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專利名稱：用于檢測和測量工業(yè)輥中振動的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及工業(yè)輥，且更特定而言涉及具有振動測量能力的工業(yè)輥。
背景技術(shù)：
在旋轉(zhuǎn)機器部件中通常會經(jīng)歷振動。在許多情況下，在制造期間，這些振動可能會導(dǎo)致產(chǎn)品不規(guī)則，機器部件的過早磨損和故障，以及不能承受的環(huán)境。在設(shè)計水平上，部件的大小常常使得它們的自然頻率遠高于振動源預(yù)期的頻率。為了進一步減小或防止顯著振動，常常要執(zhí)行對個別部件的平衡。常常，這些預(yù)防性措施不足以將振動水平減到可容許的水平。事后必須要采用其它技術(shù)。在某些校正措施中，向部件添加阻尼。利用旋轉(zhuǎn)機械，常常調(diào)整操作速度以減小某些振動頻率。在許多情況下，這些測量措施不足以控制振動，所以需要更有效的技術(shù)。 造紙機輥面臨振動的具體挑戰(zhàn)。輥以某些特定旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動，對于任何不平衡程度，其將產(chǎn)生處于相同頻率的振動水平。壓輥還面臨另外的挑戰(zhàn)如下 1)振動可以在與輥直徑或氈長度的公倍數(shù)相關(guān)的頻率處發(fā)生。舉例而言，如果一個輥是其配合輥直徑的五分之三，在較大輥上可存在著較小輥的相同點觸碰的15個位置。然后，較大輥可以其旋轉(zhuǎn)頻率15倍的頻率而振動。在造紙機中常采用的壓氈的氈接縫被歸咎為引起這些類型的振動和磨損。這種效果有時被稱作起楞(barring)。
2)其它磨損源能夠增加振動水平。如果該壓區(qū)被認為是剛性彈簧、且輥體被認為是質(zhì)量，那么這種彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)將通常以其自然頻率而振動。如果輥在比其旋轉(zhuǎn)頻率大15倍的頻率處振動，則將會生成十五個磨損或起楞區(qū)域。 3)行進到壓區(qū)內(nèi)的紙張自身可能會具有不規(guī)則性，諸如循環(huán)的密度、剛度或厚度變化。隨著這種紙張穿過壓區(qū)，壓區(qū)壓力將具有循環(huán)的變化且可導(dǎo)致振動。這種源常常報道于砑光機組(calender stack)中。4)輥可具有梁彎曲振動(beam bending vibration)。 5)在輥上的涂層可能會相對于芯部或軸頸是偏心的，這會造成以與輥旋轉(zhuǎn)相同頻率的振動。即使在使這種輥動態(tài)平衡時，輥覆蓋物厚度變化造成壓區(qū)壓力的循環(huán)變化。舉例而言，如果覆蓋物在零度最厚且在180度最薄，輥在零度的偏轉(zhuǎn)大于在180度的偏轉(zhuǎn)。振動將額外地導(dǎo)致紙張所歷經(jīng)的壓力變化。 對過度振動水平的常見反應(yīng)包括調(diào)整操作速度，對輥進行表面重整(resurfacing)，以及改變輥覆蓋材料。改變操作速度通常是不希望的，因為針對不同速度優(yōu)化過了造紙機的其它部分；而且，更慢的速度會降低生產(chǎn)率且更高的速度可能會降低品質(zhì)。通過重新研磨涂覆層(finish)和最終直徑來對輥進行表面重整通常會占用較長的停機時間和較大的表面重整成本。也已開發(fā)了阻尼性能有所增加的的輥覆蓋物來降低振動水平；但是，變成不同覆蓋物材料會占用較長的停機時間來替換輥，以及會占用顯著的時間和財務(wù)成本來替換該覆蓋物。 本監(jiān)視技術(shù)通常涉及將振動傳感器置于軸承座上并靠近輥的端部。這些傳感器可采集到振動的主要影響，但并非總能查明該源?？上Ｍ峁┮环N振動檢測系統(tǒng)，其可生成關(guān)于輥振動的更多且更好的信息。

發(fā)明內(nèi)容
