激光傳感器在輪胎工業(yè)中的應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
制造商需要的是無須以犧牲準(zhǔn)確度為代價就能可靠的檢測輪胎的裝置和更高的產(chǎn)量，以及高的采樣率和更長的距離。
對于輪胎工業(yè)來說生產(chǎn)和產(chǎn)量就意味著一切。他們只能允許很少甚至沒有停工時間，后備庫存必須保持最低量。同時次品的手工復(fù)查也必須減到最小。
在這些應(yīng)用中，非接觸式激光測量傳感器要優(yōu)于傳統(tǒng)接觸/機(jī)械隨動機(jī)，更甚于更早的那種每次測量時可重復(fù)性和產(chǎn)量都會變化的電容傳感器。
接觸式或機(jī)械隨動機(jī)的最大缺點是這類傳感器需要在輪胎上清潔的通道進(jìn)行持續(xù)的測量。
當(dāng)輪胎轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘（rpm）時輪胎上的刻字或花紋會破壞接觸探針。而這些刻字和花紋也會由于不必要的反彈而嚴(yán)重降低其可重復(fù)性。與之相反，設(shè)計適當(dāng)?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/激光測量">激光測量傳感器不受表面紋理，顏色，速度或者不同環(huán)境的光的條件的影響。與接觸式傳感器相比，激光傳感器與探針磨損或反彈無關(guān)，可在較高的速率下收集數(shù)據(jù)。
在橡膠應(yīng)用中的性能要求
由于橡膠是黑色，它吸收表面上幾乎所有的光，這樣為了獲得高質(zhì)量的激光點像以及迅速對表面反射率做出調(diào)整，測量裝置需要足夠的光功率。
通常即便激光器具有最好的傳感器性能也要求激光的光斑比較小，頻率響應(yīng)要很快，以便從具有刻字和各種復(fù)雜形狀的胎面或側(cè)壁之類的斷面中獲得可靠的數(shù)據(jù)。
橡膠的待加工原料，典型的如從擠出機(jī)，壓延機(jī)或在輪胎成型過程中的未加工或未硫化的材料，通常還是熱而且粘的，具有黑色光澤表面，同時釋放出煙霧。測量得到的數(shù)據(jù)必須反映真實形狀尺度和輪廓。
它不應(yīng)受熱的，煙的環(huán)境或表面的影響，也不應(yīng)受測量角度或材料的紋理，亮度，斜面，速度或溫度的影響。
當(dāng)在高速的TUO（輪胎均一性）機(jī)器上測量旋轉(zhuǎn)的輪胎時，非接觸式傳感器必須迅速提供樣本以確保沒有漏過檢測任何缺損。
由于無接觸激光測量能迅速對過程變化做出反應(yīng)，因此對于這類應(yīng)用是理想的，它可以在整個生產(chǎn)過程中進(jìn)行高速不間斷的測量。
如何進(jìn)行三角測量
在橡膠和輪胎工業(yè)中大多的非接觸式傳感器用光學(xué)激光三角測量法來準(zhǔn)確測量物體或表面。
在這種技術(shù)中一束光從傳感器發(fā)射到被測表面。它相當(dāng)于一個自動光斷面顯微鏡，有時作為一種結(jié)構(gòu)化的光會被提及。在表面，激光發(fā)射光斑在一點上。在與激光形成的某個角度上，用透鏡形成影像或在這個影像平面的光斑照片，位置傳感的檢測器就置于這個影像平面。如果表面進(jìn)一步遠(yuǎn)離傳感器，檢測器的光斑變換到不同的點上。通過確定光斑的位置和測量相關(guān)的角度，傳感器到表面的距離可被確定。
有兩種主要的檢測器類型用于非接觸式三角測量傳感器。它們都是固態(tài)的，與具有粗糙結(jié)構(gòu)的電路芯片集成，只要適當(dāng)?shù)亟M裝傳感器外殼，即使在惡劣的環(huán)境中，其仍具有可靠的性能。
第一種傳感器類型是PSD或者稱為位置敏感檢測器；第二種是CCD也稱為帶電的耦合設(shè)備。
PSD是一種簡單的元素檢測器，它把入射光轉(zhuǎn)換成連續(xù)的位置數(shù)據(jù)。本質(zhì)上說它是一種模擬裝置。PSD傳感器應(yīng)用于很高的數(shù)據(jù)要求時，譬如普遍應(yīng)用于橡膠和輪胎工業(yè)中。PSD傳感器是為高頻率響應(yīng)，迅速控制光的功率和小的光斑而設(shè)計的。它們對光的等級的變化提供一個非常迅速的補(bǔ)償，這個特征在橡膠的應(yīng)用中是重要的。
以PSD為基礎(chǔ)的激光傳感器對于輪胎和橡膠應(yīng)用是理想的，它正逐步替代刻度盤指示器，線性變量微分變壓器，電容，感應(yīng)和超聲的傳感器。
生產(chǎn)應(yīng)用
PSD三角測量傳感器在輪胎工業(yè)中無論是半成品還是生產(chǎn)線上都有著廣泛的應(yīng)用。它具有比大多其他傳感科技要小的光斑，對于測量微小變化和斷面是理想的選擇。以下是在生產(chǎn)應(yīng)用的一些例子。
評論