Система и способ для контроля наносящего стержня

Система и способ для контроля наносящего стержня

Реферат

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка связана с патентной заявкой США №_с названием КОНТРОЛЬ НАНОСЯЩИХ СТЕРЖНЕЙ И ЗОН КОНТАКТА НАНОСЯЩИХ СТЕРЖНЕЙ (Досье поверенного № ТЕС-064270), поданной одновременно с настоящей заявкой, патентной заявкой США №_с названием КОНТРОЛЬ МАШИННЫХ СЕТОК И СУКОН (Досье поверенного № ТЕС-064269), поданной одновременно с настоящей заявкой, патентной заявкой США №_с названием КОНТРОЛЬ ВХОДНЫХ СЕТОК И СУКОН БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ (Досье поверенного № ТЕС-064731), поданной одновременно с настоящей заявкой, патентной заявкой США №_с названием КОНТРОЛЬ МАШИННЫХ СЕТОК И СУКОН НА ОСНОВЕ ОТСЧЕТА (Досье поверенного № ТЕС-06473 2), поданной одновременно с настоящей заявкой, и патентной заявкой США №_с названием КОНТРОЛЬ КАЧАЮЩИХСЯ КОМПОНЕНТОВ (Досье поверенного № ТЕС-064271), поданной одновременно с настоящей заявкой, раскрытия которых включены в настоящий документ в полном объеме путем ссылок.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в общем к изготовлению бумаги и более конкретно к контролю одного или нескольких компонентов в процессе изготовления бумаги.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Прижимные валы используются в непрерывных процессах в разных отраслях, включая, например, изготовление бумаги, производство стали, каландрирование пластиков и печать. В процессе изготовления бумаги используются несколько этапов для преобразования массы из напорного ящика в бумагу. Первой стадией является напуск массы из напорного ящика, которую обычно называют "волокнистой суспензией", на сеточную часть бумагоделательной машины, которую обычно называют "сетка", для формования. После напуска часть воды проходит через формующую сетку, оставляя на ней смесь жидкости и волокон. Эта смесь, называемая в отрасли "полотно", может быть обработана в оборудовании, которое далее снижает количество влаги в конечном продукте. Сетка постоянно поддерживает волокнистое полотно и переносит его на ткань, называемую сукно, на котором полотно проходит через обезвоживающее оборудование, где требуемое количество жидкости эффективно удаляется из полотна. Вода из полотна впитывается в мокрое сукно и затем может быть удалена, когда мокрое сукно проходит через всасывающий ящик. Сухие сукна также можно использовать для поддержки волокнистого полотна в паровых сушилках.

Одну из стадий обезвоживания осуществляют путем пропускания полотна через пару или больше вращающихся валов, которые формируют пресс для отжима или последовательность таких прессов. На этой стадии жидкость удаляют из полотна посредством давления, прилагаемого вращающимися валами. Валы, прилагая усилие к полотну и сукну, отжимают часть жидкость из волокнистого полотна, которая впитывается сукном. Затем полотно может быть подано в другие прессы или сушильное оборудование для дальнейшего уменьшения количества влаги в полотне. "Зоной контакта" называется область между двумя смежными валами, через которую проходит бумажное полотно.

