BR112014006704B1

BR112014006704B1 - Método e aparelho para medir as características geométricas de uma estrutura de crepe em uma folha de papel

Info

Publication number: BR112014006704B1
Application number: BR112014006704-0A
Authority: BR
Inventors: William A. Von Drasek; Sammy Lee Archer; Gary S. Furman
Original assignee: Nalco Company
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2022-10-04
Also published as: US8958898B2; CA2844414A1; BR112014006704A2; US20130116812A1; JP6144687B2; CA2844414C; EP2776814A4; WO2013070542A1; ES2624661T3; JP2014534358A; EP2776814B1; CN103874919A; EP2776814A1; US20150160001A1; US9851199B2; CN103874919B

Abstract

ÉTODO E APARELHO PARA MONITORAR E CONTROLAR CARACTERÍSTICAS DE FOLHA EM UM PROCESSO DE CREPAGEM A invenção incorpora métodos e aparelhos para monitorar e controlar as características de um processo de crepagem. O método envolve medir propriedades ópticas de vários pontos ao longo de uma folha de papel crepado e converter essas medições em dados de definição de características. A invenção permite determinar a magnitude e a distribuição de estruturas de crepe e sua frequência e distribuição. Isto permite a geração de informações que são precisas e são muito mais confiáveis do que a grosseira suposição que atualmente é usada na indústria. A alimentação desta informação para equipamentos de processo de fabricação de papel pode resultar aumentos tanto na qualidade quanto na eficiência na fabricação de papel.

Description

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados Nenhuma. Declaração sobre Pesquisa ou Desenvolvimento Patrocinado pelo Governo Federal Não aplicável. Fundamentos da Invenção

[001] Esta invenção se refere a métodos, composições e aparelhos para o monitoramento e controle de características de folha de papel em um processo de crepagem. Conforme descrito pelo menos nas Patentes 7.691.236, 7.850.823, 5.571.382, 5.187.219, 5.179.150, 5.123.152, 4.320.582 e 3.061.944, no processo de fabricação de lenço de papel, uma folha de papel é secada e crepada em um cilindro de secagem aquecido, denominado um Yankee ou secador Yankee. Crepagem é um processo no qual uma lâmina de aço, bimetálica ou cerâmica (chamada uma lâmina raspadora) é impactada na folha de papel, assim comprimindo a folha na direção da máquina (MD), criando uma estrutura de folha dobrada. A crepagem quebra um grande número de ligações fibra-a-fibra na folha, transmitindo as qualidades de volume, esticamento, absorbância e maciez, as quais são características de lenço de papel. A quantidade de adesão fornecida pelo adesivo de revestimento desempenha um papel significativo no desenvolvimento destas propriedades de lenço de papel. Materiais frequentemente adesivos são usados para revestir a superfície do Yankee a fim de ajudar a folha úmida a aderir ao secador. Isto melhora a transferência de calor, permitindo secagem mais eficiente da folha. Mais importante ainda estes adesivos proporcionam a adesão necessária para dar boa crepagem da folha seca.

[002] O revestimento do Yankee também serve ao propósito de proteger as superfícies do Yankee e da lamina de crepagem do desgaste excessivo. Neste papel, os agentes de revestimento fornecem capacidade de funcionamento melhorada da máquina de lenço de papel. Quando as lâminas raspadoras de crepagem des-gastam, elas devem ser substituídas por novas. O processo de trocar as lâminas representa uma fonte significativa de tempo de parada da máquina de lenço de pa- pel, ou perda de produção, pois produto crepado não pode ser produzido quando a lâmina está sendo trocada. Agentes de liberação, tipicamente misturas de óleos de hidrocarbonetos e surfactantes, são usados em associação com os polímeros de revestimento. Estes agentes ajudam na liberação uniforme da trama de lenço de pa-pel nas lâminas de crepagem, e também lubrificam e protegem a lâmina de desgaste excessivo.

[003] No processo de crepagem, quando a folha de papel é removida da superfície do secador, macro e micro dobras são formadas que aparecem mais acentuadas no lado de ar da folha, embora estas dobras sejam mais divididas e me-nos acentuadas no lado do Yankee. As estruturas resultantes formadas aparecem como barras de repetição cujo comprimento MD (direção da máquina) tende a ser mais curto do que o comprimento CD (direção transversal). Mudanças de proprieda-de na folha como resultado do processo de crepagem incluem volume, esticamento, maciez, e absorbância, todas crescentes com a resistência decrescente. Em particu-lar, a suavidade de superfície tátil da folha está fortemente ligada às estruturas de crepe formadas na folha. Todas estas propriedades são críticas para o fabricante para controle de qualidade, desenvolvimento de produto e solução de problemas da máquina. Variáveis controláveis impactando a estrutura de crepe incluem química de revestimento, razão de crepe (velocidade do Yankee/velocidade do carretel), nível de umidade da folha e geometria e idade da lâmina de crepagem. Outras variáveis de processo, tal como fornecimento, dinâmica de formação e tecido também afetam o processo de crepagem, mas não são facilmente controladas.

[004] Métodos anteriores de avaliar características e topografia de superfície de folha crepada são descritos pelo menos nas Patentes US 5.654.799 e 5.730839, Pedido de Patente Publicado US 2005/0004956, Pedido de Patente Internacional WO 2007/024858 e Artigos Publicados: The Measurement of Surface Texture and Topography by Differential Light Scaterring, E. L, Church, Wear, 57 (1979), 93-105, Tactile Properties of Tissue with Moire Interferometry, Lidnsay, J., Bieman, L, 1997 Engineering & Papermakers: Forming Bonds for Better Papermaking Conference, October 6, 1997, TAPPI, Image Analysis to Quantify Crepe Structure, Archer, S., Furman, G. e W. Von Drasek, Tissue World Americas 2010 Conference, March 24-26, 2010, Miami, FL, USA, Reimpressão R-974.

[005] Monitoramento da estrutura de crepe formada na folha fornece intros- pecção das condições de funcionamento da máquina e da qualidade do produto. Os fabricantes reconhecem este ponto e avaliarão rotineiramente a amostra contando estruturas de macro crepe usando um dispositivo ocular com ou sem capacidade de armazenamento de imagem. O procedimento usa uma fonte de luz oblíqua perpen-dicular à CD da folha e resulta no espalhamento de luz das estruturas de crepe para visualmente formar áreas alternadas de luz e escuras. As áreas brilhantes represen-tam barras de crepe e são contadas manualmente sobre uma escala de comprimento unitário para determinar o número de barras de crepe por polegada (CBI) ou cm. O rastreamento do número de CBI permite ao fabricante avaliar a qualidade do produto e as condições de funcionamento da máquina. Por exemplo, uma redução no número de CBI pode estar ligada às condições operacionais, tal como uma lâmina raspadora envelhecida ou uma mudança de perfil de umidade afetando a adesão da folha. Uma vez que o problema é identificado, ação corretiva apropriada pode ser tomada para restabelecer a qualidade de produto desejada.

