DE19853120C1

DE19853120C1 - Transparency, opacity and cloudiness measuring method, uses paper or foil sample fed manually through measuring slit where it is clamped between light source and photodetector

Info

Publication number: DE19853120C1
Application number: DE1998153120
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Portner
Original assignee: IGT EMUS ELEKTRONISCHE MESS UN
Current assignee: IGT EMUS ELEKTRONISCHE MESS UN
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2018-11-19

Abstract

Method uses a relatively movable visible or IR light source, with a homogenous light output, for illuminating a paper or foil sample strip (3), which is manually passed through a measuring slit (2), a photodetector with a planar window for measuring the light transparency and a silicon photodetector row. Upper surface of the sample strip is clamped in direct contact with a diffusion body of the light source, with its underside in direct contact with the photodetector during passage through the measuring slit. An Independent claim for a transparency, opacity and cloudiness measuring device is also included.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meßeinrichtung zum Messen der Transparenz, Opazität und Wolkigkeit von Proben von Papier, Folien oder dergleichen mit einer sichtbares oder infrarotes Licht ausstrahlenden Lichtquelle und einem lichtelektrischen Empfänger zum Erfassen und Werten des Grades der Lichtdurchlässigkeit.The invention relates to a method and a measuring device for measuring transparency, Opacity and cloudiness of samples of paper, foils or the like with a visible or infrared light emitting light source and a photoelectric receiver for Detect and evaluate the degree of light transmission.

Bei einer bekannten Meßeinrichtung zur Bestimmung des Flächen- und Füllstoffgewichts von Papierproben gelangen Radioisotope zum Einsatz. Die Meßeinrichtung ist durch eine Auflage für kreisrunde Papierproben gekennzeichnet, die in mehreren Positionen einer rotierenden Drehscheibe hinsichtlich der Absorption und Rückstreuung von Betastrahlen analysiert werden. Die Meßanordnung ist in Herstellung und Betrieb vergleichsweise aufwendig und darüber hinaus nicht zum Messen der Wolkigkeit von Papier vorgesehen.In a known measuring device for determining the weight per unit area and filler Radioisotopes are used for paper samples. The measuring device is by a pad marked for circular paper samples rotating in several positions of a Turntable to be analyzed with regard to the absorption and backscattering of beta rays. The measuring arrangement is comparatively complex to manufacture and operate and above not intended for measuring the cloudiness of paper.

Um mit Hilfe von Betastrahlen die Formation von Papier zu ermitteln, wird in der DE 39 36 719 A1 zum Durchleuchten eine lineare Betastrahlenquelle verwendet und als Empfänger kommt ein positionsempfindlicher Drahtkammerdetektor zum Einsatz, um den Anteil der Strahlung zu messen, der durch das Papier hindurchgegangen ist. Um die Formation einer Papierprobe zu charakterisieren, müssen mehrere Meßvorgänge hintereinander wiederholt werden, wobei die Papierprobe genau senkrecht zur Strahlungsquelle bewegt werden muß. Hierzu wird außerdem ein elektromotorisch angetriebener Vorschubmechanismus vorgeschlagen. Wenn die Papierprobe an mehreren Stellen gleichzeitig analysiert werden soll, sind mehrere lineare Strahlungsquellen und eine gleich große Anzahl der Strahlungsempfänger erforderlich. Dadurch wird die Messung der Wolkigkeit von Papierproben verteuert. Außerdem ist es nicht möglich, die Wolkigkeit der Papierprobe Punkt für Punkt zu ermitteln.In order to determine the formation of paper with the help of beta rays, the DE 39 36 719 A1 uses a linear beta radiation source for screening and as A position-sensitive wire chamber detector is used to detect the Measure the proportion of radiation that has passed through the paper. About the formation To characterize a paper sample, several measurement processes must be carried out in succession can be repeated, the paper sample being moved exactly perpendicular to the radiation source must become. For this purpose, an electric motor-driven feed mechanism is also used suggested. If the paper sample is to be analyzed in several places at the same time, are several linear radiation sources and an equal number of radiation receivers required. This makes measuring the cloudiness of paper samples more expensive. It is also not possible to determine the cloudiness of the paper sample point by point.

Gegenüber einem Meßverfahren unter Verwendung von Betastrahlen, bei dem die ermittelten Meßdaten in das gewünschte Meßergebnis umgerechnet werden müssen, ist es wesentlich zweckmäßiger, die Transparenz und die Wolkigkeit durch Erfassen und Werten des Grades der Lichtdurchlässigkeit von Papierproben in Abhängigkeit vom Strahlungsfluß von sichtbarem Licht zu ermitteln, das in einer dafür geeigneten Lichtquelle erzeugt werden kann. Compared to a measuring method using beta rays, in which the determined It is essential to convert measurement data into the desired measurement result more appropriate, the transparency and cloudiness by capturing and evaluating the degree of Translucency of paper samples depending on the radiation flow of the visible To determine light that can be generated in a suitable light source.

