DE102009027425A1

DE102009027425A1 - Verfahren zur Standardisierung eines optischen Dickensensors

Info

Publication number: DE102009027425A1
Application number: DE200910027425
Authority: DE
Inventors: Willy Dr. Knabe; Jörg Bröckel; Swen Kälble; Pekka Typpo
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-01-05

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Standardisierung eines optischen Dickensensors zur berührungslosen Bestimmung der Dicke einer Materialbahn, insbesondere Fasormal ein eine bestimmte Rauigkeit aufweisendes Standardisierelement verwendet wird, dessen Dicke mittels des optischen Dickensensors bestimmt und das während der Aufnahme der für die Standardisierung verwendeten Daten in definierter Weise so bewegt wird, dass automatisch eine Mittelung der optischelements erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Standardisierung eines optischen Dickensensors zur berührungslosen Bestimmung der Dicke einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, bei der es sich beispielsweise um eine Papier- oder Kartonbahn handelt kann.
Optische Dickensensoren zur berührungslosen Bestimmung der Dicke einer Materialbahn sind beispielsweise aus der EP 1 855 082 A1 und EP 1 855 083 A1 bekannt.
Zur Korrektur von Umwelteinflüssen wie z. B. der Temperatur müssen die optischen Dickensensoren in zeitlichen Abständen von beispielsweise Stunden einer Standardisierung unterzogen werden. Im Fall eines berührungslosen Dickensensors erfolgt dies durch Einführen insbesondere einer Keramikplatte als Standardisiernormal, deren Oberfläche eine bestimmte Rauhigkeit aufweist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei jeder Standardisierung die Dicke von den optischen Kanälen an einer anderen Position gemessen wird, was zu unterschiedlichen Korrekturwerten führt.
Dies ist beispielsweise anhand der 1 zu erkennen, die einen Abschnitt eines Standardisiernormals 10 zeigt, bei dem sich an zwei unterschiedlichen Positionen unterschiedliche Dicken d₁ und d₂ ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem dieser Effekt kompensiert wird.
Erfindungsgemäße wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Standardisierung eines optischen Dickensensors zur berührungslosen Bestimmung der Dicke einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, bei dem als Standardisiernormal ein eine bestimmte Rauigkeit aufweisendes Standardisierelement verwendet wird, dessen Dicke mittels des optischen Dickensensors bestimmt und das während der Aufnahme der für die Standardisierung verwendeten Daten in definierter Weise so bewegt wird, dass automatisch eine Mittelung der optischen Werte über mehrere Positionen des Standardisierelements erfolgt.
Das Standardisiernormal wird also während der Datenaufnahme vorzugsweise langsam bewegt, so dass automatisch eine Mittelung der optischen Werte über verschiedene Positionen erfolgt, wodurch der zuvor beschriebene Effekt kompensiert wird, bei dem sich an unterschiedlichen Positionen des Standardisiernormals insbesondere aufgrund der Rauhigkeit unterschiedliche Dicken ergeben.
Vorteilhafterweise wird das Standardisierelement langsam und insbesondere mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 1 mm/s bewegt.
Das Standardisierelement kann beispielsweise über einen elektrischen Antrieb bewegt werden, wobei in diesem Fall bevorzugt ein elektrischer Antrieb mit einem Elektromotor und einem diesem zugeordneten Exzenter verwendet wird, über den die Drehbewegung des Elektromotors in eine zumindest im wesentlichen lineare Bewegung überführt wird.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Standardisierelement auch über einen pneumatischen Antrieb bewegt werden. In diesem Fall kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Standardisierelements zweckmäßigerweise über wenigstens eine hydraulische Bremse vorgegeben werden.
Als Standardisiernormal kann insbesondere ein plattenartiges Standardisierelement verwendet werden.
Bevorzugt wird als Standardisiernormal ein teilweise oder ganz aus Keramik bestehendes Standardisierelement eingesetzt.
Der optische Sensor zur berührungslosen Bestimmung der Dicke der Materialbahn kann insbesondere so ausgeführt sein, wie dies in der EP 1 855 082 A1 oder EP 1 855 083 A1 beschrieben ist.
So ist aus der EP 1 855 082 A1 beispielsweise ein optischer Sensor mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Entfernung zu einem Objekt bekannt, bei der zumindest eine Linsenanordnung vorgesehen ist, um Licht von einer Lichtquelle, insbesondere Laserlichtquelle, auf das Objekt zu fokussieren und vom Objekt reflektiertes und zurück gestreutes Licht zu sammeln, eine Lochblende mit einer kreisförmigen Öffnung vorgesehen ist, um aus dem reflektierten und zurück gestreuten Licht einen kreisförmigen Lichtstrahl zu bilden, und ein den kreisförmigen Lichtstrahl empfangendes Detektorsystem vorgesehen ist, das auf den Lichtstrahldurchmesser anspricht, wobei die Bestimmung des Abstandes zu dem Objekt auf der Basis von Signalen vom Detektorsystem erfolgt. Ein insbesondere dem Detektorsystem zugeordneter Analysator kann zur Bestimmung der Dicke des Objekts ausgeführt sein. Dabei können auf beiden Seiten des Objekts jeweils wenigstens eine Linsenanordnung vorgesehen sein und die auf unterschiedlichen Seiten angeordneten Linsenanordnungen einen definierten Abstand voneinander aufweisen. Die Dicke des Objekts kann in diesem Fall insbesondere dadurch bestimmt werden, dass die jeweils ermittelten Abstände zwischen den auf den beiden Seiten des Objekts vorgesehenen Linsenanordnungen zum Objekt aufsummiert werden und die erhaltene Summe vom definierten Abstand zwischen den Linsenanordnungen subtrahiert wird.
In der EP 1 855 083 A1 ist ein vergleichbarer optischer Sensor beschrieben, bei dem eine Lichtquelle geringer Kohärenz verwendet wird, die insbesondere eine Superlumineszenzdiode umfassen kann. Zwischen einer jeweiligen Linsenanordnung und dem Objekt kann ein optisches Fenster vorgesehen sein. Sind die auf verschiedenen Seiten des Objekts angeordneten Linsenanordnungen nicht in einem definierten Abstand zueinander angeordnet, kann dieser Abstand beispielsweise auch magnetisch oder induktiv gemessen werden.
Bezugszeichenliste

10: Standardisiernormal
d1: Dicke
d2: Dicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1855082 A1 [0002, 0013, 0014]
- EP 1855083 A1 [0002, 0013, 0015]

Claims

Verfahren zur Standardisierung eines optischen Dickensensors zur berührungslosen Bestimmung der Dicke einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, bei dem als Standardisiernormal (10) ein eine bestimmte Rauigkeit aufweisendes Standardisierelement verwendet wird, dessen Dicke mittels des optischen Dickensensors bestimmt und das während der Aufnahme der für die Standardisierung verwendeten Daten in definierter Weise so bewegt wird, dass automatisch eine Mittelung der optischen Werte über mehrere Positionen des Standardisierelements erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Standardisierelement langsam und insbesondere mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 1 mm/s bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Standardisierelement über einen elektrischen Antrieb bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Antrieb mit einem Elektromotor und einem diesem zugeordneten Exzenter verwendet wird, über den die Drehbewegung des Elektromotors in eine lineare Bewegung überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Standardisierelement über einen pneumatischen Antrieb bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des über den pneumatischen Antrieb bewegten Standardisierelements über wenigstens eine hydraulische Bremse vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Standardisiernormal (10) ein plattenartiges Standardisierelement verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Standardisiernormal (10) ein zumindest teilweise aus Keramik bestehendes Standardisierelement verwendet wird.