DE19913924A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Faserorientierung in Faserstoffbahnen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Faserorientierung in FaserstoffbahnenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der Faserorientierung in Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbahnen, mit wenigstens einer Quelle für elektromagnetische Strahlung und zumindest einem Sensor für von der Quelle ausgesandte und die Faserstoffbahn durchdringende Strahlung, wobei die Quelle auf der einen und der Sensor auf der anderen Seite der Faserstoffbahn positionierbar ist, und wobei im Strahlungsweg zwischen der Quelle und dem Sensor wenisgtens eine die Ausbereitung der Strahlung in Abhängigkeit von deren Polarisationseigenschaften beeinflussende optische Einrichtung positionierbar ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Bestimmen der Faserorientierung in Faserstoffbahnen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bestim
men der Faserorientierung in Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbah
nen.
In dem Aufsatz "High-Resolution Fibre Orientation and Basis Weight
Measurement" von B. Drouin et al. in "Journal of Pulp and Paper Sience"
Vol. 22, No. 7, 7. Juli 1996 ist ein Instrument erwähnt, mit welchem die
Faserorientierung in Papier durch eine Transmissionsmessung mit einer
rotierenden Polarisationsebene gemessen wird. Das Instrument basiert auf
gefilterter Schwarzkörperstrahlung im fernen Infrarot-Bereich (FIR) des
elektromagnetischen Spektrums. Bei der bekannten Vorrichtung sind de
ren hohen Kosten und der Umstand von Nachteil, daß mit lediglich einer
einzigen Wellenlänge gearbeitet wird.
Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), eine Vor
richtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit
dem die Faserorientierung auf einfache und schnelle Weise mit hoher Ge
nauigkeit bestimmt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen
Vorrichtungsanspruchs 1 und insbesondere dadurch, daß wenigstens eine
Quelle für elektromagnetische Strahlung und zumindest ein Sensor für
von der Quelle ausgesandte und die Faserstoffbahn durchdringende
Strahlung vorgesehen sind, wobei die Quelle auf der einen und der Sensor
auf der anderen Seite der Faserstoffbahn positionierbar ist, und wobei im
Strahlungweg zwischen der Quelle und dem Sensor wenigstens eine die
Ausbreitung der Strahlung in Abhängigkeit von deren Polarisationseigen
schaften beeinflussende optische Einrichtung positionierbar ist.
Es ist festgestellt worden, daß durch die Wechselwirkung von elektroma
gnetischer Strahlung mit Faserstoffbahnen, die eine homogene oder zu
mindest eine dominante bzw. vorherrschende Faserorientierung aufwei
sen, Informationen erhalten werden können, aus denen die Faserorientie
rung bestimmt werden kann. Grundsätzlich kann mit beliebigen Wellen
längen gearbeitet werden, und zwar sowohl mit sichtbarem Licht als auch
mit für das menschliche Auge unsichtbarer Strahlung, wobei dann bevor
zugt Infrarot-Strahlung verwendet wird.
Die erfindungsgemäße optische Einrichtung kann die Ausbreitung der
Strahlung beispielsweise dadurch beeinflussen, daß sie zur Erzeugung
von linear polarisierter Strahlung ausgebildet ist. So kann beispielsweise
vollständig unpolarisierte Strahlung, z. B. von einer natürlichen Licht
quelle stammendes Licht, oder teilweise unpolarisiertes Licht bzw. unpola
risierte Strahlung linear polarisiert werden, bevor das Licht bzw. die
Strahlung mit der Faserstoffbahn in Wechselwirkung tritt. Die optische
Einrichtung dient in diesem Fall somit als Polarisator. Die optische Ein
richtung kann auch als Analysator eingesetzt werden, mit dem die Polari
sationsrichtung von linear polarisierter Strahlung nachgewiesen wird,
nachdem sie durch die Faserstoffbahn hindurchgetreten ist. Hierbei wird
die Ausbreitung der linear polarisierten Strahlung insofern beeinflußt, als
die Intensität der von der optischen Einrichtung durchgelassenen linear
polarisierten Strahlung von deren Polarisationsrichtung abhängig ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die optische
Einrichtung wenigstens ein Polarisationsfilter.
