[發(fā)明專(zhuān)利]一種帶狀材料的相對(duì)位置檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310608524.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103604359A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳小磊;王勇;劉松斌;高健;張屹;李峰凱;王敏;肖鐵妹;穆慧靈
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京金自能源科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B7/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B7/00;G01B7/02
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專(zhuān)利事務(wù)所 11121
• 代理人: 祗志潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于針對(duì)帶狀材料的相對(duì)位置、寬度的測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體通過(guò)采電容的測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)相對(duì)位置和寬度檢測(cè)。

背景技術(shù)

帶狀材料生產(chǎn)中，需將成品材料繞成卷，或?qū)畈牧祥_(kāi)卷后加工。在開(kāi)卷或卷取的過(guò)程中需將材料中心位置始終保持在生產(chǎn)線的中心或某個(gè)特定參考線上。帶狀材料涉及種類(lèi)繁多，比如塑料薄膜、紙、鋼鐵、鋁、銅等。可分為金屬或者非金屬、磁性材料或非磁性材料。現(xiàn)有技術(shù)中采用電感式、光電式等幾種檢測(cè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。其中電感式檢測(cè)方法只能檢測(cè)磁性材料，光電式檢測(cè)方法只能檢測(cè)透明度不高的材料，且受環(huán)境光、粉塵等其他污染的干擾比較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種帶狀材料的相對(duì)位置檢測(cè)方法，采用電容式檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)時(shí)檢測(cè)帶狀材料在生產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)相對(duì)位置和寬度。本發(fā)明能完全避開(kāi)材料的限制且對(duì)環(huán)境要求大大降低，可作到免維護(hù)使用。

本發(fā)明的一種帶狀材料的相對(duì)位置檢測(cè)方法，具體是：

步驟1：取四個(gè)大小和形狀都相同的電極板，兩個(gè)電極板組成一個(gè)電容，將組成的兩個(gè)電容布置在被測(cè)帶狀材料的生產(chǎn)線的左右兩側(cè)，被測(cè)帶狀材料從兩個(gè)電容的上下兩個(gè)電極板之間穿過(guò)；

步驟2：針對(duì)左側(cè)或右側(cè)電容，檢測(cè)被測(cè)帶狀材料未插入電容時(shí)的初始電容值，然后在被測(cè)帶狀材料插入電容后，實(shí)時(shí)檢測(cè)電容值，將實(shí)時(shí)檢測(cè)的電容值減去初始電容值得到電容變化量，根據(jù)被測(cè)帶狀材料的性質(zhì)來(lái)確定被測(cè)帶狀材料插入左側(cè)或右側(cè)電容的距離；

步驟3：將被測(cè)帶狀材料插入左側(cè)電容的距離，加上左側(cè)電容的電極板邊緣距離生產(chǎn)線的中心線的垂直距離，得到生產(chǎn)線的中心線到被測(cè)帶狀材料左邊緣的垂直距離L_l；將被測(cè)帶狀材料插入右側(cè)電容的距離，加上右側(cè)電容的電極板邊緣距離生產(chǎn)線的中心線的垂直距離，獲得生產(chǎn)線的中心線到被測(cè)帶狀材料右邊緣的垂直距離L_r；

步驟4：將同一時(shí)刻測(cè)得的距離L_l和L_r相加，得到被測(cè)帶狀材料的寬度；

步驟5：通過(guò)左側(cè)或者右側(cè)電容實(shí)時(shí)測(cè)得生產(chǎn)線的中心線到被測(cè)帶材左邊緣或右邊緣的垂直距離，與被測(cè)帶狀材料的寬度比較，獲取被測(cè)帶狀材料偏離生產(chǎn)線中心線的距離。

所述的步驟2中，根據(jù)被測(cè)帶狀材料的性質(zhì)來(lái)確定被測(cè)帶狀材料插入電容的距離，設(shè)L為被測(cè)帶狀材料插入左側(cè)或右側(cè)電容的距離，ΔC為左側(cè)或右側(cè)電容的電容變化量；

（1）當(dāng)被測(cè)帶狀材料為非導(dǎo)體材料時(shí)，距離L為：其中，ε_r2為被測(cè)帶狀材料介電常數(shù)，C₀為左側(cè)或右側(cè)電容的初始電容值，L₀為電極板的長(zhǎng)度；

（2）當(dāng)被測(cè)帶狀材料為導(dǎo)體材料時(shí)，距離L為：其中，d₀為左側(cè)或右側(cè)電容的上下兩個(gè)電極板之間的垂直距離，d₁為被測(cè)帶狀材料的厚度。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于：（1）不受被測(cè)材料的限制；（2）不受環(huán)境干擾；（3）不僅能測(cè)量材料的相對(duì)位置，且能同時(shí)計(jì)算出被測(cè)材料的寬度；（4）在被測(cè)材料的寬度已知時(shí)，當(dāng)其中一側(cè)電容故障時(shí)，可以單邊電容工作，檢測(cè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有效。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的帶狀材料的相對(duì)位置檢測(cè)方法的實(shí)現(xiàn)原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明的帶狀材料的相對(duì)位置檢測(cè)方法進(jìn)行說(shuō)明。

步驟1：布置檢測(cè)結(jié)構(gòu)。

檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括四塊大小和形狀都相同的平行電極板，如圖1所示。電極板1和電極板2形成一個(gè)電容C1，電極板3和電極板4形成一個(gè)電容C2。將電容C1和C2分別布置在被測(cè)帶狀材料生產(chǎn)線的左右兩側(cè)。本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選兩個(gè)電容關(guān)于被測(cè)帶狀材料生產(chǎn)線的中心線所在的垂直面左右對(duì)稱(chēng)。被測(cè)帶狀材料從兩個(gè)電容的上下兩個(gè)電極板之間穿過(guò)。兩個(gè)電容組成的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的中心位置也就是被測(cè)帶狀材料生產(chǎn)線的中心線。

如圖1所示，每個(gè)電極板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)₀，寬度為b₀，電容上下兩個(gè)電極板之間的垂直距離為d₀，位于同一側(cè)的兩個(gè)電極板的邊緣距離生產(chǎn)線的中心線的垂直距離為L(zhǎng)_A。設(shè)在布置好電容C1和C2后，被測(cè)帶狀材料分別進(jìn)入每個(gè)電容的距離為L(zhǎng)，此時(shí)，每個(gè)電容都存在兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是上下兩個(gè)電極板有被測(cè)帶狀材料遮擋的區(qū)域，一個(gè)是上下兩個(gè)電極板未被被測(cè)帶狀材料遮擋的區(qū)域。