DE69101556T2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen bestimmung von in einem sich bewegenden fliessfähigem material enthaltenen kontrastverunreinigungen. - Google Patents

Vorrichtung zur kontinuierlichen bestimmung von in einem sich bewegenden fliessfähigem material enthaltenen kontrastverunreinigungen.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die dazu geeignet ist, die Kontrastverunreinigungen kontinuierlich zu detektieren und zu messen, die in einem sich vorbeibewegenden flüssigen Medium enthalten sind. Unter Kontrast versteht man im physikalischen Sinne des Ausdruckes den Bezug des Absolutwertes der Differenz zwischen der Leuchtdichte der Verunreinigung und der Leuchtdichte des Bodens oder des flüssigen Mediums auf die Leuchtdichte des Bodens. Noch genauer bezieht sich die Erfindung im Rahmen der Papierherstellung auf die Detektion und das Messen von Kontrastverunreinigungen, die in dem Papierstoffbrei vor dessen Projektion auf das Grundtuch enthalten sind.
  • Obwohl im Verlauf der Beschreibung und in den Ansprüchen die Erfindung genauer in Zusammenhang mit der Papierindustrie beschrieben wird, beschränkt sie sich nicht auf diese einzige Anwendung.
  • Eines der fundamentalen Probleme der Papiermacher im Rahmen der insbesondere kontinuierlichen Fabrikation oder Fertigung von Papier betrifft die Möglichkeit, den Betrag der Verunreinigungen zu messen, die in dem Brei vorhanden sind, bevor sich dieser auf das Grundtuch des Papierblattes ablegt. Unter Betrag der Verunreinigungen versteht man insbesondere die Menge und die Größe der detektierten Verunreinigungen. Mit "Verunreinigungen" bezeichnet man insbesondere die Kontrastverunreinigungen, deren Ursprung einerseits von Teilen herrühren kann, die während der Bildung des Breies selbst hinzugekommen sind, so wie Sandkörner, und andererseits von Fremdkörpern so wie z.B. die Spuren von Firnis und die Spuren von Tinte herruhren kann, die in den recycelten Stoffbreien vorhanden sind, die insbesondere von Altpapier abgeleitet sind.
  • Um den Betrag der in einem Papierstoffbrei enthaltenen Verunreinigungen zu bestimmen, hatte man bis heute die Gewohnheit, von dem Stoffbrei Proben zu entnehmen, ausgehend von denen man kleine Formen herstellte, d.h. ebene Proben von Papierstoffbrei, in denen man visuell und gegebenenfalls mit Hilfe einer Lupe die verschiedenen in dem Brei vorhandenen Verunreinigungen zählte. In der Tat erwies sich dieses Verfahren insbesondere als langwierig und mühselig, wobei die Dauer des Zählens außerdem durch die Dauer der Herstellung der kleinen Formen vergrößert wurde. Außerdem und vor allem handelte es sich um ein bezogen auf die Papierfertigungsstraße zurückgestelltes Zählen, das zu nicht mehr als zu mehr oder weniger von der Realität entfernten statistischen Werten führen konnte. Außerdem war unter Berücksichtigung der bezogen auf die Menge des hergestellten Stoffbreies geringen Zahl von durchgeführten Messungen der statistische Fehler weit davon entfernt, vernachlässigbar zu sein.
  • In dem Dokument W0-86/05 525 ist eine Vorrichtung für die Detektion der in dem Papierstoffbrei enthaltenen Verunreinigungen vorgeschlagen worden, bei welcher diese Detektion ebenfalls an den von dem Stoffbrei entnommenen Proben durchgeführt wird.
  • Diese Detektion erfolgt Zeile nach Zeile mittels eines Steges von photosensitiven Elementen, so wie mit einem Steg von Photodioden. Damit aber eine Erfassung Zeile nach Zeile die dimensionsgerechte Charakterisierung der Verunreinigungen ermöglicht, ist es wichtig, daß die Geschwindigkeit des Vorbeibewegens des Papierstoffbreies an dem Steg von photosensitiven Elementen relativ gering ist, um das Erfassen von nebeneinanderliegenden Zeilen zu erlauben und um es zu ermöglichen, so eine für die Grundfläche dieser Verunreinigungen repräsentative Information zu rekonstruieren. Wenn den Vorbeibewegungen des Breies jedoch eine langsame Geschwindigkeit auf geprägt wird, so impliziert dies mit der angestrebten optischen Beobachtung nicht vereinbare Konsequenzen. Dies ruft nämlich Phänomene bezüglich Sedimentation, Klärung und Ausflockung hervor, die für die Beobachtung verhängnisvoll sind. Außerdem verändern diese Phänomene die dem Stoffbrei eigenen Eigenschaften. Aufdiese Weise ist diese Vorrichtung nicht direkt in eine Fabrikationslinie für Papier integrierbar.
