FI116481B - Komposiittirakenteinen tela ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Komposiittirakenteinen tela ja menetelmä sen valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI116481B
FI116481B FI20000883A FI20000883A FI116481B FI 116481 B FI116481 B FI 116481B FI 20000883 A FI20000883 A FI 20000883A FI 20000883 A FI20000883 A FI 20000883A FI 116481 B FI116481 B FI 116481B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
roll
fiber
optical fiber
optical
tension
Prior art date
Application number
FI20000883A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20000883A0 (fi
FI20000883A (fi
Inventor
Juha Isometsae
Antti Pramila
Mauri Rukajaervi
Tuomo Kurkela
Original Assignee
Metso Paper Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metso Paper Inc filed Critical Metso Paper Inc
Priority to FI20000883A priority Critical patent/FI116481B/fi
Publication of FI20000883A0 publication Critical patent/FI20000883A0/fi
Priority to US09/829,473 priority patent/US6524229B2/en
Publication of FI20000883A publication Critical patent/FI20000883A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI116481B publication Critical patent/FI116481B/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
    • G01L5/105—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means using electro-optical means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

116481
KOMPOSIITTIRAKENTEINEN TELA JA MENETELMÄ SEN VALMISTAMISEKSI
Keksinnön kohteena on komposiittirakenteinen tela käsittäen lujitekuiduilla vahvistetun telarungon lujitekuitujen ollessa 5 järjestetty spiraalimaisesti matriisimateriaalin sisään. Keksintö liittyy myös menetelmään komposiittirakenteisen telan valmistamiseksi ja telan erityiseen käyttöön.
Eurooppapatenttijulkaisussa 363887 on esitetty eräs menetelmä 10 komposiittirakenteisen telan valmistamiseksi. Yleisesti tällainen tela valmistetaan sopivan muotin päällä kelaamalla lujite-kuituja spiraalimaisesti muotin ympärille ja syöttämällä samanaikaisesti matriisimateriaalia, yleensä sopivaa hartsia. Suurten telojen valmistuksessa ongelmana on epätietoisuus mat-15 riisimateriaalin kovettumisasteesta. Tämä tieto on tärkeä, koska liian aikaisin aloitettu jatkokäsittely aiheuttaa vauriota telarunkoon.
Muita komposiittirakenteisia teloja on esitelty suomalaisessa 20 patenttijulkaisussa FI 94403 ja FI 100264.
Telan valmistuksessa on suuri tarve ymmärtää kovettumistapahtu-ma ja kontrolloida valmistusta paremmin. Kontrolloimattomat .·.·. kovettumiskutistumat aiheuttavat telan muodon vääristymistä ja ,···. 25 tarpeettoman suuria jäännösjännityksiä, jotka alentavat telan .*··. kestoikää. Valmistuksen aikainen valvonta ja telan seuranta , ·*. myös sen jälkeen ovat avaintekijöitä luotettavuuden lisäämisek si. Komposiittitelan yhteydessä informaatiota tulisi saada .muualtakin kuin telan pinnalta. Tämä erityisesti siitä syystä, ,-·· 30 koska kriittisin kohta komposiiteilla ei välttämättä ole pin- * * nalla, kuten metallirakenteissa.
* · · Käytön aikana on tärkeää tietää telassa vaikuttavat jännitykset : ·’; sekä telan kuormituksen seuraamiseksi, että mahdollisesti pro- ·;·’· 35 sessin ohjaamiseksi. PCT-hakemusjulkaisussa WO 96/25288 on esitetty eräs nippikuormien valvontaan tarkoitettu järjestelmä, joka käyttää eräässä sovelluksessa pinnoitteeseen asennettua 2 116481 valokuitua jännityksen mittaamiseksi. Tällainen anturi kertoo kyllä nippikuorman, mutta ei telassa vaikuttavia jännityksiä.
Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen kom-5 posiittirakenteinen tela ja menetelmä sen valmistamiseksi, joka mahdollistaa paremmin komposiittirakenteisen telan valmistuksen sekä antaa etuja sen käytössä. Keksinnön mukaisen komposiitti-telan tunnusmerkilliset piirteet on esitetty vaatimuksessa 1 ja menetelmä sen valmistamiseksi patenttivaatimuksessa 9. Telan 10 erityisen käytön tunnusmerkilliset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 12. Sijoittamalla valokuituja lujitekuitujen sekaan ne sijoittuvat tällöin varmasti telarungon sisälle ja mahdollistavat telarungon sisäisten tapahtumien seurannan. Muut keksinnön edut ja sovellusmuodot selviävät jäljempänä esitetty-15 jen esimerkkien yhteydessä.
Seuraavassa keksintöä kuvataan viittaamalla oheisiin kuviin, joissa 20 Kuva 1 esittää komposiittirakenteista telaa kaaviollisesti . ·": esitettynä yhdessä valokuitusovitelman kanssa,
Kuva 2 esittää valokuitusovitelmaa kokonaisuudessaan yhdessä ;V: mittauspäätteiden kanssa.
25 Komposiittirakenteisen telan telarunko 11 valmistetaan pää-asiassa tunnetulla tavalla kelaamalla lujitekuituja 16 sopivan muotin päälle spiraalimaisesti ja syöttämällä matriisimateriaa-lia samanaikaisesti. Telarunko käsittää yleensä useita kuitu-.··. kerroksia, joissa kuituorientaatio on asetettu erilaiseksi 30 haluttujen ominaisuuksien mukaan. Kuvassa 1 on kaaviollisesti *;;; esitetty, kuinka lujitekuidun mukana syötetty valokuitu asettuu ·;·’ telarunkoon. Kuvassa valokuitu on asetettu siten, että sen päät • tulevat näkyviin telarungon 11 vastakkaisista päistä, jolloin niihin voidaan asettaa sopivat päätteet. Tarvittaessa valokui-35 tuja voi olla asetettuna kahteen tai useampaan kerrokseen tela-rungossa .
3 116481
Valokuidun yhteydessä mahdollisia mittausperiaatteita ovat venymämittaus pitkässä kuidussa käyttäen kulkuaikaperiaatteella toimivaa venymämittalaitetta, ns. EFPI (external Fabry-Perot interferometri) antureita tai Bragginhila-antureita. Sekä 5 Bragginhila- että EFPI-antureita voidaan asentaa muutamia samaan kuituun, jolloin saadaan ketju pistemäisiä "optisia veny-väliuskoja". Venyvämittalaitteella voidaan mitata koko anturi-kuidussa tapahtuva pituudenmuutos tai jos kuidussa on välimerkkejä, näiden välimerkkien paikkojen muutosta. Kuvassa 2 on 10 kaaviollisesti kuvan 1 kuitu irrotettuna telarungosta ja yhdessä mittauspäätteiden kanssa. Tässä valokuituna 12 käytetään hila-rakenteista kuitua, jossa on erityisiä heijastuskohtia 14 määrävälein, jotka ovat herkkiä paineelle. Kuidun lähetin ja vastaanotin 13 ovat yhdessä päässä ja vastakkaisessa päässä on 15 peili 15. Lähetin/vastaanotin on liitetty telemetrialaitteeseen 17, joka lähettää mittaustulokset tukiasemalle. Tällä tavoin kuitu voidaan asentaa pyörivään telaan.
Telan valmistuksen aikana voidaan käyttää myös määrävälein 20 kiinnitettäviä mittauspäätteitä matriisimateriaalin kovettumi-, . sen seuraamiseksi. Edullisesti optiseen kuituun 12 liitetään ,( mittausvälineet välittömästi lujitekuitujen 16 ja matriisimate- ;; riaalin syötön jälkeen ja mitataan kuidun vaimennusta ajan funktiona, jonka perusteella määritetään matriisimateriaalin t · 25 kovettumisaste ja/tai telarungon 11 ikääntyminen.
Keksinnön mukaisella komposiittirakenteisella telalla pystytään mittaamaan rakenteen termodynaamisia tilamuuttujia, kuten muo- t donmuutoksia, lämpötilaa, kosteutta, vaurioita jne. Näiden 30 suureiden avulla voidaan arvioida telan elinikää ja toiminta-varmuutta.
Telan jännitysten mittauksen kautta voidaan arvioida telan > · kantaman kudoksen kireyttä. Telan taipuma aiheuttaa kuidun 35 venymän, joka voidaan mitata sinänsä tunnetulla tavalla.
4 116481
Keksinnön mukainen tela soveltuu erityisesti käytettäväksi paperi/kartonki/jälkikäsittelykoneessa sekä nippitelasovelluk-sissa että ei nippiteloina. Esimerkkejä sovelluskohteista ovat mm. puristimen telat, kuten pitkänippipuristimen vastatela, 5 kalanteritelat, päällystyslaitteiden telat, levitys- ja ohjaus-telat sekä rullaimella käytettävät telat.
Eräässä sovelluksessa ainakin osa telarungon 11 kuitulujittees-ta on jatkuvaa lujitekuitua.
10
Eräässä sovelluksessa jatkuva lujitekuitu 16 on järjestetty yhdeksi tai useammaksi spiraalimaiseksi kerrokseksi telarungon 11 ympärille.
15 Eräässä sovelluksessa lujitekuidun suunta on erilainen vierekkäisissä kerroksisissa.
Eräässä sovelluksessa optinen kuitu on sovitettu mittamaan telarungon 11 jännitystä ainakin yhdessä kohtaa telaa. Tätä 20 voidaan edelleen soveltaa telan käyttämän tai vain tukee kudok-; * : sen kireyden tarkkailuun tai jopa mittaukseen.

Claims (12)

116481
1. Komposiittirakenteinen tela (10) käsittäen lujitekuiduilla vahvistetun telarungon (11) ja siihen asennetun anturin halu-5 tun suureen mittaamiseksi, tunnettu siitä, että lujitekuitujen (16) joukossa on ainakin yksi optinen kuitu (12) sanotun anturin muodostamiseksi ja telaan kuuluu tähän optiseen kuituun (12) sovitetut päätteet lähetintä ja vastaanotinta (13) varten valitun optisen suureen mittaamiseksi kuidusta (12). 10
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että ainakin osa telarungon (11) kuitulujitteesta on jatkuvaa luji-tekuitua. 15
3 . Patenttivaatimuksen 2 mukainen tela, tunnettu siitä, että jatkuva lujitekuitu (16) on järjestetty yhdeksi tai useammaksi spiraalimaiseksi kerrokseksi telarungon (11) ympärille.
4. Patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tela, tunnettu siitä, 20 että lujitekuidun suunta on erilainen vierekkäisissä kerroksissa. ! 1
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että i I > h! ainakin kaksi optista kuitua on asetettu eri kerroksiin. • · 25
6. Patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen tela, tunnettu siitä, ’···’ että optisella kuidulla (12) on ns. hilarakenne eli määrävälein muodostettuja erityisiä heijastuskohtia (14). » t ··** 30
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen tela, tunnettu : siitä, että telaan (10) kuuluu kiinteästi asennetut lähetin ja vastaanotin (13) sekä telemetriavälineet (17) mittaustiedon ’·, siirtämiseksi langattomasti tukiasemalle. 116481
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen tela, tunnettu siitä, että optinen kuitu on sovitettu mittamaan telarungon (11) jännitystä ainakin yhdessä kohtaa telaa.
9. Menetelmä komposiittitelan valmistamiseksi, jossa komposiit-titelassa (10) on telarunko (11) ja mahdollinen pinnoite ja jossa telarungon (11) valmistuksessa lujitekuituja (16) syötetään samanaikaisesti matriisimateriaalin kanssa, tunnettu siitä, että lujitekuitujen (16) joukossa syötetään ainakin yksi 10 optinen kuitu (12).
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että optiseen kuituun (12) liitetään mittausvälineet välittömästi lujitekuitujen (16) ja matriisimateriaalin syötön jälkeen 15 ja mitataan kuidun vaimennusta ajan funktiona, jonka perusteella määritetään matriisimateriaalin kovettumisaste ja/tai tela-rungon (11) ikääntyminen.
11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että optinen kuitu on ns. hila-rakenteinen ja tela (10) . . varustetaan telarungon (11) kelauksen jälkeen tähän optiseen ) kuituun (12) sovitetuilla lähetin-vastaanotinparilla (13) sekä ) ; telemetrialaitteistolla (17) ja joka optinen kuitu (12) sovi- t i > tetaan mittamaan telarungon (11) jännitystä ainakin yhdessä 25 kohtaa telaa (10). > · t
· '·*·* 12. Patenttivaatimuksen 8 mukaisen telan käyttö paperi- /kartonki- tai jälkikäsittelykoneessa, jossa tela käyttää tai * vain tukee kudosta, tunnettu siitä, että telan jännityksen 30 mittausta käytetään kudoksen kireyden mittaamiseen. • » » 116481
FI20000883A 2000-04-13 2000-04-13 Komposiittirakenteinen tela ja menetelmä sen valmistamiseksi FI116481B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20000883A FI116481B (fi) 2000-04-13 2000-04-13 Komposiittirakenteinen tela ja menetelmä sen valmistamiseksi
US09/829,473 US6524229B2 (en) 2000-04-13 2001-04-09 Composite-construction roll and a method for manufacturing it

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20000883 2000-04-13
FI20000883A FI116481B (fi) 2000-04-13 2000-04-13 Komposiittirakenteinen tela ja menetelmä sen valmistamiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20000883A0 FI20000883A0 (fi) 2000-04-13
FI20000883A FI20000883A (fi) 2001-10-14
FI116481B true FI116481B (fi) 2005-11-30

Family

ID=8558199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20000883A FI116481B (fi) 2000-04-13 2000-04-13 Komposiittirakenteinen tela ja menetelmä sen valmistamiseksi

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6524229B2 (fi)
FI (1) FI116481B (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108747213A (zh) * 2018-05-23 2018-11-06 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种低温辐射计暗腔的精密成型方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6752908B2 (en) * 2001-06-01 2004-06-22 Stowe Woodward, Llc Shoe press belt with system for detecting operational parameters
US20070006644A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Alcoa Inc. Continuous web stress distribution measurement sensor
US20110116099A1 (en) * 2008-01-17 2011-05-19 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for detecting pressure signals
WO2011008201A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Halliburton Energy Services Inc. Apparatus and method for detecting pressure signals
US8736822B2 (en) * 2008-01-17 2014-05-27 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for detecting pressure signals
US20110109912A1 (en) * 2008-03-18 2011-05-12 Halliburton Energy Services , Inc. Apparatus and method for detecting pressure signals
JP2012503207A (ja) * 2008-09-23 2012-02-02 フォイト パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 光学的なロールカバーセンサシステムを備える工業用ロール
CN103403513B (zh) * 2011-02-25 2016-03-16 沃依特专利有限责任公司 带有光纤布拉格传感器的造纸机滚筒
CN103698074A (zh) * 2013-12-27 2014-04-02 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 用于大型预应力钢丝缠绕机架残余预紧力的在线监测方法
CN104698688B (zh) * 2015-04-03 2017-08-01 合肥京东方光电科技有限公司 摩擦辊及其使用方法
EP3639001A4 (en) 2017-06-16 2021-03-10 Saint-Gobain ADFORS Canada, Ltd. DETECTION TEXTILE
DE102019120052A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-28 SchäferRolls GmbH & Co. KG Technische Walze, insbesondere für die Papierherstellung, Verfahren zum Einbringen einer Polymerfaser in ein Leerrohr einer technischen Walze und Verwendung einer Polymerfaser

