[发明专利]一种薄膜张力测量装置及方法

说明书

本发明属于张力检测技术领域，并公开了一种薄膜张力测量装置，包括位置调节模块、力放大模块、滚轮自重平衡模块、转速测量模块、人机交互模块与信号测量处理模块，其中位置调节模块实现滚轮下压位置与下压量调节，力放大模块用于放大滚轮受到的推力并传递给推力传感器，滚轮自重平衡模块用于平衡整个转速测量模块的自重，转速检测模块用于实现薄膜进给速度的检测，人机交互模块用于实现设定参数的输入，信号测量处理模块则用于将检测到的滚轮上的推力换算为薄膜张力。本发明还公开了相应的测量方法。通过本发明，可实现整体装置的模块化和紧凑化，灵活布置于卷到卷柔性膜输送设备的各个区域，并能够在张力测量的过程中实现薄膜进给速度的测量。

技术领域

本发明属于张力检测技术相关领域，更具体地，涉及一种薄膜张力测量装置及方法。

背景技术

张力测量技术已经在生活生产中的各个方面都得到了广泛运用，比如我们生活中常常用到的纸巾、衣服上的布料、RFID标签的批量制作，以及柔性电池板的制作等等，可以说我们的生活已经离不开这一项技术。对于譬如柔性电子之类的薄膜的输送工艺而言，其在输送过程中的张力值检测环节是关键指标之一，良好的张力是生产优质卷绕产品的保证。具体而言，在柔性膜输送过程中，需要保证薄膜上的张力在稳定在一定的范围内，当薄膜上的张力超过这个范围时，卷绕产品的质量就会受到严重的影响：当薄膜上的张力过小，可能会导致柔性膜无法正常输送或者造成褶皱；而当薄膜上的张力过大时，可能会使制成的绕卷内部应力过大而形变。

无论以上的何种应用场合，实现张力的精确测量都是确保高精度张力控制的前提条件。然而，进一步的研究表明，现有技术中的张力测量装置仍存在以下的缺陷或不足：首先，现有的张力测量装置一般为张力辊，它们不仅通常需要配合惰辊才能使用，而且整体构造复杂、无法灵活布置且体积较大，操作过程中容易出现各类的故障现象；其次，此类张力测量装置不具备速度检测功能，无法实现薄膜进给速度的测量，相应无法更全面、更精确地对整个输送过程执行质量控制；最后，还有必要对其张力测量的算法作出进一步的优化设计，以便更好地满足目前日益提高的工艺要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种薄膜张力测量装置及方法，其中不仅对该张力测量装置的整体构造布局重新进行了研究和设计，而且还针对其中多个关键组件如力放大模块、滚轮自重平衡模块、转速测量模块等元件的具体组成和设置方式等多个方面进行改进，相应与现有的张力测量装置相比，不仅可实现整体装置的模块化和紧凑化，而且它可以灵活布置于卷到卷柔性膜输送设备的各个区域，显著提高了测量便利度；此外，该张力测量装置能够在张力测量的过程中实现薄膜进给速度的高效和高精度测量，同时可结合本发明提出的优化测量算法获得更高精度的测量结果，因而尤其适用于柔性电子之类的柔性膜输送应用场合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种薄膜张力测量装置，该装置包括位置调节模块、人机交互模块、力放大模块、滚轮自重平衡模块、转速测量模块和信号测量处理模块，其特征在于：

所述位置调节模块作为其他模块的安装基础，它具有组合安装在一起的第一滑轨和第二滑轨，由此带动承载其上的其他模块可定量调节地执行沿着水平方向和竖直方向的自由移动；此外，该位置调节模块上还配备有弹性元件和位移传感器，其中该弹性元件用于以位移的形式反馈处于下方的滚轮上受到的薄膜反作用力，该位移传感器则用于实时获取其与所输送薄膜之间在竖直方向上的距离；

所述人机交互模块固连在所述位置调节模块的下部，并用于输入需要设定的多个参数、以及实时显示薄膜张力和滚轮转速，同时还配备有距离传感器用于实时获取所述滚轮的下压深度；