專利名稱：具有用于檢測(cè)溫度和/或壓力的傳感器的吸取輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及工業(yè)輥，更具體的，涉及用于造紙的輥。
背景技術(shù)：
圓柱輥用于許多工業(yè)應(yīng)用，尤其是那些涉及造紙的應(yīng)用。這樣的輥通常用于苛刻的環(huán)境，其中，它們會(huì)暴露于高的動(dòng)態(tài)載荷和溫度，以及侵蝕性或者腐蝕性化學(xué)試劑。作為一個(gè)例子，在典型的造紙機(jī)中，輥不但用于在處理站之間傳送纖維幅片(或幅面板)，而且在按壓部分和砑光輥的情況下，用于將幅片本身加工成紙。
造紙機(jī)可以包括一個(gè)或者多個(gè)設(shè)置在機(jī)器內(nèi)的各個(gè)位置處的吸取輥，以從帶(諸如壓氈)和/或纖維幅面料汲取濕氣。每個(gè)吸取輥通常由被聚合物覆蓋物覆蓋的金屬殼構(gòu)成，帶有多個(gè)徑向從其中延伸的孔。利用位于吸取輥殼的內(nèi)部的吸取箱施加真空壓力。水被汲取到徑向延伸的孔內(nèi)，且在水離開(kāi)吸水區(qū)域以后從孔離心推進(jìn)，或者從吸收輥殼的內(nèi)部通過(guò)合適的流體管道或者管路運(yùn)輸?？淄ǔＭㄟ^(guò)多鉆頭鉆機(jī)以格形圖案形成，其立即形成一排多個(gè)孔(例如，鉆機(jī)可以立即形成五十個(gè)對(duì)準(zhǔn)的孔)。在很多格形圖案中，孔布置成使得孔的行和列相對(duì)于輥的縱軸線成傾斜角。
當(dāng)紙幅傳送通過(guò)造紙機(jī)時(shí)，知道紙幅經(jīng)歷的壓力曲線是很重要的。壓力的變化會(huì)影響從幅面料排出的水的量，其會(huì)影響最終片濕氣含量、厚度和其它性質(zhì)。因此，用吸取輥施加的壓力的幅度會(huì)影響由造紙機(jī)生產(chǎn)的紙的質(zhì)量。
吸取輥的其它特性也是重要的。例如，在橫截機(jī)器方向上由輥覆蓋物經(jīng)歷的應(yīng)力和應(yīng)變可以提供關(guān)于該覆蓋物的耐久性和空間穩(wěn)定性的信息。此外，輥的溫度曲線可以輔助識(shí)別覆蓋物的潛在問(wèn)題區(qū)域。
已知在工業(yè)輥的覆蓋物中包括壓力和/或溫度傳感器。例如，Moschel等人的美國(guó)專利No.5699729描述了具有螺旋設(shè)置纖維的輥，其包括多個(gè)嵌入輥的聚合物覆蓋物中的壓力傳感器。然而，上述類型的吸取輥提出了傳統(tǒng)輥沒(méi)有提出的技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，吸取輥孔圖案通常設(shè)計(jì)有足夠的密度，使得一些孔將覆蓋傳感器的一些部分。傳統(tǒng)上，傳感器和伴隨的纖維在施加聚合物覆蓋物以前施加到金屬殼，且在施加和固化覆蓋物以后鉆出吸收孔。這樣，以傳統(tǒng)方式在覆蓋物中鉆孔幾乎肯定會(huì)損壞傳感器，以及也可能損壞光纖。此外，在覆蓋物的固化期間，聚合物材料經(jīng)常在芯上稍微移位，且又可能移動(dòng)纖維和傳感器的位置；這樣，不可能總是精確確定覆蓋物下面的纖維和傳感器的位置，移位的芯可能移動(dòng)傳感器或者纜線(或電纜)到直接在孔下面的位置。此外，為了合適的性能，通常光纜具有相對(duì)高的最小彎曲半徑；這樣，試圖在輥中在預(yù)期的孔之間織造光纖可能在纖維內(nèi)導(dǎo)致不可接受的光傳送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于工業(yè)輥的傳感系統(tǒng)，其可以與吸取輥一起使用。作為第一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種工業(yè)輥，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼；圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物；以及傳感系統(tǒng)。該傳感系統(tǒng)包括嵌入覆蓋物的多個(gè)傳感器，傳感器成形為感測(cè)輥的工作參數(shù)；以及與多個(gè)傳感器串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件。該信號(hào)運(yùn)送部件依隨殼的外表面上的螺旋路徑，其中，該信號(hào)運(yùn)送部件在相鄰的傳感器之間延伸，延伸超過(guò)殼外表面的一個(gè)完整的圈(最好，信號(hào)運(yùn)送部件的中間段在相鄰的傳感器之間延伸超過(guò)輥的完整的圈)。
作為第二個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種工業(yè)輥，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼；圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物，該覆蓋物包括限定螺旋路徑的內(nèi)部凹槽；以及傳感系統(tǒng)，其中，該傳感系統(tǒng)包括多個(gè)嵌入覆蓋物的傳感器，傳感器成形為感測(cè)輥的工作參數(shù)，以及與多個(gè)傳感器串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件。該信號(hào)運(yùn)送部件位于凹槽中，且依隨殼的外表面上的螺旋路徑。
