隨著輪胎規格變得更嚴(yan) 格，對於(yu) 供應商來說輪胎的生產(chan) 形成一種新的挑戰，它需要更快，更尖端發展，以及無論是在線還是離線應用時都有著更準確的測量和檢測係統。

　　製造商需要的是無須以犧牲準確度為(wei) 代價(jia) 就能可靠的檢測輪胎的裝置和更高的產(chan) 量，以及高的采樣率和更長的距離。

　　對於(yu) 輪胎工業(ye) 來說生產(chan) 和產(chan) 量就意味著一切。他們(men) 隻能允許很少甚至沒有停工時間，後備庫存必須保持最低量。同時次品的手工複查也必須減到最小。

　　在這些應用中，非接觸式激光測量傳(chuan) 感器要優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統接觸/機械隨動機，更甚於(yu) 更早的那種每次測量時可重複性和產(chan) 量都會(hui) 變化的電容傳(chuan) 感器。

　　接觸式或機械隨動機的最大缺點是這類傳(chuan) 感器需要在輪胎上清潔的通道進行持續的測量。

　　當輪胎轉速為(wei) 60轉/分鍾（rpm）時輪胎上的刻字或花紋會(hui) 破壞接觸探針。而這些刻字和花紋也會(hui) 由於(yu) 不必要的反彈而嚴(yan) 重降低其可重複性。與(yu) 之相反，設計適當的激光測量傳(chuan) 感器不受表麵紋理，顏色，速度或者不同環境的光的條件的影響。與(yu) 接觸式傳(chuan) 感器相比，激光傳(chuan) 感器與(yu) 探針磨損或反彈無關(guan) ，可在較高的速率下收集數據。

　　在橡膠應用中的性能要求

　　由於(yu) 橡膠是黑色，它吸收表麵上幾乎所有的光，這樣為(wei) 了獲得高質量的激光點像以及迅速對表麵反射率做出調整，測量裝置需要足夠的光功率。

　　通常即便激光器具有最好的傳(chuan) 感器性能也要求激光的光斑比較小，頻率響應要很快，以便從(cong) 具有刻字和各種複雜形狀的胎麵或側(ce) 壁之類的斷麵中獲得可靠的數據。

　　橡膠的待加工原料，典型的如從(cong) 擠出機，壓延機或在輪胎成型過程中的未加工或未硫化的材料，通常還是熱而且粘的，具有黑色光澤表麵，同時釋放出煙霧。測量得到的數據必須反映真實形狀尺度和輪廓。

　　它不應受熱的，煙的環境或表麵的影響，也不應受測量角度或材料的紋理，亮度，斜麵，速度或溫度的影響。

　　當在高速的TUO（輪胎均一性）機器上測量旋轉的輪胎時，非接觸式傳(chuan) 感器必須迅速提供樣本以確保沒有漏過檢測任何缺損。

　　由於(yu) 無接觸激光測量能迅速對過程變化做出反應，因此對於(yu) 這類應用是理想的，它可以在整個(ge) 生產(chan) 過程中進行高速不間斷的測量。

　　如何進行三角測量

　　在橡膠和輪胎工業(ye) 中大多的非接觸式傳(chuan) 感器用光學激光三角測量法來準確測量物體(ti) 或表麵。

　　在這種技術中一束光從(cong) 傳(chuan) 感器發射到被測表麵。它相當於(yu) 一個(ge) 自動光斷麵顯微鏡，有時作為(wei) 一種結構化的光會(hui) 被提及。在表麵，激光發射光斑在一點上。在與(yu) 激光形成的某個(ge) 角度上，用透鏡形成影像或在這個(ge) 影像平麵的光斑照片，位置傳(chuan) 感的檢測器就置於(yu) 這個(ge) 影像平麵。如果表麵進一步遠離傳(chuan) 感器，檢測器的光斑變換到不同的點上。通過確定光斑的位置和測量相關(guan) 的角度，傳(chuan) 感器到表麵的距離可被確定。

　　有兩(liang) 種主要的檢測器類型用於(yu) 非接觸式三角測量傳(chuan) 感器。它們(men) 都是固態的，與(yu) 具有粗糙結構的電路芯片集成，隻要適當地組裝傳(chuan) 感器外殼，即使在惡劣的環境中，其仍具有可靠的性能。

　　第一種傳(chuan) 感器類型是PSD或者稱為(wei) 位置敏感檢測器；第二種是CCD也稱為(wei) 帶電的耦合設備。

　　PSD是一種簡單的元素檢測器，它把入射光轉換成連續的位置數據。本質上說它是一種模擬裝置。PSD傳(chuan) 感器應用於(yu) 很高的數據要求時，譬如普遍應用於(yu) 橡膠和輪胎工業(ye) 中。PSD傳(chuan) 感器是為(wei) 高頻率響應，迅速控製光的功率和小的光斑而設計的。它們(men) 對光的等級的變化提供一個(ge) 非常迅速的補償(chang) ，這個(ge) 特征在橡膠的應用中是重要的。