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5592875A (en) 1994-09-16 1997-01-14 Stowe Woodward Licensco, Inc. Roll having means for determining pressure distribution
DE19503695C2 (de) * 1995-02-04 1997-02-27 Roland Man Druckmasch Absicherung für eine Druckmaschine
JP3943134B2 (ja) * 1996-03-16 2007-07-11 ブリュックナー マシーネンバウ ゲーエムベーハー 圧延用ロールの膨張量変更法及び無限状の平面体を製造し又は加工する装置のロール膨張量変更装置
US6080982A (en) * 1998-05-13 2000-06-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Embedded wear sensor
US6299571B1 (en) * 1999-10-22 2001-10-09 Morrison Berkshire, Inc. System and method for controlling deflection of a dynamic surface
DE10006299B4 (de) * 2000-02-12 2005-10-27 Voith Paper Patent Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Kalanderwalze und Kalanderwalze
US6554754B2 (en) * 2000-06-28 2003-04-29 Appleton International, Inc. “Smart” bowed roll
US6501067B2 (en) * 2000-11-29 2002-12-31 Weatherford/Lamb, Inc. Isolation pad for protecting sensing devices on the outside of a conduit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108747213A (zh) * 2018-05-23 2018-11-06 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种低温辐射计暗腔的精密成型方法

Also Published As

Publication number Publication date
FI20000883A0 (fi) 2000-04-13
FI20000883A (fi) 2001-10-14
US6524229B2 (en) 2003-02-25
US20010032924A1 (en) 2001-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI116481B (fi) Komposiittirakenteinen tela ja menetelmä sen valmistamiseksi
US20130345035A1 (en) Paper machine roller with fiber bragg sensors
US4634217A (en) High tensile wire provided with light guide sensor
JP3943596B2 (ja) 光ファイバグレーティングセンサを用いた複合構造体樹脂硬化モニタ
JP3230817B2 (ja) 動的加圧力検出システム及び動的温度検出システム
US9512566B2 (en) Method for adjusting a papermaking process
US9302871B2 (en) Roll with sensors for a machine for producing and/or processing a material web and machine for producing and/or processing a material web
Pereira et al. On the improvement of strain measurements with FBG sensors embedded in unidirectional composites
US12000691B2 (en) One or more fiber optic sensors locally bonded with a flexible filament structure
Tian et al. Torsion measurement using fiber Bragg grating sensors
US20170044714A1 (en) Method for making a papermaking belt
FI88826B (fi) Foerfarande och anordning foer att maeta omkretsytans temperatur hos en roterande vals
Suopajaervi et al. Indicating cure and stress in composite containers using optical fibers
Kuang et al. Damage monitoring in aluminum-foam sandwich structures based on thermoplastic fibre-metal laminates using fibre Bragg gratings
EP3011102B1 (de) Walze
Belarbi et al. Smart fiber-reinforced polymer rods featuring improved ductility and health monitoring capabilities
Kosaka et al. Cure and health monitoring of RTM molded 1-RP by using optical fiber strain sensors
CN114207398A (zh) 工业辊、特别是用于造纸的工业辊、将聚合物纤维引入工业辊的空管中的方法和聚合物纤维的用途
US20050274474A1 (en) Papermaking machine
ITMI20071250A1 (it) Dispositivo per misurare lo spessore di uno strato di materiale
KR101467888B1 (ko) 변형률 센싱 기능을 구비하는 강연선 제조 방법 및 이에 의해 제조된 강연선
PL245184B1 (pl) Pręt zbrojeniowy z włókien niemetalicznych do zbrojenia konstrukcji i pomiaru odkształceń
CN107167167A (zh) 内置式光纤传感器的布设结构及其方法
JP2007185837A (ja) フィラメントワインディング装置
CN207379513U (zh) 一种内置式光纤传感器的布设结构

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 116481

Country of ref document: FI