DE19930154A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Formation und/oder des Formationsindexes an einer laufenden Materialbahn - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Formation und/oder des Formationsindexes an einer laufenden MaterialbahnInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung der Formation und/oder des Formationsindexes an einer laufenden Materialbahn (12), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn beschrieben. Dabei wird die laufende Materialbahn (12) mittels wenigstens eines LED-Arrays (16) beleuchtet. Für eine jeweilige Bildaufnahme eines vom Licht des LED-Arrays (16) beaufschlagten Bahnbereichs wird wenigstens eine Kamera (14) verwendet, die mit einem Computer (20) verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Formation
und/oder des Formationsindexes an einer laufenden Materialbahn, insbe
sondere einer Papier- oder Kartonbahn. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 19.
Die Formation des Papiers ist ein wichtiger Qualitätsindex bei der Papier
herstellung. Sie beschreibt die Gleichmäßigkeit der Faser- und Füllstoff
verteilung. Eine gleichmäßige Verteilung der Inhaltsstoffe ist wesentlich
für die physikalischen Eigenschaften wie beispielsweise die mechanische
Festigkeit, Bedruckbarkeit oder Streichbarkeit des Papiers.
Vielfach wird die Formation des Papiers visuell durch den Papiermacher
geprüft. Er betrachtet eine Probe in Durchsicht gegen eine diffuse Strah
lungsquelle und entscheidet subjektiv über die Qualität der Formation.
Dieses Verfahren setzt eine große Menge an Erfahrung voraus und bringt
den Nachteil mit sich, daß die Ergebnisse stark von der Person abhängen,
die die Bestimmung durchführt.
Um diesen Nachteil auszugleichen, werden zunehmend optische Prüfver
fahren eingesetzt. Grundsätzlich arbeiten diese Verfahren nach dem Prin
zip, wonach dichtere bzw. schwere Bereiche im Papier weniger transparent
für Licht sind als die weniger dichten bzw. leichteren Bereiche. Üblicher
weise wird für die Bildgewinnung ein Trommelscanner eingesetzt, der eine
Papierprobe punktweise abtastet. Jüngere in der Fachliteratur beschrie
bene Verfahren setzen eine Matrix-CCD-Kamera ein. Der Einsatz einer
solchen CCD-Kamera wird beispielsweise in der US-A-5 113 454 beschrie
ben. Ein Videobild der zu untersuchenden Papierprobe wird hier in
Durchlicht aufgenommen, und die Graustufenverteilung wird mit der
Formation korreliert. Dieses Verfahren besitzt den Nachteil, daß es nur im
Labor anzuwenden ist. Eine effektive, schnelle Regelung z. B. des Stoffauf
laufs oder der Formationskästen ist hier nicht möglich.
Bei einem in der US-A-5 393 378 beschriebenen Verfahren werden CCD-
Kameras auch online eingesetzt. Die zu untersuchende Fläche ist sehr
klein (10 mm × 10 mm). Dies erschwert eine repräsentative Untersuchung
der gesamten Warenbahn. Treten innerhalb der kleinen Meßfläche Fehler
wie insbesondere Löcher oder Flecken auf, werden sie vom System fehlin
terpretiert, so daß sie das Ergebnis verfälschen. Ferner zeigt sich, daß die
se Systeme für die heute sehr schnell laufenden Prozesse unzureichend
sind. Bei Produktionsgeschwindigkeiten von über 30 ms-1 werden Belich
tungszeiten im µs-Bereich benötigt, um ein ausreichend scharfes Mo
mentbild der Materialbahn zu erhalten. Darüber hinaus ist es sinnvoll, bei
den heute üblichen vielfältigen Profil-Einstellmöglichkeiten ein Formati
onsprofil über die gesamte Warenbahnbreite zu ermitteln.
Ähnliche Nachteile ergeben sich auch bei den in der US-A-4 707 223 und
der US-A-4 931 659 beschriebenen Formationsmeßverfahren.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der ein
gangs genannten Art zu schaffen, bei denen die zuvor genannten Nachteile
beseitigt sind.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die laufende Materialbahn mittels wenigstens eines LED-
Arrays beleuchtet wird und daß für eine jeweilige Bildaufnahme eines vom
Licht des LED-Arrays beaufschlagten Bahnbereichs wenigstens eine Ka
mera verwendet wird, die mit einem Computer verbunden ist. Die Verbin
dung mit dem Computer kann z. B. über eine Framegrabberkarte erfolgen.
