BR9811683B1 - estaÇço de inspeÇço de tira, sistema para a fabricaÇço de papel para cigarro, mÉtodo para inspeÇço de papel, mÉtodo e aparelho de fabricaÇço de tira. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTAÇÃODE INSPEÇÃO DE TIRA, SISTEMA PARA A FABRICAÇÃO DE PAPELPARA CIGARRO, MÉTODO PARA INSPEÇÃO DE PAPEL, MÉTODO EAPARELHO DE FABRICAÇÃO DE TIRA".

FUNDAMENTOS

A presente invenção refere-se genericamente a um sistema deinspeção ótica para determinação das características de uma tira em movi-mento. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um sistemade inspeção ótica para determinação das características de uma tira emmovimento de papel para cigarro contendo bandas.

As Patentes U.S. Ne 5.417.228 e 5.474.095 comumente cedidasmostram papéis para cigarro compreendendo uma tira de base e regiões de ban-da de material adicionado. Como ilustrado na Figura 1, um cigarro 7 de exemplopoderia conter duas bandas 5 de material formadas pela deposição de uma ca-mada de polpa de celulose no papel para cigarro de base 3. "Cellulon", celulosemicrocristalina, polpa de Iinho ou madeira, ou amilopectina são algumas das vá-rias substâncias preferidas, as quais foram usadas para formar as bandas.

A Patente U.S. N- 5.534.114 comumente cedida mostra que asbandas descritas acima podem ser formadas pela modificação de uma má-quina de confecção de papel Fourdrinier convencional para depósito de ca-madas adicionais de celulose em um certo estágio na produção do papel debase de cigarro 3. Para agilizar o processo, as bandas são preferencialmen-te aplicadas enquanto o papel está em movimento a altas velocidades, taiscomo 500 pés por minuto. Nessas altas velocidades, interrupções e outrosfatores (tais como aplicadores de banda entupidos) podem resultar na pro-dução de uma tira de base tendo bandas mal posicionadas.

Por exemplo, como ilustrado na Figura 2, anomalias comunssurgem quando a largura de uma banda 1 se desvia de uma largura deseja-da 12, ou a banda torna-se inclinada, de modo que ela não seja mais orto-gonal em relação à borda do papel (como é o caso com a banda 1). Outrasanomalias surgem quando a separação 2 entre duas bandas se desvia deuma largura de separação desejada 10 (também denominada "espaçamentode banda" aqui). Mais ainda, um aplicador de banda irregular porte produziruma banda com aberturas ou uma banda tendo um contraste o qual é muitoalto (por exemplo, como na banda 9) ou muito baixo.

A técnica anterior inclui dispositivos de inspeção de tira parauso na fabricação de tecidos, filme, papel e material similar. Alguns dessesdispositivos incluem uma fonte de luz para projeção de radiação eletromag-nética em uma tira móvel de material. A luz impinge sobre a superfície datira móvel, onde ela é refletida e recebida em um dispositivo detetor. Quais-quer anomalias na tira móvel podem ser detectadas pela investigação danatureza da radiação eletromagnética refletida. Por exemplo, um arranhão,um furo ou mancha na tira manifestar-se-ão em um pico no nível de sinal dodetetor (o qual é atribuído a um aumento ou a uma diminuição na radiaçãorefletida). Este pico pode ser visto conectando-se a saída do detetor a umosciloscópio, como exemplificado pela Patente U.S. N0 5.426.509 de Pe-plinkski.

Embora úteis, esses dispositivos não são adequados à tarefa dedetecção da integridade das bandas de papel para cigarro. As bandas for-madas no papel para cigarro freqüentemente têm propriedades reflexivassimilares às do papel para cigarro em si. Freqüentemente, por exemplo, asbandas são formadas de material colorido de branco, o qual é difícil de dis-tinguir do papel para cigarro colorido de branco. Mais ainda, o peso de basedo papel para cigarro pode variar ao longo da direção de curso do papel namáquina de confecção de papel (devido à dificuldade de se manter umataxa de aplicação de polpa constante). A variância no peso de base do pa-pel influencia suas propriedades reflexivas, desse modo ofuscando as dife-renças entre regiões com banda e sem banda, as quais são sutis demais, sópara começar. Os dispositivos da técnica anterior não têm a capacidade deinterpretar uma reflexão de uma tira desta natureza. Como mencionado, es-ses dispositivos são configurados para examinar uma superfície de tiraquanto a arranhões, furos ou manchas as quais se manifestam como picosdramáticos no sinal da câmera de vídeo.Também, não se pode determinar se uma terguia de banda émuito longa, muito curta ou separada de sua banda vizinha por mais ou me-nos do que uma distância desejada simplesmente observando as proprieda-des de um único ponto em uma tira móvel. Ao invés disso, as propriedadesda banda devem ser medidas determinando-se a relação espacial entreelementos diferentes na tira.

As técnicas de reconhecimento de padrão são uma forma de sedeterminar a relação espacial entre aspectos diferentes de uma tira impres-sa de material. Em uma técnica comum, uma câmera forma uma imagem di-gital de uma porção de uma tira de material e de informação digital impressanela. A imagem digital é então comparada com um gabarito armazenadoanteriormente representando uma porção de tira sem erro. As discrepânciasentre o gabarito e a imagem representam uma tira irregular. Essas técnicasoferecem precisão, mas, infelizmente, levam a uma grande massa de pro-cessamento de dados. Essas técnicas, portanto, não são adequadas para adetecção de propriedades de bandas em uma tira a qual pode estar se mo-vimentando a velocidades maiores ou iguais a 500 pés por minuto.

Assim sendo, é um objetivo de exemplo da presente invençãoprover um sistema de inspeção para detectar precisamente as propriedadesde bandas contidas em uma tira móvel de papel para cigarro sem atrasaroutros estágios na fabricação do papel para cigarro.

SUMÁRIO

Esses e outros objetivos de exemplo são obtidos, de acordo coma presente invenção, através de uma estação de inspeção, a qual é monta-da sobre uma tira móvel em uma máquina de confecção de papel, a jusantede um aplicador de banda.

A máquina de inspeção de papel inclui um quadro de montagemincluindo uma pluralidade de fontes de luz. As fontes de luz canalizam a luzvia um cabo de fibra ótica para um conjunto de distribuição de luz. O con-junto de distribuição de luz direciona um facho estreito de luz através datira. O facho de luz é refletido na superfície do papel e então recebido poruma pluralidade de câmeras, cada uma contendo um arranjo de CCD linear.Os dados dos arranjos de CCD são alimentados paia uma deduas unidades processadoras também montadas no quadro. As unidades deprocessamento dividem os dados de cada arranjo em uma pluralidade depistas. Um único pixel de cada pista é então comparado com um limite di-nâmico, para se determinar se a pista corresponde a uma região de bandaou a uma região de não-banda. Pela monitoração e pelo registro dos pixelsde pistas sucessivas, as unidades de processamento são capazes de com-putar a largura de bandas na tira, o espaçamento entre bandas e o con-traste médio das bandas.

Em intervalos periódicos, a informação calculada pelas unida-des é montada em um pacote Ethernet e transferida por uma rede Ethernetpara uma estação de trabalho computacional. A estação de trabalho com-putacional então agrega o pacote com os pacotes recebidos previamente eapresenta várias exibições estatísticas de resumo para o operador. Porexemplo, a exibição provê gráficos ilustrando a largura de banda, o espa-çamento de banda, o contraste de banda e anomalias de banda como umafunção do número de pista para o intervalo mais recente. Mais ainda, a exi-bição apresenta estatísticas cumulativas apresentando um gráfico de largu-ra de banda, espaçamento de banda e contraste de banda como uma fun-ção do tempo.

Dentre outras vantagens, o aparelho precisamente avalia ano-malias importantes do papel de banda de cigarro, e apresenta a informaçãode modo sincronizado em um formato que pode ser facilmente compreendi-do com uma olhada. Por exemplo, o usuário pode ser informado que umelemento em particular no aplicador de banda está entupido, notando queum número de pista em particular está produzindo bandas irregulares. Ain-da, o usuário pode ser notificado que há uma tendência geral para degrada-ção no sistema observando os gráficos compósitos discutidos acima, e,desse modo, efetuar a ação corretiva imediata.