[006] No entanto, ao contrário da resistência à tração, esticamento, peso base, calibre e umidade, as quais são medições quantitativas, a contagem de barra de crepe é uma medição subjetiva qualitativa. A subjetividade em medições de CBI manuais resulta da complexa topografia da folha crepada sendo composta de macro e micro estruturas, extremidades de fibra livres e estruturas fraturadas. Como resul-tado, a análise de CBI é dependente da experiência e habilidade de técnicos para identificar e interpretar o que é e não é uma estrutura de barra de crepe. Esta falta de padronização e repetibilidade em medições de CBI manuais é uma limitação no uso das informações para decisões de controle de processo e avaliação de qualidade de produto.

[007] Assim, há clara necessidade e utilidade para métodos, composições e aparelhos para medição uniforme consistente e precisa de propriedades de folhas de papel crepado. A arte descrita nesta seção não se destina a constituir uma ad-missão que qualquer patente, publicação ou outra informação citada aqui é “estado da técnica” com respeito a esta invenção, a menos que especificamente designado como tal. Além disso, esta seção não deve ser interpretada como significando que foi feita uma pesquisa, ou que não há outras informações pertinentes conforme defi- nido em 37 CFR § 1.56(a).

Breve Sumário da Invenção

[008] Pelo menos uma modalidade da invenção é dirigida a um método para medir as características geométricas de uma estrutura de crepe em uma folha de papel. O método compreende as etapas de: 1) gerar valores de dados representando características de posições em uma folha de papel emitindo repetidamente pelo menos dois feixes de emissão contra cada uma das posições na folha de papel e refletindo os dois feixes para fora das posições e para um sensor construído e dis-posto para absorver e medir a intensidade dos feixes de emissão refletidos, 2) corrigir a intensidade medida dos valores de dados usando a adequação polinomial de nâ ordem, 3) executar uma operação de nivelamento linha por linha dos valores de da-dos corrigidos usando um algoritmo de filtro, 4) identificar transições positivas para negativas dentro dos valores de dados nivelados, e 5) correlacionar as transições identificadas com valores identificados anteriormente conhecidos por corresponde-rem às dimensões geométricas particulares para determinar características geomé-tricas da estrutura de crepe.

[009] O feixe emitido pode ser luz de iluminação. O sensor pode ser uma câmera digital acoplada a um microscópio. O feixe emitido pode ser projetado em um ângulo oblíquo à direção da máquina. O feixe emitido pode ser projetado em um ângulo em relação ao plano da folha de papel. O feixe emitido pode ser qualquer forma de radiação e/ou qualquer combinação de radiações. As posições na folha de papel podem se situar ao longo de uma linha reta se estendendo na direção da má-quina. O algoritmo de filtro pode ser um selecionado da lista consistindo em FFT, Butterworth, Savitsky-Golay e qualquer combinação dos mesmos.

[010] O método ainda pode compreender as etapas de determinar a distri-buição de tamanho de frequência de crepe e converter isto em uma escala de com-primento. O método ainda pode compreender a etapa de usar mais de um algoritmo de filtro e avaliar os resultados de algoritmos de filtragem para determinar as carac-terísticas das extremidades de fibra livres da folha de papel. O método ainda pode compreender a etapa de reconhecer a periodicidade de picos nos dados medidos e usar a periodicidade para determinar a suavidade da folha de papel crepado. O mé-todo ainda pode compreender a etapa de reconhecer a dispersão de picos nos da- dos medidos e usar a dispersão para determinar a suavidade da folha de papel cre- pado. O método ainda pode compreender a etapa de medir ambos os lados da folha de papel, o método utilizando um obturador de cada lado da folha de papel, os obtu-radores construídos e dispostos para bloquear o impacto de um feixe emitido contra uma posição em um lado da folha de papel quando um feixe emitido está impactan-do contra o outro lado e também alternar entre qual lado está tendo o impacto de feixe emitida contra ele. As características medidas podem ser inseridas em um sis-tema o qual tem controle on-line de pelo menos alguns dos equipamentos de pro-cesso em um processo de fabricação de papel, o sistema construído e disposto para adequadamente modificar os ajustes do equipamento de processo, se as caracterís-ticas medidas estão fora de uma faixa aceitável predeterminada para induzir as ca-racterísticas medidas adicionais a se conformarem com a faixa aceitável predetermi-nada.

[011] Vantagens e características adicionais são descritas neste documento e serão aparentes da seguinte Descrição Detalhada.

Descrição dos Desenhos

[012] FIG. 1 ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de monitora-mento de estrutura de crepe.

[013] FIG. 2A ilustra uma vista ampliada de estruturas de crepe em uma área de uma folha de lenço de papel.

[014] FIG. 2B é um gráfico de intensidade de luz vs pixel para um ROI esco-lhido de uma estrutura de crepe.

[015] FIG. 3A é um primeiro gráfico de curvas de decaimento CSI de uma amostra de lenço de papel.

[016] FIG. 3B é um segundo gráfico de curvas de decaimento CSI de uma segunda amostra de lenço de papel.

[017] FIG. 3C é um terceiro gráfico de curvas de decaimento CSI de uma terceira amostra de lenço de papel.

[018] FIG. 4A é um primeiro gráfico de valores de CSI marginais determina-dos a partir da FIG. 3A.

[019] FIG. 4B é um segundo gráfico de valores de CSI marginais determi-nados a partir da FIG. 3B.

[020] FIG. 4C é um terceiro gráfico de valores CSI marginais determinados a partir da FIG. 3C.

[021] FIG. 5 é um gráfico de espectros FFT cumulativos para três amostras de lenço de papel.

[022] FIG. 6 é uma ilustração de vista lateral de um dispositivo para avaliar perfis CD de estruturas de crepe em folhas de lenço de papel.

[023] FIG. 7 é uma ilustração de vista lateral de um sistema para monitora-mento de dois lados espacialmente sincronizado de estruturas de crepe em folhas de lenço de papel.

[024] FIG. 8 é uma vista em perspectiva de um sistema usando múltiplas fontes de iluminação.

[025] FIG., 9 é um conjunto de quatro imagens de amostra de lenço de papel diferentes rotuladas A, B, C e D utilizadas na análise comparativa do Exemplo 1.

[026] FIG. 10 é um gráfico de espectros FFT cumulativos para imagens na FIG 9.

[027] FIG. 11 é um gráfico de valores CSI marginais de imagens de amostra de lenço de papel na FIG. 9. Descrição Detalhada da Invenção

[028] As definições a seguir são fornecidas para determinar como termos usados neste pedido e, em particular, como as reivindicações serão interpretadas. A organização das definições é apenas para conveniência e não se destina a limitar a qualquer uma das definições a qualquer categoria particular.

[029] “Bisel” ou “superfície em bisel”, como usado neste documento se refere à porção da lâmina que forma a superfície entre a borda dianteira da lâmina e o lado traseiro da lâmina e é tipicamente a “superfície de trabalho” da lâmina.

[030] “Volume” significa o inverso da densidade de uma trama de papel de lenço de papel e é comumente expresso em unidades de cm3/g. É outra parte impor-tante do desempenho real e percebido de tramas de papel de lenço de papel. Apri-moramentos em volume geralmente se somam à percepção tipo pano, absorvente. Uma porção do volume de uma trama de papel de lenço de papel é transmitida por crepagem.