Alternativ ist beispielsweise ein digitaler Fire Wire o. ä. denkbar.
Aufgrund dieser Ausbildung können Oberflächendefekte vom System er
kannt und gegebenenfalls getrennt dokumentiert werden. Eine Verfäl
schung des Ergebnisses durch solche Oberflächendefekte ist somit ausge
schlossen. So kann beispielsweise ein fehlerfreies Formationsprofil über
die Materialbahnbreite ermittelt werden.
Die benötige Auflösung bestimmt die Anzahl der Kameras. Werden z. B.
mehrere Matrixkameras verwendet, so sind diese vorteilhafterweise jeweils
über eine Framegrabberkarte (Bildfangschaltung) und/oder einen Aus
wertecomputer mit einem gemeinsamen Server oder mit einem gleichzeitig
als Auswertecomputer und Server dienenden Computer verbunden. Die
Framegrabberkarten können jeweils einem Auswertecomputer zugeordnet
sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Matrixkameras lediglich über
z. B. eine bestimmte Anzahl von Framegrabberkarten mit dem gemeinsa
men Server zu verbinden. Alternativ ist beispielsweise auch ein jeweiliger
digitaler Fire Wire o. ä. denkbar.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform wird als Matrix
kamera jeweils eine CCD(charge coupled device)-Matrixkamera, vorzugs
weise eine S/W(Schwarz/Weiß)-CCD-Matrixkamera verwendet. Dabei ist
grundsätzlich die Verwendung herkömmlicher S/W-CCD-Matrixkameras
möglich.
Insbesondere in dem Fall, daß ein sich über die Bahnbreite ergebendes
Formationsquerprofil ermittelt werden soll, können mehrere über die
Bahnbreite verteilte Matrixkameras verwendet werden. In bestimmten
Fällen kann es von Vorteil sein, wenn aus den erhaltenen Meßwerten
mittels eines QCS(quality control system)-Systems Regelparameter für den
Produktionsprozeß bestimmt werden.
Die benötigte Auflösung bestimmt die Anzahl der Kameras. Vorzugsweise
sollte für die einzelnen aufgenommenen Bildpunkte eine Fläche von je
weils etwa 1 mm2 nicht überschritten werden. So kann beispielsweise mit
einer handelsüblichen CCD-Matrixkamera (z. B. 725 × 582 Bildpunkte) ein
DIN A3 großer Bereich betrachtet werden. Es sind aber auch andere han
delsübliche Formate wie z. B. 1024 × 1024 denkbar.
In bestimmten Anmeldungsfällen ist es zweckmäßig, wenn die Material
bahn zumindest teilweise in Transmission beleuchtet wird. Eine jeweilige
Kamera wird somit von durch die Materialbahn hindurch gegangenem
Licht beaufschlagt.
Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, daß die Materialbahn zumin
dest teilweise in Reflexion beleuchtet wird. In diesem Fall wird durch eine
jeweilige Kamera von der Materialbahn reflektiertes Licht erfaßt. Eine Be
leuchtung in Reflexion bringt für bestimmte Produkte wie beispielsweise
Kartons Vorteile mit sich.
Eine solche Beleuchtung der Materialbahn in Reflexion ist insbesondere
auch zur Bestimmung des Formationsindexes im Naßbereich von Vorteil.
In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, wenn die Messung direkt
hinter der Wasserlinie auf dem Sieb durchgeführt wird.
Die Belichtungszeit muß bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten im µs-
Bereich liegen. Insbesondere in diesem Fall weist sich die Verwendung von
LED-Arrays als Vorteil. Solche LED-Arrays sind im Handel frei erhältlich.
