专利名称：多功能、双组份传感器在线张力检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多功能、双组份传感器在线张力检测装置，适用与线状、绳状、束 状、条子、片状等物料，如纱线、纤维条、电线电缆，光纤光缆、碳纤维、钢板、磁带、塑料薄膜 等物料在运动中张力的在线检测和传感。
背景技术：
工业生产中，对运动中的物料张力进行在线检测，能保证工艺参数设定后的动态 调整、控制和报警，从而保证整个生产过程中物料圈绕密度的恒定，实现了产品质量最佳， 产量最大的效果。因此，目前国内外出现了各种各样的动态张力传感器，按作用原理分类有机械式、 电容式、电子应变片式等。现行机械张力传感器采用的力变换弹性元件又有以下几种等截 面圆柱形式、圆环形式、等截面薄板形式、悬臂梁形式和扭转轴结构形式。上述各种形式的张力传感器和力变换弹性元件的应用领域，所检测的张力范围， 检测精度和制作加工的难易程度各不相同，各有所长短。01211093.0号中国实用新型专利提出了一种“在线自动检测装置用的力传感 器”的结构装置，特征是采用一片两侧紧固在平板上且与平板不紧贴的一块等截面弹性 片，采用一根扭转轴垂直穿过该弹性片，扭转轴的一端为被测物体接触的检测端，另一端 为固定有磁性体的传感信号输出端。检测过程中，当运动中的被测物体张力波动时，扭转 轴检测端受力变化，并通过与扭转轴紧固在一起的弹性片的作用发生扭转，扭转轴输出端 发生相应位移，由此引起磁场的变化，并以电压线性变化的形式输出，反应出被测物的张 力变化。这种形式能精确进行动态检测，但不能适应长时间在线检测，由于温度的变化影 响了传感器的输出信号，从而造成检测数据偏差和零位漂移，使产品质量无法保证，另外 由于单个传感器输出信号较弱，使构件较长，从而使用不方便，传感器的设置受重力影响； 200710045540. 1号中国发明专利申请在01211093. 0号专利技术的基础上作了改进，提出 了一种“动态张力传感器”的结构形式，利用双传感器的互补作用，消除了温度漂移影响， 输出信号有了增大；通过弹性片一边的调整，消除了另一边的重力影响，其效果明显，具有 一定的实用价值；由于双传感器在配对、调试、安装及位置封装固定过程中不在同一个位子 上，很难做到相互匹配，使生产非常不便，特别是固化后的偏差和变化影响了检测的效果， 从而造成应用上不方便。
发明内容本实用新型的目的是在上述01211093.0号专利和200710045540. 1号专利技术的 基础上作了改进，提供一种新型的多功能、双组份传感器在线张力检测装置。本实用新型的特征是采用两端紧固定在平板上且与平板不紧贴的一块等截面弹 性片，一根穿过平板和弹性片的中心且与弹性片紧固在一起的扭转轴，扭转轴的一端为检 测端与被测物料接触，检测端的两测设有被测物料的传导部件，物料经过传导部件后与检测端的侧面形成一个包围角，另一端的一测或两测固定有磁性体，磁性体所对应的磁场中 固定有单个或两个双组份磁敏传感器的信号输出元件。双组份磁敏传感器是由两个磁敏传感器组合在一体的结构形式，每个检测端用一 至两个双组份磁敏传感器，可设置在弹性片的一侧或两侧；双组份磁敏传感器的磁性体为 单头或双头形式，磁性体有开放式、屏敝罩或极靶式的结构形式；传感器扭转轴前、后端护 套的上部和下部设有限位过载或欠载的保护支点；扭转轴在弹性片前后可设一个平衡片； 检测端的扭转轴上可设定散热片；检测端A点的传动有固定式和滚动式两种结构形式。本实用新型的优点是检测装置的结构合理，可根据测量精度和分辨率同时改变扭 转轴的长短和大小，被测物料的张力能以磁场变化转化为电压线性变化的形式输出，双组 份传感器消除了温度对检测信号的影响，使动态在线检测结果更精确，实时可靠；用低碳钢 和软钢对磁性体的屏敝和极靴，更加强了信号的输出和抗干扰性。
附图1为本实用新型专利“多功能、双组份传感器在线张力检测装置”的结构示意 图；图2为检测端和输出端位于弹性片同侧的结构示意图；图3为检测端和输出端位于弹 性片两侧设置了平衡片的结构示意图；图4、图5为图2、图3中检测端A点在测试时的受力 情况示意图；图6、图7、图8、图9为图2、图3中输出端B点双传感器信号输出元件不同组 合的结构示意图；图10为检测端A点检测片状物体时的结构示意图；图11、图12为弹性片 设置在中间时两种磁性体为双头的示意图；图13、图14为磁力集中器用软钢对磁性体进行 屏敝的结构示意图；图15、图16为对单磁体采用极靴形式的结构示意图；图17、图18为两 个双组份传感器采用单磁体的结构示意图；图19为双组份传感器采用双头磁性体采用极 靴的结构示意图；图20为两个双组份传感器分别采用双头磁性体极靴的结构示意图；图21 为A点或B点过载或欠载设置保护支点的结构示意图。图中1.扭转轴；2.弹性片；3.固定平板；4.磁性体；5.物料传导部件；6.双组份磁敏 传感器；7.被测物料；8.平衡片；9.固定片；10.护套；11.支点；12.散热片；13.连接件； 14屏敝罩；15极靴。