作為第三個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種工業(yè)輥，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼； 圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物；以及傳感系統(tǒng)，其包括嵌入覆蓋物的多個(gè)傳感器，傳感器成形為感測(cè)輥的工作參數(shù)；以及與多個(gè)傳感器串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件。多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)成形為沿著且相對(duì)于信號(hào)運(yùn)送部件滑動(dòng)。
作為第四個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種工業(yè)輥，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼；圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物，其中，該覆蓋物和殼包括多個(gè)從覆蓋物的外表面延伸到殼內(nèi)腔的通孔，使得內(nèi)腔與覆蓋物外表面外部的環(huán)境流體連通；以及傳感系統(tǒng)，其包括嵌入覆蓋物的多個(gè)傳感器，傳感器成形為感測(cè)輥的工作參數(shù)；以及與多個(gè)傳感器串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件，信號(hào)運(yùn)送部件依隨殼的外表面上的螺旋路徑。覆蓋物還包括至少一個(gè)位于多個(gè)傳感器中的一個(gè)上的盲鉆孔。
作為第五個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種計(jì)算工業(yè)吸取輥上的傳感器的軸向和圓周位置的方法。該方法包括的步驟為提供為輸入變量(a)輥的直徑和圓周之一，和(b)由工業(yè)輥中的孔的圖案和垂直于輥的縱軸線的平面限定的角；選擇一個(gè)值用于傳感器的軸向或者圓周位置之一；以及根據(jù)輥的直徑或者圓周、孔圖案角和軸向或者圓周位置的值來(lái)確定傳感器的軸向或者圓周位置中的另一個(gè)。
本發(fā)明的這些方面的每一個(gè)(以及其它方面)可以促進(jìn)在吸取輥覆蓋物中應(yīng)用傳感系統(tǒng)，從而克服由現(xiàn)有傳感系統(tǒng)提出的一些困難。


圖1是本發(fā)明的吸取輥和檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格視圖；圖2是在圖1的吸取輥的制造中形成的殼和覆蓋物基層的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格透視圖；圖3是圖2的殼和覆蓋物基層用鉆機(jī)刻痕的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格透視圖；圖4是在圖3的覆蓋物基層中用車床形成的凹槽的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格透視圖；圖5是在如圖4所示的覆蓋物基層中形成的凹槽中定位的光纖和傳感器的放大的部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格透視圖；圖6是圖5的傳感器和光纖的極大放大的側(cè)部截面圖；圖7是施加在圖3和5的覆蓋物基層、光纖和傳感器上的頂部積累層的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格透視圖；圖8是圖7的頂部積累層以及圖3的殼和覆蓋物基層用鉆機(jī)鉆孔的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格透視圖；
圖9是用于圖1的吸取輥的典型的孔圖案的放大的頂部視圖；圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明確定傳感器的軸向和圓周位置的方法的一些實(shí)施例中使用的公式的推導(dǎo)的示意圖；以及圖11是根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)確定傳感器的軸向和圓周位置的說(shuō)明步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
此后更全面地描述本發(fā)明，其中，示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以不同的形式體現(xiàn)，且不應(yīng)該理解為限制于這里闡述的實(shí)施例。相反，這些實(shí)施例設(shè)置為使得該披露物是徹底和完全的，完全將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員。在附圖中，同樣的標(biāo)記指同樣的元件。為了清楚可以夸大一些部件的厚度和尺寸。
