CN108514907B - 砻谷机胶辊非接触式测量方法及结构、一种砻谷机 - Google Patents

Abstract

本发明提供砻谷机胶辊非接触式测量方法，包括步骤计算测量电容，PLC控制器获取单位定极板与对应的单位动极板形成电流回路的测量电流，并根据测量电流计算单位定极板与对应的单位动极板之间的电容，获得测量电容；计算橡胶层厚度，PLC控制器根据空气电容监测器监测的含有谷壳灰尘的空气介电常数、测量电容、单位定极板与对应的单位动极板之间的距离计算橡胶层厚度。本发明还涉及胶辊非接触式测量结构和砻谷机。本发明保证了两个橡胶辊轴平行、实现两胶辊的最佳距离和最佳速度差，测量误差小，精确度高，有效提高了脱壳率和产量。

Description

砻谷机胶辊非接触式测量方法及结构、一种砻谷机

技术领域

本发明涉及农用砻谷机技术领域，尤其涉及砻谷机胶辊非接触式测量方法及结构、一种砻谷机。

背景技术

砻谷机是现代粮油加工生产环境中非常重要的机器，主要用于谷物脱壳生产环节。现有砻谷机无法实时对胶辊进行在线测量，实际生产过程中砻谷机工作时间较长，砻谷机胶辊磨损速度非常快，一般三天之内就要更换胶辊，同时还要定时换挡变速，保证快慢滚线速差、线速和保持不变。但由于是定时换挡且挡速不能无级调节，目前只能近似保证最优速度。现有砻谷机存在如下弊端：目前新代砻谷机依靠两个同步液压缸移动来带动一个橡胶辊向另一个橡胶辊做靠近运动，但无法保证两个橡胶辊轴平行，且移动距离误差大，不精确；快辊通过米粒作用使慢辊速度变快，而快辊速度变慢，两辊瞬时速度有波动，这对于脱壳率和产量有严重影响；由于两辊运行时会有磨损，而且两辊半径磨损程度会有不同，导致两辊在转速不变的情况下表面相对线速度发生改变。因此，亟需一种能够自动测量胶辊磨损量并实时改变线速的新型砻谷机。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供砻谷机胶辊非接触式测量方法及非接触式胶辊测量砻谷机，通过实时监测两橡胶辊直径，进行两胶辊定压调节和速度调节，实现两胶辊的最佳距离和最佳速度差。

本发明提供砻谷机胶辊非接触式测量方法，包括以下步骤：

计算测量电容，PLC控制器获取单位定极板与对应的单位动极板形成电流回路的测量电流，并根据所述测量电流计算所述单位定极板与对应的单位动极板之间的电容，获得测量电容；

计算橡胶层厚度，所述PLC控制器根据空气电容监测器监测的含有谷壳灰尘的空气介电常数、所述测量电容、所述单位定极板与对应的单位动极板之间的距离计算橡胶层厚度；

距离补偿，所述PLC控制器通过所述橡胶层厚度计算橡胶层半径，根据所述橡胶层半径对胶辊进行距离补偿。

进一步地，还包括步骤调整转速，所述PLC控制器通过所述橡胶层厚度计算橡胶层半径，根据所述橡胶层半径和当前转速计算当前线速度，根据所述当前线速度调整胶辊驱动电机转速；还包括步骤定压调节，所述PLC控制器根据所述橡胶层半径调节气动定压机构的压力。

进一步地，所述步骤调整转速还包括所述PLC控制器通过沿所述胶辊周向均匀分布的动极板电极数量及所述单位动极板与瓦片电极之间接触时间阈值计算所述胶辊驱动电机的目标转速，根据所述目标转速调整所述胶辊驱动电机转速。

进一步地，所述含有谷壳灰尘的空气介电常数计算过程为：通过所述空气电容监测器测量得到空气电容，根据所述空气电容和真空电容计算含有谷壳灰尘空气的相对介电常数，根据所述相对介电常数和真空介电常数计算所述含有谷壳灰尘的空气介电常数。

砻谷机胶辊非接触式测量结构，包括测量定极板、动极板电极、空气电容监测器、定子电极、PLC控制器，所述动极板电极置于胶辊的轮毂与橡胶层之间，所述动极板电极与所述轮毂固定连接，所述测量定极板与所述轮毂相对，所述测量定极板与所述动极板电极电连接，所述空气电容监测器与所述测量定极板内侧连接，所述定子电极与所述动极板电极接触电连接，所述定子电极和所述测量定极板分别与交流电源两端连接，所述测量定极板与所述动极板电极形成电流回路，所述电流回路中串联整流测量电路，所述PLC控制器与所述整流测量电路电连接。

