长尺寸片材的厚度测量方法以及厚度测量系统技术方案

本发明专利技术提供一种长尺寸片材的厚度测量方法以及厚度测量系统，通过将流动方向分量和宽度方向分量分离的方式来测量纸的厚度，不需要以往的使用放射线的基重仪，采用非扫描、非过滤方式，也能够应用于小型的抄纸机，并且经济效益高。本发明专利技术的长尺寸片材的厚度测量方法为对于一边被按压于卷筒(12)一边被卷绕于卷轴(16)的长尺寸片材(W)测量其厚度的厚度测量方法，在非接触的状态下测量长尺寸片材(W)所形成的卷绕辊(R)的辊径的增加量，同时，测量卷轴(16)的旋转次数，通过使用所测量的辊径的增加量和旋转次数的运算，求得长尺寸片材的厚度。

Thickness Measurement Method and Thickness Measurement System for Long Size Sheets

The invention provides a thickness measurement method and a thickness measurement system for long size sheets. By separating the flow direction component and the width direction component, the thickness of paper can be measured. The method can also be applied to a small papermaking machine by non-scanning and non-filtering without the use of previous radiogravimeters. And the economic benefit is high. The thickness measurement method of the long size sheet of the present invention is a thickness measurement method for measuring the thickness of the long size sheet (W) which is rolled around the reel (16) while being pressed on the reel (12). The diameter increment of the roll (R) formed by the long size sheet (W) is measured in a non-contact state, and the diameter increment of the roll (16) is also measured. The thickness of long size sheet can be obtained by calculating the number of rotations and the increase of roll diameter.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】长尺寸片材的厚度测量方法以及厚度测量系统
本专利技术涉及一种测量通过抄纸机等制造的纸幅(卷纸)、或者塑料薄膜等长尺寸片材的厚度的方法以及系统。
技术介绍
制造纸的宽度从1米到10米不等、制造速度从每分钟几米到每分钟两千米不等的各个种类的纸的抄纸机的质量参数测量控制装置几乎全部被收纳在搭载于被称为扫描仪的装置的传感器头中，测量纸的重量(基重)、水分、厚度(纸张厚度，キャリパー)、灰分等。如图14中的普通抄纸机和专利文献1所记载的抄纸机所示，测量控制装置放置在由卷筒和卷轴构成的卷绕装置的正前方，用作制造的管理基准。根据工艺的不同，有时会在对纸的表面进行涂布之前装备扫描传感器。这些纸的质量参数是可以控制的，例如对于基重、水分、灰分进行流动方向(与纸的宽度正交的方向)控制，对于基重、水分、厚度进行宽度方向轮廓(沿着纸的宽度方向的凹凸或者平坦)控制。图15示出传感器头在通过抄纸机高速制造而成的纸上扫描并进行抽样测量的情况。对于通过抄纸机生成的纸幅等长尺寸材料，在被卷绕在卷轴之前测量最终厚度。