[实用新型]一种共面电容传感器的非导电介质薄膜厚度在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及塑料薄膜厚度检测领域,尤其涉及一种采用共面电容传感器对非导电介质薄膜厚度进行在线检测装置。 

背景技术

在塑料薄膜制造行业中，厚度是最重要的物理指标。薄膜厚度的均匀性直接关系到产品使用性能、等级品率、价格和企业效益。厚度不均匀直接影响产品的质量,对于包装薄膜POF，例如餐具的包装膜，在受热收缩时薄的地方更容易破裂；对于涂覆薄膜，如大棚膜(PVC聚氯乙烯），其表面会涂一层防雾剂，薄膜厚度不均匀会造成涂层的厚度不均匀，降低薄膜的使用寿命。研究开发薄膜生产在线厚度检测系统是非常必需的测控手段，可以及时的调节和纠正生产线的参数，减少次品率，节省原材料。共面电容式测厚系统的研制与应用是实现在线测量的重要方法之一，对提高非导电介质薄膜产品质量和降低产品的原料消耗将起决定性作用。 

目前国内非导电介质薄膜制造行业配备的测厚仪比例极低，主要配套为国外产品，由于进口测厚设备价格昂贵，只有少数经济实力及规模比较大的生产厂家配备。没有配备薄膜测厚系统的厂家只能凭经验或人工的办法进行测量，无法保证产品的质量。 

在精密测量领域，微小尺寸的精密计量与检测是一个重要的研究方向，而非接触测量又是微小尺寸测量的一种理想方法。电容测微技术作为非接触测量微位移的重要方法，近年来得到了大范围的推广。共面电容式非导电介质薄膜测厚系统所使用的电容传感器具有结构简单，适应性强；动态响应好；测量值具有自身的平均效应、温度系数小等优点，在微米级尺寸非导电介质薄膜生产线的测量中有广泛应用。 

目前在线薄膜厚度的检测技术主要有如下几种方式：①红外传感检测法，利用特定红外线波段在特定的塑料薄膜中被强烈吸收的原理测量薄膜的厚度。该传感器检测稳定，不受环境变化的影响。但对添加剂及颜色的变化敏感，对在同一条生产线上要生产多种产品不能适应。②β射线或γ射线检测法，是最早用于薄膜厚度检测的传感器，它使用放射源（如：Pm147，Kr85，Si90）作为信号源，技术成熟。但其对环境污染，对人体有害，需要办理放射源使用许 可证，进出口手续比较复杂。检测精度会随着放射源的衰减而降低。③电容传感检测法：电容式传感器产生电场并以一定的角度穿透薄膜基材,根据不同的薄膜厚度对应的介电常数的不同读出薄膜的厚度。电容传感器有以下优点：没有核子射线,不受有关核装置执行规定的限制,而且价格便宜。对比一条同样生产规模和树脂种类的吹塑薄膜生产线,一套核磁测厚仪要比电容式的价格高出30%～100%。另外还有光学的测量方法，这种方法不适用于吹塑薄膜的测厚，因为膜泡是气体吹胀形成，其形状不是规则的圆，加上机器本身的震动，会使膜泡在径向有小幅摆动，造成其测量失效。 

国外最早采用电容检测法测量薄膜的厚度的是德国和瑞士，在20世纪末，德国塑控（PlastControl）和瑞士昆蒂格（KUNDIG）公司就推出了在线自动测厚系统，实现对薄膜厚度的在线、实时检测。现在欧洲许多吹塑薄膜生产厂的生产线都配备自动厚度控制系统。 

与国外相比，国内在非导电介质薄膜测厚仪的研发才刚刚起步，远落后于欧洲和美国，国内的非导电介质薄膜生产线都是进口的国外的测厚设备。广东金明塑胶设备有限公司是国内专业塑料机械制造商，其采用瑞士昆蒂格（KUNDING）公司在线自动测厚系统。国内一些科研机构也在积极的进行非导电介质薄膜测厚产品的研发，目前市面上还没有定型的产品。目前国内非导电介质薄膜在线测量技术主要采用X射线测量，容易对人体造成伤害；德国依靠电容边缘效应实现了非导电介质薄膜厚度测量，但测量厚度很小，在200微米以内,无法满足要求。随着科学技术的发展，塑料薄膜生产加工领域迫切需要精密在线非导电介质薄膜厚度测量控制系统。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种适应性强、无射线污染、成本低、测量范围可达到毫米级的基于共面电容传感器的非导电介质薄膜厚度在线检测装置。 

为实现上述目的，本实用新型提供了一种共面电容传感器的非导电介质薄膜厚度在线检测装置，包括检测电路、数据采集卡、接口转换器、计算机；