进一步地，所述测量定极板包括定极板支撑架、定极板测量总线、若干单位定极板，所述测量定极板通过所述定极板支撑架与整体机架固定连接，所述定极板测量总线置于所述测量定极板外表面，若干所述单位定极板依次串联，并置于所述测量定极板内表面，所述单位定极板与所述轮毂相对，所述定极板测量总线与所述单位定极板电连接，所述单位定极板与所述动极板电极电连接，所述测量定极板轴线与所述轮毂轴线平行。

进一步地，若干所述动极板电极沿所述轮毂周向间隔分布。

进一步地，所述动极板电极包括若干单位动极板，若干所述单位动极板依次串联，并沿所述轮毂轴向分布，所述单位动极板与所述单位定极板一一对应。

进一步地，所述单位动极板和所述单位定极板均由柔性绝缘基底和铝箔电极组成，所述柔性绝缘基底围成顶面开口的腔体，所述铝箔电极置于所述腔体的顶面，所述铝箔电极的一侧边设有极板串联线路，所述单位动极板之间或所述单位定极板之间通过所述极板串联线路依次串联。

进一步地，所述测量定极板和所述动极板电极还包括电场屏蔽格栅网，所述电场屏蔽格栅网包裹所述单位动极板侧面和所述单位定极板侧面。

进一步地，所述电场屏蔽格栅网包裹所述单位动极板底面和所述单位定极板底面。

进一步地，所述定子电极包括瓦片电极、电极支撑架、导电总线，所述定子电极通过所述电极支撑架与整体机架固定连接，所述瓦片电极置于所述动极板电极与所述轮毂之间，所述瓦片电极通过连接件固定于所述电极支撑架末端，并与所述单位动极板接触，所述导电总线固定于所述电极支撑架上，交流电源通过所述导电总线与所述瓦片电极电连接。

一种砻谷机，包括定辊机构、动辊机构；所述定辊机构、所述动辊机构均包括如上述砻谷机胶辊非接触式测量结构，所述定辊机构还包括定辊驱动电机、定辊轮毂、定辊转轴、定辊橡胶层，所述动辊机构还包括动辊驱动电机、动辊轮毂、动辊转轴、动辊橡胶层；所述砻谷机胶辊非接触式测量结构用于监测所述定辊橡胶层直径和所述动辊橡胶层直径，所述定辊转轴与所述定辊轮毂固定连接，所述定辊转轴与所述定辊驱动电机连接，所述定辊橡胶层套设在所述定辊轮毂外表面；所述动辊转轴与所述动辊轮毂固动连接，所述动辊转轴与所述动辊驱动电机连接，所述动辊橡胶层套设在所述动辊轮毂外表面。

进一步地，还包括气动定压机构、气动摆臂，所述测量定极板包括动辊测量定极板，所述动辊测量定极板与所述定辊轮毂相对，所述定子电极包括动辊定子电极，所述动辊定子电极与所述动辊轮毂表面固定连接，所述动辊测量定极板、所述动辊定子电极分别与所述气动摆臂连接，所述气动定压机构与整体机架固定连接，所述气动摆臂底端转轴与整体机架转动连接，所述气动摆臂中间轴承与所述动辊转轴配合，所述气动摆臂顶端转轴连接块与所述气动摆臂顶端转轴转动连接，所述气动摆臂顶端转轴连接块与所述气动定压机构的活塞杆固定连接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供砻谷机胶辊非接触式测量方法，包括以下步骤：计算测量电容，PLC控制器获取单位定极板与对应的单位动极板形成电流回路的测量电流，并测量电流计算单位定极板与对应的单位动极板之间的电容，获得测量电容；计算橡胶层厚度，PLC控制器根据空气电容监测器监测的含有谷壳灰尘的空气介电常数、测量电容、单位定极板与对应的单位动极板之间的距离计算橡胶层厚度；距离补偿，PLC控制器通过橡胶层厚度计算橡胶层半径，根据橡胶层半径对胶辊进行距离补偿。本发明还涉及砻谷机胶辊非接触式测量结构和砻谷机。本发明通过实时监测两橡胶辊直径，并进行两胶辊距离补偿和速度调节，实现两胶辊的最佳距离和最佳速度差；能够有效防止电极之间及胶辊电场干扰影响极板的电场分布，测量准确性高；能够保证两个橡胶辊轴平行，且移动距离误差小，精确度高，通过调节速度避免两辊瞬时速度波动，提高脱壳率和产量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的砻谷机整体结构示意性前视图；

