專利名稱：無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置和方法，特別涉及一種無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置和方法。
背景技術：
帶狀材料的密度異常在工業(yè)生產(chǎn)中對于產(chǎn)品的重量好壞起著關鍵性的作用。現(xiàn)階段對于帶狀物體密度異常的監(jiān)測方法主要分為兩種一種是對物體進行隨機有損取樣，然后通過對樣品稱重計算物體的密度，再判斷物體的密度異常。這種方法是需要人工參與的有損采樣監(jiān)測，不能反映整個物體的密度異常，只能根據(jù)取樣密度值估計物體的大致密度分布情況。另一種方法是針對金屬帶狀材料而采用的放射性方法實時監(jiān)測密度的均勻性，此法雖可以實現(xiàn)無損連續(xù)檢測且精確度較高，但由于放射性對人體會造成損害，同時能量需求較高，無法廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)中。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種無放射性且能做到連續(xù)無損監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置和方法。本發(fā)明通過以下方案實現(xiàn)。一種無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置，包括測量單元、除法電路和計算機設備，所述的測量單元從下至上包括有電子稱重設備——滾動軸——連接環(huán)——電機，滾動軸垂直豎立于電子稱重裝置上，電機通過連接環(huán)與滾動軸連接，電機通過連接環(huán)給予滾動軸橫向旋轉的力而不給予縱向的力，保證滾動軸對于所測量的帶狀材料的相對重量(即帶狀材料對電子稱重裝置所產(chǎn)生的壓力)不產(chǎn)生影響；所述測量單元的電子稱重設備通過數(shù)據(jù)線與除法電路連接，向其傳送相對重量數(shù)據(jù)；所述測量單元的電機通過數(shù)據(jù)線分別與除法電路和計算機設備連接，分別實現(xiàn)向除法電路傳送電機的運行時間數(shù)據(jù)與接收計算機設備的電機控制信號；除法電路與計算機設備通過數(shù)據(jù)線或無線方式連接，實現(xiàn)將除法電路計算得到的數(shù)據(jù)向計算機設備傳送；除法電路采用現(xiàn)有常用的相關電子設備即可，計算機設備則采用現(xiàn)有常規(guī)具備信號接收、數(shù)據(jù)處理、控制及顯示輸出功能的設備即可。為使上述監(jiān)測裝置的監(jiān)測結果更加準確，本裝置還包括整平輥部件，用以整平測量的帶狀材料?！N無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的方法，采用上述的無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置，電機帶動滾動軸轉動，由與其連接的計算機設備設定恒定線速度值并保持，通過數(shù)據(jù)線將設定值的控制信號傳送至電機，使帶狀材料以均勻的線速度卷繞滾動軸運動；電子稱重設備將獲得的連續(xù)卷繞于滾動軸上的帶狀材料的相對重量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳送至除法電路中，電機的運行時間則通過數(shù)據(jù)線傳送至除法電路中。材料相對密度=材料相對重量/材料的體積，材料體積=材料長度X材料寬度X材料厚度，對于測量的每卷帶狀材料而言，其厚度和寬度設定為一致，因此該卷材料的體積就正比于材料的長度，又因為線速度已設定為恒速，所以長度正比于卷繞時間即電機運行時間，也就是體積正比于卷繞時間，即電機運動的時間。因此除法電路在接收到相對重量數(shù)據(jù)和電機運動時間數(shù)據(jù)后，按公式相對重量/運動時間計算得到相對密度，將相對密度信號傳送至與其相連接的計算機設備，計算機設備依據(jù)接受到的相對密度信號監(jiān)控相對密度變化，如果相對密度沒有變化，則除法電路的輸出信號就是近似水平直線，如果相對密度在某個時間段是變化的，則輸出信號就顯示出相應的波動變化，計算機設備按上述原理將相對密度信號轉化為相對密度變化波形圖輸出，從波形圖中就可觀測到帶狀材料的密度變化情況。還可在計算機設備中事先設定相對密度的上限值和下限值，當測得的相對密度值超出上限值或低于下限值時，發(fā)出密度異常報警信號。為使監(jiān)測準確，帶狀材料在卷繞至滾動軸前，先經(jīng)過整平輥整平。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下明顯優(yōu)點
I.本發(fā)明裝置中沒有采用放射性設備，環(huán)境友好，應用廣泛。2.本發(fā)明的監(jiān)測裝置和方法一方面可在無損情況下對帶狀材料實施密度異常監(jiān)測，另一方面可實現(xiàn)密度異常的連續(xù)自動監(jiān)測并具備實時報警功能。3.本發(fā)明的監(jiān)測裝置和方法對檢測到的一些密度一致同類帶狀材料，先人工測得它們的絕對密度值，再根據(jù)測得的相對密度值，就可建立該類帶狀材料相對密度與絕對密度的關系曲線或轉化公式，據(jù)此還可以實時計算該類其它帶狀材料的絕對密度值。


圖I實施例I的裝置框2實施例I中測量單元在監(jiān)測狀態(tài)下的結構示意3實施例2的計算機設備輸出波形及報警原理示意圖