[031] “Estrutura de crepe” significa as dobras e costuras presentes em um produto de papel que sofreu um processo de crepagem.

[032] “Direção de máquina Transversal” ou “CD” significa a direção perpen-dicular à direção de máquina no mesmo plano da estrutura fibrosa e/ou produto de estrutura fibrosa compreendendo a estrutura fibrosa.

[033] “Lâmina Raspadora” significa uma lâmina que é disposta adjacente a outro equipamento, de modo que a lâmina raspadora possa ajudar a remover desse equipamento um material que é disposto no mesmo. Lâminas raspadoras são co- mumente usadas em muitas indústrias diferentes para muitas finalidades diferentes tais como, por exemplo, seu uso para ajudar a remover material de um equipamento durante um processo. Exemplos de materiais incluem, mas não estão limitados a, tramas de lenço de papel, tramas de papel, cola, acúmulo residual, piche e suas combinações. Exemplos de equipamentos incluem, mas não estão limitados a, tam-bores, placas, secadores Yankee e rolos. Lâminas raspadoras são comumente usa-das na fabricação de papel, fabricação de não tecidos, a indústria do tabaco e em processos de impressão, revestimento e adesivos. Em certos casos, as lâminas ras-padoras são mencionadas por nomes que refletem pelo menos uma das finalidades para as quais a lâmina está sendo usada.

[034] “Fibra” significa uma partícula alongada tendo um comprimento apa-rente muito superior à sua largura aparente. Mais especificamente, e como usado neste documento, fibra se refere a essas fibras adequadas para um processo de fa-bricação de papel.

[035] “Altamente polido” significa superfície que foi processada por uma progressão sequencial de grão relativamente áspero a grão fino com lubrificação adequada e é altamente planar e substancialmente isenta de defeitos. Tal progres-são sequencial será citada neste documento como um “processo de polimento em etapas”.

[036] “Direção da Máquina” ou “MD” significa a direção paralela ao fluxo da estrutura fibrosa através da máquina de fabricação de papel e/ou equipamento de fabricação de produto.

[037] “Ângulo Oblíquo” significa um ângulo entre 0 grau e menor que 90 graus.

[038] “Produto de papel” significa quaisquer produtos de estrutura fibrosa formados tradicionalmente, mas não necessariamente, compreendendo fibras de celulose. Em uma modalidade, os produtos de papel da presente invenção incluem produtos de papel de lenço de papel-papel toalha. Exemplos não limitantes de produtos de papel de lenço de papel- papel toalha incluem pano para toalha, lenço de papel, lenço de papel para banho, guardanapos de mesa e afins.

[039] “Controle de folha”, como usado neste documento, se refere à ausência de vibrações, turbulência, sacudimento de borda, tremulação ou tecelagem da trama que resulta em uma perda de controle a altas velocidades.

[040] “Suavidade” significa a sensação tátil percebida pelo consumidor quando ele/ela segura um determinado produto, esfrega-o através de sua pele ou amassa-o dentro de sua mão. Esta sensação tátil é fornecida por uma combinação de várias propriedades físicas. Uma das mais importantes propriedades físicas rela-cionadas à suavidade é geralmente considerada por aqueles hábeis na arte ser a rigidez da folha de papel a partir da qual o produto é feito. Rigidez, por sua vez, é geralmente considerada ser diretamente dependente da resistência da trama.

[041] “Resistência” significa a capacidade do produto e suas tramas consti-tuintes manter a integridade física e resistir a rasgamento, estouro e retalhamento sob condições de uso.

[042] “Trama de papel de lenço de papel”, “trama de papel”, “trama”, “folha de papel”, “papel de lenço de papel” e “produto de papel” são usados intercambia- velmente e significam folhas de papel feitas por um processo compreendendo as etapas de formar um fornecimento de fabricação de papel aquoso, depositar este fornecimento em uma superfície foraminosa, tal como um fio Fourdrinier, e remover uma porção da água do fornecimento (por exemplo, por gravidade ou drenagem as-sistida a vácuo), formar uma trama embrionária e em processos de fabricação de lenço de papel convencionais transferir a trama embrionária da superfície de forma-ção para um tecido ou feltro transportador e, em seguida, para o secador Yankee ou diretamente para o secador Yankee da superfície de formação. Alternativamente, nos processos de fabricação de lenço de papel de secagem pelo ar (TAD) padrão, a trama embrionária pode ser transferida para outro tecido ou superfície se deslocando a uma velocidade mais lenta que a superfície de formação. A trama é, então, secada pelo ar neste tecido até uma secura tipicamente entre 50 a 90% e finalmente transferida para um secador Yankee para secagem final e crepagem, após o que ela é enrolada em um carretel.

[043] “Solúvel em água” significa materiais que são solúveis em água até pelo menos 3% em peso a 25 graus C.

[044] No caso em que as definições acima ou uma descrição afirmada em outro lugar neste pedido são inconsistentes com um significado (explícito ou implíci-to) o qual é comumente usado, em um dicionário, ou declarado em uma fonte incor-porada por referência neste pedido, o pedido e os termos de reivindicação em parti-cular são compreendidos para serem interpretados de acordo com a definição ou descrição neste pedido, e não de acordo com a definição comum, definição de dicio-nário ou a definição que foi incorporada por referência. À luz do acima, no caso em que um termo só pode ser entendido se ele for interpretado por um dicionário, se o termo for definido pela Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th edi-tion, (2005), (Published by Wiley, John & Sons, Inc.) esta definição controlará como o termo será definido nas reivindicações.

[045] Em pelo menos uma modalidade da invenção, um método determina as características de uma estrutura de crepe. Este método aborda a falta de padro-nização usando uma metodologia de processamento e aparelhos para fornecer me-dições confiáveis e reproduzíveis da estrutura de superfície de folha. Além disso, a análise fornece um nível mais alto de informação em comparação com as medições CBI manuais tradicionais que é útil no desenvolvimento de correlações entre resul-tados de análises e dados de teste de painel de maciez de superfície. Usos para a tecnologia incluem controle de qualidade, desenvolvimento de grau de produto e re-solução de problemas de processo.

[046] Com referência agora à FIG. 1 é mostrado que em pelo menos uma modalidade do método na qual um dispositivo sensor (101) e pelo menos duas fon-tes de emissão (100) cuja emissão o dispositivo sensor é projetado para detectar. As fontes de emissão (100) são orientadas em direção à estrutura crepada de uma folha de papel (102). Como os crepes se estendem grosseiramente perpendiculares à MD, as fontes de emissão (100) emitem feixes em ângulos oblíquos à CD. Em pelo menos uma modalidade, as fontes de emissão (100) também são elevadas acima do plano da folha de papel (102) em um ângulo θ. A orientação dos feixes de emissões resultam no dispositivo sensor (101) sendo capaz de resolver características tridi-mensionais detalhadas, tal como barras de crepe, barras de crepe fraturadas, ex-tremidades de fibra livres, profundidade de dobra e largura de dobra.

