DE3413558A1 - Verfahren, einrichtung und schaltungsanordnung zum beruehrungslosen ermitteln der richtung und/oder zum ermitteln des relativen unterschiedes in der staerke des auftretens zweier extremer faserorientierungen in papier, insbesondere an laufenden bahnen aus papier - Google Patents
Verfahren, einrichtung und schaltungsanordnung zum beruehrungslosen ermitteln der richtung und/oder zum ermitteln des relativen unterschiedes in der staerke des auftretens zweier extremer faserorientierungen in papier, insbesondere an laufenden bahnen aus papierInfo
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Description
NACHGEREICHT
Paul Lippke GmbH & Co. KG,
Wilh.-Leuschner-Str. 12, 5450 Neuwied
Verfahren, Einrichtung und Schaltungsanordnung zum berührungslosen
Ermitteln der Richtung und/oder zum Ermitteln des relativen Unterschiedes in der Stärke des Auftretens zweier
extremer Faserorientierungen in Papier, insbesondere an laufenden Bahnen aus Papier
Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von Papier infolge der Gegebenheiten im sogenannten Naßbereich einer Papiermaschine
eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Ausrichtung der das Papier bildenden CeIlulosefasern in einer bestimmten Richtung
erfolgt, nämlich in der sogenannten Maschinenrichtung. Allerdings ist die Ausrichtung von CeIlulosefasern-im folgenden als
Faserorientierung bezeichnet - in Maschinenrichtung (oder auch
in anderen Richtungen) bekanntermaßen bei Papieren unterschiedlich stark ausgeprägt. Die beträchtlichen Unterschiede in dieser
Hinsicht sind auf die Güte des Ausgangsproduktes Holz zurück-
zuführen. Ferner ist es bekannt, daß eine gegebene, verhältnismäßig
stark ausgeprägte, also maximale Faserorientierung in Maschinenrichtung für durchaus große, der Mitte der Papierbahn
benachbarte Bereiche vorliegen kann, während im Bereich der Seitenkanten der Papierbahn eine von der Maschinenrichtung abweichende
Richtung der maximalen Faserorientierung vorliegt. Dementsprechend ist auch die andere, nämlich minimale Faserorientierung
entsprechend der Papierqualität nicht nur mehr oder weniger stark ausgeprägt im Vergleich zur maximalen Faserorientierung,
sondern kann über die Breite einer Papierbahn betrachtet durchaus erheblich von der quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Richtung abweichen.
Der relative Grad der Faserorientierung im Papier stellt für verschiedene Papiersorten nun ein durchaus wesentliches Qualitätsmerkmal
dar. So beeinflußt die Faserorientierung unter anderem verschiedene mechanische Eigenschaften des Papiers wie insbesondere
die Reißfestigkeit in ganz erheblichem Maß. Wegen, dieses engen Zusammenhanges zwischen Faserorientierung und beispielsweise
Reißfestigkeit wird im Fall eines bekannten, labormäßig
durchgeführten Verfahrens die vorherrschende, maximale
Faserorientierung festgestellt, indem die Reißfestigkeit (in verschiedenen Richtungen) geprüft wird.
Außer diesem vorgenannten, indirekten Verfahren zur Bestimmung der Faserorientierung sind aus der Literatur verschiedene weitere
Verfahren zur Bestimmung der Faserorientierung bekanntgeworden. So ist es z. B. bekannt, die CeIlulosefasern einer Papierprobe
zu färben und bezüglich ihrer Lage auszuzählen (Svensk Papperstidn. 50, 1947, Seite 301). Weiterhin ist vorgeschlagen
worden, die betreffende Papierprobe mit Röntgenstrahlung oder Laserstrahlung zu durchstrahlen und anhand des Beugungsmusters
die vorherrschende Faserorientierung zu bestimmen (Pulp Paper
Mag. Can. 59, 1958, Seite 1983; Tappi 53, 1970, Seite 2314;
Svensk Papperstidn 73, 1970, Seite 117; Paperiapu Pnn 9, 1979,
Seite 588). Diese sehr zeitaufwendigen und nur an einzelnen Proben durchführbaren Verfahren versagen aber bereits bei
ρ dünnen Papieren mit einem Flächengewicht von etwa 40 g/m . Für
eine schnelle Ermittlung der Richtung und des Grades der Ausprägung einer extremen (maximalen bzw. minimalen) Faserorientierung
und insbesondere einer Ermittlung im laufenden Betrieb ist mit den bekannten Verfahren nicht brauchbar.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum berührungslosen Ermitteln der Richtung extremer
(maximal bzw. minimal ausgeprägter) Faserorientierungen in Papier, insbesondere an laufenden Bahnen aus Papier und/oder
zum Ermitteln des relativen Unterschiedes in der Stärke des Auftretens zweier solcher extremer Faserorientierungen zu schaf·
fen, das sich zum einen auszeichnet durch die Möglichkeit des Einsatzes im laufenden Produktionsprozeß, insbesondere also
an der Papiermaschine, und das sich zum anderen im Vergleich zu den bekannten Verfahren durch eine schnelle Ermittlung der
gewünschten Größen auszeichnet.