作為第一方面，本發(fā)明的實施例是針對用于確定壓輥組件的振動源的一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括基本上圓柱形的第一輥；配合結(jié)構(gòu)，其相對于第一輥定位以與之形成壓區(qū)；安裝于第一輥上的多個環(huán)形壓區(qū)狀況傳感器單元，環(huán)形壓區(qū)狀況傳感器單元中的每一個定位于沿著第一輥的不同軸向位置處并被配置成提供來自壓區(qū)的壓區(qū)狀況信號，該信號指示在多個周向位置處的壓區(qū)狀況；以及，與傳感器單元相關(guān)聯(lián)的處理器，其從傳感器單元接收信號。處理器被配置成將來自傳感器單元的信號轉(zhuǎn)換成在每個軸向位置處對于多個周向位置的壓區(qū)狀況讀數(shù)。在某實施例中，壓區(qū)狀況傳感器單元是壓力傳感器。這種系統(tǒng)可檢測輥或配合結(jié)構(gòu)中的不規(guī)則性，這種不規(guī)則性可能會造成不希望的振動。 作為第二方面，本發(fā)明的實施例是針對評估工業(yè)輥中的振動的方法，其包括以下步驟提供輥，輥包括安裝于輥上的多個環(huán)形壓區(qū)狀況傳感器單元，環(huán)形壓區(qū)狀況傳感器單元中的每一個定位于沿著輥的不同軸向位置處、并被配置成從由輥和配合結(jié)構(gòu)所形成的壓區(qū)提供壓區(qū)狀況信號，使輥旋轉(zhuǎn)；測量在每個傳感器單元處的多個周向位置處的壓區(qū)狀況；以及，基于對壓區(qū)狀況的測量來確定輥中的振動源。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的帶有振動檢測系統(tǒng)的輥的示意正視圖； 圖2是圖1的輥的透視圖，其中覆蓋物的部分被移除以示出振動檢測系統(tǒng)的傳感
器； 圖3是沿著圖1中的線3-3所截取的圖1的輥的截面圖； 圖4是涂覆于內(nèi)基層上的外基層以及圖1的輥的傳感器的透視圖； 圖5是涂覆于圖4的外基層上的頂部料層的透視圖； 圖6是圖1的輥的電子單元的示意圖； 圖7是作為壓區(qū)角度的函數(shù)的、繪制出壓區(qū)壓力的曲線圖，其展示了如何可以檢測到會造成振動的輥表面凸塊； 圖8是作為壓區(qū)角度的函數(shù)的、繪制出壓區(qū)壓力的曲線圖，其展示了如何可以檢測到會造成振動的非同心輥覆蓋物； 圖9是根據(jù)本發(fā)明的額外實施例帶有振動檢測系統(tǒng)的輥的示意透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將參看附圖在下文中更具體地描述本發(fā)明。本發(fā)明并非旨在限于所圖示的實施例；而是這些實施例旨在向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全且完整地披露本發(fā)明。在所有附圖中，相類同的附圖標記指代相似的元件。為了清楚起見，可能會夸大某些部件的厚度和尺寸。
為了簡要和/或清楚起見，可能未詳細描述熟知的功能或構(gòu)造。
除非另外定義，本文所用的所有科技術(shù)語的意義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的意義相同。在本文中，本發(fā)明的說明中所用的術(shù)語僅是出于描述特定實施例的目的且并非旨在限制本發(fā)明。除非語境清楚地表示為其它情況，如在本發(fā)明的說明和所附權(quán)利要求書中所用的單數(shù)形式"一"、"該"或"所述"預(yù)期也包括復(fù)數(shù)形式。如本文所用的，術(shù)語"和/或"包括相關(guān)聯(lián)的列出條目中的一個或多個的任何及所有組合。除非另外陳述為其它情況，當使用術(shù)語"附連"、"連接"、"互連"、"接觸"、"耦接"、"安裝"、"覆蓋"等時可表示元件之間的直接或間接附連或接觸。 現(xiàn)參看附圖，概括地標注為20的輥在圖1至圖3中示出。輥20通常鄰近配合結(jié)構(gòu)(諸如配合輥、或靴型壓機(shoe press)的靴形件)而定位，以形成壓區(qū)，幅面可通過該壓區(qū)。 輥20包括中空圓柱形殼體或芯部22(參看圖3)和環(huán)繞著芯部22的覆蓋物24 (通常由一種或多種聚合材料形成)。芯部22通常由耐腐蝕金屬材料形成，諸如鋼或鑄鐵。芯部22可為實心的或中空的，且如果是中空的，則其可包括能改變壓力或輥型的裝置。
