[发明专利]漆包线漆层厚度动态监控仪及监控方法

说明书

本发明漆包线漆层厚度动态监控仪及监控方法，主要适用于漆包线生产过程中漆层厚度及细径线材生产线中对线材直径长时间连续、高精度、动态监控检测。

目前高精度测量线材直径，特别是1mm以下细线的方法有以下几种：1、利用千分卡尺，2、利用工具显微镜等大型仪器，3、利用激光衍射原理，4、利用线阵电荷耦合光敏器件（CCD），5、利用线材遮光法测量线径的利用千分卡尺和利用工具显微镜等大型仪器测量线材直径，只能实现静态测量。利用激光衍射原理测量线材直径;由于使激光器长期稳定工作的技术较为复杂，激光器长期稳定工作的技术较为复杂，激光器本身价格较高，所以整台测量设备价格难于降下来。在现代化的漆包线生产厂中有多达几百条线同时上漆，并需要对每条线连续监控，所以如果单台仪器价格过高，使用厂家可能无能力接受。另外激光器连续工作寿命不高，激光衍射法对于线材抖动引起的测量误差难于补偿，因此该方法未能得到广泛应用。利用线阵电荷耦合光敏器件（CCD）测量，由于CCD器件价格较高，CCD器件的驱动电路和输出信号处理技术较为复杂，所以单台仪器价格过高。这种方法基本上没有在漆包线漆层厚度测量方面得到应用。利用线材遮光法测量线径的方法虽然成本低、结构简单，但是当前国内外由于没有解决光源长期稳定工作问题和由于光线边缘衍射引起的非线性问题，所以精度较低，一般最好精度为±10μM。

本发明的目的是提供一种新颖的漆包线漆层厚度动态监控仪及其监控方法，解决漆包线漆层厚度、细径线材生产线中对线材直径长时间连续、高精度、动态监控，能满足多测点集中监控的要求。

本发明利用线材遮光法测量线径，即改变光通量的方法进行高精度细线直径的检测，在漆包线漆层厚度与细线直径测量中，由于直径的变化引起遮光能力的变化，通过一探测器检测出直径变化信息，通过另一探测器检测出光源变化，两信号相除消光源不稳定影响，最后通过查表法或经推导公式进行非线性校正。

漆包线漆层厚度动态监控仪主要由监控仪机箱、传感器探头部分、信号处理部分、显示部分、控制部分、远传接口、电源供给部分组成。传感器探头部分包括传感器壳体、传感器壳体一端开有信号线引出孔，靠在信号线引出孔一端装有光源绝缘板，绝缘板上装有光源、在传感器壳体另一端装有光电探测器（2）和光电探测器（3）、光电探测器一面固定在绝缘板上，另一面（面向光源）装有玻璃板，作用是透光、挡灰尘，在光源与光电探测器之间开有被测漆包线或细直径线材导引槽。信号处理部分由信号放大器（5）、信号放大器（6）、信号转换器、非线性校正器组成，信号放大器（5）、（6）分别接有负反馈电阻R₁与R₂。显示部分主要由数字显示器组成。控制部分由拨盘（10-1）、（10-2），数字比较器（11-1）、（11-2），逻辑门（12-1）、（12-2）、（12-3），驱动器、继电器（14）（15）构成，其中逻辑门（12-1）、（12-2）为与门，（1-2）为反相器，继电器具有常闭触点J₁，常开触点J₂。远传接口主要由线驱动器组成。电源供给部分由电源变压器、整流器、滤波电容、正电源稳压器、负电源稳压器组成。

当被测线材经过导轮置于光源和光电探测器（2）之间，被测线材遮挡了光源，发出到光电探测器（2）的部分光，线径越粗，被遮挡的光就越多，而光电探测器输出的信号电流就越小，反之线径越细，被遮挡的光就越少，到达光电探测器的光就越多，光电探测器（2）的输出信号就越大，光电探测器（2）的输出信号电流与照射其上的光通量成正比，与被测线材直径有某一函数关系。这一函数是单值的。

在漆包线生产过程中，裸铜线是通过金钢石模具拉制出来的，模具的磨损速度很慢，因此在同一批线中，裸铜线外直径变化量远小于漆包线漆层厚度的允许变化量，漆包线直径与裸铜线直径差的一半即为漆包线漆层厚度，所以只需通过对漆包线外径进行监控，即可达到对漆层厚度进行监控的目的。

光源发出的光还有一部分直接照在光电探测器（3）上，光电探测器（3）的输出信号电流与光源的发光强度成正比，与被测线材无关。由于温度的变化，供电电流或电压的波动，时间老化和灰尘污染都会引起光源实际发光能力的变化，光电探测器（3）的作用就是监视光源实际发光能力的变化，通过以后的信号处理可消除这种变化对测量精度的影响。