图2为本发明的砻谷机整体结构示意性侧视图；

图3为本发明的砻谷机整体结构示意性俯视图；

图4为本发明的砻谷机的动(定)辊机构示意性结构图；

图5为本发明的砻谷机的动(定)辊机构内部示意性结构图；

图6为本发明的砻谷机的动(定)辊机构局部示意图一；

图7为本发明的砻谷机的动(定)辊机构局部示意图二；

图8为本发明的单对电容极板线路图；

图9为本发明的砻谷机的测量原理示意图；

图10为本发明的砻谷机的定(动)辊单位动极板示意性结构图；

图11为本发明的砻谷机的定(动)辊动极板电极和定(动)辊测量定极板示意性结构图一；

图12为本发明的砻谷机的定(动)辊动极板电极和定(动)辊测量定极板示意性结构图二；

图13为本发明的砻谷机胶辊非接触式测量方法流程图。

图中：定辊机构1、动辊机构2、定辊测量定极板1-1、动辊测量定极板2-1、定辊定极板支撑架1-1-1、动辊定极板支撑架2-1-1、定辊定极板测量总线1-1-2、动辊定极板测量总线2-1-2、定辊单位定极板1-1-3、动辊单位定极板2-1-3、定辊驱动电机1-2、动辊驱动电机2-2、定辊空气电容监测器1-3、动辊空气电容监测器2-3、定辊定子电极1-4、动辊定子电极2-4、定辊瓦片电极1-4-1、动辊瓦片电极2-4-1、定辊电极支撑架1-4-2、动辊电极支撑架2-4-2、定辊导电总线1-4-3、动辊导电总线2-4-3、定辊动极板轮毂1-5、动辊动极板轮毂2-5、定辊动极板电极1-5-1、动辊动极板电极2-5-1、定辊轮毂1-5-2、动辊轮毂2-5-2、定辊单位动极板1-5-3、动辊单位动极板2-5-3、铝箔电极1-5-3-1、柔性绝缘基底1-5-3-2、极板串联线路1-5-3-3、电场屏蔽格栅网1-5-3-4、定辊转轴1-6、动辊转轴2-6、定辊橡胶层1-7、动辊橡胶层2-7、气动定压机构3、气动摆臂4、辊板间隙空气5。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

砻谷机胶辊非接触式测量结构，包括测量定极板、动极板电极、空气电容监测器、定子电极、PLC控制器，如图1-图4所示，本实施例中，测量定极板包括定辊测量定极板1-1、动辊测量定极板2-1，动极板电极包括定辊动极板电极1-5-1、动辊动极板电极2-5-1，空气电容监测器包括定辊空气电容监测器1-3、动辊空气电容监测器2-3，定子电极包括定辊定子电极1-4、动辊定子电极2-4，定辊测量定极板1-1与整体机架(图中未画出)固定连接，定辊测量定极板1-1与定辊轮毂1-5-2相对，定辊空气电容监测器1-3与定辊测量定极板1-1内侧连接，监测辊板间隙空气5的介电常数，定辊定子电极1-4与整体机架固定连接，并与定辊动极板电极1-5-1接触电连接，定辊测量定极板1-1与定辊动极板电极1-5-1电连接，定辊动极板电极1-5-1置于胶辊轮毂1-5-2与定辊橡胶层1-7之间，定辊动极板电极1-5-1与定辊轮毂1-5-2固定连接，定辊定子电极1-4和定辊测量定极板1-1分别与交流电源两端连接，定辊测量定极板1-1与定辊动极板轮毂1-5形成电流回路；动辊测量定极板2-1与整体机架(图中未画出)固动连接，动辊测量定极板2-1与动辊轮毂2-5-2相对，动辊空气电容监测器2-3与动辊测量定极板2-1内侧连接，监测辊板间隙空气5的介电常数，动辊定子电极2-4与整体机架固动连接，并与动辊动极板电极2-5-1接触电连接，动辊测量定极板2-1与动辊动极板电极2-5-1电连接，动辊动极板电极2-5-1置于胶辊轮毂2-5-2与动辊橡胶层2-7之间，动辊动极板电极2-5-1与动辊轮毂2-5-2固定连接，动辊定子电极2-4和动辊测量定极板2-1分别与交流电源两端连接，动辊测量定极板2-1与动辊动极板轮毂2-5形成电流回路；电流回路中串联整流测量电路，PLC控制器与所述整流测量电路电连接。

在一实施例中，优选的，测量定极板包括定极板支撑架、定极板测量总线、若干单位定极板，如图4-图5所示，定辊测量定极板1-1通过定辊定极板支撑架1-1-1与整体机架固定连接，定辊定极板测量总线1-1-2置于定辊测量定极板1-1外表面，若干单位定极板1-1-3依次串联，并置于定辊测量定极板1-1内表面，定辊定极板测量总线1-1-2与单位定极板1-1-3电连接，定辊测量定极板1-1内表面与定辊轮毂1-5-2相对，定辊测量定极板1-1与定辊动极板轮毂1-5轴线平行；动辊测量定极板2-1通过动辊定极板支撑架2-1-1与整体机架固动连接，动辊定极板测量总线2-1-2置于动辊测量定极板2-1外表面，若干单位定极板2-1-3依次串联，并置于动辊测量定极板2-1内表面，动辊定极板测量总线2-1-2与单位定极板2-1-3电连接，动辊测量定极板2-1内表面与动辊动极板轮毂2-5相对，动辊测量定极板2-1与动辊动极板轮毂2-5轴线平行。

在一实施例中，优选的，定辊动极板电极1-5-1沿轮毂1-5-2周向间隔分布，动辊动极板电极2-5-1沿轮毂2-5-2周向间隔分布，一般情况下胶辊侧面每一处周向的磨损基本相同，具体设计时为了降低成本，定辊动极板电极1-5-1或动辊动极板电极2-5-1可以只设置一条。

在一实施例中，如图5、图7所示，优选的，定辊动极板电极1-5-1包括若干定辊单位动极板1-5-3，若干定辊单位动极板1-5-3依次串联，并沿轮毂轴向分布，定辊单位动极板1-5-3与单位定极板1-1-3一一对应，严格保证在胶辊轴线方向相互对齐；动辊动极板电极2-5-1包括若干动辊单位动极板2-5-3，若干动辊单位动极板2-5-3依次串联，并沿轮毂轴向分布，动辊单位动极板2-5-3与单位定极板1-1-3一一对应，严格保证在胶辊轴线方向相互对齐，橡胶层沿轴线方向磨损不均匀，每一条定(动)辊动极板电极1-5-1(1-5-2)的总长度不变时，所分的单位动极板个数越多，电荷分布越均匀，目前胶辊的轴向长度为250-300mm，每个定(动)辊单位动极板1-5-3(2-5-3)沿胶辊轴向宽度为18mm，因此可将定(动)辊单位动极板1-5-3(2-5-3)数量设置为15个左右。

如图10-图11所示，定辊单位动极板1-5-3、动辊单位动极板2-5-3、定辊测量定极板1-1、动辊测量定极板2-1均由柔性绝缘基底1-5-3-2和铝箔电极1-5-3-1组成，本实施例中，柔性绝缘基底1-5-3-2厚度为5mm，柔性绝缘基底1-5-3-2采用高分子材料使铝箔电极1-5-3-1与胶辊金属轮毂1-5-2(2-5-2)绝缘，铝箔电极1-5-3-1厚度为1mm，柔性绝缘基底1-5-3-2围成顶面开口的腔体，铝箔电极1-5-3-1置于腔体的顶面，铝箔电极1-5-3-1的一侧边设有极板串联线路1-5-3-3，定辊单位动极板1-5-3之间、动辊单位动极板2-5-3之间、定辊测量定极板1-1之间、动辊测量定极板2-1之间分别通过极板串联线路1-5-3-3依次串联，定辊单位动极板1-5-3的铝箔电极1-5-3-1与定辊测量定极板1-1的铝箔电极1-5-3-1相对，动辊单位动极板2-5-3的铝箔电极1-5-3-1与动辊测量定极板2-1的铝箔电极1-5-3-1相对，形成电容，本实施例中相邻定辊单位动极板1-5-3之间或相邻动辊单位动极板2-5-3之间的间距d为2mm左右，如图12所示，优选的，定辊动极板电极1-5-1、动辊动极板电极2-5-1、定辊测量定极板1-1、动辊测量定极板2-1均还包括电场屏蔽格栅网1-5-3-4，电场屏蔽格栅网1-5-3-4包裹单位动极板侧面和单位定极板侧面，防止电极之间电场干扰影响相互极板的电场分布，影响测量准确性。优选的，电场屏蔽格栅网1-5-3-4包裹定辊动极板电极1-5-1、动辊动极板电极2-5-1、定辊测量定极板1-1、动辊测量定极板2-1的底面，防止胶辊电场干扰影响极板的电场分布，影响测量准确性。