De acordo com um outro aspecto particularmente vantajoso, olimite usado para discriminar regiões de banda de regiões de não-banda édinamicamente regulado com base nas médias móveis de regiões de bandae regiões de não-banda imediatamente precedentes Em uma realização, olimite representa a média móvel de um fundo de não-banda mais o maiordentre: (1) um valor constante estabelecido (tal como 10 níveis de cinza) ou(2) 50% da média móvel de alturas de pico de região de banda (onde"alturas de pico" correspondem ao nível de cinza da região de banda menoso nível de cinza da região de não-banda vizinha). A regulagem dinâmica dolimite, desta maneira, acomoda uma ampla variedade de tipos diferentes depapel para cigarro e de material de banda, e também pode considerar asmudanças no peso de base (e em outras propriedades, tais como composi-ção química, opacidade, etc.) do papel ao longo da direção de curso da má-quina de confecção de papel.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

O precedente e outros objetivos, aspectos e vantagens da pre-sente invenção serão mais prontamente compreendidos mediante a leiturada descrição detalhada a seguir em conjunto com as figuras, nas quais:

a Figura 1 mostra um cigarro de exemplo contendo regiões debanda;

a Figura 2 mostra uma tira de exemplo de material de cigarroincluindo bandas, algumas da quais sendo irregulares;

a Figura 3 mostra uma máquina de confecção de papel deexemplo, na qual a estação de inspeção da presente invenção pode serempregada;

a Figura 4 mostra uma máquina de inspeção de papel de exem-plo da presente invenção;

a Figura 5 mostra uma outra vista da máquina de inspeção depapel da Figura 4;

a Figura 6 mostra uma vista aumentada de uma cãmera empre-gada na máquina de inspeção de papel da Figura 4;

a Figura 7 mostra uma vista em seção transversal aumentada doconjunto de distribuição de luz empregado na máquina de inspeção de pa-pel da Figura 4;a Figura 8 mostra um sistema elétrico de exemplo para uso emconjunto com a máquina de inspeção de papel da Figura 4;

a Figura 9 mostra uma técnica de exemplo para processamentode dados a partir de uma câmera de varredura de linha;

a Figura 10 mostra uma forma de onda de exemplo de nível decinza de pixel como uma função de uma linha de varredura;

a Figura 11 mostra um algoritmo de exemplo para determinaçãode várias propriedades de bandas com imagem formada pelas câmeras delinha de varredura;

a Figura 12 mostra uma exibição gráfica de exemplo de váriaspropriedades das bandas com imagem formada pelas câmeras de linha devarredura;

a Figura 13 é um Iayout esquemático da caixa de câmara, jun-tamente com o sistema de distribuição de fluxo e o sistema de monitoraçãode pressão da realização preferida mostrada na Figura 3; e

a Figura 14 é uma representação gráfica de largura de bandaversus vazão de material adicionado suprido para o aplicador de lama.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Na descrição a seguir, para fins de explanação e não de Iimita-ção, os detalhes específicos são estabelecidos de modo a prover uma com-preensão plena da invenção. Contudo, será aparente para uma pessoa ver-sada na técnica que a presente invenção pode ser praticada em outras rea-lizações que se desviam desses detalhes específicos. Em outros casos,descrições detalhadas de métodos conhecidos, dispositivos e circuitos sãoomitidas, de modo a não obscurecer a descrição da presente invenção comdetalhes desnecessários. Nas Figuras, números iguais designam partesiguais.

De acordo com aspectos de exemplo, o sistema de inspeção dapresente invenção é projetado para inspecionar as características de papelpara cigarro durante sua fabricação. Assim, antes de discutir a estação deinspeção em si, é útil descrever primeiro aspectos de exemplo de um siste-ma de fabricação de papel para cigarro.A Figura 3 ilustra uma máquina de exerrtplo para produção deuma tira 17 de material de fibra. Como mostrado ali, um tanque central 53de polpa refinada (tal como polpa de Iinho ou de madeira refinada) é ligadoa uma caixa principal 51 por meio de uma pluralidade de condutos 50. Oarame de Fourdrinier 49 transporta a polpa de lama a partir da caixa princi-pal 51 na direção da seta 54. Neste ponto, a polpa tem um alto teor de umi-dade. A água é deixada drenar da lama, e também pode ser removida porvácuo (não mostrado). O número de referência 48 mostra o laço de retornodo arame de Fourdrinier 49.

O conjunto de aplicação de banda 99 está localizado ao longoda trajetória de transporte da lama. O conjunto 99 geralmente inclui um qua-dro alojando uma cinta de aço perfurada sem-fim 101, a qual é guiada poruma roda de acionamento 27, uma roda guia 29 e uma roda seguidora 46. Ofundo do conjunto 99 inclui uma caixa de câmara 103 contendo um reser-vatório de lama suprida a partir de um tanque diário 14 através de umabomba e de um sistema de controle 17 via condutos 15. O fluxo de lamaatravés dos condutos 15 é mantido em níveis apropriados por meio de umsistema de distribuição de fluxo compreendendo uma série de bombas (nãomostradas) em conjunto com um sistema de monitoração de pressão (nãomostrado).

A lama é distribuída através das perfurações 105 na cinta sem-fim 101 conforme ela passa através da porção inferior da caixa de câmara.A cinta está se movendo conforme a lama é distribuída, desse modo com-pensando o movimento da tira se movendo abaixo da caixa de câmara. Deacordo com realizações de exemplo, a cinta é movida a uma taxa de 1000pés por minuto para compensar um arame de Fourdrinier se movendo a umataxa de 500 pés por minuto. Como resultado desta compensação, a caixa decâmara aplica as bandas (por exemplo, as bandas 34), de modo que elassejam ortogonais às bordas da tira 17. Se as bandas não forem completa-mente ortogonais, o ângulo ou a velocidade do conjunto de aplicação debanda 99 podem ser ajustados. Alternativamente, uma aplicação não-ortogonal de bandas pode ser desejada. Aqueles interessados em maioresdetalhes do conjunto de aplicação de banda 99 podem se referir à PatenteU.S. N0 5.534.114 comumente cedida, cuja exposição total é incorporadaaqui como referência.

O papel com banda então passa através de um ou mais rolos depressão 24, os quais comprimem a água para fora do papel tanto quantopossível através de uma pressão mecânica. A água remanescente podeentão ser evaporada para fora do papel passando-se o papel sobre a su-perfície de um ou mais rolos de secagem 20. Essas técnicas de remoção deumidade são convencionais na técnica e, assim, não serão discutidas emmaiores detalhes. Mais ainda, aqueles versados na técnica apreciarão queoutras técnicas de remoção de umidade podem ser usadas para substituí-rem ou complementarem as técnicas identificadas acima, tal como o usoconvencional de uma tira de feltro para remover a umidade do papel.

De acordo com aspectos de exemplo da presente invenção, aestação de inspeção da presente invenção é preferencialmente posicionadaa jusante dos rolos de secagem 20, imediatamente antes do papel ser en-rolado no rolo de papel final 32. Mais especificamente, na realização deexemplo mostrada na Figura 3, a estação de inspeção está posicionada so-bre o rolo 30, o qual se segue ao rolo 31, em uma posição denotada pelalinha A-A. O rolo 30 pode ser um tubo de aço inoxidável estacionário tendoum diâmetro de seis polegadas. Aqueles tendo conhecimento na técnica re-conhecerão que a estação de inspeção pode estar posicionada em uma va-riedade de locais a jusante do conjunto de aplicação de banda 99, ou maisde uma estação de inspeção pode ser empregada para se inspecionar a tirade papel.