作为所使用的纸的种类，为报纸、高级纸、涂布纸、中级纸等，关于测量方法，曾开发有磁阻法、激光三角法、共焦点光学法等基于厚度/距离转换测定法等方法，通常的方法是在被称为扫描仪的沿宽度方向在薄片上移动的装置上载置传感器头进行测量。在这种通过扫描进行的抽样方法中，将由于被称为纸的质地的、几毫米尺寸的纸的构成变动要素或者在宽度方向上随机发生的清洗不良或者蛇行收缩等引起的质量参数的变动、以及由于高速旋转的抄纸机的用具即金属丝、压辊、毛毡、帆布等以几米至几十米旋转的用具的不良(干扰)引起的质量参数的变动测量为噪声，并且通过称为过滤的、使测量值弱化的方法去除上述噪声，在此基础上算出测量代表值。通过该经加工的数据来表示整个宽度的平均测量值或者宽度方向的轮廓，计算与控制的目标值的差，并且使用被称为致动器的装置来控制/校正质量参数。由与被称为致动器的机器分开准备的机器进行这些控制。通常来说，流动方向的控制是通过存料阀控制(種口弁制御)来调节投入纤维的浓度，并且水分通过干燥器的蒸汽压力控制来控制干燥状态。对于宽度方向，按照如下方式朝向目标值进行控制基重：基重用稀释水调整从流浆箱吐出时的浓度来进行控制，水分通过加水或加湿以及水蒸气进行的加热干燥或者利用红外线进行的干燥等来进行控制，厚度(纸张厚度)通过加热或者冷却压延机的辊而使辊径发生变化并且使压延机的压力发生变化来进行控制。另外，在抄纸机中，卷绕装置的卷轴的更换是一项重要工作，将其称为框架更换，当纸达到一定的长度时，操作员剪断纸以将纸卷绕在下一个卷轴上。框架更换的时刻通常是当支承卷轴的辅助臂的缘部与卷轴移动的轨道上的框架更换目标标记(例如图1的符号30)重叠时通过目视观察来进行。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-277899号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的技术问题)但是，在上述的图14和专利文献1所记载的抄纸机中，由于这些测量值是通过扫描高速移动的纸并以倾斜横切的方式测量得到的，因此为包括宽度方向分量和流动方向分量这两者的测量值，为了将该分量分开，测量值被严格过滤。因此，当操作人员调整机器以控制质量参数时，存在一个很大的缺点，即必须等待十几分钟才能看到结果。图16是通过移动平均法(ムービングアベレージ法)和指数滤波法(イクポーネンシャルフィルター法)来表示纸制造过程中对质量参数的测量进行过滤的情况下的阶跃响应是如何表现的。另外，被卷绕的产品(纸)从厚到薄、长度从几千米到几万米，通常是一个小时左右生产一卷。此时，如果对各个卷绕辊的质量参数的测量平均值进行比较的话，则可以认为进入比较小的误差范围，并且进行看似良好的测量控制，但是在一个卷绕辊几万米之中通常包含百分之一到百分之几左右的变动，如果以用户实际使用的例如复印纸等级(称为张页)的较小的单位观察的话，则很难说这是一个好的控制结果。其结果是引起打印机或者复印机卡纸或缺纸。进一步，目前，纸的质量测量控制通常使用被称为QCS(质量控制系统)的系统，但是作为基本参数的基重(g/m2)需要Kr85、Pm147等放射线源，使用它的许可和放射线管理员是必要的。实际上，β射线基重测定方式由于受到空气重量的影响而需要进行各种各样的校正，并且用于保持精度的维护也是很大的负担。因此，现状是在中小企业的小型抄纸机中尚未进行这样的测量控制。另外，在极薄的纸巾或反之较厚的纸板中，目的已经从这些β射线源的校正的界限和水分量的把握难度转移到状态监视上，与称作绝对值测量控制相去甚远。除此之外，由于沥青(油成分)向传感器的附着、纸巾等薄物体中纸断裂的理由，大量使用废纸的纸板无法使用厚度传感器。即使在这种重要的厚度质量参数方面，纸巾和纸板也不在其列，可以说生产的质量的偏差较大。如上所述，当前所使用的测量方法全部是配备有扫描仪的传感器的依次抽样测量。在该方法中，测量值中包含纸幅的流动方向变动以及宽度方向变动要素。另外，即使在1毫秒的测量时间这样短的时间内，例如横切纸幅的话，在6米宽的抄纸机中需要20-30秒，而在分速超过1000米的抄纸机中，只能测量纸幅的0.2％以下。通过如上所述的用于弱化干扰的过滤，例如，如果通常使用指数滤波器进行阶跃响应的抑制值为0.2的话，则98％响应需要10次扫描，90％响应需要6次扫描，63％响应需要三次扫描。