覆蓋物24可呈任何形式且可由本領(lǐng)域技術(shù)人員認為適用于輥的任何聚合和/或彈性材料形成。示范性材料包括天然橡膠、合成橡膠、以及環(huán)氧樹脂和聚氨酯，所述合成橡膠諸如氯丁橡膠、丁苯橡膠(SBR)、丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯("CSPE"也被稱作商品名稱HYPAL0N) 、EDPM(給予由乙烯-丙烯二烯單體形成的乙烯-丙烯三元共聚物的名稱)。覆蓋物24還可包括加強和填充填料、添加劑等。示范性的另外材料在授予St印hens的美國專利第6， 328， 681號、授予Jones的美國專利第6， 375， 602號以及授予Gustafson的美國專利第6，981，935號中討論，這些專利中每一個的公開內(nèi)容以其全文引用的方式結(jié)合到本文中。 在許多情形下，覆蓋物24將包括多個層。圖4和圖5示出了內(nèi)基層42a、外基層42b和頂部料層70的涂覆；圖3以截面圖示出這些層。還可包括額外層，諸如在外基層42b與頂部料層70之間的"聯(lián)結(jié)(tie-in)"層和在殼體22與內(nèi)基層42a之間的粘合劑層。
可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的適合于涂覆輥覆蓋物的任何方式來進行覆蓋物24的構(gòu)造。示范性方法在美國專利公告第2005/0261115號中加以討論，該公開內(nèi)容以其全文引用的方式結(jié)合到本文中。 現(xiàn)參看圖1和圖2，用于感測所述輥20中振動的振動感測系統(tǒng)26包括多個壓區(qū)狀況傳感器30，其中的每個壓區(qū)狀況傳感器30嵌入于覆蓋物24中。如本文所用，傳感器"嵌入"于覆蓋物中是表示傳感器完全包含于覆蓋物中，且特定層或若干層的組內(nèi)的傳感器"嵌入"于覆蓋物中是表示完全包含于該層或該層組內(nèi)。振動感測系統(tǒng)26還包括處理器32 ;并且，在圖示實施例中，傳感器30經(jīng)由電引線(未圖示)連接到電子單元31，所述電子單元被安裝至輥20 —端。包括有電子單元31，以將傳感器30所產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成易于處理的數(shù)據(jù)；在某些實施例中，傳感器30中的每一個包括收發(fā)器，其能將信號無線地發(fā)送至電子單元31、或者發(fā)送至遠程接收器以進行處理(參看，例如美國專利第7，392，715號)。電子單元31將信號發(fā)送(通常為無線地發(fā)送)至處理器32以在隨后進行處理和顯示。
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仍參看圖2，在其中示出感測系統(tǒng)26的傳感器30的布置。在圖示實施例中，系統(tǒng) 26包括沿著輥20的長度而彼此大體上等距間隔開的七個壓區(qū)狀況傳感器30，但在不同軸 向位置處通常將會包括更多的傳感器30以提供額外數(shù)據(jù)。每個傳感器30是環(huán)形的且基本 上在一個軸向位置處環(huán)繞該輥20。對于幾乎360度包圍著輥的連續(xù)傳感器30的情況，可完 全繞輥20的圓周來測量壓力分布?；蛘撸胰鐖D9所示，每個連續(xù)傳感器30可由離散的、 相對緊密地間隔開的傳感器30'的圓環(huán)替代。 傳感器30直接或間接測量壓區(qū)狀況(通常為壓力)。可使用能測量壓力或另一壓 區(qū)狀況的任何傳感器。舉例而言，傳感器30可直接測量壓力、位移、接近性、應(yīng)變、電荷、電 壓、電阻、衰減、電容或電感，且這種測量可與壓區(qū)壓力和/或壓區(qū)寬度相關(guān)。