Mit Hilfe eines derartigen Filters kann sowohl linear polarisierte Strahlung
erzeugt als auch die Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung
festgestellt werden. Die Verwendung derartiger Polarisationsfilter ermög
licht die Realisierung zahlreicher unterschiedlicher Anordnungen, die sich
jeweils sowohl durch einen vergleichsweise einfachen meßtechnischen
Aufbau als auch durch eine hohe erzielbare Meßgenauigkeit auszeichnen.
So ist es beispielsweise möglich, zwischen der Quelle und der Faserstoff
bahn lediglich eine einzige optische Einrichtung in Form eines Polarisati
onsfilters anzuordnen. In Abhängigkeit von der Ausrichtung des Polarisa
tionsfilters relativ zur Faserorientierung in der Faserstoffbahn ändert sich
die mittels des Sensors meßbare Intensität der mit dem Polarisationsfilter
erzeugten und die Faserstoffbahn durchdringenden linear polarisierten
Strahlung. Durch wiederholte Intensitätsmessung bei unterschiedlicher
Ausrichtung des Polarisationsfilters relativ zur Faserstoffbahn kann somit
die Faserorientierung auf vergleichsweise einfache Art und Weise be
stimmt werden. Das Polarisationsfilter kann hierzu um eine senkrecht zur
Faserbahn verlaufende Achse drehbar gelagert sein.
Es ist auch möglich, anstelle eines oder mehrerer beweglicher Polarisati
onsfilter mehrere feste Polarisationsfilter mit in der Meßstellung definierter
Ausrichtung bzw. Polarisationsrichtung einzusetzen, die schnell ausge
tauscht werden können und z. B. zu einem sogenannten Filter-Rad zu
sammengefaßt sind.
Gemäß einer anderen Variante der Erfindung ist lediglich ein einziges Po
larisationsfilter vorgesehen, das zwischen der Faserstoffbahn und dem
Sensor positionierbar ist. Bei dieser Anordnung wird die Fähigkeit einer
eine zumindest dominante bzw. vorherrschende Faserorientierung aufwei
senden Faserstoffbahn, durch Wechselwirkung mit der einfallenden
Strahlung diese zumindest zu einem geringen Anteil linear zu polarisieren,
ausgenutzt. Die von der Faserorientierung abhängige Polarisationsrich
tung kann mit dem in dieser Anordnung als Analysator dienenden Polari
sationsfilter nachgewiesen werden. Durch Messen der Intensität der vom
Polarisationsfilter durchgelassenen Strahlung in Abhängigkeit von der
Ausrichtung des Polarisationsfilters relativ zur Faserstoffbahn kann somit
die Faserorientierung bestimmt werden.
In einer weiteren Variante der Erfindung ist auf beiden Seiten der Faser
stoffbahn jeweils wenigstens eine optische Einrichtung in Form eines Po
larisationsfilters positionierbar. Hierbei dient das auf der Seite der Strah
lungsquelle angeordnete Polarisationsfilter zur Erzeugung von linear polari
sierter Strahlung, während das dem Sensor zugeordnete Polarisationsfilter
dazu vorgesehen ist, die Polarisationsrichtung nachzuweisen. Hierbei
kann wahlweise einer der beiden Polarisationsfilter z. B. um eine senkrecht
zur durch die Faserstoffbahn festgelegten Ebene verlaufende Achse ver
drehbar gelagert sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der
Quelle und der Faserstoffbahn ein Polarisationsfilter positionierbar, wäh
rend auf der anderen Seite der Faserstoffbahn mehrere Polarisationsfilter
vorgesehen sind, denen jeweils ein Sensor zugeordnet ist und die mit un
terschiedlichen Ausrichtungen relativ zur Faserstoffbahn positionierbar
sind.
Aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtungen der sensorseitigen Polari
sationsfilter braucht keine der optischen Einrichtungen relativ zur Faser
stoffbahn verdreht zu werden, da prinzipiell zwei bei unterschiedlichen
Relativorientierungen zwischen Faserstoffbahn und Polarisationsfilter vor
genommene Messungen ausreichen, um die Faserorientierung zu bestim
men. Bevorzugt ist das der Quelle zugeordnete Polarisationsfilter derart
ausgerichtet, daß die Polarisationsrichtung der erzeugten linear polari
sierten Strahlung parallel zur Laufrichtung der Faserstoffbahn verläuft,
wobei die auf der gegenüberliegenden Seite der Faserstoffbahn angeord
neten Polarisationsfilter symmetrisch bezüglich der Bahnlaufrichtung ge
geneinander verdreht sind. So können beispielsweise zwei Filter vorgese
hen sein, denen jeweils ein Sensor zugeordnet ist und die in entgegenge
setzte Drehrichtungen jeweils um beispielsweise etwa 30° oder 45° gegen
über der Bahnlaufrichtung verdreht sind. Diese Anordnung hat den Vor
teil, daß keine zu bewegenden Bauteile vorhanden sind, wodurch Ver
schleißprobleme vermieden werden.
Grundsätzlich ist es mit der Erfindung möglich, die Faserorientierung mit
Strahlung einer einzigen Wellenlänge zu bestimmen. Da die Wechselwir
kung zwischen der Faserstoffbahn und der Strahlung nicht nur von der
Faserorientierung selbst sowie weiteren Faktoren wie z. B. der Faserlänge,
der Faserart und zusätzlichen Inhaltsstoffen bzw. Eigenschaften der Fa
serstoffbahn, sondern auch von der Wellenlänge der für die Messung ver
wendeten Strahlung abhängt, können aussagekräftigere Ergebnisse er
halten werden, wenn mehrere verschiedene Wellenlängen verwendet wer
den. Eine vergleichsweise einfache und kostengünstige Möglichkeit hierzu
besteht erfindungsgemäß darin, nacheinander einzelne Strahlungsquellen,
die jeweils Strahlung einer bestimmten Wellenlänge aussenden, zu akti
vieren. In diesem Fall kann ein vergleichsweise einfach ausgeführter Sen
sor, beispielsweise eine Photodiode, verwendet werden, der für jede einfal
lende Strahlung ein ein Maß für deren Intensität darstellendes Signal lie
fert.
Bevorzugt wird erfindungsgemäß dagegen eine Quelle eingesetzt, die ein
diskretes und/oder kontinuierliches Wellenlängenspektrum aussendet, so
daß gleichzeitig mit unterschiedlichen Wellenlängen gearbeitet werden
kann. In diesem Fall wird ein als Spektrometer dienender Sensor einge
setzt, der in der Lage ist, die Intensität der einfallenden Strahlung nach
Wellenlängen getrennt nachzuweisen, um somit die Signale nach Wellen
längen getrennt auswerten zu können.
Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird des weite
ren durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs und
insbesondere dadurch gelöst, daß wenigstens eine Quelle für elektroma
gnetische Strahlung auf der einen und zumindest ein Sensor für von der
Quelle ausgesandte und die Faserstoffbahn durchdringende Strahlung auf
der anderen Seite der Faserstoffbahn angeordnet wird, und bei dem mit
tels wenigstens einer im Strahlungsweg zwischen der Quelle und dem
Sensor angeordneten optischen Einrichtung, insbesondere einem Polari
sationsfilter, die Ausbreitung der Strahlung in Abhängigkeit von deren
Polarisationseigenschaften beeinflußt wird.
Dabei wird vorzugsweise die Faserorientierung bei laufender Faserstoff
bahn, insbesondere bei mit normaler Geschwindigkeit in einer Papierma
schine laufender Papierbahn, bestimmt.
Eine derartige Online-Messung der Faserorientierung ermöglicht es, un
mittelbar nach dem Erkennen von Abweichungen von der gewünschten
Faserorientierung in den Herstellungsprozeß für die Faserstoffbahn einzu
greifen und somit einen schnellen Regelkreis zu schaffen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sowohl der erfindungsgemäßen
Vorrichtung als auch des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Un
teransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1-4 verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsge
mäßen Vorrichtung zum Bestimmen der Faserorientie
rung jeweils in einer schematischen Darstellung.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Be
stimmen der Faserorientierung in einer laufenden Papierbahn 10, deren
Laufrichtung senkrecht zur Zeichenebene verläuft.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt mehrere optische Einrichtun
gen, die in Form von Polarisationsfiltern 14, 15 vorgesehen sind. Um das
nachstehend erläuterte Meßprinzip zu veranschaulichen, sind die Polari
sationsfilter 14, 15 jeweils in Draufsicht dargestellt.
Zwischen einer sichtbares Licht aussendenden Lichtquelle 12 und der Pa
pierbahn 10 ist ein Polarisationsfilter 14 angeordnet, dessen Polarisations
richtung parallel zur Laufrichtung der Papierbahn 10 verläuft, d. h. mit
dem linear polarisiertes Licht erzeugt wird, dessen Polarisationsrichtung
parallel zur Bahnlaufrichtung verläuft, wie es durch die Schraffierung des
Filters 14 angedeutet ist.
Anstelle der sichtbares Licht aussendenden Lichtquelle 12 könnte auch
wenigstens eine Strahlungsquelle verwendet werden, die für das mensch
liche Auge unsichtbare Strahlung aussendet, beispielsweise Infrarot-
Strahlung. Dies gilt grundsätzlich für alle im folgenden beschriebenen
Ausführungsformen der Erfindung.
Die Lichtquelle 12 ist zur Aussendung eines Wellenlängenspektrums aus
gebildet, das mehrere diskrete Wellenlängen aufweist oder ein kontinuier
liches Spektrum ist. Grundsätzlich ist auch eine Überlagerung aus einem
diskreten und einem kontinuierlichen Spektrum möglich.
Auf der anderen Seite der Papierbahn 10 sind zwei weitere Polarisations
filter 15 vorgesehen, die auf einer senkrecht zur Bahnlaufrichtung ver
laufenden Linie nebeneinander angeordnet sind und denen jeweils ein
zum Nachweis des von der Lichtquelle 12 ausgesandten und die Papier
bahn 10 durchdringenden Lichts ausgebildeter Sensor 16 zugeordnet ist.
Die Sensoren 16 sind als Spektrometer ausgebildet, welche die Intensität
der einfallenden Strahlung nach Wellenlängen getrennt messen können.
Die von den Sensoren 16 gelieferten Signale werden einer gemeinsamen
Auswerteeinheit 18 zugeführt.
Wie durch die unterschiedlichen Schraffierungen der zwischen der Papier
bahn 10 und den Sensoren 16 angeordneten Filtern 15 angedeutet ist,
sind die Filter 15 unterschiedlich derart ausgerichtet, daß ihre Polarisati
onsrichtungen jeweils unter einem Winkel von etwa 45° zur Laufrichtung
der Papierbahn 10 und somit zur Polarisationsrichtung des auf der ande
ren Seite der Faserstoffbahn 10 angeordneten Filters 14 verlaufen. Die
Filter 15 können auch um andere Winkel gegenüber der Bahnlaufrichtung
verdreht werden, beispielsweise um jeweils 30°, so daß die Polarisations
richtungen der Filter 15 einen Winkel von 60° einschließen. Bevorzugt
sind die Polarisationsfilter 15 - wie in Fig. 1 - jeweils symmetrisch bezüg
lich der Bahnlaufrichtung bzw. der Polarisationsrichtung des der Licht
quelle 12 zugeordneten Filters 14 ausgerichtet.
Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform können auf
der von der Lichtquelle 12 abgewandten Seite der Papierbahn 10 auch
mehr als zwei Polarisationsfilter vorgesehen sein, denen jeweils ein Sensor
zur Messung der Intensität der von dem jeweiligen Filter durchgelassenen
Strahlung zugeordnet ist. Beispielsweise können fünf Polarisationsfilter
derart angeordnet werden, daß sie gleichzeitig mit dem von der Lichtquelle
12 ausgesandten sowie von dem Filter 14 und der Papierbahn 10 durch
gelassenen Licht bestrahlt werden, wobei die Orientierungen der Filter re
lativ zur Papierbahn 10 bzw. deren Laufrichtung beispielsweise derart ge
wählt werden können, daß die Polarisationsrichtungen mit der Bahnlauf
richtung unterschiedliche Winkel von z. B. 0, ±15 und ±30° einschließen.
Bei den vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 erwähnten Varianten der Er
findung werden die Ausrichtungen der Polarisationsfilter 14, 15 während
der Messung nicht verändert, sondern es werden die von den den einzel
nen Filtern 15 zugeordneten Sensoren 16 gelieferten Signale zueinander in
Beziehung gesetzt, um die Faserorientierung zu bestimmen, wobei um so
aussagekräftigere bzw. genauere Meßergebnisse erhalten werden können,
je größer die Anzahl der auf der von der Lichtquelle 12 abgewandten Seite
der Papierbahn 10 eingesetzten Polarisationsfilter 15 ist.
Mittels der Auswerteeinheit 18 wird aus den von den beiden Sensoren
16 - allgemein von jeweils zwei Sensoren, von denen jeweils einer einem
der Polarisationsfilter zugeordnet ist - gelieferten Signalen ein Differenzsi
gnal, ein Summensignal und ein Verhältnissignal gebildet. Dabei stellt das
Differenzsignal ein Maß für die Faserorientierung relativ zu der bekannten
Ausrichtung des der Lichtquelle 12 zugeordneten Polarisationsfilters 14
und somit zur Laufrichtung der Papierbahn 10 dar, während das Verhält
nis der beiden Signale zueinander ein Maß für die Gleichverteilung der
Orientierungen der einzelnen Fasern in der Papierbahn 10 ist. Das Sum
mensignal kann zur Normierung der Messungen verwendet werden.
Grundsätzlich reichen die drei vorstehend erwähnten Signale, nämlich das
Differenzsignal, das Summensignal und das Verhältnissignal, dazu aus,
eine sogenannte Bruchlast-Ellipse zu bestimmen, die dazu dient, die Fa
serorientierung und/oder die Verteilung zu bestimmen. Derartige Bruch
last-Ellipsen sind beispielsweise in den U.-Berichten der Sulzer-Escher
Wyss GmbH, Ravensburg, Nr. 6/1/89 Münch et al. und Nr. 4/6/84
Weisshuhn sowie in einem Artikel mit dem Titel "Einfluß des Stoffauflaufs
auf die Blatteigenschaften und deren Konstanz" von Weisshuhn et al. in
einem Sonderdruck der Zeitschrift "Das Papier", Heft 10, 40. Jahrgang,
beschrieben.