[047] Em pelo menos uma modalidade o sensor (101) é um sensor óptico e/ou uma câmera (digital ou outra) e a fonte de emissão (100) é uma lâmpada de luz. Em pelo menos uma modalidade o sensor/fonte de emissão é de base incan-descente, LED, laser, UV, IR e/ou EM. Em pelo menos uma modalidade o sensor inclui uma lente de aumento ou é acoplado a um microscópio com uma fonte de ilu-minação padronizada. A ampliação da imagem é dependente da amostra, por exemplo, tamanho ou frequência de barra de crepe, e se outras informações estrutu-rais, tal como padrões em relevo, são desejadas. Ampliação em ~20x com um campo de visão na faixa de 4x6 mm é um bom compromisso para resolver detalhes sufi-cientes para capturar estruturas de crepe que incluem barras de crepe, barras de crepe fraturadas e extremidades de fibra livres. Em ampliação mais baixa, as infor-mações podem ser perdidas para estruturas menores tais como barras de crepe fra-turadas e extremidades de fibra livres. Ampliação mais alta é útil na análise destas estruturas, mas a resolução do padrão de crepe global na folha é perdida.

[048] Em pelo menos uma modalidade a iluminação é feita pelo posiciona-mento das fontes de emissão (100) em ambos os lados da amostra perpendiculares à CD com o mesmo ângulo de incidência, conforme mostrado na FIG. 1. Dependendo das características da fonte, um elemento óptico colimador ou expansor pode ser necessário para iluminar uniformemente uma área na folha maior do que o campo de visão da câmera. Duas fontes são preferidas, porque a identificação da estrutura de crepe é dependente se a amostra é visualizada a partir do lado da lâmina de crepe ou do lado do carretel. A utilização da combinação de duas fontes de iluminação em cada lado nega o efeito MD de fabricação, desse modo padronizando a medição sem conhecimento prévio sobre a direção da folha em relação à lâmina de crepa- gem. Para contar manualmente as barras de crepe, um método de iluminação por luz dupla não é crítico, uma vez que comprimentos de macro estrutura de barra de crepe não são medidos, não ao contrário contados sobre uma escala de comprimento conhecida.

[049] A topografia de uma folha crepada é uma estrutura tridimensional complexa composta de macro e micro dobras, estruturas de crepe fraturadas e extremidades de fibra livres. Além disso, estas estruturas podem variar em altura e espaçamento entre elas. Como resultado, a detecção de luz espalhada de cima destas estruturas usando uma fonte de iluminação de ângulo raso é dependente da direção em que a luz está se propagando. A dependência direcional resulta da luz ficar bloqueada pelas estruturas vizinhas, desse modo produzindo uma região mais escura na imagem. O processamento da imagem do perfil de intensidade de ROI (região de interesse) para identificar uma estrutura de crepe exibirá uma mudança no perfil para a direção da fonte de iluminação. Para ilustrar este ponto, a FIG. 1 mostra um perfil de intensidade de ROI através de uma distância de 2,0 mm coletado com fontes de luz iluminando independentemente dos lados direito e esquerdo da amostra, bem como com ambas as fontes de luz iluminando a amostra simultaneamente. Com a iluminação do lado direito somente, o perfil desloca para a direita, porque a intensidade de luz espalhada é dominante no lado direito das estruturas de crepe. Neste caso, o espalhamento de luz de estruturas vizinhas do lado esquerdo é atenuado ou perdido. Da mesma forma, iluminando a amostra apenas do lado esquerdo exibe as mesmas características. Iluminando a amostra simultaneamente do lado esquerdo e do lado direito captura as estruturas de superfície de ambas as direções resultando em mais detalhes.

[050] Com referência agora à FIG. 2A é mostrada uma imagem coletada usando a invenção. As duas ou mais fontes produzem características ondulando en-tre claro e escuro, o que representa as características detalhadas da estrutura de crepe. Alguém de habilidade ordinária na arte entenderia que as regiões claras e escuras são apenas indicadores de características diferentes e qualquer outro meio de notar duas ou mais características diferentes é abrangido por esta invenção. As regiões mais brilhantes correspondem às características estruturais com alta ampli-tude, por exemplo, o pico de uma dobra, na folha que espalha emissões da fonte de iluminação, ao passo que regiões escuras representam regiões onde a penetração de emissão é ruim. Esta variação em intensidade pode ser usada para identificar e medir estruturas de crepe na superfície da folha.

[051] Para ilustrar as etapas de processamento executadas a FIG. 2A mostra uma imagem de papel de lenço de papel capturada com uma câmera digital de 8 bits usando um sistema de lentes de ampliação de 20x. A esta ampliação, a imagem completa é de aproximadamente 6,4 mm de largura (1024 pixels) por 4,85 mm de altura (768 pixels). A linha horizontal da imagem representa a ROI usada para medir a variação na intensidade de luz ao longo da linha com os valores de escala de cin-za variando entre 0 (preto) a 255 (branco). Variação da intensidade de luz ao longo da linha de ROI é mostrada na FIG. 2B para os primeiros 200 pixels. Para contagem manual das características de crepe, os valores de intensidade alta ao longo da ROI são contados sobre uma escala de comprimento conhecida. A frequência de crepe é, então, o número total de características contado dividido pela escala de comprimento. O método desenvolvido aqui automatiza o procedimento identificando características de crepe em cada linha de pixels ao longo de toda a imagem. Esta abordagem não só padroniza os meios para identificar as características de crepe que podem ser usados para determinar uma frequência de crepe (CBI) comparável à contagem manual, mas também dá informações sobre as estatísticas de distribuição de tamanho de característica.

[052] Em pelo menos uma modalidade a automação de identificação de ca-racterística de crepe usa as seguintes etapas: 1. Correção da linha de base linha por linha usando uma adequação polinomial de n- ordem (geralmente uma adequação polinomial de 2- ou 3- ordens é adequada para remover curvatura da linha de base) para corrigir a variação de in-tensidade da imagem. O grau de correção de linha de base dependerá da ampliação e da uniformidade da fonte de iluminação incidente na amostra. A correção de linha de base é feita tomando a diferença ponto-a-ponto entre o perfil de intensidade da ROI e a adequação polinomial. Como resultado, a média do perfil corrigido se apro-xima de zero. 2. Executar uma operação de nivelamento linha por linha usando um algoritmo de filtro, por exemplo, FFT, Butterworth, Savitsky-Golay, etc., para reduzir variações de alta frequência no perfil causadas por ruído e/ou pequenas característi-cas. A seleção de parâmetro de filtro é crítica para distinguir entre macro e micro estruturas. Em contagem de crepe manual apenas macro estruturas são usadas. A inclusão de micro estruturas na análise resultará em contagens de frequência de crepe mais altas que a contagem manual típica. Isto não significa que as micro con- tagens não são úteis; significa apenas que filtragem é necessária para obter resulta-dos comparáveis com a contagem manual com as quais os fabricantes de lenço de papel estão familiarizados, e 3. A identificação de característica de crepe é feita rastreando (da es-querda para a direita) ao longo da linha da ROI para identificar transições de intensi-dade positivas para negativas. Transições adjacentes identificadas representam o ponto de início e fim de uma característica de crepe. Os pontos de identificação são mostrados por marcadores verticais na FIG. 2B para as primeiras cinco características de crepe identificadas ao longo da linha ROI de 200 pixels e o número de pixels entre os marcadores representa o tamanho da característica. Calibrando o dispositivo de imageamento com um objeto de dimensões conhecidas, o número de pixels definindo a característica é convertido para uma escala de comprimento.

[053] As etapas 1 a 3 podem ser automatizadas para realizar uma análise linha por linha sobre a imagem inteira para coletar o número e o tamanho de cada estrutura de crepe identificada. Os resultados processados podem, então, ser exibi-dos como um gráfico de distribuição de tamanho de frequência (ou frequência per-centual) além de um sumário quantitativo do conjunto de dados usando o estatística descritivas padrão. Redução adicional nos dados pode fornecer métricas com as quais os operadores de laminador estão acostumados a trabalhar. Por exemplo, la-minadores tipicamente usam barras de crepe por polegada (CBI) como uma métrica para avaliar as condições de funcionamento e a qualidade do produto. Uma métrica CBI a partir dos dados de imagem processados é obtida considerando o recíproco do tamanho de característica médio do gráfico de distribuição. Para utilizar os dados de distribuição de tamanho mais eficientemente uma quebra no gráfico de distribuição pode ser feita categorizando o tamanho de característica como fino, médio, grosso e muito grosso. Esta quebra permite que o operador faça uma avaliação rápida da qualidade do produto para determinar se quaisquer alterações de processo são necessárias ou não.

[054] Em pelo menos uma modalidade, um método é usado para transformar a distribuição de tamanho de frequência de crepe para uma escala de comprimento ou escala de % de comprimento. Esta transformação efetivamente coloca mais peso em estruturas maiores, assim fornecendo um indicador mais sensível pa ra a sensação tátil da superfície da folha. Por exemplo, uma densidade mais alta de grandes estruturas (estruturas > 0,5 mm) indica uma folha mais grossa em compara-ção com uma amostra com uma densidade mais baixa de grandes estruturas. A transformação para escala de comprimento é feita em duas etapas. Primeiro, o comprimento total da imagem é determinado pela soma das características identifi-cadas para todas as linhas. Em segundo lugar, um subconjunto de comprimentos somados é feito pra uma faixa predeterminada, por exemplo, a soma de característi-cas na faixa de tamanho entre 0,1 e 0,15 mm. O percentual é determinado dividindo o subconjunto somado de comprimentos pelo comprimento total. O procedimento é repetido para faixas de tamanho diferentes para formar um gráfico de escala de % de comprimento em função do tamanho da característica. Semelhante à distribuição de frequência, as escalas de comprimento podem ser categorizadas como finas, médias, grossas e muito grossas para fornecer um meio eficiente para observar des-locamentos entre tamanhos de escala de comprimento diferentes e ajudar nas deci-sões de ajuste de processo.

[055] Em pelo menos uma modalidade o método compara e correlaciona as estruturas finas, por exemplo, extremidades de fibra livres ou microestruturas na su-perfície da folha avaliando os dados de perfil linha por linha processados nas etapas 1 a 3 discutidas acima em diferentes condições de filtragem. Por exemplo, filtragem de dados usando o método Savistsky-Golay para um polinomial de 1â ordem com pontos laterais variando de 5 a 50 é usada para gerar um conjunto de distribuições de tamanho de característica. O valor médio de cada distribuição em uma condição de filtro específica é, então, usado para calcular um conjunto de valores definidos como estruturas de crepe por polegada (CSI). Aqui o valor CSI é determinado usando o mesmo método que CBI. A diferença sendo que CSI pode incluir macro e mi- croestruturas, onde CBI é específica para macroestruturas. A plotagem dos valores CSI em função de pontos de filtro produz uma curva de decaimento como nas FIGs. 3A-3C para um conjunto de três amostras diferentes com suavidade variada. Aspec-tos característicos da curva mostram um decaimento exponencial começando em valores CSI altos para condições de filtro (estruturas micro mais macro) baixas que se aproxima de um limite assintótico quando a filtragem é aumentada (macroestrutu- ras). As amostras com uma alta densidade de estruturas superficiais, por exemplo, extremidades de fibra livres e estruturas de crepe fraturadas apresentarão uma alta sensibilidade a alterações do nível de filtro. Inversamente, amostras com uma baixa densidade de estruturas superficiais mostram menos sensibilidade a mudanças nos parâmetros de filtro. As características das curvas nas FIGS. 3A-3C, tal como CSI máximo, delta entre CSI máximo e limite assintótico, inclinação, etc., fornecem mé-tricas úteis no desenvolvimento de correlações com suavidade de superfície de tes-tes de painel de consumidor ou especialista. Refinamento adicional no desenvolvi-mento de correlações com suavidade é possível usando uma combinação destas características com a estatística descritiva de dados de distribuição de tamanho, bem como resultados de quebra de tamanho.

[056] Tomando a primeira 1â derivada das curvas de decaimento mostradas nas FIGs. 3A-3C dá as curvas CSI marginais mostradas nas FIGS. 4A-4C. CBI marginal representa a mudança no valor CSI para uma mudança no número de pontos usados com o filtro Savitsky-Golay. Informações extraídas da análise de filtro, resumidas na Tabela 1, comparam os valores CSI padrão da distribuição de tamanho de característica, os valores delta CSI dos dados de filtro bruto e as inclinações do gráfico CBI marginal. As amostras listadas são classificadas de 1 a 3 com base em sensação tátil com 1 tendo a melhor suavidade de superfície e 3 sendo a pior. As informações adicionais da análise de filtro estendem o nível de interpretação. Por exemplo, um valor ΔCSI grande é um indicador da população de pequena característica. A comparação das diferenças entre os valores CBI padrão e ΔCSI para os lados de ar e Yankee mostra que a análise delta dá um valor maior. A diferença é ainda maior para a análise de inclinação marginal quando comparando o valor de mudança percentual (mudança percentual representa o aumento no valor (CBI, ΔCSI e inclinação marginal) entre os lado de ar e Yankee) para cada análise. Portanto, a análise de filtro variada fornece uma sensibilidade mais alta a alterações superficiais.

[057] Tabela 1. Resultados de análise de filtro de amostras com classificação de suavidade diferente (l = melhor, 3 = pior).

[058] Em pelo menos uma modalidade, o método usa uma análise FFT cu-mulativa de pelo menos um dos perfis corrigidos processados seguindo as etapas 1 a 3 descritas acima. Somando os espectros de frequência de cada linha, o efeito cumulativo das características periódicas emerge como picos únicos no espectro. Amplitude de pico é uma indicação da periodicidade de amostra enquanto dispersão do pico ou da linha de base indica a aleatoriedade nas estruturas. A FIG. 5 compara os resultados de análise FFT cumulativa para as três amostras de lenço de papel com graus variados de suavidade anteriormente citados na Tabela 1. A amostra 1 é classificada como tendo a melhor suavidade de superfície e mostra um pico único de 0,26 mm que reside em uma ampla linha de base. Comparativamente, a amostra 2 a qual é classificada como tendo suavidade pior mostra múltiplos picos em tamanhos de característica maiores. As amplitudes de pico e o nível de linha de base para as duas amostras são comparáveis, mas os picos adicionais que aparecem na amostra 2 contribuem para uma redução na suavidade. A amostra 3 classificada como mais baixa mostra um pico forte em 0,435 mm, indicando uma estrutura altamente periódica na folha. A combinação de alta periodicidade e de tamanho de estrutura grande resulta na amostra 3 tendo a suavidade de superfície mais ruim.