Mattweise Papierschichten haben jedoch den Nachteil, in Abhängigkeit des Einfallswinkels auffallendes Licht diffus in den Halbraum zu reflektieren. Durch das Streuvermögen und die räumliche Verteilung der Abstrahlung entsteht ein Meßfehler hinsichtlich der gerichteten Reflexion, die von Teilen der diffusen Reflexion überlagert werden kann. Indem die räumliche Verteilung der gestreuten Strahlung außerdem von der Größenverteilung der Streupartikel abhängig ist, wird bei der Messung der Lichtverteilung des reflektierten beziehungsweise des durchgelassenen Lichts eine besondere Sorgfalt bei einem nicht senkrechten Lichteinfall verlangt. Zum Ausgleich dieser Meßfehler wird in der DE 24 21 299 A1 zusätzlich eine vom zu prüfenden Papierstreifen zurückgestreute Lichtmenge erfaßt und der Durchlässigkeitswert, der ansonsten durch den durch das Papier hindurchtretenden Lichtstrahl definiert ist, durch einen Teil des durchtretenden Lichts korreliert, das von dem Papier durch einen zwischengeschalteten Teilreflektor wiederreflektiert wird. Dadurch ergibt sich ein erheblicher meßtechnisch nicht erforderlicher und rechnerischer Aufwand, zu dem sich die Aufwendungen für die Eichung der Meßeinrichtung addieren.However, layers of matte paper have the disadvantage, depending on the angle of incidence to reflect incident light diffusely into the half-space. Through the spreading power and the spatial distribution of the radiation creates a measurement error with regard to the directional Reflection that can be overlaid by parts of the diffuse reflection. By the spatial Distribution of the scattered radiation also depends on the size distribution of the scattering particles is dependent on the measurement of the light distribution of the reflected or the transmitted light take special care in the case of non-vertical incidence demands. In order to compensate for these measurement errors, DE 24 21 299 A1 also includes a the amount of light scattered back to be tested and the transmittance value, which is otherwise defined by the light beam passing through the paper, by correlates some of the light passing through it from the paper intermediate reflector is reflected again. This results in a significant one Metrologically not necessary and computational effort, to which the expenses add for the calibration of the measuring device.

Im Gegensatz dazu wird in der DE 44 22 861 C2 neben dem zu prüfenden blattförmigen Material eine Referenzlichtquelle angeordnet, die ein dem Meßgut ähnliches oder gleiches Spektrum besitzt. Dies erfordert das Vorschalten einer entsprechenden Kombination von Infrarotfiltern vor die Lichtquelle. Oder aber es wird eine Referenzprobe des jeweiligen Meßgutes als Kompensationsmuster eingesetzt. Bei oft wechselnden Meßaufgaben sind derart zusätzliche und die Prüfung verteuernde Vorrichtungen erforderlich, mit denen einzelne Filterbaugruppen hinzugefügt oder herausgenommen werden können, um die Referenzlichtquelle optimal auszulegen.In contrast, in DE 44 22 861 C2 next to the leaf to be tested Material arranged a reference light source, which is similar or the same as the measured material Spectrum. This requires an appropriate combination of Infrared filters in front of the light source. Or else it becomes a reference sample of the respective one Measured material used as a compensation pattern. Such are the case with frequently changing measuring tasks additional and costly testing devices required with which individual Filter assemblies can be added to or removed from the Design reference light source optimally.

Die in der DE 195 03 763 C2 beschriebene Vorrichtung zur Farbmessung an laufenden Materialbahnen, insbesondere an Papierbahnen, ist mit einer Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstrahles für eine Meßstelle und mit einer zweiten Lichtquelle für eine Referenzlichtstelle ausgebildet. Die Beiden Lichtquellen werden durch Blitzlampen gebildet, die mit Hilfe einer Rechnereinheit abwechselnd geschaltet sind. Damit kann des Verhältnis der eingestrahlten zu der reflektierten Strahlung berechnet werden. Um die Opazität der Materialbahn aus dem Meßergebnis zu eliminieren, ist hinter der Materialbahn eine Fotodiode zur Erfassung des durch die Materialbahn hindurchtretenden Lichts angeordnet. Diese Meßeinrichtung ist aufwendig und nicht zur Messung der Opazität und Wolkigkeit geeignet.The device described in DE 195 03 763 C2 for color measurement on current Material webs, in particular on paper webs, are provided with a light source for generating a Light beam for a measuring point and with a second light source for a reference light point educated. The two light sources are formed by flashbulbs, which are created using a Computer unit are switched alternately. This allows the ratio of the irradiated to of the reflected radiation can be calculated. To the opacity of the material web from the To eliminate the measurement result, there is a photodiode behind the material web to detect the through arranged the material web passing light. This measuring device is complex and not suitable for measuring opacity and cloudiness.