Lösung
Zur Lösung der vorstehend umrissenen Aufgabe wird vorgeschla
gen, elektromagnetische Strahlung etwa im Bereich des sichtbaren Spektrums (Licht) in Form eines wenigstens über einen
Winkel von 180 Grad seines Querschnitts scharf begrenzten Strahles in das Papier einzustrahlen und sodann die Stärke
der in dem der Einstrahlstelle benachbarten Bereich auf der Einstrahlseite oder der der Einstrahlseite gegenüberliegenden
Seite des Papiers aus dem Papier austretenden Strahlung an mehreren, über den erwähnten Winkel verteilt vorgegebenen, in vorbestimmtem
Abstand zur Einstrahlstelle bzw. zur Grenzlinie zwischen bestrahltem und unbestrahltem Papier liegenden Meßorten
zu messen und die erhaltenen elektrischen Meßwerte miteinander zu vergleichen.
VorteiIe
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Faserorientierung
im Papier sowohl an einer Papierprobe als auch und insbesondere an einer laufenden Papierbahn, z. B. an der
Papiermaschine, berührungslos und praktisch simultan mit der
Papierbewegung ermittelt werden. Hierdurch wird es möglich, eine Aussage nicht nur über die aktuelle Papierqualität zu
erhalten, sondern auf der Grundlage dieser Aussage auch regelnd in den Herstellungsprozeß eingreifen zu können und/oder die
erhaltenen Meßwerte für die spätere Verarbeitung des Papiers, z. B. auf einem Querschneider, zu nutzen. Da die Faserorientierung
sich bekanntermaßen sehr auf das Dehnungsverhalten des Papiers in verschiedenen Richtungen auswirkt, können derartige
Aussagen im Hinblick auf die Weiterverarbeitung bis zum Bedrucken des Papiers hin äußerst wertvoll sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt den Effekt aus, daß sich
in das Papier eingestrahlte Strahlung, insbesondere Licht, zu
einem gewissen Anteil zunächst innerhalb des Papierblatts
in zum Papierblatt mehr oder weniger parallelen Ebenen ausbreitet und dann an einer von der Einstrahlstelle mehr oder
weniger entfernten Stelle und entsprechend mehr oder weniger geschwächt wieder aus der Papierblattebene austritt, wobei
im Fall einer vorherrschenden (maximalen) Faserorientierung die Stärke der aus dem Papier in einem vorgegebenen Abstand
von der Einstrahlstelle wieder austretenden Strahlung an solchen Meßorten größer als an anderen ist, die sich in Richtung
dieser vorherrschenden Faserorientierung zur EinstrahlstelIe
befinden. Einem Maximum von aus dem Papier wieder austretender Strahlung steht ein Minimum an wieder austretender Strahlung
an denjenigen Meßorten gegenüber, die sich quer zu dieser vorherrschenden Faserorientierung und zur Einstrahlstelle befinden
und im übrigen mit den vorerwähnten Meßorten selbstverständlich äquidistant zur Einstrahlstelle liegen. Das bedeutet,
daß bei gegebener, .mehr oder weniger vorherrschender Faserorientierung in einem Papier unter der Voraussetzung eines
runden Querschnitts des Strahles der in das Papier eingestrahlten Strahlung Orte gleicher Leuchtdichte des Papiers jeweils
auf einer mehr oder weniger stark ausgeprägten, die Richtung der Faserorientierung und deren Ausprägung angebenden Ellipse
liegen.