LEDs besitzen insbesondere auch den Vorteil einer hohen Impuls- oder
Blitzrate sowie bei einer entsprechend großen Anzahl einer sehr hohen
Leuchtdichte. Durch die Vielzahl der eingesetzten LEDs erhält man eine
gleichmäßige Ausleuchtung des betreffenden Meßfeldes. Zusätzliche Vor
richtungen für eine diffuse Ausleuchtung werden nicht benötigt. So ist es
beispielsweise möglich, Papiere mit einem Flächengewicht von 250 gm-2
und mehr in Transmission zu untersuchen. Durch die hohe Beleuch
tungsintensität können die Kameras auch bei optisch dichteren Materiali
en mit einer kleinen Blende betrieben werden. Durch die gewonnene Tie
fenschärfe wird das System unempfindlich gegen Bahnflattern. Der Ab
stand der Bahn von der Kamera ist in weiten Bereichen unabhängig von
der Bildqualität.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform wird die Bildauf
nahme vorzugsweise über den Server, oder über irgendeine Schnittstelle,
Hardware-Komponente o. ä., mit dem Blitzintervall der LED-Arrays syn
chronisiert.
Die Beleuchtungsintensität kann an das jeweilige Produkt angepaßt wer
den, so daß die Kameras stets in ihrem optimalen Dynamikbereich arbei
ten.
Vorteilhafterweise wird als LED-Array ein Infrarot-LED-Array verwendet.
Sind beispielsweise parallel installierte Farb-Meßsysteme vorgesehen, so
werden diese in ihrer Abstrahlung durch die verwendeten Infrarot-LEDs
nicht beeinflußt. Alternativ sind können jedoch auch andere LEDs ver
wendet werden. Es ist insbesondere auch eine alternative Beleuchtungs
folge möglich.
Zweckmäßigerweise wird wenigstens eine mit einem Filter ausgestattete
Matrixkamera verwendet. Werden die Kameras mit einem Filter ausge
stattet, das nur die entsprechende Wellenlänge passieren läßt, ist das Sy
stem unempfindlich gegenüber anderen Beleuchtungsquellen. Damit er
geben sich Vorteile gegenüber den bisher an der Produktionsmaschine in
stallierten Leuchtstofflampen, die nicht im IR-Bereich abstrahlen.
Jede Kamera kann z. B. über eine handelsübliche Framegrabberkarte oder
Bildfangschaltung oder z. B. einen digitalen Fire Wire o. ä. mit einem Com
puter verbunden sein. Bei mehreren Kameras werden diese jeweils mit ei
nem separaten Computer oder zumindest mit einer separaten Framegrab
berkarte, verbunden. Die einzelnen Computer können dann wieder über
ein Netzwerk mit einem gemeinsamen Server verbunden sein, der insbe
sondere für die Datenspeicherung und Weitergabe an externe Systeme
sowie für die Steuerung und Synchronisierung der einzelnen Kameras und
der Beleuchtungseinrichtung verantwortlich ist.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform wird das von einer
jeweiligen Matrixkamera aufgenommene Bild in dem an die Kamera ange
schlossenen Auswertecomputer vorverarbeitet.
Der erste Schritt der Daten- bzw. Bildvorverarbeitung kann eine Graustu
fen- und Gammakorrektur sein. Die Bilder können auf dem Hintergrund
korrigiert und normalisiert werden. Gegebenenfalls können auch zusätzli
che Bildkorrekturverfahren angewendet werden. Das resultierende Bild
kann einer Merkmalsextraktion unterzogen werden, wobei störende Bild
bereiche, wie sie von Oberflächendefekten hervorgerufen werden, maskiert
werden Optional können die erkannten Fehler und Defekte (wie beispiels
weise Löcher, Flecken und dergleichen) in einer separaten Datenbank
klassifiziert und dokumentiert werden.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform wird ein repariertes oder korri
giertes Graustufenbild erzeugt und dieses für eine Formationsanalyse
verwendet. Die unterschiedlichen Graustufen spiegeln sehr gut die Dichte-
bzw. Gewichtsverteilung der Inhaltsstoffe in der Materialbahn wieder. Es
hat sich gezeigt, daß sinnvolle, benachbarte Klassen einen Graustu
fenunterschied von etwa 1% aufweisen.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform werden zur Bestim
mung des Formationsindexes die unterschiedlichen Graustufen nume
risch erfaßt. Die Anzahl der Bildpunkte in der häufigsten (Graustufen-)
Klasse kann zu den gefundenen Klassen (Graustufen) in Beziehung gesetzt
werden. Dabei ist die Formation um so besser, je höher der Wert ist, der
sehr gut mit den subjektiven Eindrücken korreliert, die der Papiermacher
bei Betrachtung des Papiers erhält.