In der Ausführungsform von Fig. 2 ist auf der von der Lichtquelle 12 ab
gewandten Seite der Papierbahn 10 lediglich ein Polarisationsfilter 15 an
geordnet, dem ein an die Auswerteeinheit 18 angeschlossener Sensor 16
zugeordnet ist. Zur Ermittlung von mehreren richtungsabhängigen Signa
len, die in dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1
durch das Vorsehen von mehreren Polarisationsfiltern mit unterschiedli
chen Ausrichtungen erhalten werden, ist bei der Ausführungsform von
Fig. 2 das Polarisationsfilter 15 z. B. um eine senkrecht zur Papierbahn 10
verlaufende Achse drehbar gelagert. Alternativ kann auch das auf der ge
genüberliegenden Seite der Papierbahn 10 angeordnete Filter 14 verdreht
werden. Während der Messung wird dann für jeden Drehwinkel des jewei
ligen Filters 15 bzw. 14 die mittels des Sensors 16 gemessene Intensität
der Lichtstrahlung ermittelt.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem lediglich eine
optische Einrichtung in Form eines Polarisationsfilters 14 vorgesehen ist,
das zwischen der Lichtquelle 12 und der Papierbahn 10 angeordnet ist.
Durch Verdrehen des Filters 14 werden mittels des Sensors 16 nachein
ander richtungsabhängige Intensitätswerte ermittelt, aus denen anschlie
ßend die Faserorientierung bestimmt wird.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist wiederum lediglich ein Pola
risationsfilter 15 vorgesehen, das hier jedoch zwischen der Papierbahn 10
und dem Sensor 16 angeordnet und zur Ermittlung mehrerer richtungs
abhängiger Meßwerte drehbar gelagert ist.
Entsprechend der anhand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsform kön
nen auch bei den drehbare Polarisationsfilter 14 bzw. 15 einsetzenden Va
rianten gemäß Fig. 2, 3 und 4 jeweils zwei mit unterschiedlichen Aus
richtungen ermittelte Meßwerte zur Bildung eines Differenz-, Verhältnis-
und Summensignals herangezogen werden.
Bei allen vorstehend erläuterten Ausführungsformen der Erfindung wird
die Messung vorzugsweise gleichzeitig mit mehreren verschiedenen Wel
lenlängen durchgeführt, wobei mit einer ein Wellenlängenspektrum emit
tierenden Lichtquelle 12 und mit als Spektrometer ausgebildeten Senso
ren 16 gearbeitet wird.
Des weiteren werden die von den Sensoren 16 gelieferten Signale bevor
zugt in der Auswerteeinheit 18 einem Verfahren zur Datenreduktion un
terzogen, wobei vorzugsweise mit einem PLS-Verfahren (Partial-Least-
Squares-Verfahren) gearbeitet wird.
Zusätzlich könnten jeweils weitere optische Einrichtungen vorgesehen
sein, die z. B. dazu dienen, simultane Messungen mit Referenzstrahlen
durchzuführen.
10
Faserstoffbahn, Papierbahn
12
Strahlungsquelle, Lichtquelle
14
,
15
optische Einrichtungen, Polarisationsfilter
16
Sensoren
18
Auswerteeinheit
Claims (23)
1. Vorrichtung zum Bestimmen der Faserorientierung in Faserstoff
bahnen (10), insbesondere Papierbahnen, mit wenigstens einer
Quelle (12) für elektromagnetische Strahlung und zumindest einem
Sensor (16) für von der Quelle (12) ausgesandte und die Faserstoff
bahn (10) durchdringende Strahlung, wobei die Quelle (12) auf der
einen und der Sensor (16) auf der anderen Seite der Faserstoffbahn
(10) positionierbar ist, und wobei im Strahlungsweg zwischen der
Quelle (12) und dem Sensor (16) wenigstens eine die Ausbreitung
der Strahlung in Abhängigkeit von deren Polarisationseigenschaften
beeinflussende optische Einrichtung (14, 15) positionierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die optische Einrichtung (14, 15) zur Erzeugung und/oder von
ihrer Ausrichtung relativ zur Faserstoffbahn (10) abhängigen
Transmission von linear polarisierter Strahlung ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die optische Einrichtung wenigstens ein Polarisationsfilter
(14, 15) umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polarisationsfilter (14, 15) um eine bevorzugt etwa senk
recht zur Faserstoffbahn (10) verlaufende Achse drehbar ist.