　　CCD檢測器實質上是一種數碼照相機的形式，通過一維和二維來完成。通常一維的CCD排列用於(yu) 單點測量。二維的樣式與(yu) 激光線性傳(chuan) 感器同時使用，這種傳(chuan) 感器可以在一個(ge) 簡單的圖象框架中測量二維的外形。CCD檢測器的首要缺點是與(yu) 操作速度有關(guan) ，這個(ge) 速度一般要比從(cong) PSD獲得的小。

　　以PSD為(wei) 基礎的激光傳(chuan) 感器對於(yu) 輪胎和橡膠應用是理想的，它正逐步替代刻度盤指示器，線性變量微分變壓器，電容，感應和超聲的傳(chuan) 感器。

　　生產(chan) 應用

　　PSD三角測量傳(chuan) 感器在輪胎工業(ye) 中無論是半成品還是生產(chan) 線上都有著廣泛的應用。它具有比大多其他傳(chuan) 感科技要小的光斑，對於(yu) 測量微小變化和斷麵是理想的選擇。以下是在生產(chan) 應用的一些例子。

　　壓延橡膠厚度的測量

　　大多厚度測量是在固定位置完成的，用兩(liang) 種相反的激光，一個(ge) 在材料上麵另一在下麵。

　　應用微分傳(chuan) 感器產(chan) 品，對於(yu) 任何類型的材料均可精確和準確測量厚度的變化。由於(yu) 樣品速率高和光斑小，任何通過的線的變化或材料的震動都不會(hui) 影響厚度的測量值。

　　在某些情況中，兩(liang) 種傳(chuan) 感器被安裝在一個(ge) 機械的滑板和“C”形的框架中，在那可以來回掃描以監測材料的寬度的變化。這個(ge) 框架必須嚴(yan) 格防止由於(yu) 振動而引入測量誤差。

　　其他方麵的應用需要一個(ge) 或多個(ge) 安裝好的以滾軸等作為(wei) 參考的傳(chuan) 感器。這種方法雖然簡單且更直接，但它的準確性依賴於(yu) 所用的精密滾軸。對於(yu) 軸承磨損和在精密滾珠上積累的汙垢必須有所補償(chang) 。而且高速使用膨脹的遠離參考點的材料也存在著危險。

　　擠壓成型和導向

　　由於(yu) 具有長程和持久性，對這類型的測量激光傳(chuan) 感器是理想的。這種測量與(yu) 擠出橡膠的速度和溫度也無關(guan) 。 #p#分頁標題#e#

　　被擠出的橡膠通過模具形成特定的形狀，例如輪胎的胎麵部分。在擠壓過程中輪廓的在線測量允許通過改正一些參數，如厚度、寬度和輪廓，來控製加工以形成合適的形狀。表麵特征，如棱線，中心線和邊緣，也可以被檢測。它主要能給操作者模具是如何磨損及何時改變等信息。

　　胎麵擠壓成的外形通常可以在擠壓的過程中通過機械掃描來完成。在很多應用中需要的速度比機械掃描可取得的要高。

　　為(wei) 了適應這個(ge) 需要，一些生產(chan) 者發展了一種高速光學掃描點三角測量傳(chuan) 感器。這種傳(chuan) 感器可以隨著2D掃描線上的每個(ge) 點而迅速調整激光功率。這就確保每個(ge) 數據點得到恰當的照射。

　　重疊和接縫檢測

　　輪胎不均一的原因一般是在輪胎的鋪疊操作中不正確的層重疊和側(ce) 麵的接合。通過在輪胎製造機器中的在線檢測，譬如誤差和趨勢的迅速檢測，避免了報廢大量的已硫化了的輪胎。在這個(ge) 應用中，激光傳(chuan) 感器比其它類型的傳(chuan) 感器更準確。

　　檢測環保輪胎的徑向和橫向彎曲麵

　　為(wei) 了減少廢品，必須及早的在生產(chan) 過程中監測產(chan) 品的彎曲麵並在輪胎成型中對其進行測量；它也提供必要的信息來執行正確的操作。當在製造輪胎機械中測量環保輪胎，可以分析和測量內(nei) 層，側(ce) 壁或者胎麵的接合重疊。通過在固化和檢測之前識別和更正問題，可以保證得到更均一的終產(chan) 品。對於(yu) 創造一個(ge) 好的測量如圓度和諧度的統計計算的基準，所提供的準確度和可重複性是關(guan) 鍵因素。

　　最終檢查的應用

　　輪胎側(ce) 壁檢查

　　當需要把淘汰率或把高等級輪胎降級的可能性減到最小，側(ce) 壁檢查過程必須檢測所有可疑的產(chan) 品，譬如有凹陷和凸起的輪胎。這個(ge) 過程牽涉到很多手工檢測，這就需要花費大量的時間和金錢。

　　很多輪胎製造受傳(chuan) 感器的測量限製的影響，因此必須加強他們(men) 的側(ce) 壁凹凸測量係統的敏感性，這就需要貴的手工檢測。一些測量係統甚至不能分辨凹陷還是凸起。

