【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及工業測量，具體涉及一種合成革在線測厚方法。
技術介紹
1、在合成革的生產過程中，對材料厚度的精確測量至關重要，它直接關系到產品的質量和一致性，以及生產成本的有效控制。現有的合成革厚度測量方法主要依賴于人工操作的機械式接觸測量，這些方法存在以下局限性：人工測量容易受到操作者主觀判斷的影響，導致測量結果的不一致性，穩定性較差，精度較低；接觸式測量容易對合成革表面造成損傷，存在合成革的損傷風險；傳統方法較難實現在線實時監控，無法及時反映生產過程中的厚度變化，從而無法快速調整生產參數以保持產品質量，實時性不足。此外，傳統的雙激光對射測厚法在合成革背面有絨毛的情況下，由于合成革背面存在絨毛或不規則織物紋理，易導致測量誤差較大，無法滿足生產過程質量監控的需求。同時，在合成革生產過程中，由于地面振動和設備運轉的影響，傳感器測量結果易受振動干擾，影響測量穩定性，以及生產過程中滾軸的速度和拉力變化會對厚度測量產生動態影響，導致測量誤差，較難滿足實際的測量需求。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術提出一種合成革在線測厚方法，該方法通過以滾軸表面為基準面，利用多傳感器冗余設計、誤差補償算法、數據濾波、速度和張力補償模型，能夠在動態生產環境下對合成革厚度進行實時高精度測量。
2、為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、一種合成革在線測厚方法，包括以下步驟：
4、s1、以與合成革背面貼合的滾軸作為基準，通過傳感器進行數據采集，并進行數據預
5、步驟s1中所述數據采集包括以下過程：
6、s11、在滾軸外側的左、中、右三個位置分別安裝激光位移傳感器，三個激光位移傳感器以每秒100次的頻率分別測量滾軸的曲面到光位移傳感器的距離，分別記為?dleft1、dcenter1和dright1；
7、s12、三個激光位移傳感器以每秒100次的頻率分別采集合成革上表面到光位移傳感器的距離，分別記為dleft2、dcenter2和?dright2；
8、s13、在滾軸外側分別安裝兩個振動傳感器，兩個振動傳感器以相同的頻率采集環境振動數據，分別記a1(t)?和a2(t)；
9、步驟s1中所述數據預處理包括以下過程：
10、s14、將三個激光位移傳感器和兩個振動傳感器的數據時間同步，實現數據采集時間戳一致；
11、s15、對每個點的激光位移傳感器數據進行移動平均濾波，用于減少高頻噪聲的影響，具體計算公式為：，其中，davg(t)?為在時間點?t?的移動平均濾波器的輸出值，即在時間點?t?的合成革平均厚度值；?d(t-1)為在時間點t-1的原始數據序列，即在時間點t-1測量到的合成革厚度值；n為濾波器的窗口大小，即在計算davg(t)時考慮的連續數據點的數量；i為求和過程中的索引變量，取值范圍從0到?n-1；
12、s2、采用誤差補償算法計算滾軸誤差補償值，并實時修正測量數據；
13、s3、對振動數據進行濾波，得到振動補償后的厚度；
14、s4、基于速度和張力補償模型，得到速度和張力補償后的厚度；
15、s5、對每個點的采樣后的數據進行數據擬合；
16、s6、將修正后的測量數據、振動補償、速度和張力補償以及數據擬合的結果相結合，計算每個點的最終厚度值。
17、優選地，步驟s2的具體過程為：
18、s21、隨著滾軸的旋轉，采用激光位移傳感器測量滾軸表面的位移數據，其中，位移數據代表滾軸的實際形狀與理想圓形之間的偏差；
19、s22、將采集到的位移數據進行傅里葉變換，將位移數據從時域或空間域轉換到頻率域，通過傅里葉變換將復雜的周期性誤差分解為不同頻率的正弦和余弦波形的疊加，計算公式為：，其中，e（f）為誤差的傅里葉變換；e(x)為滾軸形狀的誤差函數；j為虛數單位，滿足?=?-1；f?為頻率；x為沿滾軸軸向的位置；
20、s23、利用步驟s21中得到的傅里葉系數，計算出滾軸軸向任意位置x上的滾軸形狀誤差，誤差函數的表達公式為：，其中，e(x)為滾軸形狀的誤差函數，e(x)表示通過傅里葉系數計算出的滾軸形狀誤差；an為傅里葉系數，代表不同頻率下的正弦波的振幅；bn為傅里葉系數，代表不同頻率下的余弦波的振幅；n為傅里葉級數中的頻率索引；x為沿滾軸軸向的位置；
21、s24、從實時測量數據中減去對應位置x上的滾軸形狀誤差，得到修正后的測量數據。
22、優選地，步驟s3的具體過程為：
23、s31、為左、中、右三個點分別設計卡爾曼濾波器，用于估計并補償振動影響，卡爾曼濾波器的狀態空間模型為：，其中，xk+1為在時間步?k+1的狀態向量；a?為狀態轉移矩陣；xk為狀態向量；wk為過程噪聲；zk為觀測的厚度數據向量；h?為觀測矩陣；vk為觀測噪聲；
24、s32、使用卡爾曼濾波器的估計值，對左、中、右三個點的厚度數據分別進行修正，得到振動補償后的厚度，具體計算公式為：tcompl=tl-xk，tcompc=tc-xk，tcompr=tr-xk，其中，tcompl為左側合成革振動補償后的厚度；tl為左側合成革原始測量的厚度；tcompc為中間合成革振動補償后的厚度；tc為中間合成革原始測量的厚度；tcompr為右側合成革振動補償后的厚度；tr為右側合成革原始測量的厚度；xk為卡爾曼濾波器的估計值；
25、s33、對濾波后的振動數據進行傅里葉變換，用于識別主要的振動頻率和幅度；
26、s34、在傅里葉變換的頻譜中檢測峰值，峰值對應于主要的振動頻率。
27、優選地，步驟s4的具體過程為：
28、s41、速度和張力補償模型的計算公式為：δt=k1v+k2t+，其中，δt為合成革的厚度偏差；v為合成革的輸送速度；t為合成革的張力；將多組δt、v和t的實測數據輸入到速度和張力補償模型的計算公式中，通過實驗數據擬合得到參數?k1、?k2和?；
29、s42、根據實時測量的速度和張力數據，分別計算左、中、右三個點的合成革的厚度偏差δt，并從振動補償后的厚度數據中減去合成革的厚度偏差，得到速度和張力補償后的厚度，具體計算公式為：,,,其中，為左側合成革速度和張力補償后的厚度；tcompl為左側合成革振動補償后的厚度；為中間合成革速度和張力補償后的厚度；tcompc為中間合成革振動補償后的厚度；為右側合成革速度和張力補償后的厚度；tcompr為右側合成革振動補償后的厚度。
30、優選地，步驟s5的具體過程為：
31、s51、對左、中、右三個點的采樣后的數據分別進行多項式擬合，用于識別厚度變化的趨勢，擬合模型表示為：tfit（t）=a0+a1t1+a2t2+…+antn其中，tfit（t）為擬合模型，a0，a1，a2，…，an為多項式系數，多項式系數通過擬合過程確定；t為自變量；t1，t2，…，tn為自變量t的不同次冪本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種合成革在線測厚方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種合成革在線測厚方法，其特征在于，步驟S2的具體過程為：
3.如權利要求2所述的一種合成革在線測厚方法，其特征在于，步驟S3的具體過程為：
4.如權利要求3所述的一種合成革在線測厚方法，其特征在于，步驟S4的具體過程為：
5.如權利要求4所述的一種合成革在線測厚方法，其特征在于，步驟S5的具體過程為：
6.如權利要求5所述的一種合成革在線測厚方法，其特征在于，步驟S6的具體計算公式為：，，，其中，為左側合成革最終的厚度；為中間合成革最終的厚度；為右側合成革最終的厚度。
【技術特征摘要】
1.一種合成革在線測厚方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種合成革在線測厚方法，其特征在于，步驟s2的具體過程為：
3.如權利要求2所述的一種合成革在線測厚方法，其特征在于，步驟s3的具體過程為：
4.如權利要求3所述的一種合成革在線測厚方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：許進程，莊俊杰，張伯松，李棟，李永泉，王騰，李凱，顏澤林，
申請(專利權)人：廈門簡會信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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