5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens zwei optische Einrichtungen (14, 15) vorgesehen
sind, von denen die eine auf der einen und die andere auf der ande
ren Seite der Faserstoffbahn (10) positionierbar ist.
6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens zwei optische Einrichtungen (15) vorgesehen sind,
die auf derselben Seite der Faserstoffbahn (10), bevorzugt zwischen
der Faserstoffbahn (10) und dem Sensor (16), positionierbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die optischen Einrichtungen (15) mit unterschiedlichen Aus
richtungen relativ zur Faserstoffbahn (10) positionierbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die optischen Einrichtungen (15) symmetrisch bezüglich wenig
stens einer optischen Einrichtung (14) ausrichtbar sind, die auf der
anderen Seite der Faserstoffbahn (10) positionierbar ist.
9. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die optischen Einrichtungen mehrere Polarisationsfilter (15)
umfassen, die bevorzugt jeweils um eine etwa senkrecht zur Faser
stoffbahn (10) verlaufende Achse gegeneinander verdreht positio
nierbar sind.
10. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß genau eine optische Einrichtung (15) vorgesehen ist, die zwi
schen der Faserstoffbahn (10) und dem Sensor (16) positionierbar
ist.
11. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß genau eine optische Einrichtung (14) vorgesehen ist, die zwi
schen der Quelle (12) und der Faserstoffbahn (10) positionierbar ist.
12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder optischen Einrichtung (14, 15) wenigstens ein Sensor (16)
zugeordnet ist.
13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle (12) zur Aussendung eines diskreten und/oder kon
tinuierlichen Wellenlängenspektrums ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Strahlung um sichtbares Licht und/oder um
Infrarot-Strahlung handelt.
15. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Sensor (16) ein Spektrometer vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Sensor (16) eine Photodiode vorgesehen ist.
17. Verfahren zum Bestimmen der Faserorientierung in Faserstoffbah
nen (10), insbesondere Papierbahnen, bei dem wenigstens eine
Quelle (12) für elektromagnetische Strahlung auf der einen und zu
mindest ein Sensor (16) für von der Quelle (12) ausgesandte und die
Faserstoffbahn (10) durchdringende Strahlung auf der anderen Seite
der Faserstoffbahn (10) angeordnet wird, und bei dem mittels we
nigstens einer im Strahlungsweg zwischen der Quelle (12) und dem
Sensor (16) angeordneten optischen Einrichtung (14, 15), insbeson
dere einem Polarisationsfilter, die Ausbreitung der Strahlung in Ab
hängigkeit von deren Polarisationseigenschaften beeinflußt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausrichtung der optischen Einrichtung (14, 15) relativ zur
Faserstoffbahn (10) insbesondere durch Drehen um eine bevorzugt
etwa senkrecht zur Faserstoffbahn (10) verlaufende Achse verändert
wird und/oder mehrere optische Einrichtungen (15) mit unter
schiedlichen Ausrichtungen relativ zur Faserstoffbahn (10) verwen
det werden.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß von dem Sensor (16) nachgewiesene Strahlung nach Wellenlän
gen getrennt ausgewertet wird.
20. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenlänge der Strahlung insbesondere durch aufeinan
derfolgende Verwendung unterschiedlicher Quellen zeitlich variiert
wird.
21. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus Signalen, die von jeweils zumindest zwei Sensoren (16) ge
liefert werden, jeweils wenigstens ein Differenz-, Summen- und/oder
Verhältnissignal gebildet wird.
22. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Faserorientierung bei laufender Faserstoffbahn (10), insbe
sondere bei mit normaler Geschwindigkeit in einer Papiermaschine
laufender Papierbahn, bestimmt wird.
23. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16
verwendet wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19913924A DE19913924A1 (de) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Faserorientierung in Faserstoffbahnen |
US09/534,331 US6717675B1 (en) | 1999-03-26 | 2000-03-24 | System and method for determining fiber orientation in fibrous material webs |
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