[059] Outra característica importante da análise FFT cumulativa é a dispersão de pico. Dispersão mais alta no pico indica que a distribuição de estruturas identificadas é espalhada sobre uma faixa maior. Para a amostra 2, o pico em 0,474 mm é amplo indicando que a distribuição de tamanhos de estrutura abrangem uma grande faixa de valores. Para reduzir o espectro FFT cumulativo a uma métrica útil que influencia a suavidade de superfície, a dispersão de pico integrada PD dada por

onde PA é a amplitude de pico e A(x) é a amplitude em função do tamanho de característica pode ser usada. Por exemplo, o valor de PD para o primeiro e o terceiro picos da amostra 2 é de 0,16 e 0,41 respectivamente, indicando que o terceiro pico tem uma influência negativa mais forte na suavidade de superfície porque o valor é maior. Os valores de PD calculados do espectro FFT cumulativo de uma amostra podem ser combinados com outros métodos de processamento descritos aqui para desenvolver correlações de suavidade.

[060] Em pelo menos uma modalidade o método envolve combinar os métodos de análise diferentes com um instrumento off-line automatizado para analisar estruturas de crepe em múltiplos locais CD. O aparelho mostrado na FIG. 6 compreende uma fonte de iluminação (100) e sensor (105). A amostra de folha é movida através do plano de imagem por carreteis (120) e (321). Uma tira de amostra de comprimento variável até e incluindo a CD completa é colocada em um carretel (120). Por causa de restrições geométricas, um condutor afixado em ambas as extremidades da amostra e dos carreteis (120 e/ou 121) pode ser usado para permitir captura de imagem nas bordas. A coleta de imagens feita ou assincronamente ou sincronizadamente à posição do carretel. No modo síncrono, imagens são capturadas em posições CD conhecidas quando a amostra faz a translação através do plano de imagem. O processamento é realizado para construir um perfil CD para métricas diferentes, por exemplo, CBI, CSI, inclinação marginal, % fina, etc., utilizando os diversos métodos de análise descritos aqui. Por exemplo, uma análise CD de valores CBI acoplados com perfil de umidade é uma verificação útil de como variações CBI correlacionam com umidade.

[061] Em pelo menos uma modalidade mais de um modo de análise é exe-cutado. Por exemplo, um duplo sistema de monitoramento para imageamento quase simultâneo de ambos os lados da folha no mesmo local é usado para monitorar folha dupla face. O aparelho mostrado na FIG. 7 consiste em múltiplos sensores (101) e fontes de iluminação (100). A folha de papel (102) pode ser estacionária ou mover seja continuamente seja em incrementos discretos. Para evitar interferência de feixes de emissão um obturador de folha (110) é usado para isolar cada lado da fonte de luz para fornecer um fundo escuro para contraste aperfeiçoado. Neste modo de operação, o obturador (110) é fechado de um lado enquanto o obturador do lado oposto está aberto para coletar a imagem. O procedimento, então, é invertido para coletar uma imagem no lado oposto. Imageamento feito no mesmo local para ambos os lados da folha é útil para análise de dupla face, isto é, a diferença em estruturas de crepe entre o lado de ar e o lado Yankee. Adesão mais alta resultará em mais estruturas de superfície do lado Yankee produzindo uma superfície mais suave.

[062] Em pelo menos uma modalidade, há um aparelho que combina múltiplas fontes de emissão simétricas em torno da normal do sensor posicionada em diferentes ângulos, como mostrado na FIG. 8. A fonte de iluminação pode ser fixa ou transladada para diferentes ângulos. Na FIG. 8 um conjunto de fontes de emissão (100) e (103) é posicionado em ângulos θ1 e θ2 respectivamente. A aquisição de imagens é feita com emissão de amostra usando apenas um conjunto de fontes de cada vez. Até n fontes de iluminação podem ser usadas para gerar n imagens adquiridas para cada conjunto de fontes. Em ângulos oblíquos, por exemplo, θ1, o contraste entre as estruturas de alta amplitude e áreas baixas é reforçado resultando em modulações claramente definidas indicadas pelas regiões de intensidade escuras e claras na imagem. O aumento do ângulo de fonte θ permitirá à luz penetrar nas áreas entre as estruturas de alta amplitude, diminuindo assim o contraste entre estruturas altas e baixas. A mudança na intensidade de luz medida em função do ângulo de fonte de iluminação, então, pode estar relacionada com a altura da estrutura de superfície.

[063] Esta relação pode ser determinada ou calibrando o sistema ou da teoria de espalhamento de luz. Outra aplicação usando múltiplas fontes de luz de iluminação é para remover estruturas incorporadas na folha. Neste caso, as imagens são coletadas com o conjunto de fontes de iluminação perto da normal à amostra e o outro conjunto em um ângulo oblíquo. A imagem capturada com a fonte de iluminação próxima à normal é analisada por FFT para remover estruturas incorporadas na folha que ocorrem a partir do tecido durante o processo de formação. Estruturas incorporadas do tecido são periódicas e podem ser analisadas usando qualquer um dos métodos de processamento descritos aqui para análise de estrutura de crepe. Resultados de análise da amostra de estrutura incorporada podem ser comparados com resultados de análise da imagem de folha crepada capturada usando a fonte de iluminação oblíqua. Diferenças entre os resultados de análise de folha incorporada e crepada são informações úteis para os fabricantes de lenço de papel avaliarem seu processo. Isto os ajuda a compreender se eles são limitados pelo tecido ou não para aumentar a contagem de crepe na folha para suavidade aperfeiçoada.

[064] Em pelo menos uma modalidade existe um sistema configurado para capturar imagens on-line com um ou uma combinação dos métodos de processamento descritos aqui. Neste modo de operação análise em tempo real ou quase tempo real da estrutura de crepe é coletada para avaliar qualidade de produto. A adaptação de qualquer uma das configurações do sistema descritas aqui para moni-toramento on-line é complicada pela velocidade de processamento (3000-7000 fpm) e trepidação da folha (movimento vertical da folha). Embora tecnicamente desafiadoras ambas estas questões podem ser tratadas com câmeras de alta velocidade e fontes de iluminação, bem como técnicas de estabilização de folha. Complicações adicionais surgem para varredura CD no hardware de translação e na coleta de dados.

EXEMPLOS

[065] O exposto anteriormente pode ser mais bem compreendido por referência ao exemplo a seguir o qual é apresentado para fins de ilustração e não se destina a limitar o escopo da invenção.