典型傳感器包 括壓電傳感器、壓電陶瓷傳感器、力敏感電阻器(FSR)傳感器、電阻傳感器、量子穿隧復(fù)合 物(QTC)傳感器、壓電電阻傳感器、電容傳感器、電感傳感器、光纖傳感器和EMFi薄膜傳感 器。這些傳感器類型在下文討論。 壓電傳感器產(chǎn)生與動態(tài)壓力成比例的電荷或電壓?？蓮腗easurement Specialties, Inc (賓夕法尼亞州(Pennsylvania)的ValleyForge)購買到呈電纜形 式的合適的壓電傳感器。Kynar PVDF薄膜可用作壓電傳感器且也可從Measurement Specialties, Inc獲得。 壓電陶瓷材料可在比PDVF薄膜更高的溫度下使用。材料PSI-5A4E具有35(TC居 里溫度。在許多實施例中，這些傳感器將以離散陣列布置，如圖9所示。示范性傳感器可購 自馬薩諸塞州(Massachusetts) Cambridge的Piezo Systems, Inc.。 FSR傳感器具有與壓力幾乎成反比的電阻。FSR傳感器可從Interlink Electronics, Inc.(加利福尼亞州(California)的Camarillo)或者從Tekscan， Inc.(馬 薩諸塞州(Massachusetts)的South Boston)獲得。 電阻傳感器包括所有那些其電阻受壓區(qū)狀況影響的傳感器。很短的應(yīng)變計可在徑 向定向并且將會測量與徑向壓力密切相關(guān)的徑向應(yīng)變。應(yīng)變計可用于測量壓區(qū)中的周向應(yīng) 變。在遠離輥端部處，軸向應(yīng)變可接近為零；但如果被包裝成解耦(decouple)幾乎平面的 應(yīng)變條件，則軸向應(yīng)變可以為非零的。這些應(yīng)變與壓力水平相關(guān)，因此應(yīng)變計大體上被認為 是間接領(lǐng)lj量方t去。合適的應(yīng)變計可從VishayMeasurements Group (www. vishaymg. com)獲 得。QTC材料是一種電阻隨著壓力增加而減小的材料。QTC丸可從英國(United Kingdom) Durham的Peratech Ltd.，獲得。 壓電電阻傳感器也展示出在電阻與所施加的應(yīng)力或應(yīng)變之間的耦合。這些傳感器 可在徑向定向以測量徑向壓力。示范性壓電電阻傳感器是HSPPAR，其可購自的加利福尼亞 州(California)Campbell的Alps Electric Co. ，Ltd.。 電容傳感器通過測量兩個板或兩個物體之間的電容變化來測量壓力。電容壓力傳 感器可從力口利福尼亞州(California) Sunnyvale的Loadstar Sensors Inc.，獲得。
電感傳感器通常用于位移測量，其將被認為是間接測量。示范性電感傳感器是 2402傳感器，其可購自Micro-Epsilon， Raleigh， NC。 光纖傳感器具有一定數(shù)目的可用配置。微彎光纖可包裹于輥的圓周周圍。這種傳 感器對徑向應(yīng)變敏感。光強度/亮度的變化指示著施加到傳感器上的壓力或應(yīng)變。示范性 裝置在美國專利第6，429，421號中示出。EFPI(非本征法布里-珀羅干涉)傳感器是點傳
7感器且充當高度敏感的位移計。在這種情況下將會使用若干離散的EFPI傳感器。光纖布 拉格光柵傳感器具有在光纖內(nèi)蝕刻的光柵，其用于使穿過傳感器的光的波長偏移。在典型 應(yīng)用中，在輥覆蓋物內(nèi)，偏移將會指示出覆蓋物材料中的周向應(yīng)變水平。多模式且橢圓形芯 部(e_芯部)光纖將在光纖被壓縮時經(jīng)歷頻率偏移和亮度變化。 EMFi薄膜類似有源電容器般對壓力做出響應(yīng)。它們可適用于低溫和低壓應(yīng)用。傳 感器材料可從Emfit Ltd， Vaajakoski， Finland獲得。 對于許多應(yīng)用，溫度補償可改進傳感器讀數(shù)的準確度。溫度補償可建置于這些傳 感器類型中的某些類型中。單獨的溫度測量傳感器將用于其它傳感器。常用溫度傳感器包 括熱電偶、RTD和熱敏電阻。