Uma estação de inspeção de exemplo 70 para uso em relação àmáquina de confecção de papel da Figura 3 é mostrada na Figura 4. Parafins de visão geral, a estação de inspeção inclui um quadro 80, o qualtranspõe a tira de papel conforme ela passa sobre o rolo 30 a jusante doarame de Fourdrinier 49. A estação de inspeção 70 inclui oito fontes de luz,uma das quais sendo denotada por 78. As fontes de luz são conectadas porum cabeamento de fibra ótica 92 a um conjunto de distribuição de luz 90, oqual cobre a largura lateral do rolo 30. O conjunto de distribuição de luz 90direciona a luz sobre o papel em uma linha estreita, conforme o papel passasobre o rolo 30. A luz é refletida de modo especular para fora do papel e re-cebida por uma ou mais de dezesseis cãmeras as quais varrem o compri-mento da tira, uma das quais sendo denotada por 84. Cada câmera podeser individualmente posicionada por meio de um mecanismo de ajuste 86, oqual fixa de forma ajustável as câmeras (por exemplo, 84) a uma barra aé-rea 82 do quadro 80. A informação das câmeras é transferida via linhas elé-tricas (não mostradas) para circuitos de processamento localizados nos in-vólucros 72 e 76. Mais especificamente, o invólucro 72 inclui um circuito deprocessamento o qual serve às quatro fontes de luz mais à esquerda e àsoito câmeras mais à esquerda. O invólucro 76 contém um circuito de pro-cessamento o qual serve às quatro fontes de luz remanescentes mais à di-reita e a oito câmeras. De acordo com as realizações de exemplo, cada gru-po de oito câmeras monitora um segmento lateral de 60 polegadas do papelno rolo 30. Assim, toda a estação 70 monitora uma tira que tem uma larguratotal de 3,04 m (120 polegadas). Mais ainda, a estação de inspeção é deconstrução modular; conjuntos adicionais de módulos de luz e câmeras po-dem ser adicionados para integrarem a estação em máquinas de confecçãode papel tendo larguras laterais maiores.

A Figura 5 mostra uma seção transversal do sistema de inspe-ção ótica mostrado na Figura 4. Em uma realização de exemplo, a fonte deluz 78 inclui um bulbo halogênio de 200 Watt (embora outras fontes de luzpossam ser usadas). A luz branca gerada desse modo é alimentada via ocabo de fibra ótica 92 para uma extremidade de cabeçote de fibra ótica 102,a qual dispersa lateralmente a luz branca. A luz dispersa é então focalizadapor uma lente de haste 104 sobre o papel 17 passando sobre o rolo 30. Aluz é refletida do papel 17 e recebida por uma câmera 84, a qual inclui umarranjo de CCD linear. O ângulo Θ que a luz refletida forma em relação ànormal do rolo 30 pode ser escolhido para maximizar a detecção das ban-das. Em uma realização de exemplo, o ângulo Θ eqüivale a aproximada-mente 55 graus. Os sinais do arranjo de CCD são, após isso, alimentadosem uma unidade computacional (por exemplo, as unidades 72 ou 76) paraanálise.

Uma descrição ainda mais detalhada do conjunto de câmera 84e do conjunto de distribuição de luz 90 pode ser encontrada nas Figuras 6 e7, respectivamente. A Figura 7 mostra uma seção transversal do conjunto dedistribuição de luz 90. O conjunto de distribuição de luz 90 inclui uma extre-midade de cabeçote ótica 102, a qual dispersa lateralmente a luz branca. Aluz dispersa é então focalizada por uma lente de haste 104 sobre o papel17, para formar um facho iluminado estreito através do papel. A extremidadede cabeçote 102 e a lente de haste 104 são intercaladas entre duas placas144, as quais cobrem o comprimento do rolo. O conjunto de distribuição deluz 90 tem a luz alimentada via cabos de fibra ótica (um dos quais sendodenotado por 92) a partir de fontes de luz (uma das quais sendo denotadapor 78). A título de exemplo, um conjunto de lente de haste produzido pelaFostec pode ser usado para o conjunto de distribuição de luz 90.

Como mostrado na Figura 6, a câmera inclui um alojamentocontendo o arranjo de CCD linear. O alojamento é afixado ao mecanismo deajuste 86, o qual permite que o operador ajuste o azimute e a elevação dacâmera via elementos 130 e 132, respectivamente. O mecanismo de ajusteinclui uma placa 134, a qual permite que o conjunto de câmera 84 seja afi-xado a um elemento aéreo 82 do quadro 80 (como ilustrado nas Figuras 4 e5). A título de exemplo, uma câmera produzida pela EG&G Reticon pode serusada para a câmera 84.

Os sinais elétricos gerados pelos arranjos de CCD da câmera(tal como 84) são alimentados para o circuito de processamento envolvidopor uma das unidades 76 ou 72. Mais especificamente, como mostrado naFigura 8, a unidade 76 inclui dois módulos de computador 162 e 163, prefe-rencialmente incluindo processadores Pentium® (não mostrados). Cadamódulo de computador inclui várias placas de processador de varredura delinha conectadas a eles para processamento de dados recebidos das câme-ras de varredura de linha. Na realização mostrada na Figura 8, o módulo decomputador 162 tem duas placas de processador 164 conectadas a ele e omódulo de computador 163 inclui duas outras placas de processacor 166conectadas a ele. Cada placa de processador serve a duas câmeras. Comoserá discutido em maiores detalhes abaixo, as unidades 76 e 72 determinama presença de bandas e computam informação estatística referente às ban-das. Esta informação estatística é transmitida em intervalos periódicos viauma interface de Ethernet (não mostrada) pela linha 199 para uma caixa dejunção de sinal 200. A caixa de junção, por sua vez, canaliza os dados dasunidades 76 e 72 para uma estação de trabalho computacional 150 separa-da (não mostrada nas Figuras 3 e 4). A unidade 72 tem uma construçãoidêntica à da unidade 76. A unidade 72 inclui dois módulos de computador170 e 171. O módulo de computador 170 tem duas placas de processadorde varredura de linha 172 conectadas a ele, e o módulo de computador 171tem duas outras placas de processador conectadas a ele.

Como as lâmpadas (por exemplo, 78) e outros componentes daestação 70 podem gerar calor durante sua operação, as unidades eletrôni-cas 76 e 72 incluem unidades de condicionamento de ar 190 e 192, respec-tivamente. Alternativamente, as unidades eletrônicas 76 e 72 podem serresfriadas com ar condicionado a partir de um sistema de condicionamentode ar destacado separado (não mostrado). Uma rede interconectada decondutos (não mostrados) pode canalizar ar pressurizado para as câmeras(por exemplo, 84). O ar pressurizado resfria as câmeras e também ajuda amanter as câmeras sem resíduos que, de outra forma, se assentariam nascâmeras e degradariam sua performance. As fontes de potência 176 e 178provêm potência para os vários componentes do sistema 70. A conexão es-pecífica de componentes elétricos será prontamente aparente para aquelesversados na técnica e, assim, não precisa ser discutida em detalhes.

Além dos dados da câmera de varredura de linha, a caixa dejunção direciona os sinais de um sensor de ruptura de papel 202, de umaentrada de novo rolo 204, e um codificador 206 ou tacômetro (não mostradonas Figuras 3 ou 4). O sensor de ruptura de papel 202 inclui um detetor deinfravermelho localizado adjacente à tira móvel em algum ponto ao longo doarame 49 (com referência à Figura 3). Como o nome sugere, este sensorprovê um sinal ativo alto ou baixo quando a tira é descontinuscía por algumarazão, tal como uma ruptura. A entrada de novo rolo 204 é um botão o qualo usuário pressiona para sinalizar o começo de um novo ciclo de produção.

Esta entrada pode ser usada para informar à estação de trabalho 150 paracomeçar a acumular estatísticas para um novo ciclo de produção. O botãopode estar fisicamente localizado na estação de trabalho 150 ou próximo aela.

O codificador é um dispositivo o qual monitora a velocidade datira móvel, e, desse modo, provê um quadro de referência por meio do quala saída da câmera pode ser correlacionada à largura real de bandas e es-paçamentos de banda. De acordo com uma realização de exemplo, o codifi-cador inclui um colar, o qual é montado em um rolo na máquina de confec-ção de papel, em conjunto com um sensor magnético próximo. O colar incluiinserções magnéticas anexadas a ele. Quando o colar é girado, as inser-ções entram em grande proximidade com o sensor, mediante o que o sensorgera um pulso. A taxa de pulsos do sensor está relacionada à taxa de rota-ção do rolo e, por sua vez, à velocidade da tira móvel sobre o rolo.

A estação de trabalho 150 inclui uma CPU 156, um modem 154e uma interface com Ethernet 152. A saída da estação de trabalho pode sercanalizada para um farol 74 de 3 cores (a ser descrito mais tarde), para umcomputador remoto via uma linha telefônica 75, uma impressora 77 e/oupara um display 79. A transferência de informação via um modem 154 paraum computador remoto permite que um técnico remoto realize uma avalia-ção de diagnóstico a partir de um local remoto. Uma estação de trabalho in-dustrial InterColor® pode ser usada como a estação de trabalho 150.

O processamento dos dados das câmeras de varredura de linhapelas unidades de processamento 76 e 72 pode ser compreendido com re-ferência às Figuras 9 a 11. Como mostrado na Figura 9, cada câmera (porexemplo, 84) inclui um arranjo de CCD linear 210. Por exemplo, a câmerapode empregar um arranjo de CCD de 1024 χ 1, o qual varre uma porção de19,05 cm (7,5 polegadas) da tira. A resolução de exemplo do arranjo na di-reção lateral através do rolo 30 é de 0,2 mm. Mais ainda, um arranjo deCCD é exposto a uma taxa a qual permite que o computador amestra infor-mação a uma resolução de 0,2 mm na direção longitudinal. Assim, o arranjoefetivamente amostra elementos tendo uma dimensão espacial no papel de0,2 mm χ 0,2 mm. Assim sendo, cada elemento do arranjo de CCD inclui umvalor indicativo da magnitude da reflexão detectada em uma porção de 0,2mm χ 0,2 mm da tira móvel.

Os dados de cada arranjo linear, após isso, são convertidos deforma analógica para digital em um conversor A/D 212 e armazenados emuma memória 214 de uma das unidades de processamento 76 ou 72. A uni-dade de processamento então divide os dados de cada arranjo em uma sé-rie de pistas contíguas (por exemplo, um total de 32 pistas em uma realiza-ção). Para facilitar a discussão, cada pista mostrada na Figura 9 compreen-de 6 elementos de pixel contíguos, embora cada pista tipicamente incluamuito mais pixels. A magnitude de cada pixel é quantificada, por exemplo,em um de 255 níveis diferentes.

Durante cada exposição, um único pixel de cada pista é compa-rado com um limite dinâmico. Pixels acima de um dado limite são indicativosde regiões com banda da tira, enquanto pixels abaixo do dado limite sãomarcados como regiões de não-banda. Quando da próxima exposição, opróximo pixel contíguo na pista é exposto, e a comparação é repetida. Porexemplo, em um tempo arbitrário denotado t0, o quinto pixel em cada pista écomparado com o limite dinâmico (por exemplo, veja a linha mais inferior depistas denotada "linha t0"). Na próxima exposição, o sexto elemento é com-parado com o limite (por exemplo, vejas as linhas de pistas denotadas como"linha tr). Após isso, o sistema continuará de volta na direção oposta, es-colhendo o quinto pixel para comparação com o limite na linha t2. Assim, opixel escolhido para comparação com o limite varia em uma trajetória comode serpentina, como denotado genericamente na Figura 9.

De acordo com uma outra realização, o pixel inspecionado nãoé avançado em cada linha. Ao invés disso, nesta realização, a unidade deprocessamento pode permanecer em cada pixel por um número prescrito delinhas (por exemplo, correspondendo a 30 mm), após o que avançará paraum próximo pixel adjacente. A comparação de um único pixel de cari·? pistamelhora a velocidade de processamento sem diminuir significativamente aperformance.

Os elementos de pixel marcados com um "X" denotam um valorde pixel acima do limite. Assim, é visto que uma banda iniciou na linha t3.

De acordo com uma outra realização de exemplo, o limite usadopara detectar uma região de banda e uma região de não-banda varia paraacomodar mudanças no papel de base, no material de banda ou no ambi-ente de medição. Por exemplo, como mostrado na Figura 10, uma forma deonda de exemplo de nível de cinza de pixel como uma função da linha devarredura mostra perturbações locais, as quais representam transições deregiões de não-banda de fundo (por exemplo, como nas regiões NBi, NB2,NB3, NB4 e NB5) para regiões de banda (por exemplo como nas regiões B1,B2, B3, B4 e B5). A forma de onda também mostra uma mudança global naqual a linha de base geral dessas perturbações locais lentamente se ondu-la. Por exemplo, a ondulação global está em seu ponto mais baixo em tornoda linha de varredura 1000, e em seu ponto mais alto em torno da linha devarredura 2000. Esta ondulação global é primariamente devida a mudançasno peso de base do papel causadas por uma aplicação não-uniforme depolpa pela máquina de confecção de papel. A presente invenção leva estefenômeno em conta, ajustando o nível de limite (T) de modo que ele trilhegenericamente a mudança de linha de base da forma de onda.

Uma técnica para se variar dinamicamente o nível de limite édescrita como se segue. Genericamente, o limite em qualquer dado mo-mento é função dos níveis de cinza de uma região ou de regiões de bandaimediatamente precedentes e dos níveis de cinza de uma região ou de regi-ões de não-banda imediatamente precedentes. Em uma realização, o limiterepresenta uma média móvel de um fundo de não-banda anterior (porexemplo, uma média de NBi, NB2, etc.) mais o maior de (1) uma constanteestabelecido (tal como 10 níveis de cinza) ou (2) 50% da média móvel dealturas de pico das regiões de banda (por exemplo, uma média das alturasde B1, B2, etc.). Por exemplo, considere a região de banda B3. O limite usa-do para discriminar esta região de banda é determinado primeiro calculan-do-se o nível de fundo médio das regiões de não-banda NB2 e NB3. Apósisso, um valor de altura de pico média é determinado computando-se a mé-dia das alturas das regiões de banda Bi e B2. A "altura" de uma região debanda genericamente corresponde à diferença no nível de cinza de pixelentre a região de banda e uma região de não-banda subseqüente. Na reali-zação desta medição, um único nível de cinza pode ser usado para repre-sentar o nível de cinza da região de banda (tal como o nível máximo de cin-za), ou uma média de níveis de cinza na região de banda pode ser usada.

De modo similar, um único nível de cinza pode ser usado para representar onível de cinza de uma região de não-banda subseqüente. Após a computa-ção das alturas de pico desta maneira, a metade das alturas de pico médias(por exemplo, de B1 e B2) é comparada com o valor preestabelecido. O mai-or dos dois é adicionado ao nível de fundo médio (computado acima) paraderivar o valor de limite. Por exemplo, a média das alturas de B1 e B2 éaproximadamente 30 níveis de cinza, metade do que é 15 níveis de cinza.

Se o valor preestabelecido for regulado em 10 valores de nível de cinza,então o algoritmo selecionará 15 como o valor a ser adicionado ao fundomédio. Contudo, se uma série de picos mais curtos (tais como B5) for en-contrada, então o algoritmo basear-se-á no valor preestabelecido (porexemplo, de 10 níveis de cinza) para discriminar regiões de banda de regi-ões de não-banda. O valor preestabelecido é preferencialmente reguladopelo menos alto o bastante para que o ruído na região de não-banda nãoseja mal interpretado como o início de uma região de banda.

Será prontamente aparente para aqueles versados na técnicaque a janela selecionada para o cálculo da média móvel de alturas de pico ede níveis de região de não-banda não precisa estar restrita a duas regiõesde banda e duas regiões de não-banda, respectivamente. Um limite maissuave pode ser obtido alargando-se a janela. Mais ainda, os níveis de limitediscutidos acima dependem do tipo de papel e do material de banda usado,bem como do ambiente operacional; os valores específicos citados acimasão inteiramente a título de exemplo.A tarefa real de se determinar as características das bandaspode ser compreendida com referência ao fluxograma mostrado na Figura11. A análise começa na etapa S2, seguida por uma determinação de ser omomento de reportar dados das unidades de processamento 76 e 72 para aestação de trabalho 150 pela rede Ethernet 199 (etapa S4). Na realizaçãode exemplo, o processamento realizado pelas unidades 76 e 72 é reportadoa cada meio segundo. Contudo, tendo recém-começado a análise, o resul-tado dessa consulta será respondido na negativa, e o sistema avançarápara a etapa S6. Na etapa S6, é avaliado se o pixel em uma pista está aci-ma do limite dinâmico. Para facilitar a discussão, a etapa S6 é enquadradano contexto de uma única pista de um único arranjo linear de uma única câ-mera. Contudo, deve-se ter em mente que o sistema inclui uma pluralidade,por exemplo, 16, de câmeras constituídas de forma similar, cada uma tendoseus próprios arranjos lineares, e a saída de cada arranjo é dividida em umapluralidade de pistas. Assim, a comparação mostrada na etapa S6 é, na re-alidade, repetida muitas vezes para pistas diferentes e para câmeras dife-rentes. Preferencialmente, as unidades de processamento realizam as com-putações para câmeras diferentes em paralelo, para melhorar a velocidadede processamento.

Se for determinado na etapa S6 que a magnitude do pixel estáacima de um limite dinâmico, então o algoritmo avança para a etapa S8,onde a presença de um pixel de banda e seu contraste são registrados. Seo pixel anterior na linha anterior não for um pixel de banda (como determi-nado na etapa S10), então a linha atual representa um começo de umabanda. Isso corresponderia à linha t3 mostrada na Figura 9, uma vez que alinha anterior em t2 continha um pixel abaixo do limite dinâmico. Portanto, épossível, neste momento, determinar se o espaçamento entre a banda pre-sente e a última banda encontrada (se apropriado) está nas tolerânciasprescritas (etapas S12 e S14). Se o espaçamento de banda for muito longoou muito curto, este fato é registrado na etapa S16, mediante o que o algo-ritmo avança para a próxima linha na etapa S32.Se1 por outro lado, o pixel examinado na etapa S6 estiver abaixodo limite dinâmico, então, este fato é registrado na etapa S18. Então, é de-terminado se o pixel previamente examinado na linha anterior era um pixelde banda (etapa S20). Se assim o for, isso marca o fim de uma banda, e épossível determinar o contraste médio da banda e a largura da banda (etapaS22). É determinado se esses valores estão fora das tolerâncias prescritas(etapas S24 a S30). Se assim o for, essas anomalias são registradas, e oalgoritmo avança para a próxima linha na etapa S32.

Suponha, neste momento, que é determinado que uma metadede um segundo decorreu (na etapa S4). Isso faz com que as unidades deprocessamento 76 e 72 entrem no seu modo de relatório. Como mostradona Figura 11, as unidades computarão o número de bandas na pista pelaúltima metade de um segundo (etapa S34), a média e o desvio padrão paraa largura de banda, o espaçamento de banda e o contraste de banda (etapaS36), o fundo médio mínimo e máximo para a pista (etapa S40) e o númerototal de anomalias (por exemplo, fora de tolerância de largura de banda, deespaçamento e contraste) (etapa S40). Esta informação é montada em umpacote o qual é enviado para a estação de trabalho 150 (etapa S42), e, en-tão, os vários contadores são reiniciados (na etapa S44).

A estação de trabalho então agrega esta informação com a in-formação previamente transmitida, para prover um resumo estatístico daoperação do conjunto de aplicação de banda 99 (da Figura 3). Esta informa-ção é exibida no painel de display 300, como ilustrado na Figura 12. O pai-nel 300 inclui um primeiro subpainel 302 que lista a largura de banda comouma função do número de pista para o último intervalo de relatório. Um sub-painel 304 ilustra o espaçamento de banda como uma função do número depista para o último intervalo de relatório. Um subpainel 306 ilustra o con-traste de banda como uma função do número de pista para o último inter-valo de relatório. Finalmente, um subpainel 308 ilustra o número de anoma-lias de banda (agregado de anomalias de espaçamento de banda, largurade banda e contraste) como uma função do número de pista para o últimointervalo de relatório. Os subpainéis 302, 304 e 306 contêm uma linha mé-dia indicando os valores médios da largura de banda, do espaçamento debanda e do contraste de banda pelo intervalo de meio segundo de relatório.As duas outras curvas suportando o as curvas médias denotam as leiturasmais e menos 3σ. A curva média pode ser mostrada em verde, quanto ascurvas de 3σ são mostradas em vermelho, de modo que elas possam sermais prontamente distinguidas.

Além do resumo de pista atual, a estação de trabalho 150 provêestatísticas resumindo a performance do conjunto de aplicação de banda 99desde o começo da operação. Notadamente, o subpainel 310 ilustra a Iargu-ra de banda compósita (por exemplo, a largura de banda média) como umafunção do tempo. O subpainel 312 ilustra o espaçamento de banda compó-sita 312 como uma função do tempo. O subpainel 314 mostra o contraste debanda compósita como uma função do tempo. E, finalmente, o subpainel320 mostra o número de anomalias de banda como uma função do tempo.

Assim, com os subpainéis do lado direito, é possível observar quaisquertendências a degradação. Com os subpainéis do lado esquerdo, é possívelobservar pontos específicos no vão lateral da tira os quais estejam produ-zindo bandas, espaçamento de banda ou contrastes de banda fora de tole-rância, o que pode ser causado por aplicadores de polpa entupidos.

Além desses gráficos, a estação de trabalho 150 apresenta in-formação de status 316 referente ao comprimento do rolo, à velocidade datira (a partir de um codificador ou de um tacômetro) e uma identificação deamostra (a qual o usuário introduz antes de rotular o ciclo). Todos os dadosacima podem ser armazenados para uma análise posterior não em temporeal. O ciclo é indexado pelo número de ID.

O software de interface da estação de trabalho 150 adicional-mente inclui rotinas para monitorar parâmetros de sistema para se determi-nar o status do sistema. Quando uma anomalia é detectada, a interface deoperador exibirá uma mensagem identificando a causa mais provável daanomalia. No painel 317 mostrado na Figura 12, a mensagem indica que aslâmpadas são atualmente funcionais. O software também controla um farolde 3 cores que pode ser montado em qualquer um de vários locais, tal comona estação de trabalho 150. O farol pisca vermelho para denotar uma falhade sistema, amarelo para denotar um modo impedido de inspeção, e verdepara denotar um modo ativo de inspeção.

As medições de dimensão de banda também podem ser usadaspara controlar a aplicação das bandas, como será descrito aqui em seguida.Mais especificamente, com referência à Figura 13, como descrito previa-mente, a lama do tanque diário 14 é enviada para o sistema de distribuiçãoe de controle de fluxo 17 por uma bomba de circulação principal 715. Prefe-rencialmente, a pressão de saída da bomba de circulação principal 715 écontrolada por meio de um arranjo apropriado 740, tal como uma válvula decontrole de pressão 742 e um medidor de vazão 744, de modo que a lamaseja enviada para o laço de fluxo (circuito de alimentação) 754 do sistemade distribuição 17 a uma pressão e uma vazão desejadas, preferencial-mente na faixa de aproximadamente 344700 Pa a 482580 Pa (50 a 70 psig)(mais preferencialmente a 482580 Pa (60 psig aproximadamente) e, na rea-lização preferida, preferencialmente na faixa de 4 a 10 galões por minuto,mais preferencialmente 5 galões por minuto aproximadamente.

O sistema de distribuição de fluxo 17 será agora melhor descritocom referência às duas primeiras de uma pluralidade maior de bombas demedição 750, de modo que uma duplicação desnecessária de descrição edesignações seja evitada.

O sistema de distribuição de fluxo 17 preferencialmente com-preende uma pluralidade de bombas de medição 750 (por exemplo, 750a e750b), as quais são, cada uma, operacionalmente controladas por suas co-nexões 752 (por exemplo, 752a e 752b) com o controlador 765, de modoque sinais do controlador 765 possam controlar cada velocidade de bomba(e, portanto, a vazão) individual e seletivamente. Cada uma das bombas demedição 750a e 750b são individualmente comunicadas com a bomba decirculação principal 715 via um circuito de fluxo 754. A extremidade de des-carga de cada uma das bombas 750a e 750b é conectada (comunicada)com uma das portas de alimentação 796 (por exemplo, 796a e 796b) atra-vés de um da pluralidade de condutos 15, respectivamente, de modo quepreferencialmente cada bomba de medição 750 singularmente envie lamapara uma das portas de alimentação associadas 796. Este arranjo é dupli-cado através da pluralidade de bombas de medição 750, de modo que cadauma das portas de alimentação individuais 796 ao longo do comprimento dacaixa de câmara 103 seja conectada a uma das bombas de medição 750.Assim sendo, as bombas 750a e 750b são comunicadas com as portas dealimentação 796a e 796b através das linhas 15a e 15b, respectivamente.