如图6-图7所示，优选的，定辊定子电极1-4包括定辊瓦片电极1-4-1、电极支撑架1-4-2、导电总线1-4-3，定辊定子电极1-4通过电极支撑架1-4-2与整体机架固定连接，定辊瓦片电极1-4-1置于定辊动极板电极1-5-1与轮毂之间，定辊瓦片电极1-4-1通过连接件固定于电极支撑架1-4-2末端，且轮毂1-5-2每转动到合适位置时，定辊瓦片电极1-4-1与定辊动极板电极1-5-1接触，实现导电，导电总线1-4-3固定于电极支撑架1-4-2上，交流电源通过导电总线1-4-3与定辊瓦片电极1-4-1电连接；动辊定子电极2-4包括动辊瓦片电极2-4-1、电极支撑架2-4-2、导电总线2-4-3，动辊定子电极2-4通过电极支撑架2-4-2与整体机架固定连接，动辊瓦片电极2-4-1置于动辊动极板电极2-5-1与轮毂之间，动辊瓦片电极2-4-1通过连接件固定于电极支撑架2-4-2末端，且轮毂2-5-2每转动到合适位置时，定辊瓦片电极2-4-1与动辊动极板电极2-5-1接触，实现导电，导电总线2-4-3固定于电极支撑架2-4-2上，交流电源通过导电总线2-4-3与动辊瓦片电极2-4-1电连接。

砻谷机，如图1-图4所示，包括定辊机构1、动辊机构2、气动定压机构3、气动摆臂4；定辊机构1和动辊机构2均包括上述砻谷机胶辊非接触式测量结构，定辊机构1还包括定辊驱动电机1-2、定辊轮毂1-5-2、定辊转轴1-6、定辊橡胶层1-7，动辊机构2还包括动辊驱动电机2-2、动辊轮毂2-5-2、动辊转轴2-6、动辊橡胶层2-7；砻谷机胶辊非接触式测量结构用于监测定辊橡胶层1-7直径和动辊橡胶层2-7直径，定辊转轴1-6与整体机架上轴承配合，定辊转轴1-6与定辊动极板轮毂1-5固定连接，定辊动极板轮毂1-5包括定辊动极板电极1-5-1、轮毂1-5-2，定辊转轴1-6通过螺栓螺母与轮毂1-5-2固定连接，定辊转轴1-6通过联轴器与定辊驱动电机1-2连接，定辊驱动电机1-2驱动定辊动极板轮毂1-5转动，定辊测量定极板1-1与整体机架固定连接，定辊测量定极板1-1与定辊动极板轮毂1-5相对，定辊空气电容监测器1-3与定辊测量定极板1-1内侧连接，监测辊板间隙空气5的介电常数，定辊定子电极1-4与整体机架固定连接，并与定辊动极板轮毂1-5表面接触电连接，定辊测量定极板1-1与定辊动极板轮毂1-5电连接，定辊橡胶层1-7套设在定辊动极板轮毂1-5外表面，定辊定子电极1-4和定辊测量定极板1-1分别与交流电源两端连接，定辊测量定极板1-1与定辊动极板轮毂1-5形成电流回路；动辊转轴2-6与整体机架上轴承配合，动辊转轴2-6与动辊动极板轮毂2-5固动连接，动辊动极板轮毂2-5包括动辊动极板电极2-5-1、轮毂2-5-2，动辊转轴2-6通过螺栓螺母与轮毂2-5-2固定连接，动辊转轴2-6通过联轴器与动辊驱动电机2-2连接，动辊驱动电机2-2驱动动辊动极板轮毂2-5转动，动辊测量动极板与整体机架固动连接，动辊测量定极板2-1与动辊动极板轮毂2-5相对，动辊空气电容监测器2-3与动辊测量定极板2-1内侧连接，监测辊板间隙空气5的介电常数，动辊定子电极2-4与整体机架固动连接，并与动辊动极板轮毂2-5表面接触电连接，动辊测量定极板2-1与动辊动极板轮毂2-5电连接，动辊橡胶层2-7套设在动辊动极板轮毂2-5外表面，动辊测量定极板2-1与气动摆臂4连接，实现在动辊机构2摆动时动辊测量定极板2-1与动辊转轴2-6相互空间位置保持不变，即保证极板间距离不变，动辊定子电极2-4与气动摆臂4连接，保证动辊机构2摆动时动辊定子电极2-4与动辊动极板电极2-5-1正常接触导电，动辊定子电极2-4和动辊测量定极板2-1分别与交流电源两端连接，PLC控制器控制交流电源开启，动辊测量定极板2-1与动辊动极板轮毂2-5形成电流回路，电流回路中串联整流测量电路，PLC控制器与整流测量电路连接；气动定压机构3与整体机架固定连接，本实施例中，气动定压机构3具体为定压气压缸，气动摆臂4底端转轴与整体机架转动连接，可相对于整体机架自由转动，气动摆臂4中间轴承与动辊转轴2-6配合，气动摆臂4顶端转轴连接块与气动摆臂4顶端转轴转动连接，顶端转轴连接块可相对于气动摆臂4顶端转轴自由转动，气动摆臂4顶端转轴连接块与气动定压机构3的活塞杆固定连接。