Darüber hinaus ist es aus der DE 195 11 782 C2 bekannt, für die Messung von Farbinhalten eine CCD Empfängereinrichtung zu verwenden, auf der von einer Papiervorlage im Ruhezustand reflektiertes Licht in scharf gebündelter und verkleinerter Form mit einer Sammeloptik abgebildet wird. Die Abbildung der Farbinhalte wird mit einer Reihe von Halbleiterstrahlungselementen vorgenommen, die untereinander in zyklisch sich wiederholender Periodizität Licht der Wellenlänge blau, grün und rot emittieren und mit einer zugehörigen Sammeloptik versehen sind. Damit können im Ruhezustand Flächencodes oder Passerdreiecke erkannt werden, die in der Drucktechnik angewendet werden. Für die Messung der Wolkigkeit und der Opazität ist die Vorrichtung nicht vorgesehen.In addition, it is known from DE 195 11 782 C2, one for measuring color contents CCD receiver device to use on the of a paper template at rest reflected light in a sharply focused and reduced form with a collecting optic is mapped. The illustration of the color content is done with a series of Semiconductor radiation elements are made that are cyclically repeating with each other Periodicity emit light of the wavelength blue, green and red and with an associated Collection optics are provided. This allows area codes or register triangles to be used in idle status recognized that are used in printing technology. For the measurement of cloudiness and the device is not designed for opacity.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Meßeinrichtung anzugeben, bei dem das Messen der Transparenz, Opazität und Wolkigkeit von Papierproben erheblich vereinfacht werden kann.Based on this prior art, it is the object of the invention, a method and specify a measuring device in which the measurement of transparency, opacity and Cloudiness of paper samples can be greatly simplified.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen einer homogenes Licht ausstrahlenden Lichtquelle und einem flächenförmigen oder zeilenförmigen lichtelektrischen Empfänger ein Meßspalt zum Dazwischenklemmen eines manuell handhabbaren Papierstreifens gebildet wird, welcher beim Messen mit seiner Oberseite in direktem Kontakt mit einer zu dem Empfänger planparallele Lichtabgabefläche gebracht wird. Dadurch können im direkten Kontakt der Lichtquelle mit dem Papierstreifen einerseits und dem lichtelektrischen Empfänger andererseits keine durch Rückstreuung des Lichts hervorgerufenen Meßfehler auftreten und das Meßergebnis verfälschen. Insofern ergeben sich bei diesem direkten Meßverfahren auf einfache Art und Weise sehr präzise Meßwerte für die Transparenz und die Opazität, die in diesem Falle der direkten Messung einen reziproken Wert der Transparenz verkörpert, sowie für die Wolkigkeit des bei der Messung verwendeten Papierstreifens.According to the invention the object is achieved in that between a homogeneous light emitting light source and a flat or line-shaped photoelectric Receiver a measuring gap for clamping between a manually manageable paper strip is formed, which when measuring with its top in direct contact with one to the Receiver is brought plane-parallel light emission surface. This allows direct Contact of the light source with the paper strip on the one hand and the photoelectric receiver on the other hand, no measurement errors caused by backscattering the light occur and falsify the measurement result. In this respect, this results in a direct measurement method simple way very precise readings for the transparency and the opacity that in this case of direct measurement embodies a reciprocal value of transparency, as well for the cloudiness of the paper strip used in the measurement.

Die Handhabung des Verfahrens wird des weiteren vereinfacht, indem jeweils zum Messen der Transparenz und der Wolkigkeit ein und dieselbe Lichtquelle verwendet wird, die zum Messen der Wolkigkeit gegenüber dem lichtelektrischen Empfänger beziehungsweise einer Meßzeile oder einer Empfängermatrix in ihrer Relativlage beweglich ist. Dadurch wird der Aufwand zum Realisieren der Messungen vergleichsweise gering gehalten.The handling of the method is further simplified by measuring the Transparency and the cloudiness one and the same light source is used as for measuring the cloudiness compared to the photoelectric receiver or a measuring line or a receiver matrix is movable in its relative position. This makes the effort Realization of the measurements kept comparatively low.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Lichtquelle verwendet, die eine Vielzahl von sichtbares oder infrarotes Licht emittierenden Dioden aufweist. Diese sind unter Verwendung von Reflektoren in einem lichtdurchlässigen Diffusionskörper mit planer Lichtabgabefläche eingebettet, um eine homogene Lichtabgabe zu erzeugen. Für den flächenförmigen lichtelektrischen Empfänger zur Messung der Transparenz oder der Opazität wird des weiteren eine in einem Gehäuse mit Planfenster untergebrachte großflächige Silizium- Fotodiode vorgeschlagen, die eine sehr hohe Empfindlichkeit bei hoher Linearität besitzt, so daß der ausgelöste Fotostrom linear von dem durch den Papierstreifen hindurchgehenden Lichteinfall abhängig ist. Infolgedessen kann das Einstellen und Justieren der Meßbereiche wesentlich vereinfacht und selbstoptimierend vorgenommen werden.According to a preferred embodiment of the method, a light source is used that has a large number of visible or infrared light-emitting diodes. These are using reflectors in a translucent diffusion body with planer Light emitting surface embedded to generate a homogeneous light emission. For the sheet-like photoelectric receiver for measuring transparency or opacity Furthermore, a large-area silicon Proposed photodiode, which has a very high sensitivity with high linearity, so that the triggered photo stream is linear from that passing through the paper strip Incidence of light is dependent. As a result, the setting and adjustment of the measuring ranges significantly simplified and self-optimizing.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist beim Messen der Wolkigkeit für den zeilenförmigen lichtelektrischen Fotoempfänger eine Silizium-Fotoempfängerzeile mit vorzugsweise 64 bis 128 Empfängerelementen vorgesehen, wobei der Papierstreifen von Hand durch den Meßspalt gezogen und die Länge des Papierstreifens und die Lage der Meßpunkte auf diesem ermittelt werden. Anstelle einer Empfängerzeile kann desgleichen eine Fotoempfängermatrix eingesetzt werden. Die Ermittlung von ortsabhängigen Werten der Lichtdurchlässigkeit kann durch Bewegung des Papierstreifens ohne zusätzlichen Aufwand von Hand vorgenommen werden, was den Aufbau einer dementsprechenden Meßeinrichtung besonders vereinfacht. Das Verfahren ermöglicht infolgedessen eine besonders kompakte und transportable Meßeinrichtung, die unabhängig von den bei der Papierherstellung eingesetzten ortsfesten Maschinen zum Einsatz gelangen und in Laboratorien oder dergleichen zu Prüfzwecken und zur Überwachung von Papierproben Verwendung finden kann.According to a further embodiment of the method, when measuring the cloudiness for the line-shaped photoelectric photo receiver with a silicon photo receiver line preferably 64 to 128 receiver elements provided, the paper strip by hand pulled through the measuring gap and the length of the paper strip and the location of the measuring points be determined on this. Instead of a recipient line, a Photo receiver matrix can be used. The determination of location-dependent values of the Translucency can be achieved by moving the paper strip without additional effort Hand made, which is the construction of a corresponding measuring device particularly simplified. As a result, the method enables a particularly compact and transportable measuring device that is independent of those used in papermaking stationary machines are used and in laboratories or the like Testing purposes and for monitoring paper samples.