Ein weiterer, besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist darin zu s^hen, daß mit Hilfe dieses Verfahrens durchaus
auch relativ dicke bzw. schwere Papiere bezüglich ihrer Faserorientierung untersucht werden können. Dabei kann es für
die Untersuchung dann allerdings zweckmäßig sein, nicht von der der Einstrahlsei te entgegengesetzten Seite, sondern besser
von der Einstrahlseite aus zu messen.
Da sich tier mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgenutzte,
vorbeschriebene Effekt derzeit meßtechnisch auswertbar ledig-
lieh im Bereich weniger Zehntelmillimeter von der Einstrahlstelle
bzw. der Grenzlinie zwischen bestrahltem und unbestrahltem Papier entfernt auswirkt, ist es gemäß Anspruch 2 vorteilhaft,
daß zum Zweck der meßtechnischen Auswertung des beschriebenen Effektes der der Einstrahlstelle benachbarte Bereich optisch
vergrößert abgebildet wird und sodann die betreffende Abbildung lichtelektrisch ausgewertet wird.
Wegen der erzielbaren hohen Strahlungsdichte und der Möglichkeit, einen äußerst schmalen und dabei scharf begrenzten Lichtstrahl
zu erzeugen, wird entsprechend dem Vorschlag nach Anspruch 3 vorteilhaft Laser-Strahlung für die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe verwendet. Neben dem Vorteil, mit Hilfe optischer Mittel wie Linsen, Filter .und/oder Blenden bzw. Masken
diese Art von Strahlung verhältnismäßig scharf und in gewünschtem Maß bündeln zu.können, erlaubt diese Strahlung wegen
ihrer Begrenzung auf eine Wellenlänge im übrigen auch, Streustrahlung und/oder Fremdstrahlung bei der Messung weitestgehend
auszuschließen.
Weiterhin wird gemäß Anspruch 4 vorgeschlagen, daß der auf das Papier auftreffende Strahl runden Querschnitt hat, mit einem
Durchmesser in der Größenordnung von kleiner als 10OyWm. Derartige Strahldurchmesser sind insbesondere im Hinblick auf die
Verwendung von Laser-Strahlung ohne weiteres erzielbar bei gleichzeitig hoher Strahlungsdichte im Hinblick auf die Empfindlichkeit
der heutzutage erhältlichen Detektoren.
Zum Ausschalten bzw. Unterdrücken von Fremdstrahlung und/oder Streustrahlung ist es ferner entsprechend den Vorschlägen nach
den Ansprüchen 5, 6 und 7 vorteilhaft, daß die den Detektoren zugeführte Strahlung gefiltert und/oder durch Blenden, Masken
oder dgl. geführt und/oder in Form von Strahlungsimpulsen auf
COPY
das Papier geleitet wird.
Anhand der Figuren 1 bis 7 der Zeichn.-ing werden im folgenden
das erfindungsgemäße Verfahren sowie Einrichtungen zum Durchführen
des Verfahrens näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Ausschnitt einer Papierbahn mit schematischer
Darstellung der Einstrahlung von elektromagnetischer
Strahlung und Auswertung mit Hilfe eines Detektors,
Fig. 2 eine mögliche Detektoranordnung zum Auswerten der aus dem bestrahlten Papier wieder austretenden Strahlung
in schematischer Darstellung,
Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform einer Einrichtung zum
Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Labor-Version,
Fig. 4 eine im Zusammenhang mit der Einrichtung nach Fig. 3 verwendete elektrische Schaltungsanordnung in Blockdarstellung,
Fig. 5 ein Detail der Ausführungsform nach Fig. 3 in größerem
Maßstab und in schematischer Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise,
Fig. 6 ein weiteres Details der Einrichtung nach Fig. 3 in größerem Maßstab und in schematischer Darstellung zur
Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung, und
Fig. 7 ein Diagramm der mit der Einrichtung nach den Fig. 3 bis 6 von den Detektoren erhaltenen elektrischen Signale
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Papierbahn 1, die sich
beispielsweise in Richtung des Pfeils 2 bewegt. Die Papierbahn wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Laser-Strahlungsquelle
