[发明专利]一种基于频率检测的柔性膜张力测量方法

摘要

本发明属于张力检测技术相关领域，并公开了一种基于频率检测的柔性膜张力测量方法，包括：使用激光位移传感器、测速码盘及光电传感器来分别对运动过程中的柔性膜面外振动第一阶频率、运动速度执行实时检测；基于优化后的算法公式，获得柔性膜面外振动与柔性膜张力、运动速度之间的对应关系，并计算得出更为精确的实时张力值。本发明还公开了相应的测量系统。通过本发明，不仅可实现卷到卷制造中柔性膜张力的非接触式测量，操作过程中不会对膜表面动力学行为产生影响，而且整个测量过程中仅需使用少量的元件，无需改变或调整设备现有布局，相应与现有技术相比更为快捷、方便和高精度地实现卷到卷生产线上任意位置的张力测量。

主权项

1.一种基于频率检测的柔性膜张力测量方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：步骤一：针对作为测量对象的柔性膜，将激光位移传感器(1)布置在柔性膜的上方，同时将连接有光电传感器(3)的测速码盘(2)布置在执行该柔性膜输送的传动辊附近；此外，该激光位移传感器(1)和该光电传感器(3)各自信号连接至同一信号采集处理模块(4)；步骤二：使用所述激光位移传感器(1)对运动过程中的柔性膜的面外振动位移执行实时测量，所述信号采集处理模块(4)同步采集该面外振动位移信号，经短时傅里叶变换或快速傅里叶变换处理得出对应的膜振动频率，然后经滤波处理过滤掉受迫振动频率同时保留自由振动频率，由此得到柔性膜的面外振动第一阶频率f₁；与此同时，使用所述测速码盘(2)对运动过程中的所述传动辊进行实时感测，所述光电传感器(3)相应依照以下公式(一)来同步计算得到柔性膜的运动速度V：其中，N表示在一个测量周期内，所述光电传感器的触发次数；Δt表示所述光电传感器触发N次所用的总时间，单位为秒；R表示所述测速码盘自身的半径，单位为米；θ表示对于所述测速码盘上的两个相邻齿而言，它们同侧边缘所共同形成的圆心角；步骤三：基于以上得到的柔性膜的面外振动第一阶频率f₁、运动速度V，继续依照以下公式(二)计算求出柔性膜的实时张力值T，由此完成整体的张力测量过程：其中，a₁和a₂表示预设的两个常系数，它们的值基于柔性膜的几何和材料参数来根据现场实验标定而设定。