如果这与机械延迟相结合的话，则变成几分钟，可控性是其两倍以上，因此需要十几分钟，在干扰大的抄纸机等中抑制因素强烈，也需要几十分钟。因此，由于短周期的干扰即抄纸机用具引起的变动被过滤掉，操作人员无法观察到，结果是，相当长时间的卷绕等级的平均值达到目标值即可。在这种情况下，未判定测量值的误差源自何处，通过外部机器强制性地向纸施加负荷，同时，仅使完成情况合乎逻辑，有时会对其他的传感器造成干扰，理论上会对反馈控制产生不利影响。这个问题在目前的测量技术上是无法解决的，即使误差的原因可能源自抄纸机用具的缺陷、即清洗不良或者卷绕辊的偏芯、偏置等，也会被过滤掉，其高速的测量是不可能的。框架更换的中止时刻由制造中的每个种类的卷绕辊的半径(直径)确定，按照实际的正确的长度更换框架的抄纸机极少。在通常所见的长度测量中，在进行测量的辊和纸之间产生滑动，该值约为0.3％至0.5％，在50000m抄纸机中总长度为150m至250m。假设纸的厚度为200μ的话，则1mm的误差会造成长度50m的误差。除了上述的质量偏差之外，该长度的剩余部分在目前的方法中尚未解决。本专利技术的目的在于提供一种长尺寸片材的厚度测量方法以及厚度测量系统，不进行上述的扫描型依次抽样，通过分离流动方向分量和宽度方向分量来测量纸的厚度(称为纸张厚度)，并且不需要现有的使用放射线的基重计，使用非扫描、非过滤方式，能够应用于小型的抄纸机，经济效益高。(用于解决技术问题的技术方案)本专利技术所涉及的长尺寸片材的厚度测量方法(1)为对于被按压于卷筒的同时被卷绕于卷轴的长尺寸片材测量其厚度的厚度测量方法，其特征在于，通过非接触方式测量所述长尺寸片材形成的卷绕辊的辊径的增加量，同时，测量所述卷轴的旋转次数，通过使用所测量的辊径的增加量和旋转次数的运算，求得所述长尺寸片材的厚度。随着将长尺寸片材卷绕在卷轴上，卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长尺寸片材的厚度测量方法，其为对于被按压于卷筒的同时被卷绕于卷轴的长尺寸片材测量其厚度的厚度测量方法，其特征在于，通过非接触方式测量所述长尺寸片材形成的卷绕辊的辊径的增加量，同时，测量所述卷轴的旋转次数，通过使用所测量的辊径的增加量和旋转次数的运算，求得所述长尺寸片材的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.11 JP 2016-0786751.一种长尺寸片材的厚度测量方法，其为对于被按压于卷筒的同时被卷绕于卷轴的长尺寸片材测量其厚度的厚度测量方法，其特征在于，通过非接触方式测量所述长尺寸片材形成的卷绕辊的辊径的增加量，同时，测量所述卷轴的旋转次数，通过使用所测量的辊径的增加量和旋转次数的运算，求得所述长尺寸片材的厚度。2.根据权利要求1所述的长尺寸片材的厚度测量方法，其特征在于，所述卷筒的位置被固定，与之相对，所述卷轴随着辊径的增加在流动方向上能够移动，测量所述卷轴的端面在流动方向上的移动量作为所述辊径的增加量。3.根据权利要求1所述的长尺寸片材的厚度测量方法，其特征在于，使在所述卷绕辊的宽度方向上具有长度的线状激光照射至所述卷绕辊的表面，同时，对于照射至所述卷绕辊的表面的线状激光，从不同于其照射方向的角度进行拍摄，基于拍摄到的线状激光的图像，测量卷绕辊的宽度方向辊径的增加量，并将该量作为所述辊径的增加量。4.一种长尺寸片材的厚度测量系统，其为对于被按压于卷筒的同时被卷绕于卷轴的长尺寸片材测量其厚度的厚度测量系统，其特征在于，包括：辊径测量装置，通过非接触方式测量所述长尺寸片材形成的卷绕辊的辊径的增加量；旋转次数测量装置，测量所述卷轴的旋转次数；测量控制装置，进行使用所述辊径测量装置测量得到的辊径的增加量和所述旋转次数测量装置测量得到的旋转次数的运算。5.根据权利要求4所述的长尺寸片材的厚度测量系统，其特征在于，所述卷筒的位置被固定，与之相对，所述卷轴随着辊径的增加在流动方向上能够移动，所述辊径测量装置为测量所述卷轴的端面在流动方向上的移动量的流动方向移动量测量装置。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：设乐久敬，
申请(专利权)人：株式会社PSM国际，博西迈科思公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP