具有配置成自识别角位置的传感器的工业辊

摘要

本发明涉及具有配置成自识别角位置的传感器的工业辊。其包括具有外表面的大致柱状的芯、周向覆盖芯外表面的聚合物罩和感测系统。感测系统包括：埋置在罩中的多个传感器，这些传感器构造成检测辊的操作参数并提供代表操作参数的信号，多个传感器之一为追踪传感器而其余传感器为非追踪传感器；和与传感器操作关联并处理传感器提供的信号的处理器。传感器以距芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从辊的端部观看时所述传感器限定出一个圆。各非追踪传感器进而以距其紧邻非追踪传感器大致相等的第一角距离配置，两个末端非追踪传感器限定角间隙。追踪传感器布置在角间隙中，使得由该追踪传感器和任一末端传感器限定的第二角距离与第一角距离不同。

权利要求

1.一种工业辊，所述工业辊包括：

具有外表面的大致柱状的芯；

周向覆盖芯外表面的聚合物罩；以及

感测系统，所述感测系统包括：

埋置在所述罩中的多个传感器，所述多个传感器构造成检测辊的操作参数并提供代表所述操作参数的信号，其中所述多个传感器中的一个为追踪传感器，而其余传感器为非追踪传感器；以及与所述多个传感器操作关联的处理器，其对所述多个传感器提供的信号进行处理；

其中所述多个传感器以距所述芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从所述辊的端部观看时所述多个传感器限定出一个圆；并且其中各所述非追踪传感器进一步以距其紧邻的非追踪传感器大致相等的第一角距离配置，两个末端非追踪传感器限定角间隙；

其中所述追踪传感器布置在所述角间隙中，使得由所述追踪传感器和任一所述末端非追踪传感器限定的第二角距离与所述第一角距离不同。

2.如权利要求1所述的工业辊，其中两个第一角距离之和与所述第二角距离不同。

3.如权利要求2所述的工业辊，其中三个第一角距离之和与所述第二角距离不同。

4.如权利要求1所述的工业辊，其中所述追踪传感器与各所述末端非追踪传感器之间的距离为第二距离。

5.如权利要求1所述的工业辊，其中所述第一角距离为大约15度。

6.如权利要求5所述的工业辊，其中所述第二角距离为大约37.5度。

7.如权利要求1所述的工业辊，其中所述多个传感器检测压力。

8.如权利要求7所述的工业辊，其中所述多个传感器为压电传感器。

9.如权利要求1所述的工业辊，还包括电连接所述多个传感器的两个电引线。

10.如权利要求1所述的工业辊，其中所述多个传感器为无线传感器。

11.如权利要求1所述的工业辊，其中所述罩包括内基层和外顶料层，并且其中所述多个传感器埋置在基层中。

12.一种测量工业辊经受的压力的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供工业辊，所述工业辊包括：

具有外表面的大致柱状的芯；

周向覆盖芯外表面的聚合物罩；以及

感测系统，所述感测系统包括：

埋置在所述罩中的多个传感器，所述多个传感器构造成检测辊的压力并提供代表所述压力的信号，其中所述多个传感器中的一个为追踪传感器，而其余传感器为非追踪传感器；

以及

与所述多个传感器操作关联的处理器，其对所述多个传感器提供的信号进行处理；

其中所述多个传感器以距所述芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从所述辊的端部观看时所述多个传感器限定出一个圆；并且其中各所述非追踪传感器进一步以距其紧邻的非追踪传感器大致相等的第一角距离配置，两个末端非追踪传感器限定角间隙；

其中所述追踪传感器布置在所述角间隙中，使得由所述追踪传感器和任一所述末端非追踪传感器限定的第二角距离与所述第一角距离不同；

(b)使所述辊旋转以使各所述多个传感器暴露于压力状态；

(c)将所述多个传感器产生的信号从所述多个传感器传递至处理器；

(d)基于信号之间的持续时间识别来自所述追踪传感器的信号；以及(e)基于所述追踪传感器的识别确认各信号源自哪个传感器。

13.如权利要求12所述的方法，其中两个第一角距离之和与所述第二角距离不同。

14.如权利要求13所述的方法，其中三个第一角距离之和与所述第二角距离不同。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述追踪传感器与各所述末端非追踪传感器之间的距离为第二距离。

16.如权利要求12所述的方法，其中所述第一角距离为大约15度。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述第二角距离为大约37.5度。

18.如权利要求12所述的方法，其中所述多个传感器为压电传感器。

19.如权利要求12所述的方法，还包括电连接所述多个传感器的两个电引线。

20.如权利要求12所述的方法，其中所述多个传感器为无线传感器。

21.如权利要求12所述的方法，其中所述罩包括内基层和外顶料层，并且其中所述多个传感器埋置在基层中。

22.一种测量工业辊经受的压力的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供工业辊，所述工业辊包括：

具有外表面的大致柱状的芯；

周向覆盖芯外表面的聚合物罩；以及

感测系统，所述感测系统包括：

埋置在所述罩中的多个传感器，所述多个传感器构造成检测辊的压力并提供代表所述压力的信号，其中所述多个传感器中的一个为追踪传感器，而其余传感器为非追踪传感器；

以及

与所述多个传感器操作关联的处理器，其对所述多个传感器提供的信号进行处理；

其中所述多个传感器以距所述芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从所述辊的端部观看时所述多个传感器限定出一个圆；并且其中所述追踪传感器距至少一个其紧邻的传感器一角距离布置，所述角距离不同于任何其它非追踪传感器与其近邻的非追踪传感器之间的角距离；

(b)使所述辊旋转以使各所述多个传感器暴露于压力状态；

(c)将所述多个传感器产生的信号从所述多个传感器传递至处理器；

(d)基于信号之间的持续时间识别来自所述追踪传感器的信号；以及(e)基于所述追踪传感器的识别确认各信号源自哪个传感器。

23.一种确定工业辊的旋转方向的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供工业辊，所述工业辊包括：

具有外表面的大致柱状的芯；

周向覆盖芯外表面的聚合物罩；以及

感测系统，该感测系统包括：

埋置在所述罩中的多个传感器，所述多个传感器构造成检测辊的压力并提供代表所述压力的信号；以及与所述多个传感器操作关联的处理器，其对所述多个传感器提供的信号进行处理；

其中所述多个传感器以距所述芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从所述辊的端部观看时所述多个传感器限定出一个圆；并且其中第一传感器距至少一个其紧邻的传感器第一角距离布置，所述第一角距离不同于任何其它传感器与其紧邻的传感器之间的角距离；并且其中第二传感器以第二角距离布置，所述第二角距离不同于所述第一角距离并且不同于任何其它传感器与其紧邻的传感器之间的角距离；

(b)使所述辊旋转以使各所述多个传感器暴露于压力状态；

(c)将所述多个传感器产生的信号从所述多个传感器传递至处理器；以及(d)基于所述第一传感器和所述第二传感器传递的信号的相对顺序识别所述辊的旋转方向。

说明书

具有配置成自识别角位置的传感器的工业辊

发明领域

[0001] 本发明总体涉及工业辊，更具体地涉及造纸辊。

背景技术

[0002] 在典型造纸工艺中，纤维质纤维的水浆或悬浮液(称为纸浆)被供送到在两个或多个辊之间行进的编织线和/或合成材料制成的环行带上圈的顶部。该带通常称为“成形纤维”，在其上圈的上表面上设置造纸表面，其作为过滤器工作以使纸浆的纤维质纤维与水介质分离，从而形成湿纸幅。水介质借助重力或位于纤维的上圈的下表面(即“机器侧”)上的真空通过成形纤维的网孔(称为排放孔)排出。

[0003] 在离开成形部之后，纸幅被传送到造纸机的压榨部，在该处其穿过覆盖有另一纤维(通常称为“压榨毛毯”)的一个或多个压机(通常为辊压机)的辊隙。来自压机的压力去除纸幅的额外水分；通常通过压榨毛毯的“棉絮”层的存在而促进水分去除。然后，纸被传送到干燥部以进一步去除水分。在干燥之后，纸为二次处理和包装做好准备。

[0004] 通常在造纸机的不同部分(例如压榨部)利用柱状辊。这类辊在苛刻环境中存在并工作，在该环境下辊会经受高动态载荷和温度，并暴露于侵蚀或腐蚀性化学制剂。作为示例，在典型造纸厂中，辊不仅用于在加工站之间运送纤维网片，而且在压榨部和压延辊的情况下还用于将网片自身加工成纸。

[0005] 通常考虑造纸机内的位置而构造在造纸中使用的辊，这是因为要求位于造纸机内的不同位置的辊执行不同功能。由于造纸辊可具有许多不同的性能要求，并且由于更换整个金属辊会十分昂贵，因此许多造纸辊包括围绕典型金属芯的周面的聚合物罩。通过改变罩中采用的材料，罩设计者能够为辊提供造纸应用所要求的不同性能特征。而且，维修、再研磨或更换金属辊上的罩与更换整个金属辊相比会相当廉价。用于罩的示例性聚合材料包括天然橡胶、诸如氯丁橡胶、苯乙烯丁二烯(SBR)、丁腈橡胶之类的合成橡胶、氯磺化聚乙烯(“CSPE”，也以来自DuPont的商标名HYPALON 称呼)、EDPM(由乙烯丙烯二烃单体形成的乙烯丙烯三元共聚物的名称)、聚氨酯、热固性复合材料以及热塑性复合材料。

[0006] 在许多情况下，辊罩包括至少两个不同的层：覆盖芯并提供到其上的粘合的基层；以及顶料层，其覆盖基层并粘合到基层，并用作辊的外表面(一些辊还将包括由基层和顶料层夹住的中间“结合”层)。这些材料的层通常被选择以提供具有规定操作物理特性组的罩。这些可包括必要强度、弹性模量以及对高温、水和有害化学品的耐受性以经受造纸环境。此外，罩通常设计成具有适于待执行工艺的预定表面硬度，并且通常要求在不对纸张造成损害的情况下从罩“释放”纸张。而且，为了经济，罩应当耐磨蚀和耐磨损。

[0007] 在输送纸幅经过造纸机时，非常重要的是要清楚纸幅经历的压力分布。压力变化会影响从纸幅排出的水量，这可影响最终的纸张含水量、厚度和其它特性。因此，辊施加的压力大小可影响造纸机制造出的纸的质量。

[0008] 公知在工业辊的罩中包括压力传感器和/或温度传感器。例如，Moschel等的美国专利No.5,699,729描述了具有螺旋形布置的引线的辊，其包括埋置在辊的聚合物罩中的多个压力传感器。传感器以螺旋形布置，从而提供沿辊长度的不同轴向位置处的压力读数。通常，传感器连接至两个引线或光纤，所述引线或光纤将传感器信号传递至处理器，处理器对这些信号进行处理而提供压力和位置信息。

[0009] 由于多个传感器附连至两个公共引线或光纤，所以来自不同传感器的信号沿相同引线或光纤传输。因此，处理器应当具有某些方法来辨别哪个传感器产生了特定信号；否则，处理器就不能识别提供信号的传感器的轴向位置。一种常用技术是利用就辊的每一旋转提醒处理器的“触发”信号。以上的美国专利No.5,699,729中描述的该技术采用每当辊上的特定部位经过特定位置时就提供信号的触发信号发生器。然而，该技术需要用于产生并解码触发信号的设备。另一技术采用安装至辊的加速度计来确定辊的方位。该技术也要求附加设备和追踪能力。期望的是提供一种用于监测传感器位置的替换技术。

发明内容

[0010] 本发明可解决现有工业辊引起的一些问题。作为第一方面，本发明的实施方式涉及一种工业辊，该工业辊包括：具有外表面的大致柱状的芯；周向覆盖芯外表面的聚合物罩；以及感测系统。该感测系统包括：埋置在所述罩中的多个传感器，这些传感器构造成检测辊的操作参数并提供代表该操作参数的信号，其中所述多个传感器中的一个为追踪传感器，而其余传感器为非追踪传感器；以及与所述传感器操作关联的处理器，该处理器对所述传感器提供的信号进行处理。所述传感器以距所述芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从所述辊的端部观看时所述传感器限定出一个圆。各所述非追踪传感器进一步以距其紧邻的非追踪传感器大致相等的第一角距离配置，两个末端非追踪传感器限定角间隙。所述追踪传感器布置在所述角间隙中，使得由该追踪传感器和任一所述末端传感器限定的第二角距离与所述第一角距离不同。在该构造中，所述感测系统可在不具有触发信号发生器或加速度计的情况下识别信号从哪个传感器产生。

[0011] 作为第二方面，本发明的实施方式涉及一种测量工业辊经受的压力的方法。该方法开始于(a)提供工业辊，该工业辊包括：具有外表面的大致柱状的芯；周向覆盖芯外表面的聚合物罩；以及感测系统。该感测系统包括：埋置在所述罩中的多个传感器，这些传感器构造成检测压力并提供代表该压力的信号，其中所述多个传感器中的一个为追踪传感器，而其余传感器为非追踪传感器；以及与所述传感器操作关联的处理器，该处理器对所述传感器提供的信号进行处理。所述传感器以距所述芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从所述辊的端部观看时所述传感器限定出一个圆。各所述非追踪传感器进一步以距其紧邻的非追踪传感器大致相等的第一角距离配置，两个末端非追踪传感器限定角间隙。所述追踪传感器布置在所述角间隙中，使得由该追踪传感器和任一所述末端传感器限定的第二角距离与所述第一角距离不同。该方法继续以下步骤：(b)使所述辊旋转以使各所述传感器暴露于压力状态；(c)将所述传感器产生的信号从所述传感器传递至处理器；(d)基于信号之间的持续时间识别来自所述追踪传感器的信号；以及(e)基于所述追踪传感器的识别确认各信号源自哪个传感器。

[0012] 作为第三方面，本发明的实施方式涉及一种测量工业辊经受的压力的方法。该方法开始于：(a)提供工业辊，该工业辊包括：具有外表面的大致柱状的芯；周向覆盖芯外表面的聚合物罩；以及感测系统，该感测系统包括：埋置在所述罩中的多个传感器，这些传感器构造成检测辊的压力并提供代表该压力的信号，其中所述多个传感器中的一个为追踪传感器，而其余传感器为非追踪传感器；以及与所述传感器操作关联的处理器，该处理器对所述传感器提供的信号进行处理。所述传感器以距所述芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从所述辊的端部观看时所述传感器限定出一个圆。所述追踪传感器距至少一个其紧邻的传感器一角距离布置，该角距离不同于任何其它非追踪传感器与其近邻的非追踪传感器之间的角距离。该方法继续以下步骤：(b)使所述辊旋转以使各所述传感器暴露于压力状态；(c)将所述传感器产生的信号从所述传感器传递至处理器；(d)基于信号之间的持续时间识别来自所述追踪传感器的信号；以及(e)基于所述追踪传感器的识别确认各信号源自哪个传感器。

[0013] 作为第四方面，本发明的实施方式涉及一种确定工业辊的旋转方向的方法。该方法开始于：(a)提供工业辊，该工业辊包括：具有外表面的大致柱状的芯；周向覆盖芯外表面的聚合物罩；以及感测系统，该感测系统包括：埋置在所述罩中的多个传感器，这些传感器构造成检测辊的压力并提供代表该压力的信号；以及与所述传感器操作关联的处理器，该处理器对所述传感器提供的信号进行处理。所述传感器以距所述芯外表面大致相等的径向距离配置，使得在从所述辊的端部观看时所述传感器限定出一个圆。第一传感器距至少一个其紧邻的传感器第一角距离布置，该第一角距离不同于任何其它传感器与其紧邻的传感器之间的角距离。第二传感器以第二角距离布置，该第二角距离不同于所述第一角距离并且不同于任何其它传感器与其紧邻的传感器之间的角距离。该方法继续以下步骤：(b)使所述辊旋转以使各所述传感器暴露于压力状态；(c)将所述传感器产生的信号从所述传感器传递至处理器；以及(d)基于所述第一传感器和所述第二传感器传递的信号的相对顺序识别所述辊的旋转方向。

附图说明

[0014] 图1是本发明的辊和检测系统的示意图。

[0015] 图2是图1的辊和检测系统的端视图，示出了传感器的周向间距。

[0016] 图3是施加在图1的辊的内基层、缆线和传感器上的外基层的示意性立体图。

[0017] 图4是施加在图3的外基层上的顶料层的示意性立体图。

具体实施方式

[0018] 以下将参照附图更具体地描述本发明。本发明并不旨在局限于所示实施方式；而是这些实施方式用于向本领域技术人员充分而全面地公开本发明。在所有附图中，相同附图标记指示相同元件。为清晰起见有可能会放大某些部件的厚度和尺寸。

[0019] 为简洁和/或清晰起见，有可能不对公知功能或构造进行描述。

[0020] 除非另有限定，否则这里所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员的一般理解相同的含义。这里在本发明的描述中所用的术语仅用于描述具体实施方式之目的，并不意图限制本发明。当用于本发明的描述及所附权利要求时，除非上下文中另外明示，否则单数形式“一”、“一个”、“该”旨在也包括复数形式。用在这里时，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何及所有组合。不管用在何处，除非另外声明，否则术语“附连”、“连接”、“互连”、“接触”、“联接”、“安装”、“覆盖”等均可意味着元件之间的直接或间接附连或接触。

[0021] 现在参照附图，在图1中示出了总体标以附图标记20的辊。辊20包括中空柱状筒身或芯22(参见图2)以及环绕芯22的罩24(通常由一种或多种聚合材料形成)。用于感测压力的感测系统26包括一对电引线28a、28b以及多个压力传感器30，各压力传感器均埋置在罩24中。用在这里时，传感器“埋置”在罩中是指传感器整个包含在罩内，并且传感器“埋置”在罩的具体层或一组层中是指传感器整个包含在该层或该组层内。感测系统26还包括对压电传感器30产生的信号进行处理的处理器32。

[0022] 芯22通常由钢或铸铁之类的金属材料形成。芯22可以是实心的或空心的，并且若是空心的，则可包括可改变压力分布或辊轮廓的装置。

[0023] 罩24可采取任何形式，并可由本领域技术人员认为适于与辊一起使用的任何聚合材料和/或弹性体材料形成。示例性材料包括天然橡胶、诸如氯丁橡胶、苯乙烯丁二烯(SBR)、丁腈橡胶之类的合成橡胶、氯磺化聚乙烯(“CSPE”，也以商标名HYPALON称呼)、EDPM(由乙烯丙烯二烃单体形成的乙烯丙烯三元共聚物的名称)、环氧树脂以及聚氨酯。罩24也可包括加强和填充材料、添加剂等。在Stephens的美国专利No.6,328,681、Jones的美国专利No.6,375,602以及Gustafson的美国专利No.6,981,935中论述了示例性的额外材料，由此将各专利的公开内容全文并入本文。

[0024] 在许多情况下，罩24包括多个层。图3和图4示出了内基层42a、外基层42b以及顶料层70的施加；也可包括附加层，例如外基层42b与顶料层70之间的“结合”层以及筒身22与内基层42a之间的粘合层。

[0025] 再次参照图1，感测系统26的传感器30可采取本领域技术人员认为适于检测压力的任何形状或形式，包括压电传感器、光学传感器等。Moschel等的美国专利
No.5,699,729、Moore的美国专利No.5,562,027、Gustafson的美国专利No.6,981,935
以及Meller的专利No.6,429,421，以及Moore的美国专利公布No.2005/0261115以及
Gustafson的美国专利公布No.2006024872中论述了示例性传感器，将各专利的公开内容通过引用并入本文。压电传感器可包括在经受压力、温度或其它物理参数变化时展现压电性的任何装置。“压电性”定义为在受到机械或其它应力的介电晶体中产生电或电极性，这种电或电极性的大小足以使其与电噪声相区别。示例性压电传感器包括由诸如PZT型锆钛酸铅的压电陶瓷、石英、合成石英、电气石、镓磷酸盐、CGG(Ca3Ga2Ge4O14)、铌酸锂、钽酸锂、罗谢尔盐以及一水硫酸锂形成的压电传感器。具体地说，传感器材料可具有350℉以上，在某些情况下为600℉的居里温度，这可使得造纸环境中在辊经常处于的温度下能够精确感测。传感器30的典型外部尺寸(即，长度、宽度、直径等)在约2mm至20mm之间，并且传感器30的典型厚度在约0.002至0.2英寸之间。

[0026] 在所示实施方式中，传感器30为瓦片状，即方而平坦；然而，传感器和/或孔的其它形状也可适用。例如，传感器30自身可为矩形、圆形、环形、三角形、椭圆形、六角形、八角形等。而且，传感器30可以是实心的，或者可包括内孔或外孔(即，孔可具有封闭外周，或者孔可为开放式的，使得传感器30为“U”形或“C ”形)。例如参见Gustafson的美国专利公布No.20060248723，由此将该专利的公开内容全文并入本文。

[0027] 现在转向图2，传感器30以距芯22的中心基本相等的径向距离绕辊20的周边分布，使得这些传感器限定出圆C，并且如图1中所示，传感器30沿着辊20的长度通常以大致相等的间隔彼此轴向隔开。传感器30还配置成使得当在图2中从辊20的端部观看时，除一个传感器(这里称为追踪传感器30’)以外的所有传感器大致均匀地彼此周向隔开。在所示实施方式中，非追踪传感器30与其最接近的相邻传感器30分开15度的角距离α，但是也可采用其它分开的角距离。由两个“末端”传感器30a、30b(即，仅具有一个紧邻非追踪传感器的非追踪传感器，所以在它们形成由非追踪传感器30沿着圆C限定的弧的端部这样的意义上来说，它们是“末端”的)形成角间隙。

[0028] 仍参照图2，追踪传感器30’与其紧邻末端传感器30a、30b间隔角距离β，该角距离(a)与其它传感器30之间的角距离α不同，并且(b)也与其它传感器30之间的角距离α的两倍不同。在所示实施方式中，追踪传感器30’以37.5度的角距离β与末端传感器
30a和30b分开。在该示例中，可看出37.5度的角距离β与15度的角距离α不同，也与
α的值的两倍(30度)不同。以下详细论述这些角关系的意义。

[0029] 再次参照图1，感测系统26的引线28a、28b可为本领域技术人员认为适于辊中的电信号通过的任何信号承载构件。在一些实施方式中，引线28a在各传感器30的一个横向边缘上从下方经过各传感器30，引线28b在各传感器的径向相对横向边缘上从上方经过各传感器30。另选的是，引线可位于传感器30的同一表面上。作为另一可选方案，传感器30可具有从该传感器的与引线接触的边缘径向向外延伸的“翼片”。

[0030] 再次参照图1，感测系统26包括安装至辊20的端部的多路转换器31或其它数据收集装置。多路转换器31从传感器30接收并收集信号，并将这些信号传递至处理器32。处理器32通常为个人计算机或者类似的数据交换装置，例如造纸厂的分布式控制系统，其与传感器30操作相关并可将来自传感器30的信号处理成有用的易于理解的信息。在一些实施方式中，利用无线通信模式(例如RF信号传送)将从传感器30收集到的数据从多路
转换器31传递至处理器32。其它另选构造包括使得能够由传感器30将信号传递至处理器
32的滑环连接器。在Moore的美国专利No.5,562,027和7,392,715以及Gustafson等的
美国专利No.6,752,908中论述了合适的示例性处理单元，由此将各专利的公开内容全文并入本文。

[0031] 可以以例如未决美国专利公布No.2005/0261115中所述的方式制造辊20，由此将该专利的公开内容全文并入本文。在该方法中，最初用罩24的一部分(例如内基层42a)覆盖芯22。可用挤压喷嘴40施加内基层42a，不过也可通过本领域技术人员公知的其它技术施加内基层42a。通常，内基层42a由橡胶或环氧基复合材料形成，并且厚度在约0.030英寸至0.350英寸之间。

[0032] 在形成内基层42a之后，安装感测系统26的引线28a、28b和传感器30(图3)。一旦传感器30位于期望位置就可将其粘附就位。这可通过本领域技术人员公知的任何技术实施，示例性技术为粘合剂粘合。

[0033] 再次参照图3，一旦将传感器30和引线28a、28b定位并固定至内基层42a，就可施加基层42的其余部分(即，外基层42b)。图3示出利用挤压喷嘴52施加外基层42b，不过本领域技术人员应理解可通过认为适于这种施加的任何技术实施外基层42b的施加。在典型的辊中，外基层42b由橡胶或环氧基复合材料形成，并且厚度在约0.030英寸至0.350英寸之间，使得传感器30被埋置在基层42中。而且，通常外基层42b由与内基层42a相同的材料形成。

[0034] 如以上所述，本发明旨在包括具有仅包括基层和顶料层的罩的辊以及具有带附加中间层的罩的辊。可在施加顶料层70之前在外基层42b上施加任何中间层。

[0035] 现在转到图4，顶料层70施加在外基层42b上。顶料层70通常由橡胶或聚氨酯形成，并且尽管图4示出利用挤压喷嘴72施加，但是也可利用本领域技术人员公知适于聚合物层施加的任何技术施加。顶料层70通常为硬度低于基层42的硬度的聚合材料。顶料层70的厚度通常在约0.200英寸至4.00英寸之间。在施加顶料层70之后进行固化，固化技术是本领域技术人员公知的，这里无需详细描述。

[0036] 于是，完成的辊20和罩24可例如用在造纸机中。在一些实施方式中，辊20为挤压机的一部分，其中另一辊或压榨装置与辊20相邻定位以形成辊隙，成形的纸幅可穿过该辊隙。在这样的环境下，重要的是监测罩24(尤其是在辊隙中)经受的压力。感测系统26可为沿着罩24的不同轴向位置提供压力信息，其中各传感器30提供关于辊20上的不同轴向位置的压力信息。

[0037] 在操作中，辊20和罩24以非常高的速度绕辊20的轴线旋转。每当其中一个传感器30经过由辊20和配合辊或压机形成的辊隙时，传感器30会传递由配合辊施加到罩20位于传感器30上方的区域上的压力产生的脉冲。当辊隙中不存在传感器30时，不会产生超过普通噪声水平的明显脉冲。因而，当辊20旋转时，各传感器30行进通过辊隙并提供代表其对应位置处的压力的脉冲。因此，传感器30产生脉冲形式的数据，该数据沿引线28a、
28b传递并被接收在多路转换器31中。在典型的数据检索期中，每个传感器30接收12至
20个脉冲，这些各脉冲可存储并处理成用于每个传感器30的代表性压力信号。一旦收集到原始传感器数据后，将其从多路转换器31发送至处理器32，以处理成容易理解的形式，例如辊20沿其长度的压力分布。

[0038] 如上所述，通常对于用户来说重要的是能够辨别哪个传感器30负责传递各个脉冲。由于追踪传感器30’以与其它传感器30不同的角距离与其紧邻传感器30a、30b分开，假设辊20的转速恒定，则由追踪传感器30’产生的脉冲以与其余传感器30产生的脉冲情况不同(在该示例中为更大)的持续时间与其紧邻的传感器30a、30b的脉冲分开。因此，在处理脉冲数据时，可容易地识别由追踪传感器30’产生的脉冲。而且，由于可容易地识别追踪传感器30’的脉冲，因此可仅仅通过将脉冲时间与追踪传感器30’的时间脉冲进行比较，就将其它传感器30产生的脉冲分配给其对应的传感器30。通常，处理器32将采用可读取并解释传感器数据的软件程序。在一些实施方式中，软件利用求和算法识别并确认各个传感器30。

[0039] 采用例如所示的传感器布置的一个潜在优点是无需附加触发器或定位机构(例如，加速度计)来追踪传感器30；替代地，传感器30的布置本身使得能够追踪各个传感器30。此外，所示实施方式的间距也能够提供其它优点，其中(a)追踪传感器30’与其紧邻的非追踪传感器30a、30b之间的角距离β与非追踪传感器30之间的大致相等的角距离α
不同，而且(b)“标准”角距离α的两倍或三倍也与距离β不同。在传感器30失效的情况下(例如，其可能从引线28a、28b之一脱离)，该传感器30不会产生脉冲。因此，会存在与辊20经过不工作的传感器的最近相邻传感器之间的角距离2α行进所需的持续时间相等的时间间隙。由于2α不等于β，因此即使存在不工作的传感器30仍可识别出追踪传感器30’的身份。事实上，即使两个或三个相邻传感器30失效，角距离3α和4α也不等于β，因此仍可唯一地识别追踪传感器30’。因此，一个传感器30的失效不会导致感测系统不可用。

[0040] 本领域技术人员应理解，这里所示的感测系统可采取其它形式。例如，尽管其中论述了压电传感器，然而也可使用光学传感器或其它形式的压力传感器。作为再一替代方案，可采用例如Moore等的美国专利No.7,392,715中所述的无线系统(即，不存在将信号从传感器输送至多路转换器31的引线28a、28b的系统)；由此将该专利的公开内容全文并入本文。通过无线系统，可看出这里所述的传感器布置可简化无线传感器的信号识别操作。还可构想，其它传感器类型(例如，温度、湿度等)也可获益于针对本发明的实施方式论述的原理。

[0041] 还应当指出，在一些实施方式中，在追踪传感器30’的任一侧，角β可不同。例如，一个角β可为35度，而另一个角β’可为40度。在这样的构造中，两个角β、β’都与角距离α和2α不同，使得仍可识别追踪传感器30’。然而，在该实施方式中，角β、β’的不同可使得系统26能够通过关注角β、β’的相对顺序确定辊20旋转所沿的旋转方向(即，顺时针或逆时针)。还应当指出，可采用其它非追踪传感器之间的不同角度，从而能够确定辊的旋转方向。

[0042] 而且，尽管传感器30示出并描述为轴向等距地彼此隔开，然而在一些实施方式中传感器可沿辊的长度不等距地隔开。例如，在一些实施方式中，传感器组可在辊的端部(在该处倾向于出现更多压力问题)间隔更密，而朝向辊的中央间隔更宽。

[0043] 以上例示了本发明，并不旨在构成本发明的限制。尽管描述了本发明的示例性实施方式，然而本领域技术人员容易理解，在实质上不脱离本发明的新颖教导以及本发明优点的情况下可在示例性实施方式中进行多种修改。因此，所有这样的修改理应包含在权利要求限定的本发明范围内。本发明由所附权利要求限定，包括这些权利要求的等同物。