具体实施方式
以下对本实用新型专利做进一步详细说明。弹性片2为金属薄片，选用不同弹性摸量材料、不同宽度、不同高度或不同厚度的 弹性片2时，可改变测力范围，分辨力大小及弹性片2的变形量，由此达到对动态线性输出 和分辨率的要求。扭转轴1上的检测端和输出端可以位于弹性片2的两侧或同侧，位于同侧时，为保 持静态条件下扭转轴ι的两端平衡，可在扭转轴1的另一侧设置平衡片8，平衡片8可根据 需要选用不同规格的螺母或其他构件。改变检测端检测点A与弹性片之间的距离可改变动态量程的大小。输出端的磁性体4可以是同性或异性结构，改变磁性体4的强度、间距可调整测力 范围或分辨力的大小。在线检测过程中，当运动物料的张力波动时，扭转轴1检测端受力变化，并通过扭 转轴1紧固在一起的弹性片2的作用发生扭转，扭转轴1的输出端发生相应的位移，由此引 起磁场的变化，并以电压线性变化的形式输出，由此反映被测物料的张力变化。[0020]限位支点11的设置，有效的保护了传感器过载和欠载的影响；平衡片8的设置，使 动态检测更稳定可靠；散热片12的设置对高速、超高速动态检测中过热保护，得到了安全 的保证。对磁性体4用低碳钢和软钢进行屏敝和极靴，使输出信号更强，抗干扰性更佳，磁 力集中器的长度和大小也直接影响磁通密度强弱。双组份磁敏传感器6的组成，对原有的传感器作了重大改进，将两个磁敏传感器 做在一个芯片上，解决了以前两个传感器不可能放在一个位子上的突破，使输出信号的稳 定性、可靠性、一致性和准确度得到了保证，双传感器温度系数的互补，不仅抵消了温度的 影响，输出的信号是单传感器的两倍，从而使在线检测值更精确可靠。
权利要求多功能、双组份传感器在线张力检测装置，其特征在于包括两端紧固在平板(3)上且与平板(3)不紧贴的一块等截面弹性片(2)，穿过平板(3)和弹性片(2)的中心且与弹性片(2)紧固在一起的扭转轴(1)，扭转轴(1)的一端为检测端与被测物料(7)接触，检测端的两侧设有被侧物料传导部件(5)，另一端的一侧或两侧固定有磁性体(4)，磁性体(4)所对应的磁场中固定有单个或两个双组份磁敏传感器(6)的信号输出元件。
2.如权利要求1所述的多功能、双组份传感器在线张力检测装置，其特征在于所述双 组份磁敏传感器(6)是由两个磁敏传感器组合在一体的结构形式，每个检测端用一至两个 双组份磁敏传感器(6)，可设置在弹性片(1)的一侧或两侧。
3.如权利要求1所述的多功能、双组份传感器在线张力检测装置，其特征在于所述双 组份磁敏传感器(6)的磁性体(4)为单头或双头形式，磁性体(4)有开放式、屏敝罩(14) 或极靶(15)式的结构形式。
4.如权利要求1所述的多功能、双组份传感器在线张力检测装置，其特征在于所述的 扭转轴(1)前、后端护套(10)的上部和下部设有限位过载或欠载的保护支点(11)。
5.如权利要求1所述的多功能、双组份传感器在线张力检测装置，其特征在于所述扭 转轴(1)在弹性片(2)前后可设一个平衡片(8)。
6.如权利要求1所述的多功能、双组份传感器在线张力如检测装置，其特征在于所述 检测端的扭转轴(1)上可设定散热片(12)。
7.如权利要求1所述的多功能、双组份传感器在线张力如检测装置，其特征在于所述 检测端A点的传动有固定式和滚动式两种结构形式。
专利摘要适用于线状、绳状、丝状、束状、条子、片状物料在线张力检测装置，包括二端固定在平板上的等截面弹性片，一根穿过平板和弹性片中心的扭转轴，扭转轴一端为检测端，检测端的一侧或两侧有被测物件的传导部件，另一端在一组或两组磁性体磁场中设同类的双组份磁敏传感器，利用双组份传感器可消除温度漂移，通过弹性片一边的调整可达到两边平衡，并设有散热和过载、欠载自动保护装置，优点是结合利用了弹性片和扭转轴的作用，将被测物料张力变化转化成扭转轴的相应位移，这一位移与扭转轴上的磁场强度变化相对应，并与磁敏元件的输出电压呈线性关系，对磁性体的屏敝使信号更强，由此能对被测物料的张力变化进行在线自动检测。
文档编号G01L5/04GK201688933SQ20092020996
公开日2010年12月29日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者杨蓉, 杨金保, 陆宏如 申请人:上海贵宝机电有限公司;杨金保;杨蓉