[实用新型]一种超声波纸张测厚装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声波测距技术，具体是一种用于测量纸张类产品厚度的超声波测厚装置。

背景技术

纸张作为生活、工作中不可或缺的消耗品，它的质量检测一直是一个比较重要的问题。由于纸张的厚度一般较薄，而且由于纸张的某些特性，例如纤维分布不均匀、空隙间隙多、易受到外力变形、不能浸入液体等，对测量工作造成很大的难度。对于厚度测量，传统的测量方式分为接触式测量和非接触式测量两类。目前的纸张厚度检测，一般采用非接触式方式。而非接触方式又分为超声波测量原理测厚、涡流效应原理测厚和霍尔原理测厚等。

对于非接触式的超声波测厚，利用回波检测原理，通过计算有纸、无纸两种状态下的回波时间差来计算纸张厚度；对于涡流效应测厚，则是将纸张缠绕于精度很高的轴上，利用检测涡流原理产生的磁感线穿过纸张后的电磁损失来计算纸张厚度。而对于接触式测量，一般用于板材、钢材、管道的厚度测量，利用的是超声波在不同介质传播时的衰减特性，将测量头按压于被测表面，有时为了提高测量精度还要在被测表面涂抹耦合剂，以减少超声波在空气中的衰减，通过检测超声波在被测物体中的回波来计算板材或管道的厚度。

对于非接触式测量方法：（1）超声波回波测量原理的精度有限。超声波由于受到接收盲区、超声波在不同介质频段不同，衰减不同的影响，无法发挥出最佳的精度。（2）涡流原理虽然能够提高测量精度，但是由于测量原理的原因，对绕纸轴的表面精度要求很高，造价很高，不利于工业推广使用。

对于接触式测量方法：对于板材、管道壁厚的测量，往往需要在测量表面涂抹耦合剂，以降低超声波在空气中的衰减。很显然，纸张的测厚不适合这种方法。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是：提供了一种超声波纸张测厚装置。该测厚装置具有结构简单，具有测量精度高，成本较低，加工要求较低等特点。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是：设计了一种超声波纸张测厚装置。该测厚装置包括支架、罐体、上超声波探头、下超声波探头、罐体上盖、半球阀、活动销、弹簧、带滑槽支架、左电磁铁、右电磁铁、限位销、圆柱管、上盖、测量端面、绕纸轴和上支架。

所述罐体置于支架上；上超声波探头安装在罐体底部；罐体内部装有液体；罐体上盖的下端有一个向下凸出的圆台，圆台中间有一与半球阀相配合的球形孔，罐体上盖与罐体通过其下端的圆台连接在一起；下超声波探头与半球阀的下部相连接，并通过罐体上盖的球形孔进入罐体内部的液体中；半球阀的上部与圆柱管相连接；带滑槽支架与罐体上盖相连接；活动销穿过圆柱管的销孔，并且活动销的两端置于带滑槽支架的滑槽中；限位销中部带有圆柱孔，圆柱管通过限位销的圆柱孔与限位销连接；限位销的两端与带滑槽支架相连接；弹簧套在圆柱管外部，并且置于限位销和活动销之间；上盖中部带有圆柱孔，圆柱管通过上盖的圆柱孔穿过上盖，上盖与支架相连接；左电磁铁和右电磁铁的上部与上盖相连接，左电磁铁和右电磁铁的下部与活动销的两端相连接；测量端面与圆柱管的上部相连接；绕纸轴通过支架上的轴承与支架相连接，置于测量端面的正上方；上支架与支架的上端相连接。

本实用新型所述的液体是能够传递超声波的液体介质，优选是水或者油。

本实用新型实施例所述的电磁铁是推拉式电磁铁。推拉式电磁铁可以在通电时产生拉力，带动电磁铁的自由端做收缩的动作。

所述的超声波探头为分体式超声波探头。分体式探头分为发射探头和接受探头。由发射探头发射超声波，由接收探头接收超声波信号。

与现有技术相比，本实用新型测厚装置的有益效果是：

1、在测量过程中，超声波探头一直处于液体中，超声波频率高，测量结果精度高。

2、由于半球阀结构和弹簧的设计，可以使测厚装置在非工作状态下，罐体处于密封状态，不会因为运输或其他外界条件的影响而造成罐体内部液体泄漏。

3、在限位销与活动销之间的圆柱管外部设计有弹簧，可以在运动过程中减缓测量端面对绕纸轴的冲击，防止在频繁工作条件下，绕纸轴被测量端面冲弯，影响精度。

4、在每次工作时，总是先测量绕纸轴上无纸时的距离S1，再等纸张到来后，再次测量其距离S2，这样使每次测量都是差动式测量，减少系统误差的影响，进一步提高了测量精度。

5、超声波纸张测厚装置测量端位于绕纸轴下端，这样会大幅减少下超声波探头上下移动导致罐体内部液体扰动对测量结果的不利影响，同时可以使系统重心降低，增加系统的稳定性。

6、超声波纸张测厚装置的机械结构简单，制作成本低，测量精度高，工作可靠。

附图说明