bestrahlt, wobei der auf die Papierbahn 1 auftreffende Laserstrahl 3 einen runden Querschnitt hat. Entsprechend dem oben
erwähnten Effekt wird sich ein Teil der in das Papier eingestrahlten Strahlung zunächst innerhalb des Papiers - und bevorzugt
in Richtung der vorherrschenden Faserorientierung ausbreiten und entsprechend geschwächt, an anderer Stelle
wieder aus dem Papier austreten, und zwar sowohl auf der Seite der Einstrahlstelle als auch auf der der Einstrahlstelle gegenüberliegenden
Seite der Papierbahn 1. Entsprechend den mehr oder weniger stark ausgeprägten, extremen Faserorientierungen
der Fasern 4 ergeben sich elliptische Kurven 5, 6, 7 und weitere mit Orten gleicher Leuchtdichte. Das bedeutet, daß ein
den Laserstrahl 3 mit vorbestimmtem Abstand 8 zur Einstrahlstelle bzw. zur Grenzlinie zwischen bestrahltem und unbestrahltem
Papier um die Einstrahlstelle· bzw. die Achse des Laserstrahls
3 herumbewegter Detektor 9 entsprechend der jeweils herrschenden Leuchtdichte unterschiedliche elektrische Signale
abgibt. In der dargestellten Position wird der Detektor 9 ein minimales elektrisches Signal abgeben, in den beiden um
90 Grad, bezogen auf das Zentrum der Einstrahlstelle davon abweichenden
Positionen des Detektors 9 - bei gleichem Abstand 8 zur Einstrahlstelle bzw. der erwähnten Grenzlinie -, wird
dieser ein maximales elektrisches Signal abgeben. Aus der Zuordnung der beiden extremen Signale, also dem maximalen und
dem minimalen Signal, kann einerseits die vorherrschende Richtung der Orientierung der CeIlulosefasern des Papiers geschlossen
werden und andererseits auch ein Maß für den relativen Unterschied in der Stärke des Auftretens dieser beiden
extremen Faserorientierungen erhalten werden. - Aus Gründen einfacher Darstellung und leichter Erläuterung weichen
die Größenverhältnisse von den tatsächlichen Verhältnissen ab.
Fig. 2 zeigt zwei Paare von Detektoren 10, 11 bzw. 12, 13,
die um eine Einstrahlstelle 14 herum gruppiert sind und mit deren Hilfe die Lage der Faserorientierung entsprechend Pfeil
15 ermittelt werden kann. Dies geschieht, indem die gekreuzt angeordneten Detektorpaare 10, 11 und 12, 13 relativ zum Papier
16 um die EinstrahlstelIe 14 gedreht werden, wobei dann
der elliptische Kurvenverlauf 17 einer bestimmten Leuchtdichte und dementsprechend bei der Relativbewegung zwischen
Papier und den Detektorpaaren zwischen entsprechendem Maximum und Minimum schwankende, von den Detektorpaaren abgegebene
elektrische Signale eine entsprechende Information über die Faserorientierung liefern.
Die Einrichtung nach Fig. 3 zeigt eine Laser-Strahlungsquelle
18, die einen Laserstrahl 19 abgibt. Der Laserstrahl 19 wird durch eine mechanische Zerhackereinrichtung 20 in eine Aufeinanderfolge
von Strahlungsimpulsen vorbestimmter Frequenz verwandelt.
Auf die Zerhackereinrichtung 20 folgt eine Sammellinse 21 zum
gegebenenfalls weiteren Bündeln des Laserstrahls 19, der sodann
- gebündelt und in Form von Lichtimpulsen - auf das in
einem drehbaren Probenhalter 24 befestigte, zu untersuchende Papier 16 gelenkt wird. Auf der der Einstrahlseite gegenüberliegenden
Seite der Papierprobe des Papiers 16 im Probenhalter 24 befinden sich weitere Linsen 22, 23 bzw. ein entsprechendes
Objektiv zum Erzeugen eines Abbildes des der EinstrahlstelIe
gegenüberliegenden Bereiches und benachbarter Bereiche des Papiers 16 in einer Bildebene 27. Zwischen Probenhalter 24
und der in 'der Bildebene 27 liegenden Detektorenanordnung 26 aus den Detektoren 10 bis 13 befindet sich noch zum Zweck des ·
weitestgehenden Ausschaltens von Streustrahlung und/oder Fremdstrahlung,
ggfs. in Kombination mit einem Interferenzfilter,
eine Schlitzmaske 25.
Die Detektoranordnung 26 ist derart ausgeführt, daß auf die Detektoren 10 bis 13 lediglich Strahlung trifft, die in vorbestimmtem
Abstand zur Einstrahlstelle bis zur erwähnten Grenzlinie-auf der der Einstrahlstelle gegenüberliegenden
Seite des Papier 16 - aus dem Papier austritt. Das von der Einstrahlstelle bzw. der der Einstrahlstelle gegenüberliegenden
Stelle auf der anderen Seite des Papiers selbst ausgehende Licht wird durch eine geeignete Lichtfalle oder dgl. unterdrückt
und gelangt jedenfalls nicht auf die Detektoren.
Fig. 6 zeigt die Detektorenanordnung 26 mit den Detektoren
bis 13 in größerem Maßstab. Die Ellipse 17 gibt eine bereits erwähnte Kurve gleicher Leuchtdichte wieder (siehe auch Fig. 2
und 5). Da im Fall der Einrichtung nach Fig. 3 die mit 28 bezeichnete Rotationsachse des Probenhalters 24 einen gewissen
Abstand von dem zur Rotationsachse 28 im übrigen parallel verlaufenden Laserstrahl 19 aufweist, werden beim Untersuchen
einer Papierprobe mit dieser Einrichtung verschiedene, auf einem Kreisbogen 29 1 legende.Bereiche des Papiers mit vorbestimmter
Geschwindigkeit überfahren, so daß im Hinblick auf die bekannte, sogenannte Wolkigkeit des Papiers (ungleichmäßige
Faseransammlungen) und andere Zufälligkeiten ein von
diesen das Meßergebnis möglicherweise erheblich verfälschenden oder verändernden Zufälligkeiten unabhängiges Meßergebnis
erzielt werden kann.
Die von den Detektoren 10 bis 13 erhaltenen Meßsignale werden dem Verstärker 30 bzw. 31 der Schaltungsanordnung nach Fig.
zur Verstärkung zugeführt. Die nicht näher bezeichneten Aus-
gänge der Verstärker 30 und 31 sind mit den ebenfalls nicht
bezeichneten Eingängen eines Quotientenbildners 33 verbunden, an dessen Ausgang 34 ein Signal ansteht, welches ein Maß für
die Stärke des Auftretens der beiden extremen Faserorientierungen und damit ein Signal für die Anisotropie der Faserorientierung
im Papier darstellt.
Fig. 7 zeigt die von den Detektoren 10, 11 bzw. 12, 13 der
Detektoranordnung 26 erhaltenen Signale im Verlauf der Drehung des Probenhalters 24. Aus Fig. 7 ist erkennbar, daß die
Detektorpaare 10, 11 und 12, 13 auf eine Umdrehung des Probenhalters
24 je zwei Maxima bzw. Minima des jeweils erhaltenen elektrischen Signals liefern mit der der räumlichen Versetzung
der beiden Detektorpaare entsprechenden Versetzung um bezogen auf die Drehung des Probenhalters 24 90 Grad.
Zur Auswertung der Leuchtdichteverhältnisse im Bereich um
die Einstrahlstelle herum bzw. in dem der erwähnten Grenzlinie benachbarten Bereich kann anstelle eines einzigen Detektors
oder, wie dargestellt, einer Anordnung gekreuzter Detektorpaare, auch eine sogenannte Detektorenmatrix verwendet werden,
wie sie beispielsweise aus der Anwendung bei kinematischen
Kameras bekannt ist. Es ist dann ohne weiteres möglich, über entsprechend programmierte Prozessoren eine selbsttätige
Bildauswertung entsprechend den vorstehend erläuterten Kriterien vorzunehmen. .
Im Fall der besonders einfachen Ausführungsform einer Detektoranordnung
wie im Fall der Fig. 2 oder 3 kann weiterhin vorteilhaft ein elektrischer Regelkreis aufgebaut werden, dessen
Stelleinrichtung ein selbsttätiges Ausrichten der Detektoranordnung
in Richtung der vorherrschenden Faserorientierung bzw. quer zu dieser erlaubt. Das Regelsignal eines derartigen
Regelkreises würde dann ein Maß für die Abweichung der ermittelten
extremen Faserorientierung von einer vorgegebenen Faserorientierung darstellen.