Grundsätzlich ist es auch möglich, das beschriebene System zur Bestim
mung der Faserorientierung einzusetzen. In diesem Fall werden vorzugs
weise wenigstens zwei Matrixkameras auf einen jeweiligen Bahnbereich
ausgerichtet und die beiden Kameras vorzugsweise mit Polfiltern unter
schiedlicher Polarisationsebene ausgestattet. Der Unterschied zwischen
den beiden Polarisationsebenen kann insbesondere zwischen 30° und 60°
liegen, wobei er aber an die jeweilige Situation angepaßt werden kann.
Aus den Kontrastunterschieden der beiden gewonnenen Bilder kann auf
die Faserorientierung geschlossen werden.
Es ist beispielsweise möglich, die Flockenorientierung aus den Bilddaten
zu erfassen, wobei die Flockenorientierung vorzugsweise als Hinweis auf
eine vorliegende Faserorientierung dient.
In bestimmten Fällen kann es von Vorteil sein, wenn zur Faserorientie
rungsmessung eine Kamera mit zwei oder mehreren Polarisationsfiltern
verwendet wird, die automatisch gewechselt werden.
Grundsätzlich ist es auch möglich, zur Faserorientierungsmessung eine
Kamera mit einem rotierenden Polarisationsfilter zu verwendet.
Insbesondere in den beiden zuvor genannten Fällen kann zusätzlich ein
wechselndes wellenlängensensitives Filter verwendet werden.
Von Vorteil ist auch, wenn im Zusammenhang mit der Bildauswertung mit
Filter gleichzeitig zur Messung von Flächengewicht, Feuchte, Dicke u. a.
auch optisch erfaßbare Eigenschaften genutzt werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform wird wenigstens
ein LED-Array mit verschiedenen Farben verwendet und vorzugsweise ab
wechselnd mit 600 nm, 900 nm und 1400 nm geblitzt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist entsprechend dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Beleuchtung der laufenden Materialbahn wenigstens ein
LED-Array und für eine jeweilige Bildaufnahme eines vom Licht des LED-
Arrays beaufschlagten Bahnbereichs wenigstens eine Matrixkamera vorge
sehen ist und daß die Matrixkamera über eine Framegrabberkarte mit ei
nem Computer verbunden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind, in
den Unteransprüchen angegebenen.
Außer den zuvor bereits genannten Vorteilen sei beispielsweise noch auf
die folgenden weiteren Vorteile verwiesen:
- - sehr schnelle Produktionsprozesse
- - komplette CD-Profile
- - die Formation nicht betreffende Bildinformation wird markiert
- - es können kostengünstige Standardkomponenten eingesetzt wer den.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un
ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine beispielhafte Anordnung der Kameras und der Beleuch
tungseinrichtung einer Vorrichtung zur Bestimmung der For
mation und/oder des Formationsindexes an einer laufenden
Materialbahn,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Grundauf
baus der Vorrichtung,
Fig. 3 eine perspektivische schematische Darstellung eines beispiel
haften Grundaufbaus eines in der Beleuchtungseinrichtung der
Vorrichtung verwendeten LED-Arrays,
Fig. 4 einen beispielhaften Ausschnitt eines von einer Kamera aufge
nommenen Bildes,
Fig. 5 eine beispielhafte Graustufenverteilung des Bildes und
Fig. 6 ein beispielhaftes schematisches Ablaufdiagramm einer mittels
der Vorrichtung durchgeführten Formationsindex-Bestimmung.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 10 dient der Bestimmung der
Formation und/oder des Formationsindexes an einer laufenden Material
bahn 12, bei der es sich im vorliegenden Fall beispielsweise um eine Pa
pierbahn handelt.
