Dickenmessung

Messanordnungen für Dickenmesssysteme

Es bieten sich grundsätzlich drei Anordnungen, abhängig vom eingesetzten Verfahren, an.

1. Einseitige Dickenmessung gegen eine Referenz

Der jeweilige Sensor wird hierbei oberhalb des Materials angeordnet und misst gegen eine Referenz, die sich unterhalb des Materials befindet. Diese Referenz kann entweder eine feste Platte oder eine Walze sein, über die das Material geführt wird. Der Sensor wird gegenüber der Referenz genullt und misst dann auf das durchlaufende Material. Die Messdifferenz ist die Dicke. Wichtig ist, dass das Material während der gesamten Messung Kontakt mit der Referenz hat, da sonst durch einen Luftspalt oder abgelagertes Material auf der Referenz eine falsche Dicke gemessen wird. In der Praxis hat sich daher die Referenzwalze durchgesetzt. Die Anlage des Materials wird durch den Umschlingungswinkel gewährleistet. Zu beachten ist, das der Rundlauffehler der Walze viel kleiner sein muss als die geforderte Messgenauigkeit.

2. Doppelseitige Dickenmessung, ein- oder mehrspurig

Durch die Anordnung eines Sensors oberhalb und eines unterhalb des Messgutes erfolgt die Dickenmessung als Differenzmessung. Jeder Sensor erfasst den Abstand zum Material. Durch Subtraktion beider Messwerte von dem kalibrierten Basisabstand der Sensoren erhält man die Dicke.

Da beide Sensoren absolut zeitgleich arbeiten, entsteht durch eine vertikale Bewegung des Messgutes (z.B. durch Schwingungen oder Rollgangsfehler) kein Fehler in der Dickenmessung. Etwas aufwändiger ist die Kalibrierung dieser Messanordnung. Sie ist manuell möglich, indem ein Target bekannter Dicke angemessen wird und der Basisabstand sich aus den Einzelmesswerten der Sensoren + Targetdicke ergibt.

Sie kann aber auch automatisch erfolgen, indem ein Referenztarget bei fehlendem Messgut eingeschwenkt wird. Wichtig ist bei dieser Anordnung ein stabiler Messrahmen, als C- oder O-Rahmen ausgeführt, damit sich der Abstand der Sensoren zueinander (Basis!) während der Messung nicht verändert.

3. Traversierende Dickenmessung

Wird eine Dickenmessung nicht nur in einzelnen Spuren gewünscht, sondern über die gesamte Materialbreite, bietet sich eine traversierende Dickenmessung an. Hierbei wird wie bei der einspurigen Dickenmessung ein Sensor oberhalb des Materials angeordnet und gegen eine Referenz gemessen oder mit zwei Sensoren ober- und unterhalb des Materials die Dicke erfasst, nur dass die Sensoren jeweils auf einer Linearführung montiert sind. Der obere und untere Sensor sind über einen gemeinsamen Antrieb gekoppelt, damit sie synchron zueinander verfahren werden können. So können Traversierbreiten bis über 5m realisiert werden.

Wenn das Produkt durchläuft und die Sensoren traversieren, ergibt sich eine zickzackförmige Messlinie auf dem Mate­rial. Hieraus lässt sich in der weiterver­arbeitenden Software ein Quer- und Längsprofil der Materialdicke ableiten. Da die vertikalen Führungsfehler der Linearführungen direkt in die Dicke eingehen, ist vor der Messung eine sogenannte Traver­senfehlerkorrektur aufzunehmen, in der Software zu hinterlegen und später mit den aufgenommenen Messwerten an der jeweiligen Messposition zu korrigieren.