示范性溫度補償技術(shù)在美國專利公告第2005/0278135號中加 以討論，該專利公告的公開內(nèi)容以其全文引用的方式結(jié)合到本文中。 如上文所討論，傳感器為環(huán)形的且可被配置為基本上連續(xù)的(如對于傳感器30的 情況)或離散的(如對于傳感器30'的情況)。基本上連續(xù)的環(huán)在開始位置與終止位置之 間可具有間隙，其中該環(huán)僅跨越圓周的大部分，例如355度。這種間隙可用于幫助利用角位 置來確定讀數(shù)位置?；蛘?，可使用單獨的編碼器或觸發(fā)器來保持讀數(shù)與絕對位置同步。對 于純振動測量，可無需同步。間隙也可幫助壓電傳感器移除信號中的DC分量。
可使用圖9所示的離散傳感器30'，其中就傳感器的可用性或制造而言是方便 的。舉例而言，陶瓷壓電傳感器可能不易于以預(yù)制環(huán)的形式得到，因此可以使用傳感器30' 序列來替代。傳感器30'可并聯(lián)。 盡管傳感器30、30'被圖示為位于嵌入在基層42中的輥20表面下方，但在其它實 施例中，傳感器可位于輥外表面處、或者在該表面下方的其它深度處，諸如在金屬芯部頂部 上，在基層上，或在中間層上。 現(xiàn)參看圖6，電子單元31可包括信號調(diào)節(jié)模塊52。不同傳感器需要不同信號調(diào)節(jié) 系統(tǒng)。舉例而言，電阻傳感器常常具有惠斯通電橋電路。其它基于電阻的電路使用精確的 電壓或電流源并且測量已知電阻元件上的電壓。壓電傳感器通常使用電荷放大器。電容傳 感器測量諧振頻率，或者使用電容至電壓轉(zhuǎn)換器。光纖傳感器測量光信號強度或者頻率偏 移。因此，信號調(diào)節(jié)模塊52將傳感器輸出轉(zhuǎn)換成可由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)54(下方)或數(shù)據(jù)記錄 系統(tǒng)加以讀取的形式。 電子單元31還可包括數(shù)據(jù)采集模塊54。數(shù)據(jù)采集模塊54將傳感器信號轉(zhuǎn)換成數(shù) 字測量。在許多情況下，系統(tǒng)使用模擬電壓至數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器。 控制器56驅(qū)動所述傳感器30、信號調(diào)節(jié)模塊52和數(shù)據(jù)采集模塊54和任何其它電 子器件，并與處理器32無線通信。嵌入式控制器56可有時關(guān)閉該系統(tǒng)的部分以節(jié)省電力。 嵌入式控制器56也可在許多可用的傳感器30之中進行多路復(fù)用。 傳感器測量由電子單元31傳輸?shù)轿挥谶h離所述輥20的位置處的處理器32。處理 器32將壓力信號轉(zhuǎn)換成對于每個軸向定位的傳感器的多個周向位置的壓力讀數(shù)。在許多 情況下，這個離輥位點(off-rollsite)處于操作者控制室中。信號通常使用RF通信來傳 送。示范性RF收發(fā)器可購自德克薩斯州Dallas的RF Monolithics， Inc.。
其它通信技術(shù)也是可用的。舉例而言，輥通信可為單向的，其中信號從輥20發(fā)送， 但并無通信發(fā)送至輥20。因此，基于輥的系統(tǒng)將具有發(fā)射器，且離輥位點將使用接收器。
在某些實施例中，IR通信和滑環(huán)也可用于向輥20通信和從輥20通信。除了下文所討論的網(wǎng)格狀配置之外，大多數(shù)電子器件將安裝于輥的頭部上。 用于通信的另一實施例是無線網(wǎng)格狀配置，其中，每個傳感器具有靠近其位點的 收發(fā)器并且許多傳感器形成用于通信的網(wǎng)格狀配置。這個辦法是可靠的，因為一個弱位點 可到達附近位點且由更強的無線位點來發(fā)送其信息。這種可靠性也表現(xiàn)于當一個位點出現(xiàn) 故障且該網(wǎng)格自動地重新配置以維持其余位點之間的通信時。無線網(wǎng)格狀產(chǎn)品可購自加利 福尼亞州San Jose的Crossbow Technology, Inc.。 諸如上文所討論的壓區(qū)狀況傳感器的布置將尤其有助于查明特定振動問題，如由 下文的實例所討論。 在某些情形下，壓輥對中的一個輥在其表面處具有平點或凸塊。在取得傳感器讀 數(shù)時，壓力分布將相當平穩(wěn)直至靠近凸塊的區(qū)域穿過該壓區(qū)，如圖7所示。在有缺陷的輥每 次繞轉(zhuǎn)期間，將存在一個這樣的凸塊；并且配合輥在一個與輥直徑比例相關(guān)的旋轉(zhuǎn)周期將 會遭遇一次凸塊。因此，可識別出不當?shù)耐箟K/平點并對其加以校正。 在其它情形下，覆蓋物可以是相對于其旋轉(zhuǎn)軸線偏心的。外徑可能會不圓，或者覆
