電容塑膜厚度傳感器及其在線檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、在塑料薄膜制造行業(yè)中，厚度是最重要的物理指標(biāo)。薄膜厚度的均勻性直接關(guān)系到產(chǎn)品使用性能、等級品率及產(chǎn)品的銷售價格。對于包裝薄膜POF，例如餐具的包裝膜，在受熱收縮時薄的地方更容易破裂；對于涂覆薄膜，如大棚膜(PVC聚氯乙烯)，其表面會涂一層防霧劑，薄膜厚度不均勻會造成涂層的厚度不均勻，降低薄膜的使用壽命。本課題研究開發(fā)薄膜生產(chǎn)在線厚度檢測系統(tǒng)可以及時的調(diào)節(jié)和糾正生產(chǎn)線的工藝參數(shù)，減少次品率，節(jié)省原材料。共面電容式測厚系統(tǒng)的研制與應(yīng)用是實現(xiàn)

2、在線測量的重要方法之一，對提高塑膜產(chǎn)品質(zhì)量和降低產(chǎn)品的原料消耗將起決定性作用。
　　 目前國內(nèi)整個塑膜制造行業(yè)配備的測厚儀比例非常低，主要配套為國外產(chǎn)品，由于進(jìn)口測厚設(shè)備價格昂貴，只有少數(shù)經(jīng)濟實力及規(guī)模比較大的生產(chǎn)廠家配備。沒有配備薄膜測厚系統(tǒng)的廠家只能憑經(jīng)驗或人工的辦法進(jìn)行后序測量，無法生產(chǎn)過程中保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　 本課題測量塑料薄膜厚度過程原理是：經(jīng)特殊設(shè)計的共面式電容傳感器將塑膜厚度的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。精

3、密正弦波激勵源產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)正弦波，對測量信號進(jìn)行幅度調(diào)制后，經(jīng)過精密儀用寬帶放大電路進(jìn)行積分運算放大，再進(jìn)行全波整流電路和有源濾波電路進(jìn)行解調(diào)，得到與被測膜厚相對應(yīng)測量信號，校準(zhǔn)放大電路對測量信號進(jìn)行校正，實現(xiàn)了塑膜厚度到電壓信號的轉(zhuǎn)換。電壓信號經(jīng)過A/D數(shù)據(jù)采集卡，通過RS-485總線將電壓信號上傳到上位機，上位機軟件對電信號進(jìn)行數(shù)據(jù)量化處理、同步溫度補償及實時厚度波動的極坐標(biāo)曲線和趨勢曲線顯示，并將測量的厚度剖面準(zhǔn)確對應(yīng)到模頭螺栓的位置

4、上，以便對厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)和超限報警。
　　 本文首先對塑料薄膜測厚國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行概述，隨之展開電容式塑膜厚度檢測系統(tǒng)的設(shè)計。其中電容塑膜厚度傳感器探頭的設(shè)計是重點，然后介紹檢測系統(tǒng)的硬件，重點講了檢測機理電路的設(shè)計，包括正弦波振蕩電路、運算式測量電路、全波整流電路、有源濾波電路、精密低噪穩(wěn)壓電源等。系統(tǒng)軟件的設(shè)計分為底層程序設(shè)計和上層界面設(shè)計，底層程序包括串口通訊模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、溫度補償模塊和數(shù)據(jù)記錄與查詢模塊。上層界面