Claims (17)
1. Verfahren zum berührungslosen Ermitteln der Richtung extremer Faserorientierungen in Papier, insbesondere an laufenden Bahnen
aus Papier und/oder zum Ermitteln des relativen Unterschiedes in der Stärke des Auftretens zweier solcher
extremer Faserorientierungen, unter Ausnutzung des Effektes unterschiedlich starker Ausbreitung (Diffusion) von Licht
innerhalb des Papiers in zum Papier parallelen Ebenen abhängig vom Vorliegen unterschiedlich stark ausgeprägter
Orientierungen der CeIlulosefasern des Papiers in verschiedenen
Richtungen, indem elektromagnetische Strahlung etwa im Bereich des sichtbaren Spektrums (Licht) in Form eines
wenigstens über eine.n Winkel von 180 Grad seines Querschnitts scharf begrenzten Strahles in das Papier eingestrahlt wird
und sodann die Stärke in dem der Einstrahlstelle benachbarten
Bereich auf der Einstrahlseite oder der der Einstrahlseite gegenüberliegenden Seite des Papiers aus dem Papier
austretenden Strahlung an mehreren, über den erwähnten Winkel verteilt vorgegebenen, in vorbestimmtem Abstand zur
Einstrahlstelle bzw. zur Grenzlinie zwischen bestrahltem und unbestrahltem Papier liegenden Meßorten gemessen wird
und die erhaltenen elektrischen Meßwerte miteinander verglichen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der der EinstrahlstelIe benachbarte Bereich optisch vergrößert
abgebildet wird und die betreffende Abbildung lichtelektrisch ausgewertet wird.
) der
NACHGEREICHT
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet
, daß Laser-Strahlung verwendet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Papier auftreffende
Strahl runden Querschnitt hat mit einem Durchmesser in der Größenordnung kleiner als IOOaüi.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung zum
Unterdrücken von Fremdstrahlung gefiltert wird.
Unterdrücken von Fremdstrahlung gefiltert wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterdrücken von Streustrahlung die Strahlung durch Blenden, Masken oder
dgl . geführt wi rd . . ·
dgl . geführt wi rd . . ·
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung in Form von Strahlungsimpulsen auf das Papier geleitet wird.
8. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch
a) eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung
im Bereich des sichtbaren Spektrums (Licht),vorzugsweise
eine Laser-Strahlungsquelle.
b) optische Mittel wie Linsen, Blenden zum Erzeugen eines scharf gebündelten Strahles, beispielsweise mit einem
Durchmesser in der Größenordnung kleiner als 100 Mm und
Durchmesser in der Größenordnung kleiner als 100 Mm und
2> · NACHGEREICHT I
zum Leiten des Strahles auf das zu untersuchende Papier an einer Einstrahlstelle,
c) ggfs. optische Mittel wie Linsen, Spiegel und dgl. zum
vergrößerten Abbilden des der Einstrahlstelle auf der Einstrahlseite oder der der Einstrahlseite gegenüberliegenden
Seite des Papiers benachbarten Bereiches in einer Bildebene,
d) mehrere gleichmäßig und wenigstens über einen Winkel von 180 Grad um die EinstrahlstelIe verteilt angeordnete
Detektoren, ggfs. in Form einer Detektorenmatrix, zum Empfangen von aus dem zu untersuchenden Papier an in
vorbestimmtem Abstand zur EinstrahlstelIe bzw. zur Grenzlinie zwischen bestrahltem und unbestrahltem Papier
liegenden Meßorten austretender Strahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Signale, und
Detektoren, ggfs. in Form einer Detektorenmatrix, zum Empfangen von aus dem zu untersuchenden Papier an in
vorbestimmtem Abstand zur EinstrahlstelIe bzw. zur Grenzlinie zwischen bestrahltem und unbestrahltem Papier
liegenden Meßorten austretender Strahlung und zum Erzeugen entsprechender elektrischer Signale, und
e) elektrische Auswertemittel für die von den Detektoren erhaltenen Signale, insbesondere Verstärker und ggfs.
Quotientenbildner.
9. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch
a) eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung
im Bereich des sichtbaren Spektrums (Licht), vorzugsweise eine Laser-Strahlungsquelle,
b) optische Mittel wie Linsen, Blenden und dgl. zum Erzeugen eines scharf gebündelten Strahles, beispielsweise mit
COPY
NACHGEREICHT
'-.it-
einem Durchmesser in der Größenordnung kleiner als 100/um
und zum Leiten des Strahles auf das zu untersuchende Papier an einer EinstrahlstelIe,
c) ggfs. optische Mittel wie Linsen, Spiegel und dgl., zum vergrößerten Abbilden des der EinstrahlstelIe auf
der Einstrah1 sei te oder der der Einstrahlsei te gegenüberliegenden
Seite des Papiers benachbarten Eereiches in ei ner Bildebene,
d) wenigstens einen Detektor zum Empfangen von aus dem zu untersuchenden Papier an in vorbestimmtem Abstand zur
EinstrahlstelIe bzw. zur Grenzlinie zwischen bestrahltem
und unbestrahltem Papier liegenden Meßorten austretender Strahlung und zum Erzeugen entsprechender
elektrischer Signale,
e) Mittel zum Erzeugen einer relativen Drehbewegung zwischen Papier und Detektor bzw. Detektoren um die Längsachse des
Strahles oder eine hierzu parallele Achse, und
f) elektrische Auswertemittel für die von den Detektoren erhaltenen Signale, nämlich Verstärker und ggfs. Quotientenbildner.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch
zwei gekreuzte Paare bezüglich der Einstrahlstelle sich diametral gegenüberliegender Detektoren.
11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch
optische Mittel wie Filter, beispielsweise Interferenzfilter,
sowie Masken oder Blenden und dgl. zum Unterdrücken von Streustrahlung und/oder Fremdstrahlung.
NACHGEREICHT
-V-
■ 5-
12. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch
eine Zerhackereinrichtung für die von der Strahlungsquelle
ausgehende Strahlung.
13. Einrichtung nach Anspruch 9, d_aaUjrch_geken η zeichnet, daß
zum Erzeugen einer relativen Drehbewegung zwischen Papier und Detektor ein drehbarer Probenhalter für das Papier vorgesehen
ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzei^net,
daß lichtleitende Fasern (Glasfasern) zur Leitung der Strahlung zur EinstrahlstelIe vorgesehen sind.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der Querschnitt des Bündels der lichtleitenden Fasern an der Einstrahlstelle vom Querschnitt an der Abgabestelle
der Strahlung abweicht.
16. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, d_ajJurch_gekennzej.chnet, daß im
Fall der Verwendung zweier gekreuzter Paare bezüglich der Einstrahlstelle sich diametral gegenüberliegender Detektoren
den elektrisch parallel oder in Reihe geschalteten Detektorpaaren je ein Verstärker zugeordnet ist, deren
Ausgängsmit den beiden Eingängen eines Quotientenbildners
verbunden sind, an dessen Ausgang ein Signal für die Anisotropie der Faserorientierung im Papier ansteht.
17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch
einen elektrischen Pegelkreis mit einer Stelleinrichtung
zum selbsttätigen Ausrichten der gekreuzten Detektorpaare in Richtung der vorherrschenden Faserorientierung bzw.
quer hierzu.
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|---|---|---|---|
| DE19843413558 DE3413558C2 (de) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Verfahren zum berührungslosen Ermitteln der Richtung der vorherrschenden Faserorientierung in Papier |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19843413558 DE3413558C2 (de) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Verfahren zum berührungslosen Ermitteln der Richtung der vorherrschenden Faserorientierung in Papier |
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| DE3413558A1 true DE3413558A1 (de) | 1985-10-24 |
| DE3413558C2 DE3413558C2 (de) | 1996-03-28 |
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ID=6233218
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| DE19843413558 Expired - Fee Related DE3413558C2 (de) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | Verfahren zum berührungslosen Ermitteln der Richtung der vorherrschenden Faserorientierung in Papier |
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|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3603235A1 (de) * | 1985-02-04 | 1986-08-07 | Champion International Corp., Stamford, Conn. | Vorrichtung und verfahren zum analysieren von parametern eines faserigen substrats |
| US4955720A (en) * | 1989-01-05 | 1990-09-11 | International Paper Company | On-line fiber orientation distribution measurement |
| WO1991019186A1 (en) * | 1990-05-28 | 1991-12-12 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | On-line micro formation sensor |