Die Vorrichtung 10 umfaßt mehrere über die Breite der Papierbahn 12
verteilte Matrixkameras 14, bei denen es sich insbesondere um CCD-
(charge coupled device)-Matrixkameras und vorzugsweise um
S/W(Schwarz/Weiß)-CCD-Matrixkameras handeln kann.
Zur Beleuchtung der laufenden Materialbahn 12 ist wenigstens ein LED-
Array 16 vorgesehen.
Die Anzahl der verwendeten Matrixkameras 14 hängt von der gewünsch
ten Auflösung und von der Breite der Materialbahn 12 ab.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt eine Beleuchtung der Ma
terialbahn 12 in Transmission, was bedeutet, daß die Matrixkameras 14
auf der einen und das LED-Array 16 auf der anderen Seite der Material
bahn 12 angeordnet sind. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Beleuchtung
in Reflexion möglich.
Die Gesichtsfelder 18 der Matrixkameras 14 grenzen aneinander, wobei
sie sich in den Randbereichen in der dargestellten Weise auch über
schneiden können.
Gemäß Fig. 2, in der ein beispielhafter Grundaufbau der Vorrichtung 10
gezeigt ist, sind die Matrixkameras 14 jeweils mit einem Auswertecompu
ter 20 verbunden, und zwar beispielsweise jeweils über eine nicht darge
stellte Framegrabberkarte (Bildfangschaltung). Die verschiedenen Aus
wertecomputer 20 sind mit einem gemeinsamen Server 22 verbunden. Die
Blitzfrequenz des LED-Arrays 16 muß irgendwie mit der Aufnahmefre
quenz der Kamera synchronisiert werden. D. h., das LED-Arrays 16 sollte
mit dem Kameras 14 verbunden sein, wobei der Umweg über 20, 22 oder
eine Spezialhardware in Betracht kommt. Der Server 20 dient u. a. dazu,
die gewonnenen Daten aufzubereiten und zu archivieren. Zudem synchro
nisiert er die Bildaufnahme und die Beleuchtungsblitze des LED-Arrays
16.
Der Server 22 ist über eine Netzwerkverbindung 24 mit einer Bedienersta
tion (Operator Station) 26 verbunden.
Bei den Matrixkameras 14 kann es sich insbesondere um
S/W(Schwarz/Weiß)-CCD(charge coupled device)-Matrixkameras handeln.
Fig. 3 zeigt in perspektivischer schematischer Darstellung einen beispiel
haften Grundaufbau eines in der Beleuchtungseinrichtung in der Vor
richtung 10 verwendeten LED-Arrays 16. Danach bestehen die Zeilen aus
einzelnen Modulen mit jeweils einer Vielzahl von einzelnen LEDs. Dabei
kann ein solches LED-Array 16 insbesondere aus Infrarot-LEDs bestehen.
Fig. 4 zeigt einen beispielhaften Ausschnitt 28 eines von einer Matrixka
mera 14 aufgenommenen Bildes nach einer Bildvorverarbeitung. Eine sol
che Bildvorverarbeitung kann insbesondere in den mit dem gemeinsamen
Server 22 verbundenen einzelnen Auswertecomputern 20 erfolgen.
Der in der Fig. 4 erkennbare schraffierte Bereich 30 des Bildausschnitts
28 zeigt einen Defekt, der vom System erkannt und für die weitere Bear
beitung maskiert wurde. Die Gitterpunkte oben links zeigen schematisch
die einzelnen Bildpunkte 32, die zur Auswertung herangezogen werden.
Diese Bildpunkte 32 können gegebenenfalls auch aus mehreren Pixeln des
betreffenden Detektors gebildet werden.
Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Graustufenverteilung des Bildes. Dabei ist
die Anzahl der Bildpunkte in einer jeweiligen Klasse über den Klassen
aufgetragen. Der Formationsindex F(i) ergibt sich aus der folgenden Bezie
hung:
F(i) = N(i)fN(a),
wobei mit
N(i) die Anzahl der Bildpunkte (Pixel oder "Cluster") in der am häufigsten vorkommenden Klasse und
N(a) die Anzahl der gefundenen Klassen
angegeben ist.