Por meio de um arranjo como esse, um sinal do controlador 765para a primeira bomba de medição 750a poderia estabelecer uma velocida-de de bomba na bomba de medição 750a, a qual envia uma vazão controla-da da bomba de medição 750a para a primeira porta de alimentação 796asegundo uma taxa individual possivelmente diferenciada das vazões envia-das pelas outras bombas de medição 750b a ζ para as outras portas de ali-mentação 796b a z.

Os sinais de controle do controlador 765 são baseados no pro-cessamento de sinais recebidos de cada um dos sensores de pressão 760do sistema de monitoração de fluxo 762. Em nome da clareza e para evitar aduplicação desnecessária de descrição e designações, o sistema de monito-ração de fluxo 762 será descrito com referência ao primeiro e ao segundosensores de pressão 760a e 760b.

Cada sensor de pressão 760 (por exemplo, 760a e 760b) é co-municado com uma das portas de pressão 794 através de um conduto 762(por exemplo, 762a e 762b, respectivamente). Cada um dos sensores depressão 760 (por exemplo, 760a e 760b) é comunicado com o controlador765 através de conexões elétricas 764 (por exemplo, 764a e 764b, respectivamente).

Um arranjo como esse é repetido para cada um dos sensores depressão 760, de modo que cada uma das portas de pressão 794a a 794zseja comunicada com um sensor de pressão 760, o qual envia um sinal indi-cativo de uma pressão estática local na caixa de câmara 103 para o contro-lador 765.Na realização preferida, as portas de alimentação 796 são nu-meradas doze (12) e as portas de pressão 794 são numeradas vinte e qua-tro (24). Assim sendo, pares de portas de pressão 794 foram dispostos ad-jacentes a cada porta de alimentação 796 (obviamente, sujeitas ao espaça-mento vertical entre as portas de alimentação 796 e as portas de pressão794). É contemplado que a invenção é prontamente praticada com númerosmesmo maiores de portas de pressão 794 e portas de alimentação 796 ouaté mesmo menos das mesmas. Em uma realização alternativa, as portas dealimentação 796 são numeradas seis (6) e as portas de pressão 794 sãonumeradas doze (12). A invenção é operável com menos. O número total deportas de alimentação 796 dependerá do comprimento da caixa de câmara103, com o espaçamento entre portas de alimentação adjacentes 796 sendoestabelecido a menos do que aproximadamente 60,96 cm (24 polegadas), epreferencialmente a cerca de 30,48 cm (12 polegadas).

Preferencialmente, a caixa de câmara 103 é operada em umacondição completamente cheia e inclui uma válvula de alívio de pressão 766na porção de extremidade da caixa de câmara 103. Uma caixa de limpeza742 varre lama extra da cinta perfurada 101 em um local logo a jusante dacaixa de lama 103. A válvula de alívio de pressão 766 é provida como umaprecaução contra um crescimento indesejável de pressão de fluido na caixade câmara 103.

As bombas de medição 750 são preferencialmente de um tipode bomba de cavidade progressiva, tal como o Modelo NEMO/Série NE daNezsch Incorporated de Exton, Pennsylvania. Várias outras bombas igual-mente adequadas poderiam ser usadas ao invés desta.

Devido ao fato do fluxo de fluido emanando de cada orifício decinta 105 conforme o orifício 105 passa ao longo da porção de fundo da cai-xa de câmara 103 ser proporcional ao diferencial de pressão através do ori-fício 105, é imperativo que a pressão de fluido seja estabelecida e entãomantida tão uniformemente quanto possível ao longo de toda a jornada decada orifício 105 ao longo da porção de fundo da caixa de câmara 103. Aoperação de lógica de controle preferida para execução pelo controlador765 na operação do sistema de distribuição de fluxo 17 em resposta ao sis-tema de monitoração de fluxo 762 é tal que uma uniformidade seja obtidanos fluxos de descarga de cada orifício 103 conforme eles passam ao longoda porção de fundo da caixa de câmara 103.

Para manutenção de uma pressão uniforme, o controlador 765 épreferencialmente configurado para executar um controle de lógica poliva-lente operativo, o qual é baseado nas regras a seguir:

1. o fluxo total de lama para a caixa de câmara 103 será mantidoem uma vazão total grande alvo;

2. todas as bombas de medição 750 serão operadas inicial-mente à mesma velocidade/vazão para enviar a vazão total desejada;

3. devido ao fato de as bombas de medição 750 se confundiremumas com as outras, os ajustes de pressão serão realizados localmentecom apenas um pequeno subconjunto do número total de bombas, tal comouma ou duas bombas de medição 750 de uma vez (ou opcionalmente deuma a cinco ou mais, dependendo do tamanho da câmera e/ou do númerode bombas de medição);

4. nenhum ajuste será realizado se a variância nas leituras depressão ao longo da caixa de câmara 103 cair em um nível (ou limite) pre-determinado aceitável;

5. um ajuste local na pressão (pelo ajuste da velocidade dabomba de uma bomba de medição selecionada 750) será realizado apenasmediante uma demonstração de que a condição local causai (uma perturba-ção de pressão baixa ou alta além do limite predeterminado) persistiu poruma quantidade de tempo predeterminada;

6. que o grau de ajuste será escalonado em relação à magnitu-de da perturbação, de modo que a detecção de uma perturbação persisten-te, pequena e escalonada necessite de um pequeno ajuste, e a detecção deuma perturbação persistente, grande e escalonada necessite de um ajustegrande; e7. mesmo após um ajuste, outros ajustes não ocorrerão até apósa condição persistir por uma quantidade de tempo predeterminada, comoestabelecido na etapa 5.

O controlador 765 preferencialmente executa as etapas as quaisse iniciam com a regulagem da vazão total, a qual, na realização preferida,pode estar na faixa de 5 a 6 galões de lama por minuto para uma máquinade confecção de papel tipicamente dimensionada e uma dada consistênciade material bruto. Máquinas maiores podem requerer vazões maiores.

Com referência também à Figura 14, descobriu-se que com má-quinas de confecção de papel para cigarro como essas, a largura de banda(isto é, a dimensão de material adicionado como medido no sentido da dire-ção ao longo da trajetória de alimentação da tira de papel) é diretamenteproporcional à vazão total grande de material adicionado de lama sendo en-viado para a caixa de lama 103 para uma dada consistência de lama. Essarelação é exemplificada pela representação gráfica na Figura 14 de largurade banda versus vazão, como estabelecido a partir dos dados adquiridosdurante uma operação de uma máquina de confecção de papel de escalaplena.

Assim sendo, descobriu-se que a largura de banda indicativa dasaída do sistema de inspeção ótica 70 pode ser utilizada para se controlar alargura de banda no produto de papel final, comunicando-se a mesma como controlador 765 da bomba e com o sistema de controle 17, e configurandoo controlador 765 para ajustar as velocidades de bomba das bombas demedição 750 em resposta às variações detectadas de largura de banda,como detectadas pela estação de inspeção 70.

Preferencialmente, medições individuais de pixels de largura debanda de cada pista de inspeção são somadas através de toda a tira de pa-pel (ou, opcionalmente, uma porção predeterminada através da tira de pa-pel) e integradas para preferencialmente um período de tempo de um mi-nuto, de modo a estabelecer uma leitura de largura média "R". Outros perí-odos de tempo poderiam ser selecionados, ao invés disso. Contudo, o mé-todo preferido de estabelecimento de uma leitura R utiliza aproximadamente700.000 determinações em tempo real imediatas de largura de banda, demodo a minimizar efeitos de perturbações menores nas determinações delargura de banda e a dar peso a mudanças persistentes.

