元8。当测温单元4检测到第一加热区域a的辊面温度小于等于该第一加热区域a预设加热温度，则控制单元13开启对应该第一加热区域a的第一加热单元8。以此来对辊体2的辊面第一加热区域a的温度进行自动化调节，以达到最佳的工艺温度要求。
如图9所示，当辊体运动监控单元12检测到测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过第二加热区域b时，测温单元4就是在对进入到第二加热区域b的辊体2的辊面进行温度检测。当测温单元4检测到第二加热区域b的辊面温度大于该第二加热区域b预设加热温度，则控制单元13关闭对应该第二加热区域b的第二加热单元9。当测温单元4检测到第二加热区域b的辊面温度小于等于该第二加热区域b预设加热温度，则控制单元13开启对应该第二加热区域b的第二加热单元9。以此来对辊体2的辊面第二加热区域b的温度进行自动化调节，以达到最佳的工艺温度要求。
如图10所示，当辊体运动监控单元12检测到测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过第三加热区域c时，测温单元4就是在对进入到第三加热区域c的辊体2的辊面进行温度检测。当测温单元4检测到第三加热区域c的辊面温度大于该第三加热区域c预设加热温度，则控制单元13关闭对应该第三加热区域c的第三加热单元10。当测温单元4检测到第三加热区域c的辊面温度小于等于该第三加热区域c预设加热温度，则控制单元13开启对应该第三加热区域c的第三加热单元10。以此来对辊体2的辊面第三加热区域c的温度进行自动化调节，以达到最佳的工艺温度要求。
如图11所示，当辊体运动监控单元12检测到测温单元4随辊体2的辊面转动依次经过第四加热区域d时，测温单元4就是在对进入到第四加热区域d的辊体2的辊面进行温度检测。当测温单元4检测到第四加热区域d的辊面温度大于该第四加热区域d预设加热温度，则控制单元13关闭对应该第四加热区域d的第四加热单元11。当测温单元4检测到第四加热区域d的辊面温度小于等于该第四加热区域d预设加热温度，则控制单元13开启对应该第四加热区域d的第四加热单元11。以此来对辊体2的辊面第四加热区域d的温度进行自动化调节，以达到最佳的工艺温度要求。
本发明的电磁加热辊控温系统及其方法仅通过一个随辊面转动的测温单元，就能依次测量多个加热区域，并对每个一加热区域的加热单元进行调整，以便达到最佳的辊面工作温度。
综上，本发明所提供的电磁加热辊控温系统及其方法保证了大辊体低速生产过程中温度稳定性，提高生产效率及产品合格率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。