砻谷机胶辊非接触式测量方法，如图13所示，包括以下步骤：

在一实施例中，首先操作人员将旧胶辊换新，然后在控制面板上设定好测量时间间隔T，开始启动砻谷机工作，当运行到测量时间间隔T后，PLC控制器控制交流电源打开，相关线路连接图如图8所示，由于定(动)辊测量定极板1-1(2-1)上的每个单位定极板1-1-3(2-1-3)分别与相对应的定(动)辊单位动极板1-5-3(2-5-3)两端连接交流电源两端，与之支路串联的整流测量电路测量支路电流大小，并将测量电流传给PLC控制器，本实施例中，整流测量电路具体为全桥电路。

计算测量电容，PLC控制器获取单位定极板1-1-3(2-1-3)与对应的定辊单位动极板1-5-3或动辊单位动极板2-5-3形成电流回路的测量电流，并根据测量电流计算单位定极板1-1-3(2-1-3)与对应的定辊单位动极板1-5-3或动辊单位动极板2-5-3之间的电容，获得测量电容；如图6、图7所示，当其中一排定(动)辊单位动极板1-5-3(2-5-3)由于胶辊转动离开测量区时，这一排定(动)辊单位动极板1-5-3(2-5-3)的定(动)辊动极板电极1-5-1(2-5-1)与定(动)辊瓦片电极1-4-1(2-4-1)相互脱离接触，同时下一排定(动)辊单位动极板1-5-3(2-5-3)的定(动)辊动极板电极1-5-1(2-5-1)与定(动)辊瓦片电极1-4-1(2-4-1)相互靠近进入接触状态，实现对下一排上对应的定(动)辊橡胶层1-7(2-7)的测量。

如图9所示，定(动)辊空气电容监测器1-3(2-3)实时监测含有谷壳灰尘空气的介电常数ε_a，优选的，步骤获取介电常数具体为定辊空气电容监测器1-3或动辊空气电容监测器2-3测量得到空气电容C_x，通过空气电容和真空电容C₀计算含有谷壳灰尘空气的相对介电常数ε_r，根据相对介电常数ε_r和真空介电常数ε₀计算含有谷壳灰尘的空气介电常数。具体公式如下：

ε_r＝C_x/C₀

ε_a＝ε₀C_x/C₀

计算橡胶层厚度，PLC控制器根据定辊空气电容监测器1-3或动辊空气电容监测器2-3监测的含有谷壳灰尘的空气介电常数、测量电容、单位定极板1-1-3(2-1-3)与对应的定辊单位动极板1-5-3或动辊单位动极板2-5-3之间的距离计算橡胶层厚度；由于定(动)辊测量定极板1-1(2-1)相对于定(动)辊转轴1-6(2-6)空间位置保持不变，所以动极板与定极板间距H＝Ha+Hx不变，Ha为空气层厚度，Hx为橡胶层厚度，已知该种橡胶的介电常数为ε_x，由于电容计算公式为：

C＝εS/(4πkH)

ε＝(ε_xHx+ε_aHa)/H

其中，ε为平均介电常数，S为两板正对面积，H为两板间距离，k为静电力常量；且已获得两极板间的测量电容，所以最终可得到Hx、Ha大小，也就得到橡胶层厚度，从而得到胶辊当前半径。在一实施例中，优选的，还包括步骤调整转速，PLC控制器通过橡胶层厚度计算橡胶层半径，根据橡胶层半径和当前转速计算当前线速度，根据当前线速度调整定辊驱动电机1-2或动辊驱动电机2-2转速，保证两胶辊线速度处于最佳工艺值；两胶辊之间的距离是由米粒顶开的，优选的，还包括步骤定压调节，PLC控制器根据橡胶层半径调节气动定压机构3的压力，使得气动定压机构3的压力与米粒对两胶辊的压力保持平衡。