[066] A metodologia e o aparelho de processamento padronizados desta invenção foram usados para caracterizar as imagens de quatro lenços de papel na Figura 9. Estas imagens foram adquiridas em ampliação de 20x. Para destacar a melhoria fornecida por esta invenção em comparação com práticas anteriores, as imagens também foram fornecidas a dez tecnólogos de lenços de papel experientes hábeis na arte de contagem de crepe manual. Uma escala de comprimento calibrada foi fornecida com as imagens para ajudar na análise manual. Os resultados da análise manual são fornecidos na Tabela 2 e em comparados com os resultados do pro-cessamento padronizado usando a invenção atual na Tabela 3. Tabela 2. Resultados de análise de crepe manual de dez tecnólogos treinados das imagens de lenço de papel fornecidas na Figura 9. Todos os valores fornecidos em unidades de crepes/polegada.

Tabela 3. Análise de crepe pelo método e aparelho desta invenção para as imagens de lenço de papel fornecidas na Figura 9.

[067] As contagens de crepe médias por polegada (CBI) mostram concordância relativamente boa entre a análise manual e a análise automatizada desta invenção. No entanto, conforme mostrado pelo grande espalhamento em medições individuais, havia uma grande quantidade de subjetividade na análise manual entre técnicos. Uma vez que se fez a média destes dados dos dez indivíduos, a média é mais representativa da frequência de crepe real nas imagens. Na prática, apenas um técnico estará presente para analisar uma amostra e o problema de subjetividade na análise manual torna-se claro.

[068] Por outro lado, a contagem de crepe média na Tabela 3 é a média de 768 varreduras de linha individuais e é um valor muito mais representativo e objetivo. Além disso, o método e aparelho desta invenção fornecem um nível muito maior de detalhes a respeito das estruturas de crepe na folha de lenço de papel do que é possível a partir da análise manual de prática anterior. Novas informações incluem a largura média das estruturas de crepe e estatísticas descritivas da distribuição de frequência dos tamanhos de largura de crepe. Finalmente, o gráfico de distribuição é categorizado em termos de estruturas de crepe finas, médias, grossas e muito grossas.

[069] A aplicação de FFT cumulativa e análise CSI marginal ao conjunto de imagens na Figura 9 fornece informações adicionais sobre a periodicidade de estrutura de superfície, variações de superfície, tal como extremidades de fibra livres, estruturas de crepe fraturadas e comprimento de crepe MD e densidade da estrutura. O uso esta informação em combinação com frequência de crepe padrão, isto é, CBI, ajuda no desenvolvimento de correlações de sensação tátil de superfície, categori- zação empírica e análise de marco.

[070] O resultado da análise FFT cumulativa mostrado na Figura 10 dá ideia da periodicidade de estrutura de superfície. Por exemplo, uma análise FFT cumulativa de uma amostra com resultados de periodicidade altos em um espectro com picos distintos no tamanho de característica dominante. Esta característica é vista no espectro FFT cumulativo para a amostra B na Figura 10 a qual mostra três picos distintos a 3,4, 2,0 e 1,4 mm-1 que residem em cima de uma estrutura de linha de base ampla. Em contraste, a amostra A mostra uma periodicidade mais baixa com apenas alguns picos de baixa amplitude em 0,31, 3,24, 3,71 e 4,63 mm-1 na estrutura de linha de base ampla. Se pouca ou nenhuma periodicidade é mantida na CD quando a análise marcha ao longo da MD, então, nenhum pico distinto aparecerá. Neste caso, o espectro FFT cumulativo apareceria apenas como uma estrutura de linha de base ampla porque as características CD periódicas não formarão construtivamente para formar um pico. Amostras com alta periodicidade têm estruturas de crepe que são bem definidas na MD com escalas de comprimento maiores que as amostras de baixa periodicidade. A combinação de estruturas periódicas com escalas de comprimento MD longas contribui para os picos bem definidos de alta amplitude no espectro FFT cumulativo, conforme mostrado na Figura 10 para a amostra B. Superfícies com estas características terão uma sensação tátil mais grosseira, porque a densidade das estruturas em contato com o dedo de alguém é menor em comparação com uma amostra com estruturas distribuídas aleatoriamente.

[071] A aplicação da análise de inclinação marginal para o conjunto de ima-gens da amostra (Figura 9) é mostrada na Figura 11. Neste caso, DC/DF representa a mudança na frequência de crepe sobre a mudança nos pontos de filtro usados na filtragem Savitzky-Golay executada em cada linha de pixels. Como o número de pontos utilizados no filtro aumenta, a mudança na frequência de crepe assintotica- mente se aproxima de um valor consistente, isto é, como os pontos de filtro vão para o infinito DC/DF vai para zero porque as variações no perfil de linha são completamente suavizadas. Portanto, a análise de inclinação marginal mostrará a maior mudança começando em pontos de filtro mais baixos. Para amostras imageadas com alta periodicidade, por exemplo, amostra B e/ou estruturas de crepe grandes, a inclinação marginal mostra a sensibilidade mínima porque o padrão global subjacente é mantido. Em contraste, amostras com aleatoriedade e frequência de crepe mais altas, por exemplo, a amostra A, terão sensibilidade mais alta à mudança no número de pontos utilizados para filtragem. Um sumário dos resultados de inclinação marginal é apresentado na Tabela IV para a inclinação inicial, por exemplo, pontos 2 a 10 na Figura 11. Tabela 4. Sumário de resultados de análise de inclinação marginal para o conjunto de imagens da amostra na Figura 9.

[072] Da Tabela 4, a amostra C mostra quase a mesma inclinação marginal que a amostra A, no entanto, os resultados CBI são significativamente diferentes. Neste caso, o fator de contribuição é de estruturas de crepe fraturadas e extremidades de fibra livres que aumentam a sensibilidade de inclinação marginal. Além disso, o resultado de FFT cumulativa para a amostra C mostra alguma periodicidade com picos distintos a 1,85 e 2,32 e 3,24 mm-1, mas a baixa amplitude. A contribuição destas estruturas de superfície afeta a periodicidade, resultando em dispersão mais alta em torno dos três picos.

[073] Das quatro amostras da Figura 9, a amostra D tem o valor CBI mais baixo e a segunda inclinação marginal mais baixa. A partir da análise FFT cumulativa, a amostra D tem um pico distinto em 2,16 mm-1 que tem amplitude mais alta e é mais estreito em comparação com os picos da amostra C. O valor de inclinação marginal mais baixo resulta das estruturas de crepe maiores e diminui a sensibilidade para o número de pontos de filtro usados. Esta amostra também tem mais aleato- riedade na frequência de crepe em comparação com a amostra B, resultando em uma amplitude mais baixa.

[074] Com base em FFT cumulativa, análise de inclinação marginal e CBI para o conjunto de imagens, a periodicidade e a classificação de suavidade de superfície predita estão listadas na Tabela 3. Como discutido acima a amostra A tem diferenças em CBI, inclinação marginal e espectro FFT cumulativo em comparação com as outras amostras. Ao passo que diferenças entre as amostras B, C e D são vagas se somente CBI for utilizada como uma métrica comparativa, exigindo assim uma análise mais detalhada usando FFT cumulativa e análise de inclinação marginal.