| US5640244A (en) * | 1995-11-02 | 1997-06-17 | Abb Industrial Systems, Inc. | Method and apparatus for on-line determination of fiber orientation and anisotropy in a non-woven web |
| DE19725337C1 (de) * | 1997-06-16 | 1998-10-01 | Abb Research Ltd | Verfahren zur Bestimmung der Oberflächenstruktur einer Körperoberfläche |
| EP1306664A1 (de) * | 2000-03-30 | 2003-05-02 | Nippon Paper Industries Co., Ltd. | Verfahren zur messung der orientierung von papierfasern und vorrichtung zur messung der orientierung von papierfasern |
| WO2006124315A1 (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-23 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for measurement of fiber orientation |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7695592B2 (en) | 2005-04-21 | 2010-04-13 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for measuring fiber orientation of a moving web |
| US7545971B2 (en) | 2005-08-22 | 2009-06-09 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for measuring the crepe of a moving sheet |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2214191A1 (de) * | 1971-03-23 | 1972-12-07 | Valmet Oy | Verfahren zum Bestimmen der Faserorientierung in Papier oder desgleichen mit Hilfe vom Papier reflektierten Lichts |
| DE2504199A1 (de) * | 1975-02-01 | 1976-08-19 | Springer Ag Verlag Axel | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der oertlichen traganteilverteilung an materialoberflaechen |
| DE2900928A1 (de) * | 1978-01-11 | 1979-07-12 | Batyrev | Verfahren zur bestimmung der qualitaet orientierter polymerstoffe und einrichtung zu seiner durchfuehrung |
| DE2925749A1 (de) * | 1978-06-27 | 1980-01-17 | Domtar Inc | Verfahren und vorrichtung zur koernungsbestimmung |
-
1984
- 1984-04-11 DE DE19843413558 patent/DE3413558C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2214191A1 (de) * | 1971-03-23 | 1972-12-07 | Valmet Oy | Verfahren zum Bestimmen der Faserorientierung in Papier oder desgleichen mit Hilfe vom Papier reflektierten Lichts |
| DE2504199A1 (de) * | 1975-02-01 | 1976-08-19 | Springer Ag Verlag Axel | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der oertlichen traganteilverteilung an materialoberflaechen |
| DE2900928A1 (de) * | 1978-01-11 | 1979-07-12 | Batyrev | Verfahren zur bestimmung der qualitaet orientierter polymerstoffe und einrichtung zu seiner durchfuehrung |
| DE2925749A1 (de) * | 1978-06-27 | 1980-01-17 | Domtar Inc | Verfahren und vorrichtung zur koernungsbestimmung |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| US-Z.: Tappi * |
| Vol. 53, No. 12, Dezember 1970, S. 2314-2319 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3603235A1 (de) * | 1985-02-04 | 1986-08-07 | Champion International Corp., Stamford, Conn. | Vorrichtung und verfahren zum analysieren von parametern eines faserigen substrats |
| US4955720A (en) * | 1989-01-05 | 1990-09-11 | International Paper Company | On-line fiber orientation distribution measurement |
| WO1991019186A1 (en) * | 1990-05-28 | 1991-12-12 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | On-line micro formation sensor |
| US5331408A (en) * | 1990-05-28 | 1994-07-19 | Pulp And Paper Research Institute Of Canada | On-line micro formation sensor |
| US5640244A (en) * | 1995-11-02 | 1997-06-17 | Abb Industrial Systems, Inc. | Method and apparatus for on-line determination of fiber orientation and anisotropy in a non-woven web |
| DE19725337C1 (de) * | 1997-06-16 | 1998-10-01 | Abb Research Ltd | Verfahren zur Bestimmung der Oberflächenstruktur einer Körperoberfläche |
| US5982498A (en) * | 1997-06-16 | 1999-11-09 | Abb Research Ltd. | Method for determining the structure of a body surface |
| EP1306664A1 (de) * | 2000-03-30 | 2003-05-02 | Nippon Paper Industries Co., Ltd. | Verfahren zur messung der orientierung von papierfasern und vorrichtung zur messung der orientierung von papierfasern |
| EP1306664A4 (de) * | 2000-03-30 | 2006-01-04 | Jujo Paper Co Ltd | Verfahren zur messung der orientierung von papierfasern und vorrichtung zur messung der orientierung von papierfasern |
| WO2006124315A1 (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-23 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for measurement of fiber orientation |
| CN101223436B (zh) * | 2005-05-12 | 2011-04-20 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于纤维取向测量的方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3413558C2 (de) | 1996-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HONEYWELL PAPER MACHINE AUTOMATION CENTER GMBH, 56 |
|
| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |