[发明专利]一种用于宽幅被测物的电容传感器检测装置

说明书

本发明涉及在宽幅被测物生产中应用电容传感器的技术，具体为一种用于宽幅被测物的电容传感器检测装置，所述用于宽幅被测物的电容传感器检测装置包括机架、引导部件及电容传感器，所述引导部件使宽幅被测物在长度方向上形成一段双层、且双层宽幅被测物移动方向相反的对折区段，所述电容传感器采用“C”形结构，电容传感器在对应于对折断宽幅被测物改变移动方向的连续位置处布置并沿截面方向包围宽幅被测物。应用本发明技术测量宽幅被测物时，可以有效地减小分布电容、震动、变形、安装精度等对电容式测量系统精度造成的不利影响。

技术领域

本发明涉及在宽幅被测物生产中应用电容传感器的技术，具体为一种用于宽幅被测物的电容传感器检测装置，所述一种用于宽幅被测物的电容传感器检测装置包括机架、引导部件及电容传感器，所述引导部件使宽幅被测物在长度方向上形成一段双层、且双层宽幅被测物移动方向相反的对折区段，所述电容传感器采用“C”形结构，电容传感器在对应于对折断宽幅被测物改变移动方向的连续位置处布置并沿截面方向包围宽幅被测物。应用本发明所述一种用于宽幅被测物的电容传感器检测装置测量宽幅被测物时，可以有效地减小分布电容、震动、变形、安装精度等对测量系统精度造成的不利影响，利于拓展电容传感器的应用领域。

背景技术

在诸如非织造物、织物、纸张等宽幅片状物的生产过程中，经常需要在线检测宽幅片状物(被测物)的平方克重、含水、含油等技术指标，目前常用的用于在线测试这些指标的传感器包括红外式、射线式、电容式、微波式等。

射线式在线检测系统存在核辐射污染，容易对操作人员的身体及心理造成一定的伤害，并且购置与维护射线克重在线检测系统所需成本高。红外克重测量技术具有测量精度高、无辐射污染、价格低等优点，但是对被测物的组份具有一定的选择适应性。

电容式测量技术具有输入信号能量低、无需大的激励信号、可以获得较大的相对变化量、动态响应快、自热效应甚微、电容传感器内外摩擦误差很小、稳定性好、能在特殊条件下工作等优点。用于测量片状物的电容式传感器一般包括两种，第一种是三明治式的，即采用两片平行极板之间含有被测物，第二种是利用边缘效应原理的相邻电容传感器(或称之为平面电容传感器、阵列电容传感器等)，相邻电容传感器对不同厚度、密度被测物的建模比较困难，相比较而言，三明治式电容传感器对于被测物厚度、组份等的适应能力比相邻电容传感器好。

将电容传感器用于窄幅被测物(包括线状被测物)的检测系统中时，电容传感器布置比较简单，但是将电容传感器用于宽幅被测物的检测系统中则存在一些难以客服的问题。一般情况下，将电容传感器用于宽幅被测物的检测系统中时，第一种思路是沿被测物幅宽方向悬臂固定安装电容传感器(如附图1所示)，这种方式无需电容传感器移动机构，机械设计较为简单，但是这样会造成电路系统相当庞大，由于处于被测物不同幅宽位置处的传感器与被测物边缘的距离不同，使不同传感器连接线长度不同，不仅增加成本，也增加传感器标定的工作量及难度，特别是电容极板到变送电路之间距离较长时(电容极板到宽幅被测物边沿距离较大时)，既使采用驱动电缆等技术也较难达到理想的效果，这种情况很难达到预期的精度要求；第二种思路(如附图2所示)是设计一种行走机构，电容传感器固定在移动导向部件上，由电机通过扫描机械装置驱动移动部件带动电容传感器沿被测物幅宽方向往复扫描，这样既保证了整个幅宽的多点测量，又降低了仪器的成本，但是同样也存在传感器布线较长的问题，既使采用驱动电缆技术能减小布线长带来的误差，但是由于传感器悬臂过长造成的不稳定则很难补偿。另外，由于被测物的幅宽有时较大，电容传感器移动过程中的导向机构等会有少许变形，造成电容极板之间的间距变化，这种变化哪怕是很小的变化也会对检测结果造成很大的影响，这种影响在第一种思路里面也同样存在，是造成基本见不到电容传感器在宽幅被测物中应用的主要原因。