[075] Embora esta invenção possa ser configurada de muitas formas diferentes, são mostradas nos desenhos e descritas em detalhes neste documento modalidades preferidas específicas da invenção. A presente divulgação é uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar a invenção às modalidades particulares ilustradas. Todas as patentes, pedidos de patentes, artigos científicos e quaisquer outros materiais referenciados mencionados neste documento são incorporados por referência na sua totalidade. Além disso, a invenção abrange qual-quer combinação possível de todas e quaisquer modalidades aqui descritas e incor-poradas aqui. Finalmente, a invenção engloba todas e quaisquer composições divul-gadas ou incorporadas neste documento, todos e quaisquer aparelhos divulgados ou incorporados neste documento e/ou todos e quaisquer métodos de usar essas com-posições e/ou aparelhos divulgados ou incorporados neste documento.

[076] A divulgação acima se destina a ser ilustrativa e não exaustiva. Esta descrição sugerirá muitas variações e alternativas para alguém com habilidade comum nesta arte. Todas estas variações e alternativas se destinam a ser incluídas dentro do escopo das reivindicações onde o termo “compreendendo” significa “incluindo, mas não limitado a”. Aqueles familiarizados com a arte podem reconhecer outros equivalentes às modalidades específicas descritas neste documento, cujos equivalentes também se destinam a ser englobados pelas reivindicações.

[077] Todas as faixas e parâmetros divulgados neste documento são en- tendidos como abrangendo todas e quaisquer subfaixas compreendidas na mesma e cada número entre os pontos extremos. Por exemplo, uma faixa declarada de “1 a 10” deve ser considerada como incluindo todas e quaisquer subfaixas entre (e inclusive) o valor mínimo de 1 e o valor máximo de 10; isto é, todas as subfaixas começando com um valor mínimo de 1 ou mais (por exemplo, 1 a 6,1) e terminando com um valor máximo de 10 ou menos (por exemplo, 2,3 a 9,4, 3 a 8, 4 a 7) e finalmente cada número 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 contido dentro da faixa.

[078] Isto completa a descrição das modalidades preferidas e alternativas da invenção. Aqueles hábeis na arte podem reconhecer outros equivalentes à modalidade específica aqui descrita, cujos equivalentes se destinam a ser englobados pelas reivindicações anexadas a este documento.

Claims

1. Método para medir as características geométricas de uma estrutura de crepe em uma folha de papel, o método CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: gerar valores de dados representando características de posições em uma folha de papel pela emissão repetida de pelo menos dois feixes de emissão contra cada uma das posições na folha de papel e refletindo os dois feixes para fora das posições e para um sensor construído e disposto para absorver e medir a intensida-de dos feixes de emissão refletidos, corrigir a intensidade medida dos valores de dados pelo uso de uma ade-quação polinomial de na ordem, executar uma operação de nivelamento linha por linha dos valores de dados corrigidos usando um algoritmo de filtro, identificar transições positivas para negativas dentro dos valores de dados nivelados, e correlacionar as transições positivas para negativas identificadas com valo-res identificados anteriormente conhecidos por corresponderem às dimensões geo-métricas particulares para determinar características geométricas da estrutura de crepe, as ditas características geométricas compreendendo o início e o final de uma característica de crepe.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa to de que os feixes emitidos são luzes de iluminação e o sensor é uma câmera digital acoplada a um microscópio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa to de que os feixes emitidos são projetados em um ângulo oblíquo a uma direção da máquina.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa to de que os feixes emitidos são projetados em um ângulo em relação ao plano da folha de papel.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa to de que as posições na folha de papel se situam ao longo de uma linha reta que se estende em uma direção da máquina.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa to de que o algoritmo de filtro é um selecionado de uma lista consistindo em FFT, Butterworth, Savitsky-Golay e qualquer combinação dos mesmos.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa to de que ainda compreende as etapas de determinar uma distribuição de tamanho de frequência de crepe e converter a distribuição de tamanho de frequência de crepe em uma escala de comprimento.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa to de que compreende ainda a etapa de usar mais do que um algoritmo de filtragem e avaliar os resultados dos algoritmos de filtragem para determinar as características das extremidades de fibras livres da folha de papel.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa to de que ainda compreende a etapa de reconhecer a periodicidade de picos nos dados de intensidade medidos e usar a periodicidade para determinar a suavidade da folha de papel crepado.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende a etapa de reconhecer a dispersão de picos nos dados de intensidade medidos e usar a dispersão para determinar a suavidade da folha de papel crepado.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACT ERIZADO pelo fato de que ainda compreende a etapa de medir ambos os lados da folha de papel, o método utilizando um obturador em cada lado da folha de papel, os obturadores em ambos os lados construídos e dispostos para bloquear o impacto de um feixe emitido contra uma posição em um lado da folha de papel, quando um feixe emitido está impactando contra o outro lado e também para alternar entre qual lado está tendo o impacto de feixe emitida contra o mesmo.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as características medidas são inseridas em um sistema o qual tem con-trole on-line de pelo menos um equipamento de processo em um processo de fabri-cação de papel, o sistema construído e disposto para modificar os ajustes do equi-pamento de processo se as características medidas estiverem fora de uma faixa aceitável predeterminada para induzir as características medidas adicionais para se conformarem à faixa aceitável predeterminada.

13. Método para medir as características geométricas de uma estrutura de crepe em uma folha de papel, o método CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: gerar valores de dados representando características de posições em uma folha de papel pela emissão repetida de pelo menos dois feixes de emissão contra cada uma das posições na folha de papel e refletindo os dois feixes para fora das posições e para um sensor construído e disposto para absorver e medir a intensida-de dos feixes de emissão refletidos, em que as posições na estrutura de crepe na folha de papel se situam ao longo de uma linha substancialmente reta que se esten-de em uma direção substancialmente transversal da máquina, corrigir a intensidade medida dos valores de dados pelo uso de uma ade-quação polinomial de na ordem, executar uma operação de nivelamento linha por linha dos valores de dados corrigidos usando um algoritmo de filtro, identificar transições positivas para negativas dentro dos valores de dados nivelados, e correlacionar as transições positivas para negativas identificadas com valo-res identificados anteriormente conhecidos por corresponderem às dimensões geo-métricas particulares para determinar características geométricas da estrutura de crepe, as ditas características geométricas compreendendo um início e um final de uma característica de crepe.

14. Aparelho para realizar o método para medir as características geométri- cas de uma estrutura de crepe em uma folha de papel como definido na reivindica-ção independente 1, o aparelho CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos duas fontes de emissão construídas e dispostas para emitir fei-xes de emissão contra posições em uma folha de papel, pelo menos um sensor construído e disposto para absorver e medir a inten-sidade dos feixes de emissão refletidos, e pelo menos um dispositivo de processamento de dados construído e dispos-to: para gerar valores de dados representando características de posições em uma folha de papel pela emissão repetida, para corrigir a intensidade medida dos valores de dados pelo uso de uma adequação polinomial de na ordem, para executar uma operação de nivelamento linha por linha dos valores de dados corrigidos usando um algoritmo de filtro, para identificar transições positivas para negativas dentro dos valores de da-dos nivelados, e para correlacionar as transições positivas para negativas identificadas com valores identificados anteriormente conhecidos por corresponderem às dimensões geométricas particulares para determinar características geométricas da estrutura de crepe, as ditas características geométricas compreendendo um início e um final de uma característica de crepe.