現(xiàn)在參考附圖，概括地由附圖標(biāo)記20表示的吸取輥在圖1中顯示。吸取輥20包括空心圓柱殼或者芯22(如圖2可見(jiàn))和圍繞殼22的覆蓋物24(通常由一種或者多種聚合物材料形成)。用于感測(cè)壓力、溫度或者感興趣的一些其它工作參數(shù)的傳感系統(tǒng)26包括螺旋光纖28和多個(gè)傳感器30，它們每個(gè)嵌入到覆蓋物24中。傳感系統(tǒng)26還包括處理器32，其處理由傳感器30產(chǎn)生的信號(hào)。
殼22通常由耐腐蝕的金屬材料形成，諸如不銹鋼或者青銅。吸取箱(未示出)通常定位在殼22的內(nèi)腔內(nèi)，以通過(guò)殼22和覆蓋物24中的通孔施加負(fù)壓(即，吸取)。通常，殼22已經(jīng)包括通孔，它們以后將與通孔82和盲鉆孔84對(duì)準(zhǔn)。典型的殼和吸取箱組合在Huttunen的美國(guó)專利No.6358370中說(shuō)明和描述，其披露物整個(gè)在此引入。
覆蓋物24可以采用任何形狀，且可以由本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員認(rèn)可的任何聚合物和/或彈性體材料形成，以適合于與吸取輥一起使用。典型的材料包括天然橡膠、合成橡膠，諸如氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯(SBR)、腈橡膠、氯磺化聚乙烯(“CSPE”也已知為商標(biāo)HYPALON)、EDPM(給予由乙烯-丙稀二烯單體形成的乙烯-丙稀三元共聚物的名字)、環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨脂。在很多情況下，覆蓋物24包括多層(圖2和7示出了施加獨(dú)立的基層和頂部積累層42、70；也可以包括附加層，諸如基層和頂部積累層42、70之間的“固定”層以及殼22和基層42之間的粘合層)。覆蓋物24還可以包括加強(qiáng)和填充材料、添加劑等。典型的附加材料在Stephens的美國(guó)專利No.6328681和Jone的美國(guó)專利No.6375602中討論，其披露物在此整個(gè)引入。
覆蓋物24具有孔的圖案(其包括通孔82和盲鉆孔84)，其可以是傳統(tǒng)地與吸取輥一起使用或者被認(rèn)為是適合于當(dāng)造紙機(jī)的氈或者織物和/或紙幅在輥20上行進(jìn)時(shí)施加吸力到覆蓋的造紙機(jī)的氈或者織物和/或紙幅的任何孔的圖案。一個(gè)典型的孔圖案的基本重復(fù)單元86在圖9中顯示。該重復(fù)單元86可以由代表圖案的高度或者圓周展開(kāi)的框88(該尺寸通常大約0.5到1.5英寸)和表示圖案的寬度或者軸向展開(kāi)的鉆孔間隔90來(lái)限定。如典型的，孔82、84的列限定相對(duì)于垂直于輥20的縱軸線的平面的角θ(通常在大約5和20度之間)。
返回參考圖1，傳感系統(tǒng)26的光纖28可以是本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員認(rèn)為適合于在吸取輥中通過(guò)光信號(hào)的任何光纖?；蛘撸梢允褂昧硪粋€(gè)信號(hào)運(yùn)送部件，諸如電纜。傳感器30可以采用本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員認(rèn)為適合于檢測(cè)感興趣的工作參數(shù)(例如，應(yīng)力、應(yīng)變、壓力或者溫度)的任何形式。如下所述，最好傳感器30為允許它們沿著光纖28滑動(dòng)(至少短距離)的結(jié)構(gòu)。典型的光纖和傳感器在Moschel等人的美國(guó)專利No.5699729和美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/489768中討論，其每個(gè)的內(nèi)容通過(guò)參考在此整個(gè)引入。
處理器32通常是個(gè)人電腦或者類似的數(shù)據(jù)交換裝置，諸如造紙廠的分布控制系統(tǒng)，其可以將來(lái)自傳感器30的信號(hào)處理為有用的、容易理解的信息。最好，無(wú)線通訊模式，諸如RF信號(hào)裝置，用于將來(lái)自傳感器30的數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器單元32。其它替代結(jié)構(gòu)包括滑環(huán)連接器，其使得信號(hào)可以從傳感器30發(fā)送到處理器32。合適的典型處理單元在Moore的美國(guó)專利No.5562027和美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/872584中討論，其披露內(nèi)物在此整個(gè)引入。
吸取輥20可以以下面所述和在圖2-9中顯示的方式制造。在該方法中，開(kāi)始?xì)?2覆蓋有覆蓋物24的一部分(諸如基層42)。如圖2可見(jiàn)，基層42可以通過(guò)擠壓噴嘴40施加，盡管基層42也可以通過(guò)本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員已知的其它技術(shù)來(lái)施加。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員還可以理解，盡管下面描述和在圖3-6中顯示的步驟顯示為在基層42上進(jìn)行，但是覆蓋物24的其它內(nèi)部層(諸如固定層)也可以用作光纖28和傳感器30的下面的表面。
現(xiàn)在參考圖3，覆蓋物24的基層42例如，通過(guò)多鉆頭鉆機(jī)46被刻痕或者另外標(biāo)記有劃痕44，其對(duì)應(yīng)于最終將形成在輥20中的孔82、84的需要的圖案。劃痕46應(yīng)該足夠深而可見(jiàn)，以便指示最終要形成孔的位置，但是不需要更深。
現(xiàn)在參考圖4，通過(guò)諸如這里所示的車床52之類的切割裝置將連續(xù)的螺旋凹槽50切入基層42。凹槽50形成在大約0.010英寸深的劃痕44之間(其應(yīng)該足夠深，以將光纖28保持其中)，且應(yīng)該制出基層42的外表面多于一個(gè)完整的圈。在一些實(shí)施例中，凹槽50以由孔82、84限定的角θ形成，且定位在孔的列之間。在大多數(shù)實(shí)施例中，角θ為使得凹槽50圍繞基層42多次；例如，對(duì)于具有240英寸長(zhǎng)度、36英寸直徑和10度的角θ的輥，凹槽50從頭到尾圍繞輥12次。
現(xiàn)在參考圖5，在基層42中形成凹槽50以后，安裝傳感器系統(tǒng)26的光纖28和傳感器30。光纖28在凹槽50中螺旋纏繞，使得傳感器30緊密鄰近需要的位置定位。光纖28保持在凹槽50中，從而防止從一側(cè)到另一側(cè)移動(dòng)。
可能需要稍微移位傳感器30的位置到基層42上的精確位置。因?yàn)楣饫w28保持在凹槽50中，且其相對(duì)非柔性(即，其可能在相對(duì)高的彎曲半徑處折斷)可以防止光纖28的一部分彎曲到凹槽以外，以便定位傳感器30，在一些實(shí)施例中，傳感器30可以沿著光纖28自由滑動(dòng)短距離。一種典型的設(shè)計(jì)在圖6中顯示。如從中可見(jiàn)，傳感器30包括多個(gè)彎曲元件60(通常由玻璃或者尼龍形成)，其以交錯(cuò)關(guān)系定位。纖維28在彎曲元件60之間穿過(guò)，以形成一系列組合起伏(組合起伏部)62。在這個(gè)方面，傳感器30類似上述美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/489768中描述的傳感器。該傳感器通常由環(huán)氧樹(shù)脂或者其它填充材料63構(gòu)成，填充材料填充彎曲元件60和起伏62之間的間隙，且維持它們之間的位置關(guān)系(即，其維持起伏62對(duì)準(zhǔn)彎曲元件60，且保持彎曲元件60相互成一直線)。在本發(fā)明的傳感器30中，最好環(huán)氧樹(shù)脂或者其它材料用于填充彎曲元件60和起伏62之間的體積，但是這樣的填充材料不結(jié)合到起伏62，從而使得彎曲元件60(其通常接附到共同的基底64)沿著光纖62滑動(dòng)。這可以例如通過(guò)選擇不化學(xué)結(jié)合到光纖28的填充材料(諸如環(huán)氧樹(shù)脂)，或者通過(guò)用防止填充材料63結(jié)合到光纖28的涂層(諸如脫模劑)來(lái)涂覆光纖28來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣的可滑動(dòng)結(jié)構(gòu)將使得傳感器30的定位相對(duì)于光纖28稍微調(diào)節(jié)到需要的精確位置，而不通過(guò)不適當(dāng)?shù)膹澢鷣?lái)使光纖28受力過(guò)大。
一旦傳感器30處于需要的位置，它們可以附著到合適的位置。這可以通過(guò)本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員已知的任何技術(shù)來(lái)進(jìn)行；典型的技術(shù)為粘合劑結(jié)合。
現(xiàn)在參考圖7，一旦傳感器30和光纖28定位且固定到基層42，施加覆蓋物24的剩余部分。圖7示出了通過(guò)擠壓噴嘴72施加頂部積累層70。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以理解，頂部積累層72的施加可以通過(guò)被認(rèn)為適合于這樣的施加的任何技術(shù)來(lái)進(jìn)行。如上所述，本發(fā)明包括具有只包括基層和頂部積累層的覆蓋物的輥，以及具有帶有另外的中間層的覆蓋物的輥。施加頂部積累層70隨后是固化，其技術(shù)對(duì)于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員是熟知的，且在此不需要詳細(xì)描述。
現(xiàn)在參考圖8，在頂部積累層70固化以后，通孔82和盲鉆孔84形成在覆蓋物24中，在通孔82還沒(méi)有在殼22中形成的情況下，也形成在其中。通孔82可以通過(guò)本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員已知的任何技術(shù)形成，但是最好由多鉆頭鉆機(jī)80(典型的鉆機(jī)是從意大利Safop，Pordenone可以獲得的DRILLMATIC機(jī)器)形成。應(yīng)該注意不要在傳感器30的位置上鉆通孔82；替代地，可以在這些位置鉆盲鉆孔84。
因?yàn)榭讏D案可以限定光纖28(依次是凹槽50)可以依隨的通道，在一些輥中，不可能傳統(tǒng)地設(shè)置傳感器30(即，軸向和圓周地均勻隔開(kāi)，且以單個(gè)螺旋)。同樣的，人們必須確定哪個(gè)軸向和圓周位置可以用于具體的輥?？梢杂绊憘鞲衅鞫ㄎ坏淖兞堪ㄝ伒某叽?長(zhǎng)度、直徑和/或圓周)和由孔圖案限定的角θ。具體的，這些變量之間的關(guān)系可以以下述方式描述。
從輥上的原點(diǎn)延伸到具體軸向和圓周位置的光纖長(zhǎng)度可以建模為直角三角形的斜邊，其中，軸向位置作為三角形的高度，由光纖覆蓋的總的圓周距離作為三角形的底邊(如圖10可見(jiàn))。該關(guān)系可以描述為sinθ＝a/FL；以及等式1cosθ＝Xdπ/FL 等式2其中FL＝從原點(diǎn)到傳感器位置的光纖長(zhǎng)度；a＝從原點(diǎn)到傳感器位置的軸向距離；d＝輥的直徑；X＝圍繞輥的圓周的光纖的圈數(shù)；以及θ＝由吸水孔圖案限定的相對(duì)于通過(guò)輥的軸線的平面的角。
對(duì)于FL求解等式1和2，然后替代得到量Xdπ/cosθ＝a/sinθ 等式3因?yàn)?sinθ/cosθ)可以簡(jiǎn)化為tanθ，該表達(dá)可以簡(jiǎn)化為a＝Xdπ(tanθ) 等式4這樣，對(duì)于任何軸向位置a，可以計(jì)算相應(yīng)的圓周位置(以圈數(shù)表示，其可以通過(guò)乘以360轉(zhuǎn)化為度數(shù))；可以反過(guò)來(lái)實(shí)施由給定的圓周位置計(jì)算軸向位置。
也可以使用用于使用用于吸取輥中的一些實(shí)際測(cè)量值來(lái)計(jì)算軸向和圓周位置的替代的方法。對(duì)于具有指定孔圖案的具體的輥，可以賦值下面的變量α＝輥上的角位置；z＝輥上的軸向位置；d＝鉆孔間隔；N＝在輥的圓周中的框數(shù)(這是個(gè)整數(shù))；以及B＝在軸向方向上移動(dòng)一個(gè)鉆孔間隔的距離，孔的對(duì)角排需要的框數(shù)。
對(duì)于依隨鉆孔的輥上的鉆孔圖案的光纖28，α＝(B/N)(z/d) 等式5α以回轉(zhuǎn)給定(再次，α乘以360度給出角位置的度數(shù))。這樣，對(duì)于由直徑、長(zhǎng)度和孔圖案限定的給定的鉆孔的輥，B、N和d是已知的。然后可以對(duì)于給定的軸向位置計(jì)算圓周位置；或者，對(duì)于給定的圓周位置計(jì)算軸向位置。
本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)，前述計(jì)算軸向位置和圓周位置的方法可以使用不同形式的變量來(lái)進(jìn)行，如所述的，也可以使用其它形式，其考慮輥的直徑和/或圓周，以及關(guān)系以其螺旋行進(jìn)的角度。
在一些實(shí)施例中，可以利用設(shè)計(jì)和配置為接收上述類型的數(shù)據(jù)輸入和使用這樣的數(shù)據(jù)計(jì)算傳感器的軸向和圓周位置的計(jì)算機(jī)程序來(lái)進(jìn)行計(jì)算。這樣的程序在圖11中示例。作為初始步驟，提供關(guān)于輥的形狀的輸入變量(通常為輥的直徑或者圓周中的一個(gè))和孔圖案的角度(通常為角度本身或者類似的特性，諸如鉆孔間隔和完成圓周和移動(dòng)圖案一個(gè)完整的鉆孔間隔需要的框的數(shù)量)。接下來(lái)，選擇圓周位置或者軸向位置中的一個(gè)。計(jì)算機(jī)程序然后可以確定傳感器的圓周或者軸向位置中的另一個(gè)。該信息可以用于確定是否軸向和圓周位置的組合適合與輥一起使用。
因?yàn)楸景l(fā)明可以體現(xiàn)為方法、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品，本發(fā)明可以采用完全硬件形式的實(shí)施例、完全軟件的實(shí)施例或者結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例。而且，本發(fā)明可以采用具有嵌入介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式?？梢允褂萌魏魏线m的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括但不限于，硬盤、CD-ROMs、光存儲(chǔ)裝置和磁存儲(chǔ)裝置。
用于進(jìn)行本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼可以以面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言來(lái)寫(xiě)代碼，諸如JAVA、Smalltalk或者C++。用于進(jìn)行本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼還可以以傳統(tǒng)的過(guò)程編程語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)代碼，諸如“C”，或者以各種其它編程語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)代碼。本發(fā)明的軟件實(shí)施例不依賴于通過(guò)具體編程語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)。此外，計(jì)算機(jī)程序代碼的部分可以完全在一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上執(zhí)行。
以上參考根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的框圖和/或流程圖描述了本發(fā)明?？梢岳斫?，框圖和/或流程圖的每個(gè)框，以及框圖和/或流程圖的框組合可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供到通常目的的計(jì)算機(jī)、特殊目的的計(jì)算機(jī)或者其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器，以產(chǎn)生機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或者其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指<p>表13氣體混合物3和21中催化劑A、C、H、I和J達(dá)到80％和50％轉(zhuǎn)化(CO/HC)時(shí)的溫度

含錳催化劑H和I均顯示了高CO濃度時(shí)與催化劑C相當(dāng)?shù)男阅埽诘虲O濃度時(shí)點(diǎn)燃更低。與低CO濃度相比，在高CO濃度時(shí)加入Ba(催化劑J)顯示出改進(jìn)的性能，并且與催化劑A相比，具有極好的活性。
實(shí)施例7在滿足歐洲階段3(European Stage 3)法規(guī)要求并且以含硫＜10ppm的柴油燃料為燃料的1.9升普通線路的直接噴射式渦輪增壓柴油機(jī)車上裝配直徑為4.66英寸(118mm)、長(zhǎng)為6英寸(152mm)的陶瓷負(fù)載催化劑。用鉑催化劑以140gft-3(4.85gL-1)涂覆催化劑K，并且用鉑催化劑以70gft-3(2.43gL-1)和用鈀-二氧化鈰催化劑以70gft-3(2.43gL-1)的鈀負(fù)載量涂覆催化劑L。測(cè)試前，在700℃使催化劑老化5小時(shí)。
改變發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放以再現(xiàn)一定范圍的廢氣條件。這些變化是通過(guò)改變一個(gè)或多個(gè)下列參數(shù)獲得的EGR速率、引燃噴射時(shí)間和噴射燃料量、主噴射時(shí)間、普通路線燃料壓力和渦輪增壓機(jī)的增壓。隨著這些標(biāo)準(zhǔn)的改變，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的HC和CO水平。
兩種催化劑均以具有標(biāo)準(zhǔn)生成標(biāo)度(基本標(biāo)度)的歐洲三試驗(yàn)循環(huán)進(jìn)行評(píng)價(jià)。然后用生成比基本標(biāo)度高3倍的CO排放的標(biāo)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。表14歸納了兩種催化劑在兩種標(biāo)度下的結(jié)果。
在一個(gè)實(shí)施例中，套環(huán)桿42的容積選擇為提供“過(guò)量填充(overpacking)”，即，套環(huán)桿42的容積將提供的、用于填充槽26的套環(huán)材料容積明顯大于在由砧臺(tái)43的擠壓腔45的喉部部分47和鎖定桿部分25的相對(duì)部分(包括槽26和脊38)確定的擠壓封套內(nèi)能夠正常接收的套環(huán)材料容積。(見(jiàn)圖5)。在本發(fā)明的一種形式的本發(fā)明系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)優(yōu)選是在鎖定槽26的長(zhǎng)度上使得套環(huán)材料的容積以以下所述方式超過(guò)大約1％至大約15％。對(duì)于擠壓喉部部分47(見(jiàn)圖5)的有效擠壓部分的有限長(zhǎng)度，所述的“過(guò)量填充”或“過(guò)量填入”百分?jǐn)?shù)通常通過(guò)以下關(guān)系來(lái)確定

其中Da是擠壓砧臺(tái)43的喉部部分47的直徑；OD是套環(huán)14的內(nèi)側(cè)桿部分46在擠壓之前的外徑；ID是套環(huán)14在擠壓之前的內(nèi)徑；Dm是具有脊38的鎖定槽26的平均直徑；以及dl是在擠壓砧臺(tái)43的喉部部分47內(nèi)的有限長(zhǎng)度。
應(yīng)當(dāng)知道，在減小壁厚t′的端部桿部分48區(qū)域中，外徑OD′將用于上述公式。此外，因?yàn)榧?8a-38g的寬度Wa-Wg變化，同時(shí)鎖定槽26的寬度Wr保持恒定，因此平均直徑Dm將恒定變化。見(jiàn)“典型尺寸表”。因此，過(guò)量填充的量也將如所述變化。
在本發(fā)明的一種形式中，所述材料的銷釘12和套環(huán)14可以有如“典型尺寸表”中所述的典型尺寸。


在該實(shí)施例中，所有軸向位置都滿足。所有角位置不滿足，此外，角位置不是以圓周順序，所以檢測(cè)傳感器可能更加困難。