As leituras de minuto a minuto Ri mencionadas acima são prefe-rencialmente então comunicadas para o controlador 765 da bomba e o sis-tema de controle 17 (ou outro dispositivo eletrônico programado adequada-mente) para controle de análises e execuções, preferencialmente utilizandoFaixas de Controle de Controle de Processo Estatístico ("SPC") conhecidas.Preferencialmente, o controlador 765 é configurado para capturar e compa-rar leituras recentes de Ri que ele recebe da estação de inspeção 70 parafronteiras analíticas, as quais são baseadas em desvios padrão de processo("sigma"), como estabelecido a partir da distribuição experimentada histori-camente das leituras R.

A comparação e a necessidade de um ajuste de controle sãopreferencialmente determinadas como se segue:

(a) se uma única leitura imediata Ri for maior do que +3 sigmaou -3 sigma a partir do valor alvo, será realizada uma correção da vazãopara o aplicador de lama;

(b) se uma série de leituras imediatas Ri cair na faixa de +2 a +3sigma ou, alternativamente, cair na faixa de -2 a -3 sigma, a correção davazão para o aplicador de lama será realizada se apenas 2 de 3 leiturasimediatas consecutivas em andamento Ri permanecerem na faixa mencio-nada acima;

(c) se uma série de leituras imediatas Ri cair na faixa de +1 a +2sigma ou, alternativamente, na faixa de -1 a -2 sigma, a correção da vazãopara o aplicador de lama será realizada apenas se 4 de 5 leituras imediatasconsecutivas em andamento Ri permanecerem na faixa mencionada acima;e

(d) se uma série de leituras imediatas Ri cair na faixa de +1 a -1sigma, nenhuma correção da vazão para o aplicador de lama será realizada.

Uma vez que o controlador determine que uma correção deveser realizada, ele o faz pelo ajuste das velocidades de bomba (e, portanto,das vazões) de todas as bombas de medição 750 igualmente, de modo quea mudança de vazão total desejada seja obtida. Foi verificado que com otamanho de máquina, as especificações de processo, as condições de ope-ração e o equipamento da realização preferida, cada ajuste para cima oupara baixo de 0,1 galões de lama adicionada compensará um movimento de0,1 mm fora do alvo ém leituras de largura de banda (baseado na leituraúnica na situação (a) acima (a leitura estando além de 3 sigma), ou a médiadas três leituras na situação (b) acima, ou a média das 5 leituras na situa-ção (c) acima).

Para acomodar mudanças nas velocidades de bomba das bom-bas de medição 750, uma porção montada do circuito de alimentação 754para as bombas 750 é provida com um sensor de pressão 797 ou similar,cujas leituras são usadas pelo controlador 765 para ajustar a válvula decontrole 742 em resposta a mudanças nas demandas de fluxo das bombasde medição 750. Por exemplo, se uma única leitura Ri da estação de inspe-ção 70 estiver além de +3 sigma da média e seu valor indicar que um ajustede -0,2 galões por minuto for necessário, então, todas as bombas de medi-ção serão diminuídas de uma quantidade igual, de modo que a soma de va-zões reduzidas eqüivalha ao alvo de -0,2 galões por minuto. Isso, por suavez, significa que o circuito de fluxo 754 levando às bombas de medição 750precisa de uma vazão menor enviada para ele da mesma quantidade, demodo que a válvula de controle 742 seja aberta para divergir uma porçãomaior da saída da bomba de suprimento principal de volta para o tanque di-ário 14. Se, ao invés disso, as bombas de medição fossem aceleradas, ocontrolador 765 fecharia a válvula de controle 742 em resposta às leiturasde pressão no sensor de pressão 797.

A título de exemplo não limitativo, verifica-se que o esquemaestatístico acima, quando operando a realização preferida para produziruma largura de banda de 5,7 mm e em um estado de "controle estatístico", odesvio padrão na média de largura eqüivalia a 0,03 mm e que a largura debanda poderia ser monitorada e controlada efetivamente, sem a produçãode instabilidades na caixa de lama 103 e sem a interrupção das operaçõesdo controlador 765 na manutenção da pressão uniforme ' C-dong" a caixa delama 103, como descrito previamente.

As realizações de exemplo descritas acima são pretendidaspara serem ilustrativas em todos os aspectos, ao invés de restritivas à pre-sente invenção. Assim, a presente invenção é capaz de muitas variações naimplementação detalhada, que podem ser derivadas a partir da descriçãocontida aqui por uma pessoa versada na técnica. Todas essas variações emodificações são consideradas como estando no escopo e no espírito dapresente invenção, como definido pelas reivindicações a seguir.

A título de exemplo, a presente invenção foi descrita no contextoda detecção de bandas localizadas em um papel para cigarro. Mas a pre-sente invenção se estende à detecção de qualquer informação formada emum material como folha. Por exemplo, a presente invenção pode ser usadapara detectar bandas em outros papéis, incluindo papéis preparados parafins de segurança, tais como papel moda, certificados de ações, obrigaçõesnegociáveis ao portador, etc.

Claims (22)

1. Estação de inspeção para inspeção de uma tira contendobandas, que compreende:uma fonte para geração de radiação eletromagnética;um conduto para direcionamento da radiação eletromagnética apartir da fonte;um conjunto de distribuição para recebimento da radiação ele-tromagnética dirigida a partir da fonte pelo conduto, e para direcionamentoda radiação eletromagnética para uma tira de material, para induzir refle-xões a partir de uma superfície da tira;uma câmera de varredura de linha para recebimento das refle-xões, e geração de sinais de saída; euma unidade de processamento para processamento dos sinaisde saída, em que a unidade de processamento avalia as características dasbandas a partir dos sinais de saída,caracterizada pelo fato de quea unidade de processamento avalia as uma ou mais proprieda-des da tira pela divisão dos sinais de saída da câmera de varredura de linhaem uma pluralidade de pistas, e examina os sinais de saída em cada pistade saída, para determinar se os sinais de saída estão acima ou abaixo deum limite dinâmico, em que os sinais de saída acima do limite dinâmico sãoindicativos das regiões de banda da tira, e os sinais de acima abaixo do limi-te dinâmico são indicativos das regiões de não-banda.

2. Estação de inspeção, de acordo com a reivindicação 1, carac-terizada pelo fato de que o limite dinâmico é computado como uma funçãode uma média móvel de valores de nível de cinza em uma ou mais regiõesde não-banda e uma média móvel de valores de nível de cinza relativos emuma ou mais regiões de banda.

3. Estação de inspeção, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizada pelo fato de que o conjunto de distribuição inclui uma lente dehaste alongada para direcionamento da luz sobre a tira.

4. Estação de inspeção, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a câmera de varredura delinha inclui um arranjo de CCD linear.

5. Estação de inspeção, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a estação inclui pelo me-nos uma outra fonte conectada ao conjunto de distribuição por um outroconduto, e inclui pelo menos uma outra câmera para o recebimento das re-flexões.

6. Estação de inspeção, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as bandas compreendemdiversas regiões de banda dentre diversas regiões de não-banda.

7. Estação de inspeção, de acordo com a reivindicação 6, carac-terizada pelo fato de que a unidade de processamento avalia uma ou maisdas seguintes propriedades de tira:o espaçamento entre regiões de banda adjacentes na tira;a largura de regiões de banda; eo contraste de regiões de banda.

8. Estação de inspeção, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que unidade de processamentoexamina apenas um sinal de saída em cada pista.

9. Estação de inspeção, de acordo com a qualquer uma das rei-vindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a unidade de processa-mento periodicamente transfere as uma ou mais propriedades para uma es-tação de trabalho, a qual acumula as uma ou mais propriedades com aspropriedades previamente transferidas para gerar exibições estatísticas.

10. Sistema para a fabricação de papel para cigarro incluindoregiões de banda e regiões de não-banda, caracterizado por incluir:um suprimento de lama para o envio de lama para uma extremi-dade de cabeçote, a qual forma uma tira do material de lama;um aplicador de banda localizado a jusante da extremidade decabeçote para formação de uma ou mais regiões de banda na tira; euma estação de inspeção, conforme definida em qualquer umadas reivindicações 1 a 9, localizada a jusante do aplicador de banda paradeterminação das características das regiões de banda e das regiões denão-banda, e da relação espacial entre as regiões de banda e as regiões denão-banda.

