浅析聚酯薄膜厚度自动检测统计技术

熊华俊,樊华伟

摘要：本文主要介绍了具有结构简单，操作方便，能够有效地降低测试误差，避免人为因素干扰，提高准确度和效率等术特点的一种适用于聚酯薄膜厚度自动检测统计装置。

关键词：厚度、自动检测、电感量

1、目的

薄膜厚度是否均匀一致是检测薄膜各项性能的基础，薄膜厚度检测装置广泛应用于厚度检验和厚度控制系统的误差测量。目前，接触式厚度检测装置在厚度检测过程中需要人工检测并记录数据，人工计算判断统计测试结果，在此过程中容易产生人工输入的误差，影响统计结果的准确性。

2、聚酯薄膜厚度自动检测统计装置的结构

2.1总体设计

聚酯薄膜厚度自动检测统计装置包括底座，底座上安装有平台，平台上安装有机架，机架上可转动的安装有贴合平台上端面的滚轴，机架上还安装有靠近平台上端面的电感测头，沿着平台右端边连接有固定夹，固定夹与平台间留有间隙以用于穿过薄膜。滚轴上可拆卸的套设有海绵，电感测头连接有伸缩机构以实现上下移动，伸缩机构为真空自动气动提升机，滚轴由电机驱动，电机连接有驱动器以实现精准控制，电感测头电性连接有测厚仪，平台为大理石台面，电感测头还电性连接有电脑以实时录入数据统计，固定夹包括能够转动的滚筒，滚筒与平台间留有间隙。

2.2尺寸设计

平台的尺寸规格为：长1250mm*宽300mm*厚250mm的00级大理石台面，光滑质地坚硬，精度高，不生锈，用底座来调整平台台面的水平，保证测试台面的稳定。固定夹长250mm，其与平台台面间隔2mm，从间隙中穿过被测薄膜样条(薄膜样条)，实现固定和展平薄膜样条不滑动。滚轴的尺寸规格是长150mm，直径Φ15mm，其外面包一层厚5mm的可替换海绵，利用海绵和薄膜接触时产生的摩擦力带动样条向前滑动，设置转动的时间间隔来控制测样间距和测点数量，例如：以全实现自动模式0‑20次/min可调，避免人为因素干扰，提高精度和效率。

2.3电感测头的设计

真空自动气动提升机实现在滚轴滚动薄膜样条时自动提升电感测头，在滚轴停止时，带动电感测头迅速接触薄膜以进行厚度测量测量厚度，电感测头可以采用平面测帽、大圆弧测帽，可根据测量需求进行更换。工业生产中经常需要用到接触式数字传感器，也叫电感测头，电感测头具有高性能、高精度、稳定性好等特点，可配合专用测量显示量仪使用或者匹配具备高速计数器功能的PLC 使用，可用于测量物件的径向误差、轴向摆差、高度段差、直径、平面度、厚度等。通过电感量发生变化，这种变化信号再进行放大、整形后，根据仪器的类型在电压表上模拟显示或通过A/D转换直接进行数字显示。

电感测头可以替换为Mahr测厚仪，主要用于塑料薄膜、薄片、隔膜、纸张、箔片等各种材料的厚度测量，应用于薄膜生产企业、质检机构、研究院校等对薄膜厚度有严格要求的领域。其测量精度高，分辨率可达0 .1μm/ 0 .01μm，测量范围0‑2mm、0‑4mm可设置，极限误差0 .3％；测量速度快，结果响应时间为0 .015s。其采用电感测头P2004MA可根据需要更换测力弹簧，有0 .25N、0 .5N、1N、1 .25N、1 .5N五种规格的测力弹簧可供选择，可实现不同软硬材料薄膜的准确测量。

2.4实时测试记录

电感测头迅速接触到薄膜进行厚度测量，通过电脑实时记录测试值，还可以使用薄膜行业专用软件Filder 1 .0，其具有数据管理、用户管理等强大功能，自动实时显示测量值，自动统计测量结果，计算最大值、最小值、平均值和偏差值，自动绘制厚度曲线和偏差图，实用性强。

3、测试

以50μm薄膜样条为例，进行测试，步骤如下：

1)测试前确保大理石平台的清洁、水平，设置好测量速度为10次/min，每次样条随滚轴滑动距离为100mm；

2)气动提升电感测头，将100mm宽的待测薄膜样条，穿过固定夹，放置于大理石平台，紧贴滚轴下方；

3)转轴停止，电感测头下落，接触到样品，转轴启动，电感测头上升，逐个测量，电脑实时记录显示测量值；

4)测试结束，查看、导出电脑中数据。可以采用软件自动计算最大值、最小值、平均值、偏差值等一系列参数，并自动绘制厚度曲线和偏差图。测量结果可导出至Excel表格，根据实验结果填写实验报告并判定薄膜品质。

测试具体数据如下：

4、结语

聚酯薄膜厚度自动检测统计装置利用海绵滚轴和薄膜接触时产生较大的摩擦力，设置时间间隔转动海绵滚轴，同时带动被测薄膜样条滑动，在停留间隔，采用真空气动提升的带动电感测头迅速接触到薄膜以进行厚度测量，利用电脑实时记录测试值，同时采用电脑中软件进一步的自动统计测量结果，计算最大值、最小值、平均值和偏差值，甚至实现自动绘制厚度曲线和偏差图统计测量结果。

参考文献

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