在一实施例中，优选的，步骤调整转速还包括PLC控制器通过沿定辊机构1周向均匀分布的定辊动极板电极1-5-1数量或沿动辊机构2周向均匀分布的动辊动极板电极2-5-1数量及单位动极板与定辊瓦片电极1-4-1或动辊瓦片电极2-4-1之间接触时间阈值计算定辊驱动电机1-2或动辊驱动电机2-2的目标转速，根据目标转速调整定辊驱动电机1-2或动辊驱动电机2-2转速。目前优质PLC电流互感器响应时间可小于1us，普通互感器的响应时间为10～20ms，PLC控制器总响应延迟时间一般为10ms，本实施例中，为了降低成本，采用PLC电流互感器，响应时间tp设置为10ms,流互感器响应时间tg设置为10ms,所以控制部分延迟时间t＝tp+tg为20ms，即要求每一条单位动极板1-5-3

(2-5-3)与定(动)辊瓦片电极1-4-1(2-4-1)保持接触时间要大于等于20ms。且砻谷机胶辊转一圈所需要时间公式为360°/(n/60s*360°)，n为转速，胶辊转速改变公式：360°/(n/60s*360°)≥z*t，其中z为沿定辊机构1周向均匀分布的定辊动极板电极1-5-1数量或沿动辊机构2周向均匀分布的动辊动极板电极2-5-1数量，满足上式才能保证测量活动正常进行。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (13)

1.砻谷机胶辊非接触式测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算测量电容，PLC控制器获取单位定极板与对应的单位动极板形成电流回路的测量电流，并根据所述测量电流计算所述单位定极板与对应的单位动极板之间的电容，获得测量电容；

计算橡胶层厚度，所述PLC控制器根据空气电容监测器监测的含有谷壳灰尘的空气介电常数、所述测量电容、所述单位定极板与对应的单位动极板之间的距离计算橡胶层厚度；

其中，单位定极板与胶辊轮毂相对布置，单位动极板置于胶辊的轮毂和橡胶层之间；所述单位动极板与所述单位定极板一一对应；

获取空气电容监测器测量得到的空气电容C_x，通过空气电容和真空电容C₀计算含有谷壳灰尘空气的相对介电常数ε_r，根据相对介电常数ε_r和真空介电常数ε₀计算含有谷壳灰尘的空气介电常数，具体公式如下：

ε_r＝C_x/C₀

ε_a＝ε₀C_x/C₀

根据空气电容监测器监测的含有谷壳灰尘的空气介电常数、测量电容、单位定极板与对应的单位动极板之间的距离计算橡胶层厚度；单位动极板与单位定极板间距H＝Ha+Hx不变，Ha为空气层厚度，Hx为橡胶层厚度，已知该种橡胶的介电常数为ε_x，电容计算公式为：

C＝εS/(4πkH)

ε＝(ε_xHx+ε_aHa)/H

其中，ε为平均介电常数，S为两板正对面积，H为两板间距离，k为静电力常量；

根据已获得两极板间的测量电容，得到Hx、Ha大小。

2.如权利要求1所述的砻谷机胶辊非接触式测量方法，其特征在于，还包括步骤调整转速，所述PLC控制器通过所述橡胶层厚度计算橡胶层半径，根据所述橡胶层半径和当前转速计算当前线速度，根据所述当前线速度调整胶辊驱动电机转速；还包括步骤定压调节，所述PLC控制器根据所述橡胶层半径调节气动定压机构的压力。

3.如权利要求2所述的砻谷机胶辊非接触式测量方法，其特征在于：所述步骤调整转速还包括所述PLC控制器通过沿所述胶辊周向均匀分布的动极板电极数量及所述单位动极板与瓦片电极之间接触时间阈值计算所述胶辊驱动电机的目标转速，根据所述目标转速调整所述胶辊驱动电机转速。