蓋物厚度可不同。在取得壓力讀數(shù)后，對于這種情況，可看到緩和變化的壓力分布，如在圖8
中所示。如之前那樣，如果是配合輥安裝了傳感器，而不是偏心輥，則輥的比例決定角度周
期。與較薄區(qū)域相比，具有更厚覆蓋層的區(qū)域?qū)⒈憩F(xiàn)更軟且具有更低的壓區(qū)壓力。 在任一情形下，可基于壓力測量來調(diào)整(通過研磨或類似方法)輥20的結(jié)構(gòu)以減
小振動。 上述實例展示出，機器方向壓區(qū)壓力是與振動一起加以測量的。加速度計將振動 水平輸出為頻率的函數(shù)，并且不能區(qū)分圖7所示和圖8所示的兩種情況。因此，所提出的感 測系統(tǒng)能夠以更加高準確度來查明問題來源。系統(tǒng)也可測量振動對紙張產(chǎn)品的直接影響的 量值。即，加速度計可檢測到存在著顯著振動，而所提出的測量系統(tǒng)測量出這些振動對紙張 所經(jīng)歷的壓區(qū)壓力造成的直接影響。這種直接辦法可在覆蓋物磨損之前或者在形成損毀或 過度振動之前測量操作問題。 前文說明了本發(fā)明且不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明。盡管描述了本發(fā)明的示范性實施 例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解到在不實質(zhì)上偏離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)內(nèi)容和優(yōu)點的情況下 能對示范性實施例做出許多修改。因此，所有這些修改預(yù)期包括于如權(quán)利要求書所限定的 本發(fā)明的范疇內(nèi)。本發(fā)明由下文的權(quán)利要求書限定，且權(quán)利要求書的等同物包括在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于確定壓輥組件的振動源的系統(tǒng)，包括基本上圓柱形的第一輥；配合結(jié)構(gòu)，其相對于所述第一輥定位以與之形成壓區(qū)；安裝于所述第一輥上的多個環(huán)形壓區(qū)狀況傳感器單元；所述環(huán)形傳感器單元中的每一個沿著所述第一輥定位于不同的軸向位置處并且被配置成提供來自所述壓區(qū)的壓區(qū)狀況信號，所述信號指示出在多個周向位置處的壓區(qū)狀況；以及與所述傳感器單元相關(guān)聯(lián)的處理器，其從所述傳感器單元接收信號；其中所述處理器被配置成將來自所述傳感器單元的信號轉(zhuǎn)換成在每個軸向位置處對于多個周向位置的壓區(qū)狀況讀數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述配合結(jié)構(gòu)是基本上圓柱形的第二輥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器單元包括基本上連續(xù)的環(huán)形傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器單元是以角度圖案布置的多個離散傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一輥包括聚合覆蓋物，且其中所述傳感器單元至少部分地嵌入于所述覆蓋物中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述聚合覆蓋物由選自包括下列材料的組中的材料形成天然橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯、EDPM、環(huán)氧樹脂和聚氨酯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述壓區(qū)狀況傳感器檢測選自包括下列狀況的組中的狀況壓力、位移、接近性、應(yīng)變、電荷、電壓、電阻、衰減、電容和電感。