Dies wird in weiterer Ausbildung der Erfindung durch eine mit dem jeweiligen lichtelektrischen Empfänger verbundene Rechnereinheit gewährleistet, welche die Auswertung der Meßergebnisse nach statistischen Methoden übernimmt, wobei für die Veranschaulichung der Wolkigkeit auf einem Rechnerdisplay oder einer Anzeigeeinheit die Meßergebnisse in nebeneinanderliegenden Polygonzuglinien axonometrisch abgebildet und dreidimensional dargestellt werden. Die Meßergebnisse können demgemäß über eine Standardschnittstelle an einen AT - kompatiblen Personalcomputer weitergeleitet werden, welcher die weitere Verarbeitung der Meßwerte und deren Visualisierung übernehmen kann. Die Auswertung der Meßergebnisse ist auf Grund dieser Sache nicht nur rechnerisch, sondern auch anschaulich gewährleistet. Insbesondere von Relevanz ist hierbei die Erfahrung, daß mit Hilfe der Rechnereinheit keine voneinander abweichende Meßresultate erzielt werden können, wenn der Papierstreifen mit nicht gleichmäßiger Geschwindigkeit von Hand durch die Meßeinrichtung gezogen wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Trägheit der manuellen Bewegung wesentlich größer als die Reaktionsgeschwindigkeit der Rechnereinheit ist. Infolgedessen können bei einfacher manueller Bewerkstelligung des Meßverfahrens immer exakte Meßwerte ohne außergewöhnliche Erschwernis des Bedienpersonals ermittelt werden.In a further development of the invention, this is achieved by using the respective photoelectric Receiver connected computer unit ensures the evaluation of Measurement results taken over by statistical methods, whereby for the illustration of the Cloudiness on a computer display or a display unit the measurement results in Adjacent polyline lines are mapped axonometrically and three-dimensionally being represented. The measurement results can accordingly via a standard interface an AT - compatible personal computer can be forwarded, which the further Processing of the measured values and their visualization can take over. The evaluation of the Because of this, measurement results are not only arithmetical, but also descriptive guaranteed. Of particular relevance here is the experience that with the help of Computer unit no different measurement results can be achieved if the Strips of paper by hand through the measuring device at a non-uniform speed is pulled. This is due to the sluggishness of manual movement is significantly greater than the response speed of the computing unit. Consequently can always produce exact measured values with simple manual completion of the measuring process can be determined without extraordinary difficulty for the operating personnel.

Die dem Verfahren zugeordnete Meßeinrichtung ist durch ein die Lichtquelle und den lichtelektrischen Empfänger aufnehmendes Gehäuse mit einem Schlitz zum Einlegen eines Papierstreifens gekennzeichnet. Dieser wird bei einer mittleren Ruhelage einer Betätigungseinrichtung eingeführt, die zum Einstellen der Relativlage der Lichtquelle sowie zum Anstellen einer drehbeweglich angeordneten Meßwalze vorgesehen ist, die beim Messen der Wolkigkeit mit einem positionsempfindlichen Sensor zum Ermitteln der Länge des zu untersuchenden Papierstreifens und der Lage der Meßpunkte auf diesem, verbunden ist.The measuring device assigned to the method is by the light source and Photoelectric receiver housing with a slot for inserting a Labeled paper strip. This becomes one in a medium rest position Actuator introduced to adjust the relative position of the light source as well is provided for employing a rotatably arranged measuring roller which is used for measuring the cloudiness with a position sensitive sensor to determine the length of the examining paper strip and the position of the measuring points on this, is connected.

Die Meßeinrichtung vermittelt alles in allem einen vergleichsweise einfachen und übersichtlichen Funktionsaufbau, der das Messen der eingangs genannten Eigenschaften von Papier, nämlich der Transparenz, der Opazität und der Wolkigkeit wesentlich vereinfacht, was in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden soll.All in all, the measuring device conveys a comparatively simple and Clear functional structure, which measures the properties of Paper, namely transparency, opacity and cloudiness significantly simplifies what will be explained in more detail in the following embodiment.