具體實施例方式實施例I一種無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置，如圖I所示為監(jiān)測裝置框圖，包括測量單元I、除法電路2和計算機設備3。除法電路2與計算機設備3通過數(shù)據(jù)線連接。除法電路采用常用的相關電子裝置。測量單元I在監(jiān)測狀態(tài)下的結構示意圖如圖2所示，從下至上包括有電子稱重設備4—滾動軸5—連接環(huán)6—電機7，滾動軸5垂直豎立于電子稱重設備4上，電機7通過連接環(huán)6與滾動軸5連接，電機7通過連接環(huán)6給予滾動軸5橫向旋轉的力量而不給予縱向的力，使?jié)L動軸5對于測量的帶狀材料8的相對重量不產(chǎn)生影響；帶狀材料8在被卷繞前可先經(jīng)整平輥部件11整平。電子稱重設備4通過數(shù)據(jù)線9與除法電路2連接，將得到的帶狀材料相對重量數(shù)據(jù)傳送至除法電路2中；電機7通過數(shù)據(jù)線10分別與除法電路2和計算機設備3連接，計算機設備3將設定的帶狀材料卷繞線速度值數(shù)據(jù)信號傳送給電機7并保持該值，電機7將運行的時間數(shù)據(jù)傳送給除法電路2。反映到圖I中表現(xiàn)為，測量單元I將重量數(shù)據(jù)(即“重量信號”)和電機運行時間數(shù)據(jù)(即“長度信號”)傳送至除法電路2中，除法電路2將計算得到的相對密度數(shù)據(jù)信號傳送至計算機設備3中，而計算機設備向測量單元I的電機7傳送線速度控制信號，計算機設備則最終輸出相對密度變化波形圖，從波形圖中可判斷待測帶狀材料密度異常情況。
實施例2一種無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的方法，采用實施例I的裝置，電機7通過連接環(huán)6帶動滾動軸5轉動,與電機7連接的計算機設備3設定恒定線速度值,通過數(shù)據(jù)線10傳送至電機7，使帶狀材料8以均勻的線速度卷繞滾動軸5運動，帶狀材料8在被卷繞前先經(jīng)整平輥部件11整平；電子稱重設備4將獲得的連續(xù)卷繞于滾動軸5上的帶狀材料8的相對重量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線9傳送至除法電路2中；電機的運動時間則通過數(shù)據(jù)線10傳送至除法電路2中，除法電路2將收到的相對重量數(shù)據(jù)和電機運行時間數(shù)據(jù)按公式相對重量/運行時間計算得到相對密度數(shù)據(jù)，將該密度數(shù)據(jù)傳送計算機設備3中，計算機設備依據(jù)相對密度數(shù)據(jù)監(jiān)控相對密度變化，并輸出相對密度變化波形，如圖3所示。如果相對密度沒有變化，則計算機輸出的信號波形圖近似于水平直線，如果相對密度在某個時間出現(xiàn)變化，反應到圖中就表現(xiàn)為波動幅度變化量增大。如果在計算機設備中事先設定相對密度的上限值和 下限值，如圖3中的上下兩條水平直線12和13，當測得的相對密度值超出上限值或低于下限值時，發(fā)出密度異常報警信號。
權利要求
1.一種無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置，其特征在于包括檢測單元、除法電路和計算機設備；所述的檢測單元從下至上包括有電子稱重設備一滾動軸一連接環(huán)一電機，滾動軸垂直豎立于電子稱重設備上，電機通過連接環(huán)與滾動軸連接；所述檢測單元的電子稱重設備通過數(shù)據(jù)線與除法電路連接，所述檢測單元的電機通過數(shù)據(jù)線分別與除法電路和計算機設備連接，除法電路則通過數(shù)據(jù)線或以無線方式與計算機設備連接。
2.如權利要求I所述的無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置，其特征在于還包括整平輥部件。
3.一種無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常 的方法，其特征在于采用如權利要求I或2所述的無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置，電機帶動滾動軸轉動，使厚度和寬度一致的帶狀材料以均勻的線速度卷繞滾動軸運動，線速度值由與電機相連接的計算機設備設定并保持并通過數(shù)據(jù)線傳送至電機，電機運行的時間數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線直接傳送至除法電路；電子稱重設備將獲得的連續(xù)卷繞于滾動軸上的帶狀材料的相對重量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳送至除法電路中；除法電路將接收到的相對重量數(shù)據(jù)和電機運行時間數(shù)據(jù)按公式相對重量/電機運行時間做計算，得到相對密度值的信號，并將信號傳送至與其相連接的計算機設備，計算機設備依據(jù)信號數(shù)據(jù)監(jiān)控相對密度變化，并轉化為相對密度變化波形圖輸出。
4.如權利要求3所述的無損連續(xù)監(jiān)測帶狀測量密度異常的方法，其特征在于在計算機設備中設定相對密度的上限值和下限值，當測得的相對密度值超出上限值或低于下限值時，發(fā)出密度異常報警信號。
5.如權利要求3或4所述的無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的方法，其特征在于所述的帶狀材料經(jīng)整平輥整平后再卷繞至滾動軸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無損連續(xù)監(jiān)測帶狀材料密度異常的裝置及方法，包括測量單元、除法電路和計算機設備，測量單元從下至上包括有電子稱重設備——滾動軸——連接環(huán)——電機，電子稱重設備通過數(shù)據(jù)線與除法電路連接，電機通過數(shù)據(jù)線分別與除法電路和計算機設備連接。電機帶動滾動軸轉動使帶狀材料以恒定線速度卷繞滾動軸運動；電子稱重設備將帶狀材料的相對重量數(shù)據(jù)傳送至除法電路中，電機的運動時間傳送至除法電路；在除法電路中按公式相對重量/運行時間做計算，并將計算結果傳輸?shù)接嬎銠C設備，由計算機設備輸出相對密度變化波形圖，并進行密度異常監(jiān)控報警。采用本發(fā)明的裝置和方法，可在無損情況下對帶狀材料實施密度異常連續(xù)自動實時監(jiān)測,效率高、速度快、方便且無污染。
文檔編號G01N9/02GK102735583SQ20121025056
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權日2012年7月19日
發(fā)明者張竣凱, 羅漢源, 趙于前 申請人:先進儲能材料國家工程研究中心有限責任公司