前述是本發(fā)明的示例，不要理解為對(duì)其限制。盡管描述了本發(fā)明的典型的實(shí)施例，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以容易地理解，可以在典型的實(shí)施例中進(jìn)行很多修改，而不本質(zhì)上偏離本發(fā)明的新的教示和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有這樣的修改都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)輥，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼；圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物；以及傳感系統(tǒng)，其包括多個(gè)嵌入覆蓋物的傳感器，傳感器成形為感測(cè)輥的工作參數(shù)；以及與多個(gè)傳感器串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件，該信號(hào)運(yùn)送部件依隨殼的外表面之上的螺旋路徑，其中，該信號(hào)運(yùn)送部件延伸超過(guò)殼外表面的一個(gè)完整的圈。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其特征在于，信號(hào)運(yùn)送部件的中間段在相鄰的傳感器之間延伸超過(guò)殼外表面的至少一個(gè)完整的圈。
3.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其特征在于，傳感系統(tǒng)還包括可操作地與信號(hào)運(yùn)送部件相關(guān)聯(lián)的處理器，其處理表示由此傳送的工作參數(shù)的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其特征在于，該殼包括螺旋凹槽，其與由信號(hào)運(yùn)送部件依隨的螺旋路徑相符，其中，信號(hào)運(yùn)送部件位于螺旋凹槽內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其特征在于，該殼由金屬材料形成。
6.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其特征在于，該覆蓋物和殼包括多個(gè)從覆蓋物的外表面延伸到殼內(nèi)腔的通孔，使得內(nèi)腔與覆蓋物外表面外部的環(huán)境流體連通。
7.如權(quán)利要求6所述的工業(yè)輥，其特征在于，其還包括至少一個(gè)位于多個(gè)傳感器中的一個(gè)上的盲鉆孔。
8.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其特征在于，多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)成形為沿著和相對(duì)于信號(hào)運(yùn)送部件滑動(dòng)。
9.如權(quán)利要求6所述的工業(yè)輥，其特征在于，其還包括定位在殼內(nèi)腔中的吸取箱。
10.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)輥，其特征在于，該信號(hào)運(yùn)送部件包括光纖。
11.一種工業(yè)輥，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼；圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物，該覆蓋物包括依隨螺旋路徑的內(nèi)部凹槽；以及傳感系統(tǒng)，其包括多個(gè)嵌入覆蓋物的傳感器，傳感器成形為感測(cè)輥的工作參數(shù)，以及與多個(gè)傳感器串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件，該信號(hào)運(yùn)送部件位于且依隨覆蓋物中的螺旋路徑。
12.如權(quán)利要求11所述的工業(yè)輥，其特征在于，傳感系統(tǒng)還包括可操作地與信號(hào)運(yùn)送部件相關(guān)聯(lián)的處理器，其處理表示由此傳送的工作參數(shù)的信號(hào)。
13.如權(quán)利要求11所述的工業(yè)輥，其特征在于，該殼由金屬材料形成。
14.如權(quán)利要求11所述的工業(yè)輥，其特征在于，該覆蓋物和殼包括多個(gè)從覆蓋物的外表面延伸到殼內(nèi)腔的通孔，使得內(nèi)腔與覆蓋物外表面外部的環(huán)境流體連通。
15.如權(quán)利要求14所述的工業(yè)輥，其特征在于，其還包括至少一個(gè)位于多個(gè)傳感器中的一個(gè)上的盲鉆孔。
16.如權(quán)利要求11所述的工業(yè)輥，其特征在于，多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)成形為沿著和相對(duì)于信號(hào)運(yùn)送部件滑動(dòng)。
17.如權(quán)利要求14所述的工業(yè)輥，其特征在于，其還包括定位在殼內(nèi)腔中的吸取箱。
18.如權(quán)利要求11所述的工業(yè)輥，其特征在于，覆蓋物包括基層，其中，且其中凹槽定位在基層的外表面上。
19.如權(quán)利要求11所述的工業(yè)輥，其特征在于，該信號(hào)運(yùn)送部件包括光纖。
20.一種工業(yè)輥，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼；圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物；以及傳感系統(tǒng)，其包括多個(gè)嵌入覆蓋物的傳感器，傳感器成形為感測(cè)輥的工作參數(shù)；以及與多個(gè)傳感器串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件，其中，多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)成形為沿著且相對(duì)于信號(hào)運(yùn)送部件滑動(dòng)。