In den zu dem Ausführungsbeispiel gehörenden Zeichnungen zeigtIn the drawings belonging to the embodiment shows

Fig. 1 die Meßeinrichtung mit einem zu prüfenden Papierstreifen, Fig. 1, the measuring device having to be tested a paper strip,

Fig. 2 ein Funktionsschema der Meßeinrichtung und Fig. 2 is a functional diagram of the measuring device and

Fig. 3 ein visualisiertes Meßergebnis der Wolkigkeit eines Papierstreifens in schematischer Darstellung. Fig. 3 is a visualized measurement result of the cloudiness of a paper strip in a schematic representation.

In Fig. 1 ist schematisiert die zur Durchführung des Verfahrens gehörende Meßeinrichtung aufgezeigt. Diese weist ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 1 mit einem Schlitz 2 zum Einführen eines Papierstreifens 3 auf, der hinsichtlich seiner Transparenz, Opazität oder Wolkigkeit zu analysieren ist. Anstelle von Papier können gleichermaßen Folienstreifen oder andere transparente dünne Materialien untersucht werden. Beim Messen der Transparenz wird der Papierstreifen 3 ortsfest in dem Schlitz 2 fixiert. Davon abweichend unterscheidet sich das Meßverfahren bei der Messung der Wolkigkeit, das grundsätzlich in der Bewegung vorgenommen wird. Hierbei wird der Papierstreifen 3 manuell mittels der in Umrissen erkennbaren Hand 4 in Richtung des Pfeils 5 durch den Schlitz 2 gezogen. Die beiden voneinander zu unterscheidenden Meßverfahren sind anhand der auf der Vorderseite erkennbaren Betätigungseinrichtung 6 augenscheinlich, die in dem Ausführungsbeispiel einen um eine zu dem Papierstreifen 3 parallele Achse 7 drehbaren Verstellknopf aufweist. Mit Hilfe der Betätigungseinrichtung 6 ist in dem Gehäuse 1 eine Lichtquelle 8 um die zu dem Papierstreifen 3 parallele Achse 7 der Betätigungseinrichtung 6 zwischen der linken Position II zum Messen der Transparenz und einer rechten Position III zum Messen der Wolkigkeit verschwenkbar gelagert. In der Position I befindet sich die Meßeinrichtung in der Ausgangslage, in welcher der Papierstreifen 3 bei Beginn der Messung in dem Schlitz 2 platziert werden kann. Beim Einstellen der Betätigungseinrichtung 6 in die linke Position II wird der Papierstreifen 3 in der Meßeinrichtung festgeklemmt, was im nachfolgenden stark schematisiert in der Fig. 2 näher erläutert wird.In Fig. 1, the measuring device belonging to the implementation of the method is shown schematically. This has a substantially rectangular housing 1 with a slot 2 for inserting a paper strip 3 , which is to be analyzed with regard to its transparency, opacity or cloudiness. Instead of paper, foil strips or other transparent thin materials can be examined in the same way. When measuring the transparency, the paper strip 3 is fixed in place in the slot 2 . Deviating from this, the measuring method for measuring the cloudiness differs, which is basically carried out in the movement. Here, the paper strip 3 is manually pulled through the slot 2 in the direction of the arrow 5 by means of the hand 4 which can be seen in outline. The two measuring methods to be distinguished from one another are evident from the actuating device 6 which can be seen on the front and which in the exemplary embodiment has an adjusting knob which can be rotated about an axis 7 parallel to the paper strip 3 . With the aid of the actuating device 6 , a light source 8 is mounted in the housing 1 so as to be pivotable about the axis 7 of the actuating device 6 parallel to the paper strip 3 between the left position II for measuring the transparency and a right position III for measuring the cloudiness. In position I the measuring device is in the starting position, in which the paper strip 3 can be placed in the slot 2 at the start of the measurement. When the actuating device 6 is set to the left position II, the paper strip 3 is clamped in the measuring device, which is explained in greater detail below in FIG. 2.

Fig. 2 zeigt den in die Meßeinrichtung eingelegten Papierstreifen 3, der eine Breite von circa 50 mm und eine Mindestlänge von 200 mm in Abhängigkeit von der Breite des Gehäuses 1 aufweisen soll. Der Papierstreifen 3 ist bei der Position II zwischen der Lichtquelle 8 und einem lichtelektrischen Empfänger 9 eingeklemmt. Hierbei ruht die Lichtquelle 8 mit ihrem Eigengewicht auf dem Papierstreifen 3, der gleichfalls fest auf die Oberfläche des Empfängers 9 gedrückt wird. Fig. 2 shows the inserted into the measuring device paper strip 3 mm a width of about 50 mm and a minimum length of 200 should have a function of the width of the housing 1. The paper strip 3 is clamped in position II between the light source 8 and a photoelectric receiver 9 . Here, the light source 8 rests with its own weight on the paper strip 3 , which is also pressed firmly onto the surface of the receiver 9 .

Die Lichtquelle 8 umfaßt eine Beleuchtungseinheit zur flächigen und homogenen Ausleuchtung des Papierstreifens 3, die sich aus einer Vielzahl von Dioden 11 zusammensetzt, die sichtbares oder infrarotes Licht unter Verwendung von Reflektoren 12 abstrahlen. Die Dioden 11 bilden eine monolithisch integrierte Anordnung, die in einem Kunststoffmaterial eingebettet ist. Auf der Lichtaustrittsseite ist zur homogenen Lichtabgabe ein lichtdurchlässiger Diffusionskörper 13 mit planer Lichtabgabefläche angeordnet. Auf diese Art und Weise kann eine vergleichsweise große Fläche bis zu 2 cm² gleichmäßig ausgeleuchtet werden.The light source 8 comprises an illumination unit for the areal and homogeneous illumination of the paper strip 3 , which is composed of a large number of diodes 11 which emit visible or infrared light using reflectors 12 . The diodes 11 form a monolithically integrated arrangement which is embedded in a plastic material. A translucent diffusion body 13 with a planar light emission surface is arranged on the light exit side for homogeneous light emission. In this way, a comparatively large area of up to 2 cm ^{2 can} be illuminated uniformly.

Unterhalb des Papierstreifens 3 befindet sich auf der Gegenseite der lichtelektrische Empfänger 9, welcher desgleichen großflächig ausgebildet ist. Der lichtelektrische Empfänger 9 weist eine großflächige Silizium-Fotodiode 14, die in einem Kunststoffgehäuse 15 mit Planfenster 16 untergebracht ist, um den aufgefangenen Lichtstrom durch Abbildung zu vergrößern. Damit wird eine Meßfläche zur Messung der Transparenz und der Opazität gewährleistet, die eine Fläche von mindestens 60 mm² umfaßt. Mit einer dermaßen vollkommen gleichmäßig ausgeleuchteten Meßfläche können auf diese unkomplizierte Art und Weise völlig identische Meßwerte ermittelt werden. Außerdem ist der durch den Lichteinfall in der Silizium- Fotodiode 14 ausgelöste Fotostrom von der Strahlungsleistung linear abhängig, wodurch eine ebenso einfache Verarbeitung der gewonnen Meßdaten ermöglicht werden kann. Die Meßdaten werden in einer in Fig. 1 dargestellten Rechnereinheit 17 nach an sich bekannten Grundsätzen statistisch ausgewertet und nach Betrag dargestellt. Demgegenüber kann die Wolkigkeit außer nach Betrag, dreidimensional auf einem zu der Rechnereinheit 17 gehörenden Anzeigeeinheit 18 visualisiert werden.Below the paper strip 3 is on the opposite side of the photoelectric receiver 9 , which is also formed over a large area. The photoelectric receiver 9 has a large-area silicon photodiode 14 , which is accommodated in a plastic housing 15 with a plane window 16 , in order to enlarge the captured luminous flux by imaging. This ensures a measuring surface for measuring transparency and opacity, which covers an area of at least 60 mm ² . With such a completely evenly illuminated measuring surface, completely identical measured values can be determined in this uncomplicated manner. In addition, the photocurrent triggered by the incidence of light in the silicon photodiode 14 is linearly dependent on the radiation power, as a result of which the measurement data obtained can be processed just as easily. The measurement data are statistically evaluated in a computer unit 17 shown in FIG. 1 in accordance with principles known per se and are shown in terms of amount. In contrast to this, the cloudiness can be visualized three-dimensionally on a display unit 18 belonging to the computer unit 17, in addition to the amount.

Zur Ermittlung der Wolkigkeit wird ein und dieselbe Lichtquelle 8 verwendet, die zu diesem Zweck in ihrer Relativlage gegenüber dem lichtelektrischen Empfänger 9 schwenkbar gelagert ist. Die Lichtquelle 8 ist in einer Schwenkeinrichtung 19 drehbeweglich angeordnet und mit der an der Schwenkeinrichtung 19 in Wirkeingriff stehenden Betätigungseinrichtung 6 in Richtung des Doppelpfeils 21 von der linken Position II zu der rechten Position III verstellbar. In der Position III befindet sich die Lichtquelle 8 in Opposition zu einer Silizium-Fotoempfänger- Zeile 22, die mit 64-128 einzelnen Silizium-Fotoempfänger-Elementen bestückt ist. To determine the cloudiness, one and the same light source 8 is used, which for this purpose is pivotally mounted in its relative position with respect to the photoelectric receiver 9 . The light source 8 is arranged rotatably in a pivot means 19 and adjustable by the standing of the pivoting device 19 in operative engagement actuator 6 in the direction of the double arrow 21 from the left position to the right position II III. In position III, the light source 8 is in opposition to a silicon photo receiver line 22 , which is equipped with 64-128 individual silicon photo receiver elements.

Anstelle einer Empfängerzeile kann eine Fotoempfängermatrix mit einer größeren Zahl von Elementen eingesetzt werden. Jedes davon wird mit der Rechnereinheit 17 in Verbindung gebracht, was als an sich bekannt vorausgesetzt wird und dem Stand der Technik entspricht. Die von der Lichtduelle 8 ausgehenden und den Papierstreifen 3 durchdringenden Lichtstrahlen werden bei Verwendung einer Empfängerzeile also zeilenweise aufgenommen. Dazu muß der Papierstreifen 3 an der Silizium-Fotoempfänger-Zeile 22 in Richtung des Pfeils 5 vorbeigeführt werden. Gleichzeitig ist eine zusätzliche Meßanordnung erforderlich, welche die jeweilige Lage der Silizium-Fotoempfänger-Zeile 22 in eine räumliche Relation zu dem Papierstreifen 3 bringt. Hierzu ist der Silizium-Fotoempfänger-Zeile 22 eine gummierte Meßwalze 23 zugeordnet, die mit der Betätigungseinrichtung 6 gekoppelt und beim Einschwenken der Lichtquelle 8 auf den Papierstreifen 3 absenkbar ist. Der Andruck der Meßwalze 23 auf den auf einem polierten Auflager 24 geführten Papierstreifen 3 wird derart gewählt, daß eine schlupffreie Übertragung der Bewegung des Papierstreifens 3 gewährleistet werden kann.Instead of a receiver line, a photo receiver matrix with a larger number of elements can be used. Each of these is connected to the computer unit 17 , which is assumed to be known per se and corresponds to the prior art. The light rays emanating from the light source 8 and penetrating the paper strip 3 are thus recorded line by line when using a receiver line. To do this, the paper strip 3 must be guided past the silicon photo receiver line 22 in the direction of the arrow 5 . At the same time, an additional measuring arrangement is required, which brings the respective position of the silicon photoreceiver line 22 into a spatial relation to the paper strip 3 . For this purpose, the silicon photo receiver line 22 is assigned a rubberized measuring roller 23 , which is coupled to the actuating device 6 and can be lowered onto the paper strip 3 when the light source 8 is swiveled in. The pressure of the measuring roller 23 on the paper strip 3 guided on a polished support 24 is selected such that a slip-free transmission of the movement of the paper strip 3 can be ensured.

Die räumliche Relation der Lage des Papierstreifens 3 zu der Silizium-Fotoempfänger-Zeile 22 wird durch einen Wegsensor zum Erfassen der Länge des gemessenen Papierstreifens 3 gewährleistet, wobei in dem Ausführungsbeispiel die Meßwalze 23 mit einem inkrementalen Meßwertaufnehmer 25 kombiniert ist. Die mit der Silizium-Fotoempfänger-Zeile 22 aufgenommenen Meßwerte können dadurch zeilenweise in die Rechnereinheit 17 eingelesen und visualisiert werden. Verfälschungen der Meßergebnisse durch Rückstrahlung des Lichts können nicht auftreten, weil die Lichtquelle 8 fest an den Papierstreifen 3 und die Silizium- Fotoempfänger-Zeile 22 gepreßt wird. Somit wird stets ein senkrechtes Auftreffen des Lichts auf die Papieroberfläche gewährleistet und eine Streuung der Strahlung verhindert. Umrechnungen der Meßergebnisse, die störende Meßwerte berücksichtigen, sind nicht erforderlich.The spatial relationship of the position of the paper strip 3 to the silicon photoreceptor line 22 is ensured by a displacement sensor for detecting the length of the measured paper strip 3 , the measuring roller 23 being combined with an incremental sensor 25 in the exemplary embodiment. The measured values recorded with the silicon photo receiver line 22 can thereby be read and visualized line by line in the computer unit 17 . Falsification of the measurement results by retroreflection of the light cannot occur because the light source 8 is pressed firmly against the paper strip 3 and the silicon photo receiver line 22 . This ensures that the light strikes the paper surface vertically and prevents the radiation from scattering. Conversions of the measurement results that take disturbing measured values into account are not necessary.

Um die Wolkigkeit zu messen, wird die Lichtquelle 8 mittels der Betätigungseinrichtung 6 in die Ausgangslage entsprechend Position I gebracht. Damit der Papierstreifen 3 entsprechend Fig. 1 in den Schlitz 2 eingelegt werden kann, ist die Meßwalze 23 gemäß Vertikalpfeil 26 senkrecht in Abhängigkeit von der Schwenkeinrichtung 19 bewegbar. Anschließend wird die Lichtquelle 8 in Schwenkrichtung nach rechts in Position III in Stellung gebracht, damit die Lichtquelle 8 und die Meßwalze 23 schlupffrei auf dem Papierstreifen 3 aufliegt. Dieser wird in Richtung des Pfeils 5 mittels Hand 4 durch den Schlitz 2 gezogen, wobei die Meßwalze 23 in Richtung des Drehrichtungspfeils 27 bewegt wird. Die Drehung der Meßwalze 23 bewirkt die Länge des Papierstreifens 3 abbildende Meßwerte des inkrementalen Meßwertaufnehmers 25, die der Silizium-Fotoempfänger-Zeile 22 zugeordnet werden.In order to measure the cloudiness, the light source 8 is brought into the starting position corresponding to position I by means of the actuating device 6 . So that the paper strip 3 can be inserted into the slot 2 according to FIG. 1, the measuring roller 23 can be moved vertically according to the vertical arrow 26 as a function of the pivoting device 19 . The light source 8 is then brought into position III in the pivoting direction to the right, so that the light source 8 and the measuring roller 23 lie on the paper strip 3 without slippage. This is pulled in the direction of arrow 5 by hand 4 through the slot 2 , the measuring roller 23 being moved in the direction of the arrow 27 . The rotation of the measuring roller 23 causes the length of the paper strip 3 to represent the measured values of the incremental transducer 25 , which are assigned to the silicon photo receiver line 22 .