4.砻谷机胶辊非接触式测量结构，基于如权利要求1-3中任一项所述的砻谷机胶辊非接触式测量方法，其特征在于：包括测量定极板、动极板电极、空气电容监测器、定子电极、PLC控制器，所述动极板电极置于胶辊的轮毂与橡胶层之间，所述动极板电极与所述轮毂固定连接，所述测量定极板与所述轮毂相对，所述测量定极板与所述动极板电极电连接，所述空气电容监测器与所述测量定极板内侧连接，所述定子电极与所述动极板电极接触电连接，所述定子电极和所述测量定极板分别与交流电源两端连接，所述测量定极板与所述动极板电极形成电流回路，所述电流回路中串联整流测量电路，所述PLC控制器与所述整流测量电路电连接。

5.如权利要求4所述的砻谷机胶辊非接触式测量结构，其特征在于：所述测量定极板包括定极板支撑架、定极板测量总线、若干单位定极板，所述测量定极板通过所述定极板支撑架与整体机架固定连接，所述定极板测量总线置于所述测量定极板外表面，若干所述单位定极板依次串联，并置于所述测量定极板内表面，所述单位定极板与所述轮毂相对，所述定极板测量总线与所述单位定极板电连接，所述单位定极板与所述动极板电极电连接，所述测量定极板轴线与所述轮毂轴线平行。

6.如权利要求4所述的砻谷机胶辊非接触式测量结构，其特征在于：若干所述动极板电极沿所述轮毂周向间隔分布。

7.如权利要求5所述的砻谷机胶辊非接触式测量结构，其特征在于：所述动极板电极包括若干单位动极板，若干所述单位动极板依次串联，并沿所述轮毂轴向分布，所述单位动极板与所述单位定极板一一对应。

8.如权利要求7所述的砻谷机胶辊非接触式测量结构，其特征在于：所述单位动极板和所述单位定极板均由柔性绝缘基底和铝箔电极组成，所述柔性绝缘基底围成顶面开口的腔体，所述铝箔电极置于所述腔体的顶面，所述铝箔电极的一侧边设有极板串联线路，所述单位动极板之间或所述单位定极板之间通过所述极板串联线路依次串联。

9.如权利要求8所述的砻谷机胶辊非接触式测量结构，其特征在于：所述测量定极板和所述动极板电极还包括电场屏蔽格栅网，所述电场屏蔽格栅网包裹所述单位动极板侧面和所述单位定极板侧面。

10.如权利要求9所述的砻谷机胶辊非接触式测量结构，其特征在于：所述电场屏蔽格栅网包裹所述单位动极板底面和所述单位定极板底面。

11.如权利要求7所述的砻谷机胶辊非接触式测量结构，其特征在于：所述定子电极包括瓦片电极、电极支撑架、导电总线，所述定子电极通过所述电极支撑架与整体机架固定连接，所述瓦片电极置于所述动极板电极与所述轮毂之间，所述瓦片电极通过连接件固定于所述电极支撑架末端，并与所述单位动极板接触，所述导电总线固定于所述电极支撑架上，交流电源通过所述导电总线与所述瓦片电极电连接。

12.一种砻谷机，其特征在于：包括定辊机构、动辊机构；所述定辊机构、所述动辊机构均包括如权利要求4-11任一所述的砻谷机胶辊非接触式测量结构，所述定辊机构还包括定辊驱动电机、定辊轮毂、定辊转轴、定辊橡胶层，所述动辊机构还包括动辊驱动电机、动辊轮毂、动辊转轴、动辊橡胶层；所述砻谷机胶辊非接触式测量结构用于监测所述定辊橡胶层直径和所述动辊橡胶层直径，所述定辊转轴与所述定辊轮毂固定连接，所述定辊转轴与所述定辊驱动电机连接，所述定辊橡胶层套设在所述定辊轮毂外表面；所述动辊转轴与所述动辊轮毂固动连接，所述动辊转轴与所述动辊驱动电机连接，所述动辊橡胶层套设在所述动辊轮毂外表面。

13.如权利要求12所述的一种砻谷机，其特征在于：还包括气动定压机构、气动摆臂，所述测量定极板包括动辊测量定极板，所述动辊测量定极板与所述定辊轮毂相对，所述定子电极包括动辊定子电极，所述动辊定子电极与所述动辊轮毂表面固定连接，所述动辊测量定极板、所述动辊定子电极分别与所述气动摆臂连接，所述气动定压机构与整体机架固定连接，所述气动摆臂底端转轴与整体机架转动连接，所述气动摆臂中间轴承与所述动辊转轴配合，所述气动摆臂顶端转轴连接块与所述气动摆臂顶端转轴转动连接，所述气动摆臂顶端转轴连接块与所述气动定压机构的活塞杆固定连接。