　　目前最新的測量精確性和先進的軟件分析克服了大多這些限製。例如PSD激光三角測量傳(chuan) 感器可提供準確可靠的數據，同時具有高分辨和高速度。

　　輪胎凸起是在輪胎生產(chan) 過程中側(ce) 壁材料的小接頭產(chan) 生的不牢固的點。通常如果接頭沒有足夠的重疊，當輪胎受到壓力膨脹時，就會(hui) 像氣球一樣爆裂。這個(ge) 凸起可以在任何位置，高度從(cong) 0.3mm到3.0mm，寬度從(cong) 5.0mm到7.0mm。

　　PSD激光傳(chuan) 感器可以在輪胎轉速為(wei) 60rpm時快速檢測凸起或其它變形，測量凸起準確率可達到±0.0254mm。

　　有效的凸起高度大約為(wei) 0.3mm。由於(yu) 很多凸起不是相關(guan) 的繩而是氣泡，顧客現在可以要求高度限在0.2mm。

　　激光傳(chuan) 感器也可以在斜麵上測量，其無數據損失也無角度預先複位的必要。它可提供在側(ce) 壁上凸起，凹陷，窩的X/Y點和位置，也可以通過黑色的刻字，潤滑油或任何其它的障礙物來測量。

　　傳(chuan) 感器有一個(ge) 小的光斑，它也可以濾出高頻率的信號，靜態檢測和測量凹凸的流動頻率。

　　通常被當作α失誤被提及的不準確的正性實驗也可以通過激光傳(chuan) 感器而減到最小。運用電容探針或在輪胎上沒有到側(ce) 壁的潔淨通道進行幾何測試，這種α失誤率變大。通常輪胎有一個(ge) 未被檢測出的凸起是無法接受的，這就會(hui) 導致整批產(chan) 品被回收或無效。

　　工業(ye) 也對能提供完全的輪胎覆蓋和允許有效分析側(ce) 壁的線性激光感興(xing) 趣。它的不利因素是價(jia) 格高和結構複雜。

　　均一輪胎機器

　　很多傳(chuan) 感器用於(yu) 輪胎均一機器（TUO）中。雖然很多TUO，如TTOC－II和TSOS係統，用的是激光，但大多係統還是用有非常大的光斑電容探針，這有時就可能導致產(chan) 品不合格。

　　其它機器用接觸式探針，它在旋轉的輪胎表麵上麵彈而引起錯誤，或者用低終端傳(chuan) 感器，它不如高終端那樣有高樣品率和高級的光控回路的激光。

　　激光傳(chuan) 感器和TUO機器結合，可提供比傳(chuan) 統接觸測量和電容傳(chuan) 感器係統精確得多且快速的周期。

　　例如一些微處理器係統的光斑大於(yu) 6.0mm，而精確的激光傳(chuan) 感器僅(jin) 僅(jin) 隻有0.02mm。大的光斑會(hui) 影響讀取的精確性從(cong) 而限製了應用。由於(yu) 慢的測量采樣率，一些CCD傳(chuan) 感器要求額外的循環時間來處理無關(guan) 的數據。

　　在典型的TUO應用，非接觸傳(chuan) 感器裝在鋁的C框架臂上。這個(ge) TUO係統通過傳(chuan) 感器來監測信號，並能識別凹陷的類型，底部的寬度，斜坡的尺寸和其它的幾何參數。在輪胎每秒60轉旋轉時，可以在每個(ge) 側(ce) 麵進行4，000次以上的讀寫(xie) 。與(yu) 之相比，用標準的均一測試最多達五個(ge) 麵。

　　輪胎均一係統被不斷的改進以便以更高效率檢測輪胎和新的側(ce) 壁式樣。利用一些係統，檢測周期減少到17秒，為(wei) 了適應輪胎生產(chan) 商設計的規格還將進一步減少。

　　徑向彎曲麵

　　徑向彎曲麵傳(chuan) 感器也可有效的測量輪胎圓度。在此應用中數據處理軟件可消除針形排氣，溢料和凹槽，隻在胎麵頂部的測量來進行非常精確的圓度分析。結果是輪胎的彎曲麵的過濾表示，關(guan) 鍵是減少或除去所有凹槽的深度和高頻率元素，這些因素會(hui) 導致產(chan) 品不確定性。

　　為(wei) 了保證輪胎生產(chan) 的嚴(yan) 格的要求，一些傳(chuan) 感器製造商使用高頻數據采集係統來改進傳(chuan) 感器。這將進一步增加傳(chuan) 感器的速度。

　　胎麵磨損分析

　　無接觸激光測量提供一個(ge) 輪胎完全磨損側(ce) 麵，以及不規則磨損的量。這是對於(yu) 路麵噪聲蘊含量和識別當地磨損現象，如腳踵/腳趾磨損，凹進的拖拉，對角線的磨損，肩部的擦處和中心的磨損是重要的。

　　當新輪胎的高精確表麵被側(ce) 麵和徑向彎曲麵替代時，以非接觸激光為(wei) 基礎的胎麵測量也是一種測量診斷生產(chan) 問題的有效工具。 #p#分頁標題#e#

輪胎生產(chan) 需要準確的原型輪胎的磨損數據來改進設計。汽車生產(chan) 商用這種分析來提供比較的測量以挑選最好的輪胎設計。