N(i) die Anzahl der Bildpunkte (Pixel oder "Cluster") in der am häufigsten vorkommenden Klasse und
N(a) die Anzahl der gefundenen Klassen
angegeben ist.
Diese einfache Beziehung korreliert gut mit den visuellen Eindrücken.
In bestimmten Fällen kann es sinnvoll sein, komplexere Auswerteverfah
ren anzuwenden. Dabei sind beispielsweise solche statistische Verfahren
wie die Clusteranalyse, gegebenenfalls in Kombination mit neuronalen Net
zen oder Fuzzy-Algorithmen denkbar.
Fig. 6 zeigt ein beispielhaftes schematisches Ablaufdiagramm einer mittels
der Vorrichtung 10 durchgeführten Formationsindex-Bestimmung.
Danach werden im Block 1 mit der entsprechenden Bildaufnahme zu
nächst die betreffenden Eingangsdaten aufgenommen.
Im Block 2 erfolgt die entsprechende Bildvorverarbeitung, mit der bei
spielsweise eine Hintergrundkorrektur und eine Gammakorrektur erfolgen
kann.
Im Block 3 erfolgt eine Merkmalsextraktion. Dabei wird entschieden, ob
Defekte wie z. B. Löcher oder Flecken, vorliegen oder nicht. Liegen Defekte
vor, so werden diese im Block 4 maskiert. Mit dem Block 5 ist eine optio
nale Dokumentation dieser Defekte angedeutet. Vom Block 4 geht es wei
ter zum Block 6, in dem eine Bildauswertung stattfindet, d. h. beispiels
weise der Formationsindex bestimmt wird. Falls im Block 3 kein Defekt
festgestellt wird, geht es ohne den Umweg über den Block 4 direkt zu die
sem die Bildauswertung betreffenden Block 6.
Im Anschluß daran wird im Block 7 überprüft, ob die Formation in Ord
nung ist oder nicht. Falls ja, gelangt man zu einem die Dokumentation
betreffenden Block 9. Von diesem Block 9 gelangt man dann zu einem die
Regelung betreffenden Block 8. Wird im Block 7 festgestellt, daß die For
mation nicht in Ordnung ist, so gelangt man ohne den Umweg über den
Block 9 direkt zu dem die Regelung betreffenden Block 8.
Aus den erhaltenen Meßwerten können beispielsweise mittels eines
QCS(quality control system)-Systems Regelparameter für den Produkti
onsprozeß bestimmt werden.
10
Vorrichtung
12
Materialbahn
14
Matrixkamera
16
LED-Array
18
Gesichtsfeld
20
Auswertecomputer
22
Server
24
Netzwerkverbindung
26
Bedienerstation
28
Bildausschnitt
30
schraffierter, markierter Bereich
32
Bildpunkte
Claims (31)
1. Verfahren zur Bestimmung der Formation und/oder des Formati
onsindexes an einer laufenden Materialbahn (12), insbesondere ei
ner Papier- oder Kartonbahn,
dadurch gekennzeichnet,
daß die laufende Materialbahn (12) mittels wenigstens eines LED-
Arrays (16) beleuchtet wird und daß für eine jeweilige Bildaufnahme
eines vom Licht des LED-Arrays (16) beaufschlagten Bahnbereichs
wenigstens eine Kamera (14) verwendet wird, die mit einem Com
puter (20) verbunden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Matrixkameras (14) verwendet werden, die jeweils über
eine Framegrabberkarte und/oder einen Auswertecomputer (20) mit
einem gemeinsamen Server (22) oder mit einem gleichzeitig als Aus
wertecomputer und Server dienenden Computer verbunden sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Matrixkamera (14) jeweils eine CCD-Matrixkamera, vor
zugsweise eine S/W-CCD-Matrixkamera verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein sich über die Bahnbreite ergebendes Formationsquerprofil
ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere über die Bahnbreite verteilte Matrixkameras (14) ver
wendet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus den erhaltenen Meßwerten mittels eines QCS-Systems Re
gelparameter für den Produktionsprozeß bestimmt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die einzelnen aufgenommenen Bildpunkt (32) eine Fläche
von jeweils etwa 1 mm2 nicht überschritten wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Materialbahn (12) zumindest teilweise in Transmission be
leuchtet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Materialbahn (12) zumindest teilweise in Reflexion beleuch
tet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bestimmung des Formationsindexes im Naßbereich die
Materialbahn (12) in Reflexion beleuchtet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Messung direkt hinter der Wasserlinie auf dem Sieb durch
geführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bildaufnahme mit dem Blitzintervall des LED-Arrays (16)
synchronisiert wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als LED-Array (16) ein Infrarot-LED-Array verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Matrixkamera (14) mit einem Filter ausgestattet
wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das von einer jeweiligen Matrixkamera (14) aufgenommene Bild
in dem an die Kamera (14) angeschlossenen Auswertecomputer (20)
vorverarbeitet wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein korrigiertes Graustufenbild erzeugt und dieses für eine
Formationsanalyse verwendet wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bestimmung des Formationsindexes die unterschiedlichen
Graustufen numerisch erfaßt werden.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bestimmung der Faserorientierung jeweils wenigstens zwei
Matrixkameras (14) auf einen jeweiligen Bahnbereich ausgerichtet
und die beiden Kameras (14) vorzugsweise mit Polfiltern unter
schiedlicher Polarisationsebene ausgestattet werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flockenorientierung aus den Bilddaten erfaßt wird, wobei
die Flockenorientierung vorzugsweise als Hinweis auf eine vorlie
gende Faserorientierung dient.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Faserorientierungsmessung eine Kamera mit zwei oder
mehreren Polarisationsfiltern verwendet wird, die automatisch ge
wechselt werden.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Faserorientierungsmessung eine Kamera mit einem rotie
renden Polarisationsfilter verwendet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich ein wechselndes wellenlängensensitives Filter ver
wendet wird.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Zusammenhang mit der Bildauswertung mit Filter gleichzei
tig zur Messung von Flächengewicht, Feuchte, Dicke u. a. auch op
tisch erfaßbare Eigenschaften genutzt werden.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein LED-Array mit verschiedenen Farben verwendet
wird und vorzugsweise abwechselnd mit 600 nm, 900 nm und 1400 nm
geblitzt wird.
25. Vorrichtung (10) zur Bestimmung der Formation und/oder des
Formationsindexes an einer laufenden Materialbahn (12), insbeson
dere einer Papier- oder Kartonbahn, insbesondere zur Durchfüh
rung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Beleuchtung der laufenden Materialbahn (12) wenigstens
ein LED-Array (16) und für eine jeweilige Bildaufnahme eines vom
Licht des LED-Arrays (16) beaufschlagten Bahnbereichs wenigstens
eine Matrixkamera (14) vorgesehen ist und daß die Matrixkamera
(14) über eine Framegrabberkarte mit einem Computer (20) verbun
den ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Matrixkameras (14) vorgesehen sind, die jeweils über
eine Framegrabberkarte und/oder einen Auswertecomputer (20) mit
einem gemeinsamen Server (22) verbunden sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Matrixkamera (14) jeweils eine CCD-Matrixkamera, vor
zugsweise eine S/W-CCD-Matrixkamera vorgesehen ist.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere über die Bahnbreite verteilte Matrixkameras (14) vor
gesehen sind.
29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als LED-Array (16) ein Infrarot-LED-Array vorgesehen ist.
30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Matrixkamera (14) vorgesehen ist, die mit ei
nem Filter ausgestattet ist.
31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bestimmung der Faserorientierung jeweils wenigstens zwei
Matrixkameras (14) auf einen jeweiligen Bahnbereich ausgerichtet
und die beiden Kameras (14) vorzugsweise mit Polfiltern unter
schiedlicher Polarisationsebene ausgestattet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999130154 DE19930154A1 (de) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Formation und/oder des Formationsindexes an einer laufenden Materialbahn |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999130154 DE19930154A1 (de) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Formation und/oder des Formationsindexes an einer laufenden Materialbahn |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19930154A1 true DE19930154A1 (de) | 2001-01-04 |
Family
ID=7913179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999130154 Ceased DE19930154A1 (de) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Formation und/oder des Formationsindexes an einer laufenden Materialbahn |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19930154A1 (de) |
Cited By (9)
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