In Fig. 3 wird die Darstellung der Wolkigkeit auf einem Rechnerdisplay 18 verdeutlicht. Die Meßergebnisse sind hier axonometrisch in Form einer Schar von nebeneinanderliegenden Polygonzuglinien 28 auf der Abszisse 29 abgebildet. In der Bewegungsrichtung des Papierstreifens 3 erfaßt jedes Silizium-Foto-Element der Silizium-Fotoempfänger-Zeile 22 in Richtung der Ordinate das durch den Papierstreifen 3 durchgehende Licht und erzeugt ein topographisches Signal, das für die Wolkigkeit charakteristisch und in Z-Richtung nachgezeichnet ist. Das Bild der Funktion ist eine Kurve mit oberen und unteren Grenzwerten, aus denen die Wolkigkeit berechnet werden kann. Diese kann aber auch in der gewählten Darstellung visuell analysiert werden. Um eine quantitative Anzeige der Wolkigkeit zu erhalten, wird aus den einzelnen topographischen Signalen eine statistischer Mittelwert berechnet und dargestellt. FIG. 3 shows the cloudiness on a computer display 18 . The measurement results are shown axonometrically in the form of a family of adjacent polygonal lines 28 on the abscissa 29 . In the direction of movement of the paper strip 3, each silicon photo element of the silicon photoreceptor line 22 detects the light passing through the paper strip 3 in the direction of the ordinate and generates a topographic signal which is characteristic of the cloudiness and is traced in the Z direction. The image of the function is a curve with upper and lower limit values from which the cloudiness can be calculated. However, this can also be visually analyzed in the selected representation. In order to obtain a quantitative indication of the cloudiness, a statistical mean value is calculated and displayed from the individual topographic signals.

Anschließend kann die Lichtquelle 8 in die Ausgangslage I geschwenkt und ein neuer zu prüfender Papierstreifen 3 eingelegt und durch Verschwenken der Lichtquelle 8 die Transparenz in Position II oder nochmals die Wolkigkeit in Position III gemessen werden.Subsequently, the light source 8 can be pivoted into the starting position I and a new paper strip 3 to be checked can be inserted and the transparency in position II or again the cloudiness in position III can be measured by pivoting the light source 8 .

Claims

1. A method for measuring the transparency, opacity and cloudiness of samples of paper, films or the like with a visible or infrared light emitting light source and a photoelectric receiver for detecting and evaluating the degree of light transmission, characterized in that between a single one in its relative position movable light source ( 8 ) with homogeneous light emission and a photoelectric receiver ( 9 ) assigned to a position (II) with a plan window ( 16 ) and a silicon photo receiver line ( 22 ) assigned to a position (III) a measuring gap for clamping a manually manageable paper strip ( 3 ) is formed, which is brought into direct contact with the flat light-emitting surface of a diffusion body ( 13 ) of the light source ( 8 ) and with its underside in contact with the photoelectric receiver ( 9 ) during measurement.

2. The method according to claim 1, characterized in that the light source ( 8 ) has a monolithically integrated arrangement with a plurality of visible or infrared light-emitting diodes ( 11 ) which for generating a flat and homogeneous light emission with reflectors ( 12 ) and with a translucent diffusion body ( 13 ) are provided with a planar light-emitting surface.

3. The method according to claim 1 and / or according to claim 2, characterized in that for the photoelectric receiver ( 9 ) for measuring the transparency or opacity in a plastic housing ( 15 ) with a plan window ( 16 ) housed large-area silicon photodiode ( 14th ) is used.

4. The method according to one or more of claims (1-3), characterized in that a silicon photo receiver line ( 22 ) with preferably 64 to 128 receiver elements or a photo receiver matrix is used when measuring the cloudiness for the photoelectric receiver ( 9 ).

5. The method according to one or more of claims 1-4, characterized in that when measuring the cloudiness of the paper strips ( 3 ) manually by hand ( 4 ) through the slot ( 2 ) and the length of the paper strip ( 3 ) with a position sensitive Sensor is determined.

6. The method according to one or more of claims 1-5, characterized in that the evaluation of the measurement results by a computer unit ( 17 ) connected to the respective photoelectric receiver ( 9 ) is carried out by calculation according to statistical methods, the measurement results being used to illustrate the Cloudiness can be axonometrically imaged and displayed three-dimensionally on a display unit ( 18 ) in adjacent polyline lines ( 28 ).

7. Measuring device for performing the method according to any one of claims 1-6, characterized by a movable in its relative position light source ( 8 ) with homogeneous light emission, which has a diffusion body ( 13 ), a position (II) assigned photoelectric receiver ( 9 ) With a plan window ( 16 ) and a different position (III) assigned photo receiver line ( 22 ), which are arranged so that between the light source ( 8 ) and the respective receiver ( 9 ) a measuring gap for clamping a manually manageable paper strip ( 3 ) is formed, a housing ( 1 ) enclosing the light source ( 8 ) and the photoelectric receiver ( 9 ) with a contactor ( 2 ) for inserting a paper strip ( 3 ) in the rest position (I), an actuating device ( 6 ) which is used to adjust the Relative position of the light source ( 8 ) and for actuating a rotatably arranged measuring roller ( 23 ) is provided, said measuring roller the cloudiness is connected to an incremental encoder ( 25 ) for determining the length of the paper strip ( 3 ) to be examined.

8. Measuring device according to claim 7, characterized in that the light source ( 8 ) about an axis parallel to the paper strip ( 3 ) axis ( 7 ) of the actuating device ( 6 ) between the left position (II) and a right position (III) for measuring the cloud is pivotally mounted.

9. Measuring device according to claim 7-8, characterized in that the paper strip ( 3 ) in the left position (II) by the weight lying between the light source ( 8 ) and the photoelectric receiver ( 9 ) and when measuring the cloudiness in the right Position III is clamped between the silicon photoreceiver line ( 22 ) or the photoreceiver matrix and the measuring roller ( 23 ).