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述檢測的狀況是壓力。
9. 一種用于評估工業(yè)輥中振動的方法，其包括以下步驟提供輥，所述輥包括安裝于所述輥上的多個環(huán)形壓區(qū)狀況傳感器單元，所述環(huán)形壓區(qū)狀況傳感器單元中的每一個沿著所述輥定位于不同的軸向位置處且被配置成從由所述輥和配合結(jié)構(gòu)所形成的壓區(qū)提供壓區(qū)狀況信號，使所述輥旋轉(zhuǎn)；測量在每個壓區(qū)狀況傳感器單元上的多個周向位置處的壓區(qū)狀況；以及基于對壓區(qū)狀況的測量來確定輥中的振動源。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包括以下步驟基于所述確定步驟來調(diào)整所述輥的結(jié)構(gòu)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述配合結(jié)構(gòu)是基本上圓柱形的第二輥。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述壓力傳感器單元基本上是連續(xù)環(huán)形傳感器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述壓力傳感器單元是以環(huán)形圖案布置的多個離散傳感器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述輥包括聚合覆蓋物，且其中所述傳感器單元至少部分地嵌于所述覆蓋物中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述聚合覆蓋物由選自包括以下材料的組中的材料形成天然橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯、EDPM、環(huán)氧樹脂和聚氨酯。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述壓區(qū)狀況傳感器檢測選自包括以下狀況的組中的狀況壓力、位移、接近性、應(yīng)變、電荷、電壓、電阻、衰減、電容和電感。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述壓區(qū)狀況傳感器是壓力傳感器。
全文摘要
一種用于確定壓輥組件的振動源的系統(tǒng)包括基本上圓柱形的第一輥；配合結(jié)構(gòu)，其相對于第一輥定位以與之形成壓區(qū)；安裝于第一輥上的多個環(huán)形壓區(qū)狀況傳感器單元；這些環(huán)形傳感器單元中的每一個沿著該第一輥定位于不同的軸向位置處、并且被配置成從該壓區(qū)提供壓區(qū)狀況信號，所述信號指示在多個周向位置處的壓區(qū)狀況；以及，與該傳感器單元相關(guān)聯(lián)的處理器，其從該傳感器單元接收信號。該處理器被配置成將來自所述傳感器單元的信號轉(zhuǎn)換成每個軸向位置處對于多個周向位置的壓區(qū)狀況讀數(shù)。這種系統(tǒng)可檢測出會造成不希望振動的輥或配合結(jié)構(gòu)中的不規(guī)則性。
文檔編號G01H1/00GK101762316SQ200910222039
公開日2010年6月30日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者R·H·穆爾 申請人:斯托·伍德沃德有限責(zé)任公司