11. Método para inspeção de papel contendo regiões de bandae regiões de não-banda, incluindo as etapas de:direcionamento de luz a partir de uma fonte de luz lateralmenteatravés de uma tira do papel, a luz formando reflexões quando da incidênciasobre uma superfície da tira;recebimento das reflexões por uma câmera para gerar sinais desaída;processamento dos sinais de saída em uma unidade de proces-samento, para gerar uma ou mais das propriedades a seguir:largura de uma ou mais regiões de banda;espaçamento entre um ou mais conjuntos adjacentes de regiõesde banda;contraste de uma ou mais regiões de banda;comunicação periódica das uma ou mais propriedades para umaestação de trabalho computacional; egeração, na estação de trabalho computacional, de relatóriosestatísticos, com base nas uma ou mais propriedades comunicadas na eta-pa de comunicaçãocaracterizado pelo fato de quea etapa de processamento realiza uma etapa preliminar de dis-criminação das regiões de não-banda a partir das regiões de banda usandoum limite dinâmico.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que o limite dinâmico é computado como uma função de umamédia móvel de valores de nível de cinza em uma ou mais regiões de não-banda, e uma média móvel de valores de nível de cinza relativos em uma oumais regiões de banda.

13. Método de fabricação de uma tira tendo um padrão aplicadode material adicionado, o método compreendendo as etapas de:movimentação de uma tira de base ao longo de uma primeiratrajetória;descarga repetida de uma lama de adição sobre a folha móvelde tira de base através de uma cinta móvel e perfurada de um aplicador delama, a etapa de descarga repetida incluindo a etapa de suprimento da lamade adição para o aplicador;medição repetida de uma largura do material de adição sobre atira de base após a etapa de descarga repetida; eajuste da etapa de suprimento em resposta à etapa de fabrica-ção, de modo a manter a largura em um valor desejado, caracterizado pelo fato de quea etapa de ajuste da etapa de suprimento em resposta à etapa de mediçãocompreende as etapas de:formação de uma leitura de largura de banda referente à larguramedida de material de adição; comparação da leitura com fronteiras analíticas as quais são ba-seadas em desvios padrão de processo, como estabelecido a partir de umadistribuição historicamente experimentada de leituras de largura de banda; eajuste da etapa de suprimento dependendo de onde a leiturafica em relação às fronteiras analíticas.

14. Método para fabricação de uma tira, de acordo com a reivin-dicação 13, caracterizado pelo fato de que a leitura de largura de bandacompreende uma leitura de largura de banda média baseada em várias lar-guras de banda medidas.

15. Método para fabricação de uma tira, de acordo com a reivin-dicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a distribuição histórica in-clui pelo menos uma primeira e uma segunda faixas de fronteira, em que:a etapa de ajuste faz um ajuste quando uma única leitura estiverfora de ambas as primeira e segunda faixas de fronteira;a etapa de ajuste também faz um ajuste quando um númeroprescrito de leituras consecutivas estiver na segunda faixa de fronteira; ea etapa de ajuste não faz um ajuste quando um número prescri-to de leituras consecutivas estiver na primeira faixa de fronteira.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13a 15, caracterizado pelo fato de que a etapa de medição é conduzida poruma estação de inspeção conforme definida em qualquer uma das reivindi-cações 1 a 9.

17. Método de fabricação de uma tira que tem um padrão apli-cado de material adicionado, em que o método compreende as etapas de:movimentação de uma tira de base ao longo de uma primeiratrajetória;preparação de uma lama de material de adição;descarga repetida da lama de adição sobre a folha móvel de tirade base por meio de:estabelecimento de um reservatório da lama de adição atravésda primeira trajetória pelo bombeamento da lama de adição a uma vazãototal selecionada para o reservatório; emovimentação de uma cinta que tem um orifício ao longo deuma trajetória sem-fim, a etapa de movimentação de cinta incluindo a etapade movimentação da cinta ao longo de uma primeira porção da trajetóriasem-fim, onde o orifício é comunicado com o reservatório, de modo a des-carregar a lama de adição a partir do reservatório através do orifício para atira de base conforme o orifício atravessa a primeira porção de trajetória, aetapa de descarga da lama de adição estabelecendo uma região de bandado material de adição sobre a tira de base;controle da etapa de descarga repetida por meio de:medição de uma dimensão das regiões de banda estabelecidas;eajuste da vazão total no reservatório em resposta à etapa demedição;por meio do que a dimensão é controlada,caracterizado pelo fato de quea etapa de medição é conduzida por uma estação de inspeçãocomo definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

18. Método de fabricação de uma tira, de acordo com a reivindi-cação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa de estabelecimento aindacompreende a etapa de:bombeamento da lama de adição com uma pluralidade de bom-bas de medição se comunicando com o reservatório em uma pluralidade delocais espaçados ao longo do reservatório;e onde a etapa de ajuste da vazão total ainda compreende a e-tapa de:ajuste de uma taxa de saída da pluralidade de bombas de medi-ção igualmente em resposta ao sinal de medição.

19. Aparelho disposto para fabricar uma tira que tem um padrãoaplicado de material de adição, o aparelho compreendendo:um aplicador em um local adjacente a uma trajetória ao longo doqual uma tira de base é movida para aplicação de lama de adição em ban-das sobre a tira de base móvel; eum controlador para controlar a quantidade de lama de adiçãoaplicada pelo aplicador, para, desse modo, controlar a largura das bandasde lama de adição, o controlador ajustando a quantidade de lama de adiçãoaplicada em resposta a um sinal indicativo da largura de pelo menos umabanda já aplicada, caracterizado pelo fato de que o sinal é gerado poruma estação de inspeção como definida em qualquer uma das reivindica-ções 1 a 9.

20. Aparelho disposto para fabricação de uma tira tendo um pa-drão aplicado de material adicionado, o aparelho compreendendo:um aplicador de orifício móvel em um local adjacente a uma tra-jetória ao longo da qual uma tira de base é movida, o aplicador de orifíciomóvel em comunicação com uma fonte de lama de adição, o orifício móveloperativo de modo a descarregar repetidamente a lama de adição sobre atira de base móvel, o aplicador de orifício móvel compreendendo:uma caixa de câmara disposta para estabelecer um reservatórioda lama de adição através da trajetória;uma cinta sem-fim que tem um orifício, a cinta sem-fim recebidaatravés da caixa de câmara de modo que o orifício seja comunicado com oreservatório;um arranjo de acionamento operativo sobre a cinta sem-fim paramover continuamente o orifício ao longo de uma trajetória sem-fim e repeti-damente através da caixa de câmara, o orifício quando comunicado com oreservatório sendo operativo para descarregar a lama de adição do reserva-tório através do orifício; eum controlador configurado para ajustar a quantidade de lamade adição aplicada à tira de base em resposta a um sinal indicativo da largu-ra de pelo menos uma banda já aplicada, caracterizado pelo fato de queo sinal é gerado por um sistema de inspeção conforme definidaem qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que ainda compreende: um sistema de distribuição de fluxo para introdução da segundalama na caixa de câmara em locais de alimentação espaçados ao longo dacaixa de câmara;um sistema de monitoração de fluxo para leitura da pressão defluido em locais espaçados ao longo da caixa de câmara; e um controlador em comunicação com a saída do sistema demonitoração de fluxo, o controlador configurado para identificar quais doslocais de alimentação está operacionalmente adjacente a um local monito-rado de variação de pressão mais alta, o controlador seletivamente ajustan-do o sistema de dispositivo de desativação e fluxo no local de alimentaçãoidentificado de modo contrário à variação de pressão mais alta, o controla-dor ajustando a saída do restante dos locais de alimentação de modo con-trário ao ajuste de saída no local de identificação identificado;por meio do que a pressão de fluido ao longo do reservatório écontrolada de modo a obter uma descarga consistente da segunda lama doorifício conforme o orifício atravessa a caixa de câmara;o controlador ainda configurado para ajustar a quantidade delama adicionada aplicada à tira de base em resposta a um sinal indicativo dalargura de pelo menos uma banda já aplicada.

22. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:uma pluralidade de bombas de medição para comunicação comum reservatório da lama de adição em uma pluralidade de locais espaçadosao longo do reservatório, onde o controlador é configurado para ajustar umavazão total da lama de adição para o reservatório pelo ajuste de uma taxade saída da pluralidade de bombas de medição igualmente em resposta aosinal.