21.如權(quán)利要求20所述的工業(yè)輥，其特征在于，傳感系統(tǒng)還包括可操作地與信號(hào)運(yùn)送部件相關(guān)聯(lián)的處理器，其處理表示由此傳送的工作參數(shù)的信號(hào)。
22.如權(quán)利要求20所述的工業(yè)輥，其特征在于，該殼由金屬材料形成。
23.如權(quán)利要求20所述的工業(yè)輥，其特征在于，該覆蓋物和殼包括多個(gè)從覆蓋物的外表面延伸到殼內(nèi)腔的通孔，使得內(nèi)腔與覆蓋物外表面外部的環(huán)境流體連通。
24.如權(quán)利要求23所述的工業(yè)輥，其特征在于，其還包括至少一個(gè)位于多個(gè)傳感器中的一個(gè)上的盲鉆孔。
25.如權(quán)利要求23所述的工業(yè)輥，其特征在于，其還包括定位在殼內(nèi)腔中的吸取箱。
26.如權(quán)利要求20所述的工業(yè)輥，其特征在于，該信號(hào)運(yùn)送部件包括光纖。
27.一種工業(yè)輥，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼；圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物，其中，該覆蓋物和殼包括多個(gè)從覆蓋物的外表面延伸到殼內(nèi)腔的通孔，使得內(nèi)腔與覆蓋物外表面外部的環(huán)境流體連通；以及傳感系統(tǒng)，其包括多個(gè)嵌入覆蓋物的傳感器，傳感器成形為感測(cè)輥的工作參數(shù)；以及與多個(gè)傳感器串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件，信號(hào)運(yùn)送部件依隨殼的外表面上的螺旋路徑；其中，覆蓋物還包括至少一個(gè)位于多個(gè)傳感器中的一個(gè)上的盲鉆孔。
28.如權(quán)利要求27所述的工業(yè)輥，其特征在于，傳感系統(tǒng)還包括可操作地與信號(hào)運(yùn)送部件相關(guān)聯(lián)的處理器，其處理表示由此傳送的工作參數(shù)的信號(hào)。
29.如權(quán)利要求27所述的工業(yè)輥，其特征在于，該殼由金屬材料形成。
30.如權(quán)利要求27所述的工業(yè)輥，其特征在于，其還包括定位在殼內(nèi)腔中的吸取箱。
31.一種用于計(jì)算工業(yè)吸取輥上的傳感器的軸向和圓周位置的方法，其包括的步驟為提供為輸入變量(a)輥的直徑和圓周之一，和(b)由工業(yè)輥中的孔的圖案和垂直于輥的縱軸線的平面限定的角；選擇用于傳感器的軸向或者圓周位置之一的值；以及根據(jù)輥的直徑或者圓周、孔圖案角和軸向或者圓周位置的值來(lái)確定傳感器的軸向或者圓周位置中的另一個(gè)。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，根據(jù)孔圖案的框來(lái)確定輥的孔圖案的角，其中，鉆孔間隔、輥的圓周中的框的數(shù)量和在軸向方向上移動(dòng)鉆孔間隔的距離，孔的對(duì)角排需要的框數(shù)用作輸入變量。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，軸向和圓周位置通過(guò)下面的等式來(lái)形成聯(lián)系α＝(B/N)(z/d)其中，α＝輥上的角位置；z＝輥上的軸向位置；d＝鉆孔間隔；N＝在輥的圓周中的框數(shù)(這是個(gè)整數(shù))；以及B＝在軸向方向上移動(dòng)鉆孔間隔的距離，孔的對(duì)角排需要的框數(shù)。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，軸向和圓周位置通過(guò)下面的等式來(lái)形成聯(lián)系a＝Xdπ(tanθ)其中FL＝從原點(diǎn)到傳感器位置的光纖長(zhǎng)度；a＝從原點(diǎn)到傳感器位置的軸向距離；d＝輥的直徑；X＝圍繞輥的圓周的光纖的圈數(shù)；以及θ＝由吸水孔圖案限定的相對(duì)于通過(guò)輥的軸線的平面的角。
全文摘要
一種工業(yè)輥(20)，它包括具有外表面和內(nèi)部腔的大致圓柱形的殼(22)；圓周覆蓋該殼外表面的聚合物覆蓋物(24)；以及傳感系統(tǒng)(26)。該傳感系統(tǒng)包括多個(gè)嵌入覆蓋物(24)的傳感器(30)，傳感器(30)成形為感測(cè)輥(20)的工作參數(shù)；以及與多個(gè)傳感器(30)串聯(lián)連接且在多個(gè)傳感器(30)之間延伸的信號(hào)運(yùn)送部件(28)。該信號(hào)運(yùn)送部件(28)依隨殼(22)的外表面上的螺旋路徑，其中，該信號(hào)運(yùn)送部件(28)延伸超過(guò)殼外表面的一個(gè)完整的圈(最好，信號(hào)運(yùn)送部件(28)的中間段在相鄰的傳感器(30)之間延伸超過(guò)輥(20)的一個(gè)完整的圈)。
文檔編號(hào)G08C23/00GK1681993SQ03821759
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月12日
發(fā)明者E·J·古斯塔夫松 申請(qǐng)人:斯托·伍德沃德有限責(zé)任公司