Изменение состояния разных сеток и сукон может приводить к изменению количества жидкости и других материалов, удаляемых из полотна, что может, в свою очередь, изменить величину давления, прилагаемого к полотну в области контакта. Другие компоненты процесса изготовления бумаги, такие как посты проклейки, посты нанесения покрытия, лезвия шаберов и колеблющиеся оросители, также могут влиять на характеристики полотна. Равномерное давление в зоне контакта по оси вала предпочтительно при изготовлении бумаги, поскольку оно позволяет получать требуемые содержание влаги, толщину, прочность листа и внешний вид поверхности. Например, неравномерное давление в зоне контакта часто приводит к получению бумаги плохого качества. Таким образом, необходимо контролировать разные компоненты в процессе изготовления бумаги с учетом их потенциального влияния на давление в одной или нескольких областях зон контакта.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения система для сбора данных по валам, связанная с сенсорным валом, включает множество датчиков, расположенных в разнесенных в осевом направлении местах на сенсорном вале, причем каждый датчик входит в некоторую область первой зоны контакта между сенсорным валом и вращающимся компонентом во время каждого оборота сенсорного вала и генерирует соответствующий сигнал датчика. Система также включает пост нанесения покрытия, включающий вращающийся наносящий стержень с осью вращения, по существу параллельной оси вращения сенсорного вала и формирующий вторую зону контакта с сенсорным валом, причем каждый датчик входит в область второй зоны контакта между сенсорным валом и наносящим стержнем при каждом обороте сенсорного вала. Система также включает конструкцию для генерации периодического начального опорного сигнала в связи с каждым оборотом наносящего стержня. Процессор принимает периодический исходный опорный сигнал и соответствующий сигнал, генерируемый каждым датчиком, когда он движется через первую зону контакта и, по получении соответствующего сигнала датчика, процессор работает, чтобы а) определить конкретный датчик из числа датчиков, который генерировал соответствующий сигнал, b) на основании значения, полученного между временем генерации соответствующего сигнала датчика, и самого последнего начального опорного сигнала, определить один из некоторого множества сегментов отслеживания, причем каждый из множества сегментов отслеживания связан, соответственно, с другим значением, и с) сохранить соответствующий сигнал датчика, чтобы связать его с определенным сегментом отслеживания.

Задачей наносящего стержня является обеспечение равномерного покрытия в направлении, поперечном наносящему валу, которым может быть сенсорный вал, для передачи покрытия на полотно, находящееся в первой зоне контакта. Для этого используются рифленые и гладкие стержни в зависимости от вязкости покрытия и конечного продукта. Рифленые стержни имеют чередующиеся гребни и впадины, и наружная поверхность каждого гребня вступает в контакт с наносящим валом, чтобы дозировать требуемый объем покрытия через открытые области или впадины между наносящим валом и наносящим стержнем. Давление рифленого стержня поэтому можно измерить непосредственно сенсорным валом, когда он является наносящим валом, по этому контакту. В некоторых случаях между одним или несколькими гребнями и наносящим валом может присутствовать тонкая пленка или покрытие; однако измеренное давление может считаться непосредственно измеренным давлением наносящего стержня. Гладкий стержень также может прилагать давление к сенсорному валу; однако между гладким стержнем и наносящим валом всегда будет присутствовать слой покрытия. Следовательно, сенсорный вал может детектировать только гидравлическую силу, передающуюся через покрытие от гладкого стержня. Стержни удерживаются по их поперечной оси некоторым числом держателей, которые регулируют для того, чтобы поддерживать давление по поперечной оси и для рифленых стержней, и для гладких стержней.

Обычно рифленые стержни используют при работе с крахмалом, и оборудование называется клеильным прессом или прижимным стержнем. Гладкие стержни обычно используют для нанесения покрытий, и оборудование называется стержневым устройством для нанесения покрытий или наносящим стержнем. Оба типа стержней могут вращаться с окружной скоростью, отличающейся от окружной скорости наносящего вала.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения вращающийся компонент включает сопряженный вал, полотно материала проходит через первую зону контакта от направления входа до направления выхода, и каждый датчик генерирует соответствующий сигнал при входе в область первой зоны контакта. В соответствии с еще одним аспектом, каждый датчик генерирует соответствующий сигнал при входе в область второй зоны контакта.

В соответствии с аспектами изобретения каждый из соответствующих сигналов датчиков включает значение давления. В соответствии с другими аспектами изобретения наносящий стержень включает стержень клеильного пресса или стержень для нанесения покрытия.

В одном соответствующем аспекте настоящего изобретения процессор принимает соответствующий сигнал датчика от каждого из датчиков при каждом обороте сенсорного вала, и некоторое число соответствующих сигналов датчиков поступает во время некоторого числа оборотов сенсорного вала. Для каждого из числа соответствующих сигналов датчиков процессор определяет соответствующий осевой сегмент наносящего стержня и его определенный сегмент отслеживания.

В еще одном аспекте наносящий стержень включает n осевых сегментов, имеющих соответствующие указательные значения: 1, 2, …, n; период наносящего стержня включает m сегментов отслеживания, имеющих соответствующие указательные значения: 1, 2, …, m, так что существуют (n умножить на m) уникальных пермутаций, которые идентифицируются двухэлементной группой, включающей указательное значение соответствующего осевого сегмента и указательное значение соответствующего сегмента отслеживания. Соответствующее среднее значение давления связано с каждой из (n умножить на m) уникальных пермутаций, причем каждое из соответствующих средних значений давления основано на ранее полученных показаниях давления в отношении первой или второй зоны контакта.

В еще одном аспекте настоящего изобретения сегменты отслеживания, связанные с наносящим стержнем, включают одно из а) некоторого числа окружных сегментов на наносящем стержне или b) некоторого числа временных сегментов периода наносящего стержня.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения способ сбора данных по валам, связанный с сенсорным валом, включает генерацию соответствующего сигнала каждым из множества датчиков, расположенных в разнесенных в осевом направлении местах на сенсорном вале, причем каждый датчик входит в область первой зоны контакта между сенсорным валом и сопряженным валом при каждом обороте сенсорного вала и генерирует соответствующий сигнал датчика. Способ также включает предоставление поста нанесения покрытия, имеющего вращающийся наносящий стержень с осью вращения, по существу параллельной оси вращения сенсорного вала, и формирующего вторую зону контакта с сенсорным валом, так что каждый датчик входит в область второй зоны контакта при каждом обороте сенсорного вала. Способ включает генерацию периодического начального опорного сигнала в связи с каждым оборотом наносящего стержня и прием периодического начального опорного сигнала и соответствующего сигнала, генерируемого каждым датчиком. После приема соответствующего сигнала датчика: а) определяется один из датчиков один из датчиков, который генерировал соответствующий сигнал, b) на основании значения, полученного между временем генерации соответствующего сигнала датчика и самого последнего начального опорного сигнала, идентифицируется один из сегментов отслеживания, причем каждый из множества сегментов отслеживания связан, соответственно, с другим значением, и с) соответствующий сигнал датчика сохраняется, чтобы связать соответствующий сигнал датчика с определенным сегментом отслеживания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Хотя описание изобретения включает формулу, пункты которой конкретно описывают и четко заявляют настоящее изобретение, можно полагать, что настоящее изобретение будет лучше понято из нижеследующего описания вместе с прилагаемыми фигурами чертежей, на которых одинаковые ссылочные символы обозначают одинаковые элементы.

Фиг. 1 - схематический вид с торца валкового пресса в соответствии с принципами настоящего изобретения, показывающий формирование полотна, проходящего между валами в зоне контакта, при этом ширина зоны контакта валкового пресса обозначена буквами "NW".

Фиг. 2 - вид сбоку сенсорного вала, показывающий расположение линии датчиков в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 3 показывает, как поворот сенсорного вала и сопряженного вала может изменить окружной сегмент сопряженного вала, который входит в зону контакта совместно с датчиком при каждом обороте сенсорного вала, в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 4А и 4В - таблица, показывающая, как собираемые x показаний датчика будут связаны с разными окружными сегментами сопряженного вала, в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 5 - схематический чертеж, показывающий базовую архитектуру одной конкретной системы контроля и линии обработки бумаги в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 6, 7 и 8 - матрицы разных значений, которые могут быть вычислены для разных осевых сегментов и окружных сегментов сопряженного вала в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 9А - пример способа изготовления бумаги и конфигурации системы в соответствии с принципами настоящего изобретения, в котором каждый из кругов представляет вращающийся компонент (например, вал, сукно и т.д.), который помогает перемещать полотно материала по системе или способу.

Фиг. 9В - пост нанесения покрытия в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг 9С и Фиг. 10 - детали поста нанесения покрытия с Фиг. 9В.

Фиг. 11А1 - 12В - смоделированный набор данных, представляющий собранные и усредненные показания давления в разных зонах контакта в нескольких разных местах по оси при синхронизации с периодом оборота наносящего стержня в соответствии с принципами настоящего изобретения.

Фиг. 13 - технологическая схема одного примера способа синхронизации данных в соответствии с принципами настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В последующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, которые являются его частью и на которых показаны для иллюстрации, но не для ограничения, конкретные предпочтительные варианты осуществления, которые могут использоваться для осуществления изобретения на практике. Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления и что могут быть внесены изменения, но без нарушения сущности и объема настоящего изобретения.

Настоящая заявка связана с каждой из следующих заявок: патентная заявка США №14/268,672 с названием СПОСОБ И СИСТЕМА, СВЯЗАННЫЕ С СЕНСОРНЫМ ВАЛОМ И СОПРЯЖЕННЫМ ВАЛОМ, ДЛЯ СБОРА ДАННЫХ ПО ВАЛАМ, поданная 2 мая 2014 г., патентная заявка США №14/268,706 с названием СПОСОБ И СИСТЕМА, СВЯЗАННЫЕ С СЕНСОРНЫМ ВАЛОМ И СОПРЯЖЕННЫМ ВАЛОМ, ДЛЯ СБОРА ДАННЫХ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ПЕРВЫЙ И ВТОРОЙ МАССИВЫ ДАТЧИКОВ, поданная 2 мая 2014 г., и патентная заявка США №14/268,737 с названием СПОСОБ И СИСТЕМА, СВЯЗАННЫЕ С СЕНСОРНЫМ ВАЛОМ, ВКЛЮЧАЮЩИМ МНОЖЕСТВО ДАТЧИКОВ, И СОПРЯЖЕННЫМ ВАЛОМ, ДЛЯ СБОРА ДАННЫХ ПО ВАЛАМ, поданная 2 мая 2014 г., раскрытия которых включены в настоящий документ в полном объеме путем ссылки.

Как показано на Фиг. 1, сенсорный вал 10 и сопряженный вал 11 определяют зону контакта 12 для приема волокнистого полотна 16, такого как бумажное полотно, чтобы приложить давление к полотну 16. Предполагается, что в некоторых случаях полотно может поддерживать бесконечная суконная лента, так что сукно и полотно входят в зону контакта 12. Сенсорный вал 10 включает внутренний основной вал 20 и наружное покрытие 22 вала. Как показано на Фиг. 2, группа 24 датчиков 26 расположена, по меньшей мере частично, в покрытии 22 вала. Группа 24 датчиков 26 может быть расположена по спиральной линии вокруг всей длины вала 10 одним оборотом, чтобы создать винтовую линию, которая является обычной геометрией датчиков для покрытий валов. Однако винтовая линия является просто примером, и может быть предусмотрено любое расположение, в котором по меньшей мере один датчик помещен в каждое осевое положение в любом месте на окружности, в котором будет осуществляться сбор данных. Каждый датчик 26 может, например, измерять давление, оказываемое на датчик, когда он входит в область зоны контакта 12 между валами 10 и 11. В частности, группа 24 датчиков 26 может быть расположена на сенсорном вале 10, например, в разных осевых положениях или сегментах на сенсорном вале 10, причем такие осевые сегменты предпочтительно имеют одинаковые размеры. В показанном варианте осуществления есть 14 осевых сегментов, обозначенных числами 1-14 на Фиг. 2, и каждый имеет расположенный в нем один датчик 26. Также предполагается, что группа 24 датчиков 26 может быть расположена линейно, чтобы определить линию датчиков, т.е., все датчики расположены в одном месте на окружности. Средний специалист легко поймет, что может быть больше четырнадцати или меньше четырнадцати осевых сегментов, а также соответствующее равное число датчиков, расположенных по оси сенсорного вала. Также ниже в описании каждый датчик 26 может быть назван, например, датчиком давления, но предполагаются и другие типы датчиков такие как, например, датчики температуры.

Поскольку при производстве бумаги необходимо равномерное давление в зоне контакта, правильное вычисление и отображения профиля давления в зоне контакта также очень важно, поскольку любые исправления или изменения, которые будут сделаны во вращающихся валах на основании неточно вычисленного профиля давления в зоне контакта определенно увеличат эксплуатационные проблемы. Существуют три первичных измерения вариабельности. Профиль давления в зоне контакта имеет вариабельность, которая может быть названа поперечной вариабельностью, поскольку она является вариабельностью среднего давления в поперечном положении в зоне контакта. Еще один тип вариабельности представляет вариабельность скоростных измерений в каждом положении на одной линии датчиков. Эта вариабельность представляет вариабельность другого оборудования в процессе изготовления бумаги, включая вариабельность вращения сопряженного вала, т.е., вала, сопряженного с сенсорным валом. Третий тип вариабельности в профиле зоны контакта включает вариабельность множественных датчиков, описанную ниже, в каждом поперечном положении вала. Эта вариабельность представляет собой "вариабельность вращения" сенсорного вала, когда он проходит через его множество положений отслеживания, и ее нельзя обнаружить, если не использовать некоторое число датчиков в каждом положении.

Одно преимущество встраивания группы датчиков в валы с покрытием заключается в том, что можно измерять профиль давлений в реальном времени и регулировать давление нагрузки и выпуклость или кривизну валов (используя, например, внутренние гидроцилиндры), чтобы получить плоский профиль давления. В качестве альтернативы одной группе датчиков, на сенсорном вале можно использовать два множества или массива датчиков, как более подробно объяснено в упомянутой выше патентной заявке США №14/268,706, которая включена в настоящий документ в полном объеме путем ссылки. Сенсорный вал может быть разделен, например, на 14 осевых сегментов. Первое и второе множества датчиков расположены, по меньшей мере частично, в покрытии вала. Каждый из первого множества датчиков расположен в одном из 14 осевых сегментов сенсорного вала. Каждый из второго множества датчиков также расположен в одном из 14 осевых сегментов сенсорного вала. Каждый датчик первого множества имеет соответствующий датчик во втором множестве, расположенный в том же осевом сегменте сенсорного вала. Первое множество датчиков может быть расположено по спиральной линии, проходящей по всей длине вала за один оборот, чтобы создать винтовую конфигурацию. Второе множество датчиков также может быть расположено по спиральной линии, которая проходит по всей длине вала за один оборот, чтобы создать винтовую конфигурацию. Первое и второе множества датчиков могут быть отделены одно от другого на угол 180 градусов. Каждый датчик измеряет давление на нем, когда он входит в область зоны контакта. Допускается, что первое и второе множества датчиков могут быть расположены линейно, чтобы создать первую и вторую линии датчиков, которые отделены друг от друга на угол приблизительно 180 градусов. Также допускаются разные альтернативные конфигурации множества датчиков. Например, множество датчиков может быть расположено по спиральной линии, которая проходит по всей длине вала за два оборота.

Обычно сенсорный вал 10 и сопряженный вал 11 имеют разные размеры, т.е., они имеют разные размеры по радиусу и окружности. Каждый вал может иметь изменения в размере по окружности вдоль своей оси. Также, когда вал вращается, расстояние от центральной оси (размер по радиусу) до наружной поверхности может меняться для каждого осевого положения при одинаковом угле поворота, даже когда размеры по окружности должны быть одинаковыми для каждого осевого положения.

Например, валы периодически шлифуют, что приводит к небольшим произвольным изменениями в диаметре по сравнению со спецификацией изготовителя. Также может существовать проскальзывание одного или нескольких валов, приводящее к тому, что поверхность сенсорного вала движется со скоростью, отличающейся от поверхности сопряженного вала. Следовательно, два вала редко имеют точно такой же период оборота или имеют периоды, которые являются точными гармониками.

Таким образом, когда сенсорный вал 10 и сопряженный вал 11 совершают многочисленные обороты относительно друг друга, конкретный датчик 26 может не всегда входить в область зоны контакта 12 с той же частью окружности сопряженного вала 11, как это было при предыдущем обороте. Эту характеристику можно использовать для создания таблиц данных, соответствующих поверхности сопряженного вала 11. Разные матрицы среднего давления, каждая из которых собрана и построена в разные периоды времени, можно сравнивать между собой, чтобы изучить, как они отличаются одна от другой. Вариабельность между разными таблицами данных может подсказать возможные проблемы с сопряженным валом 11, такие как неравномерность поверхности вала, износ подшипников и прогиб вала. Анализ вариабельности данных с датчиков может указать возможные проблемы с предыдущим или последующим в линии оборудованием, например с предыдущими валами, предыдущей формующей сеткой, предыдущим сукном, предыдущим постом нанесения покрытия или последующими валами.

Сенсорный и сопряженный валы 10 и 11 могут быть каждый разделены на 14 осевых сегментов. Все осевые сегменты на сенсорном вале 10 могут иметь или не иметь одинаковую длину, и все осевые сегменты на сопряженном вале 11 также могут быть или не быть одной длины. В показанном варианте осуществления предположено, что все осевые сегменты на сенсорном вале 10 имеют одинаковую длину, и все осевые сегменты на сопряженном вале 11 имеют одинаковую длину. Осевые сегменты на сенсорном вале 10 могут быть совмещены с осевыми сегментами на сопряженном вале 11. Кроме того, сопряженный вал 11 может быть разделен на отдельные окружные сегменты, например, на 22 окружных сегмента, все по существу одного размера.

На Фиг. 3 показано, как вращение сенсорного вала 10 и сопряженного вала 11 может изменить окружной сегмент сопряженного вала 11, который входит в зону контакта совместно с датчиком при каждом обороте сенсорного вала 10. На Фиг. 3 показана серия изображений положений 1-23 сенсорного вала 10, которые также соответствуют 22 оборотам сенсорного вала 10 и 23 оборотам сопряженного вала 11. В крайней левой позиции на Фиг. 3 показано исходное положение (т.е., положение, в котором получают показание первого датчика) и в крайней правой позиции показано положение двух валов 10 и 11 после 22 оборотов сенсорного вала 10 после получения показания первого датчика. В исходном положении окружной сегмент №1 сопряженного вала 11 расположен в области зоны контакта 12 вместе с датчиком 26А. Сопряженный вал 11 в данном примере вращается немного быстрее чем сенсорный вал 10, так что на изображении второго положения после полного оборота из исходного положения датчик 26А будет снова расположен в области зоны контакта 12, но сопряженный вал 11 будет повернут так, что окружной сегмент №2 будет находиться в области зоны контакта 12. Значения на Фиг. 3 выбраны просто для примера, чтобы проиллюстрировать конкретными цифрами рабочие принципы настоящего изобретения. В соответствии с значениями на Фиг. 3, когда сенсорный вал совершил 22 оборота, сопряженный вал 11 совершит 23 оборота. Таким образом, после 21 оборота из исходного положения (т.е., положения №22 на Фиг. 3), датчик 26А сенсорного вала 10 сможет собрать 22 показания при том предположении, что он получил показание в исходном положении и "просмотрел" все части окружности сопряженного вала. Поэтому 22 окружных сегмента выбраны как пример числа окружных сегментов. Средний специалист в данной области техники поймет, что сопряженный вал 11 может быть разделен на большее число окружных сегментов, но при этом потребуются больше чем 22 оборота сенсорного вала 10, чтобы собрать данные от датчика 26А, соответствующие каждому из окружных сегментов.

Редко случается, что период сопряженного вала будет находиться в целочисленном отношении с периодом сенсорного вала. Следовательно, весьма маловероятно, что между этими валами картинка будет стабильной, и будет проявляться тенденция к выравниванию результатов замеров сегментов отслеживания.

Поскольку в показанном варианте осуществления один датчик 26А входит в область зоны контакта 12 одновременно с разными окружными сегментами сопряженного вала 11, давление в зоне контакта, измеряемое одним датчиком 26А, может быть разным в течение последовательных оборотов вала из-за изменения давления, вызываемого сопряженным валом 11. Аспекты настоящего изобретения предусматривают табличные показания или сигналы от каждого датчика 26 из группы 24 через некоторое время, чтобы видеть как меняются показания давления или сигналы для каждого датчика из-за того, что каждый датчик входит в область зоны контакта 12 одновременно с другими окружными сегментами сопряженного вала 11. Как сказано выше, табличные данные могут быть использованы для выявления возможных проблем с сопряженным валом 11 и, как более подробно сказано ниже, сбор данных может выполняться с возможными проблемами на предыдущем или последующем рабочим оборудованием кроме сенсорного вала 10 и сопряженного вала 11.

Следовательно, настоящее изобретение предполагает использование датчиков 26 для измерения вариабельности вращения, которая создается при скоростном вращении сопряженного вала 11, когда сигналы давления или показания датчиков 26 синхронизированы по времени с положением сопряженного вала. Для того, чтобы измерить вариабельность вращения, сопряженный вал 11 должен оказывать какое-то влияние на измеряемое давление в зоне контакта 12. Главное влияние на отслеживаемое давление в зоне контакта будет, вероятно, заключаться в том, что сопряженный вал 11 прямо прижат к сенсорному валу 10. Однако можно синхронизировать измерения датчиками с предыдущими валами, которые формируют еще одну зону контакта и влияют на содержание воды и толщину полотна, которые влияют на давление в зоне контакта, отслеживаемое сенсорным валом 10. Кроме того, поскольку валы (не показаны) в последующей зоне контакта могут натянуть полотно и вызвать изменения в его натяжении, может быть можно также синхронизировать измерения датчиков с такими валами. Сенсорный и сопряженный валы 10 и 11 будут использоваться для иллюстрации принципов настоящего изобретения; однако все принципы применимы к предыдущему и последующему оборудованию в линии, такому как предыдущие и последующие валы, предыдущий пост нанесения покрытия, предыдущая формующая сетка или предыдущее сукно.

Продолжая ссылаться на пример на Фиг. 3, можно сказать что сопряженный вал 11 может иметь характеристики вращения, которые создают, например, синусоидальный профиль давления, составляющий приблизительно 8 фунтов на кв. дюйм от пика до пика. В примере, показанном на Фиг. 4А и 4В, при пуске профиль давления равен "0", когда окружной сегмент №1 находится в области зоны контакта 12. На Фиг. 4А и 4В показана таблица, как собранные данные 51 показаний датчика 26А связаны с разными окружными сегментами сопряженного вала 11. В левом столбце 402 приведены последовательные номера, присвоенные показаниям датчика, и в среднем столбце 404 представлены значения показаний давления с датчика 26А согласно вышеупомянутому синусоидальному профилю. Каждое значение показания давления синхронизировано по времени с периодом оборота сопряженного вала 11 путем связывания этого значения с одним из окружных сегментов сопряженного вала 11, который находился в области зоны контакта 12, когда было получено это показание давления.

Одним из удобных путей характеризации такой разницы является использование единиц измерения, которые измеряют эту разницу как временные сегменты, например, как 22 временных сегмента в показанном варианте осуществления. Длительность каждого временного сегмента равна периоду сопряженного вала, разделенному на число заданных временных сегментов. Как сказано ниже, заданное число временных сегментов может соответствовать заданному числу окружных сегментов сопряженного вала. Период сенсорного вала 10 может быть описан как на x временных сегментов меньше/больше чем период сопряженного вала 11. Например, согласно Фиг. 3, сенсорный вал 10 может иметь период, который на 1,0 временного сегмента сопряженного вала больше чем период сопряженного вала 11 (в равной мере, сопряженный вал 11 может иметь период, который на 1,0 временного сегмента сопряженного вала меньше чем период сенсорного вала). В таком примере, когда сенсорный вал 10 совершает один полный оборот, сопряженный вал 11 совершит больше чем один полный оборот на величину, равную 1,0 временного сегмента сопряженного вала из-за того, что он имеет меньший период, чем сенсорный вал 10.

Как сказано выше, 22 временных сегмента периода сопряженного вала могут соответствовать 22 окружным сегментам на сопряженном вале 11. Таким образом, даже если на концептуальном уровне именно период сопряженного вала 11 разделен на некоторое число временных сегментов, причем такая концепция может соответствовать физической окружности сопряженного вала 11, тогда каждый отдельный период временного сегмента сопряженного вала также соответствует какому-то окружному сегменту на сопряженном вале 11. Соответственно, различия в периодах оборотов между сенсорным валом 10 и сопряженным валом 11, измеренные в единицах "временных сегментов", можно также легко рассматривать в единицах "окружных сегментов". В описании по меньшей мере некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, ниже, ссылка на "окружные сегменты" сделана для помощи в понимании аспектов примера варианта осуществления настоящего изобретения. Однако средний специалист в данной области техники поймет, что можно также использовать "временные сегменты" и периодичность сопряженного вала, но без нарушения объема настоящего изобретения. "Окружные сегменты" и "временные сегменты" также могут упоминаться в родовом понимании как "сегменты отслеживания", причем этот последний термин охватывает оба типа сегментов, связанных с сопряженным валом 11 и другими периодическими компонентами, которые описаны ниже.

Как сказано выше, данные, подобные данным на Фиг. 4А и 4В могут быть получены для каждого датчика 26 из группы 24. Таким образом, когда каждый датчик 26 входит в область зоны контакта 12 и снимает показание давления, конкретная часть наружной поверхности сопряженного вала в осевом месте, соответствующем этому датчику, и в одном из 22 окружных сегментов сопряженного вала 11 также будет находиться в зоне контакта 12. Сегмент сопряженного вала, который находится в зоне контакта 12, может быть определен разными способами. Один способ включает индексацию одного из 22 сегментов сопряженного вала сигналом срабатывания, который подается каждый раз, когда сопряженный вал 11 совершает один оборот; период времени, прошедший с последнего сигнала срабатывания, можно использовать для определения, какой из 22 сегментов (измеренный относительно индексированного сегмента) находится в зоне контакта 12. Например, если время между каждой подачей сигнала срабатывания составляет 220 мс, то каждый временной сегмент равен 10,0 мс, что соответствует одному из 22 окружных сегментов сопряженного вала. Сигнал давления, генерируемый датчиком 26 в области зоны контакта через 30 мс после сигнала срабатывания, будет присвоен временному сегменту 3 после прохождения трех сегментов по 10,0 мс, например, через область зоны контакта, откуда подан сигнал срабатывания при генерации сигнала давления.

На Фиг. 5 показан процессор 903, который может генерировать профиль зоны контакта в реальном времени. Помимо этого процессор 903 может также принимать сигнал срабатывания 901 в связи с оборотом сопряженного вала 11. Как было только что сказано, некоторый окружной сегмент или положение 907 сопряженного вала 11 можно проиндексировать или снабдить кодом, чтобы генератор сигналов 900 детектировал кодированный сегмент 907 и генерировал сигнал срабатывания 901 каждый раз, когда генератор сигналов 900 определит, что сегмент 907 сопряженного вала 11 совершил еще один полный оборот. Когда сопряженный вал 11 повернется так, что окружное положение или сегмент 907 будет совмещен с детекторной частью генератора сигналов 900, один из 22 окружных сегментов, который будет расположен в области зоны контакта, может быть произвольно помечен как первый окружной сегмент, так что другие окружные сегменты могут быть пронумерованы относительно этого первого сегмента. Это конкретное угловое положение сопряженного вала 11 может считаться контрольным положением. Когда сопряженный вал 11 вращается, его угловое положение будет изменяться относительно этого контрольного положения, и величина такого изменения определяет, какой из 22 окружных сегментов будет расположен в области зоны контакта. Соответственно, на основании углового положения сопряженного вала 11 относительно такого контрольного положения можно определить, какой из 22 окружных сегментов находится в области зоны контакта, когда конкретный датчик 26 генерирует сигнал давления. На Фиг. 5 показана общая архитектура одной конкретной системы для контроля качества бумажной продукции. Система на Фиг. 5 включает процессор 903, упомянутый выше, который определяет результат измерения, и систему управления, которая оценивает и анализирует работу вала 11. Процессор 903 включает любое устройство, которое принимает введенные данные, обрабатывает эти данные по командам компьютера и генерирует выходные данные. Такой процессор может быть ручным устройством или ноутбуком, настольным компьютером, микрокомпьютером, устройством для цифровой обработки сигнала (DSP), главным компьютером, сервером, другими программируемыми компьютерными устройствами или любым их сочетанием. Процессор 903 также может быть реализован с использованием устройств программируемой логики, таких как логические матрицы, программируемые пользователем (FPGA) или, альтернативно, реализован как специализированные интегральные схемы (ASIC) или подобные устройства. Процессор 903 может вычислять и отображать профиль среднего давления в реальном времени, вычисляемый в конце предшествующего сеанса сбора. Например, сигналы давления от датчиков 26 могут быть посланы на беспроводной приемник 905 с передатчика (или передатчиков) 40, расположенных на сенсорном вале 10. Затем сигналы могут быть направлены процессору 903. Предполагается, что процессор 903, в дополнение к вычислению профиля среднего давления в реальном времени, может использовать профиль среднего давления в реальном времени для автоматической коррекции выпуклости и механизмов загрузки для получения плоского профиля давления. Выпуклость и механизмы загрузки также могут быть скорректированы вручную оператором, использующим информацию из профиля среднего давления в реальном времени.

Существуют и другие способы определения положения сопряженного вала 11. Один способ заключается в использовании высокоточного тахометра, который делит вращение вала 11 на число частей, возможно 440. В данном примере на каждый временной сегмент будет приходиться по 20 частей на высокоточном тахометре. Все способы определения положения сопряженного вал