  • Gleichfalls wurde in der Spezialzeitschrift "PAPER and TIMBER" des Monats Mai 1989, Seiten 477 - 480, eine Analysevorrichtung beschrieben, die dazu bestimmt ist, die Detektion von Verunreinigungen in dem Papierstoffbrei sicherzustellen. Diese Vorrichtung umfaßt grundlegend eine Beleuchtungsquelle, die dazu bestimmt ist, die Probe zu beleuchten, insbesondere den Papierstoffbrei in einer kleinen Form. Nachdem das Licht quer durch die Probe hindurchgegangen ist, wird es von einer angepaßten Optik aufgenommen und mittels einer Kamera hoher Auflösung analysiert, die einem Bauteil mit Ladungsträgertransport zugeordnet ist. Die von der Kamera aufgenommenen Signale werden dann digitalisiert und schließlich mittels eines Verarbeitungssystems verarbeitet, das typischerweise aus einem Mikrocomputer besteht, dem eine angepaßt Software zugeordnet ist.
  • So gewiß wie diese Vorrichtung eine Verbesserung der Qualität der Detektion der Verunreinigungen ermöglicht, so ist sie doch im Gegenzug immer noch nicht direkt in eine Fabrikationsstraße für Papier integrierbar. So wie es sich aus dem Studium dieses Dokumentes ergibt, ist es nämlich immer noch erforderlich, Proben abzunehmen und kleine Formen zu erstellen, und selbst wenn diese Probennahmen auf periodische und schnell auf einanderfolgende Weise erfolgen, stellen sie nichtsdestoweniger ein Hindernis bei der Realisierung einer kontinuierlichen Analyse des Verunreinigungsgehaltes eines Papierstoffbreies dar. Außerdem ist die Anzahl der analysierten kleinen Formen nicht ausreichend, um ein hinreichendes Maß an Genauigkeit sicherzustellen; die Ergebnisse dieser Zählung sind nämlich mit einem statistischen Fehler behaftet, der umso bedeutender ist, je geringer die einbezogene Zahl ist.
  • In dem Dokument WO-81/03224 wurde eine Vorrichtung zur optischen Analyse eines sich vorbeibewegenden Fluides vorgeschlagen, bei der die Partikel mit Hilfe eines Mikroskopes detektiert werden, das einer CCD-Kamera zugeordnet ist, wobei das Mikroskop das quer durch das Fluid gegangene Licht analysiert. In der Tat arbeitet diese Vorrichtung basierend auf Transmission derart, daß bestimmte Verunreinigungen, insbesondere die Flocken, nicht detektiert werden können und mithin nicht erfaßbar sind. Obwohl sie es zwar ermöglicht, bestimmte Partikel zu detektieren, kann sie dagegen dennoch deren Größe und um so mehr deren scheinbare Fläche nicht bestimmen.
  • Die Erfindung ist darauf gerichtet, diese Nachteile zu beheben. Sie schlägt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Detektieren und Messen von Kontrastverunreinigungen vor, die in einem sich vorbeibewegenden flüssigen Medium und insbesondere in dem sich vorbeibewegenden Papierstoffbrei enthalten sind, wobei die Vorrichtung in eine zu einem festgelegten Zweck vorgesehene Anlage und insbesondere in eine Fabrikationsstraße für Papier integriert werden kann. Sie schlägt genauer gesagt eine Vorrichtung vor, die dazu geeignet ist, die scheinbare Fläche einer jeden Verunreinigung zu messen.
  • Diese Vorrichtung, in der das flüssige Medium eine Leitung durchquert, die dazu bestimmt ist, das genannte Medium von einem Ort zu einem anderen zu leiten, und an einer der Flächen mit einem transparenten Fenster von festgelegten Abmaßen versehen ist, umfaßt:
  • - Eine gepulste Beleuchtungsquelle nach Art eines Blitzgerätes, die dazu vorgesehen ist, das transparente Fenster zu beleuchten;
  • - eine Kamera, deren Teilbildabtastung mit der genannten gepulsten Beleuchtungsquelle synchronisiert ist und die dazu geeignet ist, auf der Höhe des beleuchteten Fensters die Kontrastverunreinigungen zu detektieren;
  • - Digitalisiermittel, die der Kamera zugeordnet und dazu vorgesehen sind, die von der Kamera abgeleiteten analogen Signale in numerische Signale zu transformieren;
  • - eine Verareitungseinrichtung, in deren Speicher die Digitalisiermittel die numerischen Signale speichern, und die dazu bestimmt ist, aus diesen Signalen die Größe und die Menge der Kontrastverunreinigungen zu extrahieren, die auf der Höhe des Fensters in dem Medium vorhanden sind;
  • - und schließlich einen Signalausgang der Verarbeitungsvorrichtung für die Wiedergabe dieser Informationen.
  • Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Kamera dem Fenster gegenüberstehend bezogen auf das Fenster auf derselben Seite wie die gepulste Beleuchtungsquelle gelegen ist, so daß das Detektieren und das Messen der Kontrastverunreinigungen über Rückstreuung erfolgt, wobei die scheinbare Fläche einer jeden der genannten Verunreinigungen aus dieser Messung abgeleitet wird,
  • - und dadurch, daß die gepulste Beleuchtungsquelle mit einem Integratorelement verbunden ist, das dazu vorgesehen ist, eine gleichmäßige Beleuchtung der Gesamtheit der Fläche des Fensters der Leitung sicherzustellen, wobei das Integratorelement in der Nachbarschaft des Fensters und in Kontakt mit dem genannten Fenster angeordnet ist.
  • Mit anderen Worten besteht die Erfindung auf dem Umweg über zwar für sich bekannte Elemente darin, die Bedingungen der Analyse und der Detektion der Verunreinigungen konstant zu halten, während sie sich von der Erstellung von Proben freimacht. Auf diese Weise erhält man viel genauere Resultate, die viel repräsentativer für die Realität sind, und dies in Linie auf der Anlage. Durch die Realisierung der Detektion mittels Rückstreuung sind außerdem die Meß- und Detektionsbedingungen optimiert. Eine derartige über rückgestreutes Licht bewirkte Messung ermöglicht es nämlich, die in dem sich vorbeibewegenden Fluid und insbesondere in dem Papierstoffbrei enthaltenen Ansammlungen von Fasern zu detektieren, die generell mit dem der englischen Sprache entstammenden Ausdruck "flocs" bezeichnet sind, die im Rahmen einer basierend auf Transmission bewirkten Messung als dunkle Masse erscheinen würden, was die Gefahr mit sich bringt, so für Verunreinigungen gehalten zu werden und folglich die abschließende Analyse zu verfälschen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung versieht man die Vorrichtung mit einem Streuboden, der eine Streucharakteristik aufweist, die an das sich vorbeibewegende Medium und insbesondere an den Papierstoffbrei angepaßt ist, was merklich den Kontrast zwischen den Flocken und dem Boden reduziert und auf diese Weise die Detektion der Verunreinigungen optimiert.
  • In diesem Falle hat die Leitung einen rechtwinkligen Abschnitt, dessen eine seitliche Fläche das Fenster auf nimmt und dessen gegenüberliegende seitliche Fläche gleichfalls ein transparentes Fenster auf weist, das dem Fenster gegenüber gelegen ist und an das bezogen auf die Leitung von außen ein derartiger Boden mit Streucharakteristik befestigt ist, die an das sich vorbeibewegende flüssige Medium angepaßt ist.
  • Vorteilhafterweise und in der Praxis:
  • - Die Synchronisation der Beleuchtungsstärke der gepulsten Beleuchtungsquelle mit der Kamera wird im Bereich der Verarbeitungseinrichtung bewirkt;
  • - das Integratorelement wird von einer Sphäre gebildet, die von drei Öffnungen durchbohrt ist, die jeweils den Durchlaß der gepulsten Beleuchtungsquelle bzw. den Durchlaß der Kamera erlauben und schließlich die dem Fenster der Leitung entsprechende Öffnung definieren, wobei die Kamera diametral gegenüber von dem Fenster der Leitung gelegen ist und die Sphäre die Röhre auf der Höhe dieses Fensters berührt;
  • - der Ausgang der Verarbeitungseinrichtung ist mit einem sensorischen Wiedergabeorgan verbunden, das dazu vorgesehen ist, die Darstellung der durch die genannte Einrichtung von der Kamera extrahierten Informationen zu ermöglichen;
  • - die Verarbeitungseinrichtung ist durch einen Mikrocomputer gebildet.
  • Die Art und Weise, wie die Erfindung realisiert werden kann, und die Vorteile, die sich daraus ergeben, ergeben sich besser aus dem folgenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, in denen:
  • - Fig. 1 eine schematische Darstellung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
  • - Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Beispiels der erfindungsgemäßen Messung von Verunreinigungen ist; und
  • - Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Querschnittes durch die erfindungsgemäße integrierende Sphäre ist.
  • Die folgende Beschreibung ist spezieller auf eine Vorrichtung für die Detektion von Kontrastverunreinigungen gerichtet, die in dem Papierstoffbrei enthalten sind. Die Erfindung wird sich jedoch nicht auf diese einzige Anwendung beschränken.
  • Erfindungsgemäß und wie man es in Fig. 1 erkennen kann, umfaßt die Vorrichtung zu allererst als Abzweigung von dem Hauptrohr eine Leitung (1), die dazu bestimmt ist, den Stoffbrei von seinem Fabrikationsort zu dem Meßort zu leiten. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann man vorsehen, die Messung direkt an dem Hauptrohr vorzunehmen.
  • Diese Leitung zeigt auf der Höhe der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen rechtwinkligen Querschnitt, dessen in Funktion der Konzentration des Stoffbreies einstellbare Stärke typischerweise in der Größenordnung von 5 mm liegt. Der Papierstoffbrei gelangt so in die Röhre (1) durch ihre nahegelegene Öffnung (2) und verläßt diese durch ihre entfernt gelegene Öffnung (3) mit einer hinreichenden Geschwindigkeit, um jedes Risiko der Flockenbildung zu vermeiden. Typischerweise liegt diese Geschwindigkeit in der Größenordnung von 2 bis 5 m.s&supmin;¹.
  • Sie zeigt auf der Höhe seiner oberen Seite (5) eine Öffnung (4) in Form eines Rechteckes oder Viereckes mit vier mal fünf Zentimetern Seitenlänge, das durch ein lichtdurchlässiges Material z.B. aus Glas geschlossen ist.
  • Symmetrischerweise und wie man es in der Fig. 3 sehen kann, trägt die der Seite (5) gegenüber gelegene Seite (18) gleichfalls ein Fenster (16), das aus einem transparenten Material, aus Glas z.B., gefertigt ist und von außen mit einem Blatt (17) aus Papier oder beliebigem anderen Material von einer Farbe abgedeckt ist, die so dicht wie möglich zu der des Papierstoffbreies ist, um einen Rückstreukoeffizienten zu erzeugen, der sehr dicht bei dem des Stoffbreies ist, um während der Detektion von solchen Signalen frei zu sein, die Grundkörnern des Stoffbreies entsprechen.
  • Erfindungsgemäß umfaßt die Vorrichtung gleichfalls eine integrierende Sphäre (6), welche die Röhre (1) auf der Höhe des Fensters (4) berührt, und die durch beliebige geeignete Mittel an der Röhre (1) befestigt ist. Dieser aus einem beliebigen Metall erstellte, integrierende Sphäre (6) ist im Inneren mit einem blanken und streuenden Material beschichtet, um eine gleichmäßige Ausleuchtung des Systemes und insbesondere des Fensters (4) unabhängig von der Position der später beschriebenen Beleuchtungsquelle innerhalb dieser Sphäre zu erlauben.
  • Außerdem ist diese Sphäre von drei Öffnungen (7) und (8) durchbohrt, von denen eine (7) dem Fenster (4) diametral gegenüber gelegen ist. Diese Öffnung (7) ist dazu vorgesehen, das Objektiv einer Kamera (9) auf zunehmen, die einem Bauteil mit Ladungsträgertransport zugeordnet ist.
  • Die andere Öffnung (8) ist dazu bestimmt, ein Blitzgerät (11) aufzunehmen, das die Rolle der Beleuchtungsquelle spielt, wobei das Blitzgerät auf konventionelle Weise über eine Versorung (12) gespeist wird. Vorteilhafterweise wählt man ein derartiges Blitzlichtgerät, bei dem die Dauer der Blitze, die es aussendet, hinreichend kurz ist, so daß der Bewegungsfehler unterhalb der Auflösung der Kamera ist. Wie es später noch mehr im Detail beschrieben werden wird, strebt man nämlich auf diesem Umweg an, die Bewegungsfehler oder in anderen Worten die Schwankungen bei der Detektion auf der Höhe der Kamera zu minimieren, die mit der Vorbeibewegung des Stoffbreies verbunden sind. In der Tat müssen diese Fehler unterhalb der Auflösung des Bildes sein, um präzise und kohärente Detektions- und Meßwerte zu erzielen.
  • Die letzte Öffnung (10) von rechteckiger Form entspricht dem Fenster (4).
  • Die Kamera (9) ist mit einem Verarbeitungssystem (13) verbunden, das zum Beispiel durch einen Mikrocomputer gebildet ist. Dieser Mikrocomputer wird von einer angepaßten Software betrieben. Genauer gesagt durchlaufen die von der Kamera (9) aufgenommenen Lichtsignale eine erste Verarbeitung, und zwar ihre Verarbeitung in analoge Signale. Diese analogen Signale werden dann in numerische Signale transformiert, und zwar mittels einer mit der Kamera verbundenen Digitalisierungskarte. Es sind diese numerischen Signale, die von dem Mikrocomputer (13) verarbeitet werden.
  • Vorteilhafterweise werden das Blitzgerät (11) und die Kamera (9) synchron aktiviert, und zwar unter Kontrolle des Mikrocomputers (13). Genauer gesagt ist die Beleuchtungsstärke des Blitzgerätes mit der Teilbildabtastung der Kamera synchronisiert, oder anders gesagt mit dem analogen oder numerischen Signal, das von der Abtastung der Kamera Zeile für Zeile für jedes aufeinanderfolgende Bild seinen Ausgang nimmt. So nimmt die Kamera (9) bei jedem der Blitze des Blitzgerätes (11), das unter Berücksichtigung des Vorhandenseins der integrierenden Sphäre (6) auf uniforme Weise das Fenster (4) ausleuchtet, unterhalb von dem sich der Stoffbrei mit konstanter Geschwindigkeit vorbeibewegt, die von dem Stoffbrei zurückgestreuten Lichtinformationen auf. Diese Informationen, die insbesondere die Kontrastverunreinigungen betreffen, die in dem Stoffbrei auf der Höhe des Fensters (4) enthalten sind, werden durch die Digitalisierungskarte (15) wertdiskretisiert und dann von der letzteren in dem Speicher des Mikrocomputers gespeichert. Mit anderen Worten, der Mikrocomputer empfängt in seinem Speicher eine digitalisierte graphische Karte, welche für das Sichtfeld der Kamera (9) durch das Fenster (4) hindurch repräsentativ ist. Eine typische Auflösung der so gebildeten Vorrichtung liegt nahe bei einhundert Mikrometern (100 um) für eine Digitalisierungskarte mit 512 x 512 Bildpunkten.
  • Diese digitalisierte, übertragene und in dem Speicher des Mikrocomputers (13) abgelegte Kartenaufnahme wird von dem letzteren verarbeitet, um das Vorhandensein der Kontrastverunreinigungen sowie deren Größe und vor allem deren scheinbare Fläche zu detektieren. Wie bereits gesagt, erfolgt diese Verarbeitung durch eine Software von einer Art, wie sie für diese Anwendung an sich bekannt ist.
  • Wenn diese Analyse einmal durchgeführt ist, können die Ergebnisse auf dem Sichtgerät (14) gezeigt und sogar mittels eines traditionellen Druckers gedruckt werden. Diese Ergebnisse können gleichfalls durch einen Ausgang in Form von analogen oder numerischen Signalen befördert werden, um von einem beliebigen Verarbeitungssystem ausgewertet zu werden.
  • Wie bereits gesagt, werden die Kamera und das Blitzgerät von dem Mikrocomputer synchronisiert und aktiviert. Wenn die Verarbeitung eines Bildes beendet ist, weist der Mikrocomputer vorteilhafterweise die Anordnung aus Kamera/Blitzgerät an, ihm ein neues digitalisiertes Bild zu rekonstruieren. Auf diese Weise werden die Zeitintervalle, welche zwei aufeinander folgende Analysen trennen, im Hinblick auf eine Optimierung der Genauigkeit der Vorrichtung durch Verminderung des statistischen Fehlers wegen der Zunahme der Zahl der durchgeführten Messungen reduziert.
  • Vorteilhafterweise umfaßt die Vorrichtung einen zweiten der Kamera (9) zugeordneten Bildschirm, um das Scharfstellen des Bildes während der Installation der Vorrichtung zu vollenden.
  • Im Rahmen des vorstehenden Beispiels wurde präzisiert, daß die Stärke der parallelepipedischen Röhre in der Größenordnung von fünf Millimetern liegt. Diese Größe kann jedoch in Funktion einerseits der Lichtundurchlässigkeit des Stoffbreies und andererseits und vor allem in Funktion der Tiefenschärfe der Kamera angepaßt werden. Wenn man also Verunreinigungen mit sehr kleinen Abmaßen beobachten will, so ist es vollständig möglich an die Kamera ein Objektiv vom Typ "Mikroskopobjektiv" anzupassen. In diesem Falle ist es erforderlich, die Stärke der Röhre zu reduzieren, zum Beispiel auf einen Wert in der Nähe von 0,5 Millimeter.
  • In der Fig. 2 ist ein Beispiel der klassischen Darstellung einer Analyse des Gehaltes von Verunreinigungen eines Papierstoffbreies sowie der Größe dieser Verunreinigungen dargestellt. Diese Analyse zeigt sich in Form eines Histogrammes. Auf der Abszisse sind verschiedene Klassen der Größe der Partikel in Quadratmillimetern (mm²) und auf der Ordinate die Anzahl der Verunreinigunge in jeder dieser Klassen pro Liter an Stoffbrei dargestellt. Außerdem ist für jede dieser Klassen die gesamte Zahl an Verunreinigungen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet so beträchtliche Vorteile bei der Messung, wo sie im Rahmen einer Fertigungskette für Papier das permanente Erkennen des Gehaltes an Verunreinigungen sowie von deren Größe oder von deren scheinbarer Oberfläche ermöglicht. In der Tat ermöglicht die Verwendung des Blitzgerätes es, das Bild einzufrieren und so genauere Messungen zu erhalten. Unter Berücksichtigung der Kapazität von vorhandenen Blitzgeräten kann man vollständig die Möglichkeit ins Auge fassen, den Stoffbrei sich schnell vorbeibewegen zu lassen.
  • Diese Vorrichtung ermöglicht so das Durchführen dieser verschiedenen Messungen in Echtzeit ohne Verzögerung bei der Erstellung von Proben, was die bisher bekannten Vorrichtungen nicht ermöglichten. Außerdem ist diese Vorrichtung sowohl direkt an die Hauptleitung des sich vorbeibewegenden Mediums als auch an eine parallel zu dieser montierten Nebenleitung anpaßbar, und dies nach Wunsch des Anwenders in Abhängigkeit der Vorgaben des Platzbedarfes und der gewünschten Ergebnisse.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Detektieren und Messen von Kontrastverunreinigungen, die in einem sich vorbeibewegenden flüssigen Medium enthalten sind, bei der das flüssige Medium eine Leitung (1) durchquert, die an einer ihrer Flächen (5) mit einem transparenten Fenster (4) von festgelegten Abmaßen versehen ist, mit:
- einer gepulsten Beleuchtungsguelle (11) nach Art eines Blitzgerätes, die dazu vorgesehen ist, das Fenster (4) zu beleuchten,
- einer Kamera (9), deren Teilbildabtastung mit der gepulsten Beleuchtungsquelle (11) synchronisiert ist und die dazu geeignet ist, auf der Höhe des beleuchteten Fensters (4) die Kontrastverunreinigungen zu detektieren,
- Digitalisiermitteln (15), die der Kamera (9) zugeordnet und dazu vorgesehen sind, die von dieser abgeleiteten analogen Signale in numerische Signale zu transformieren,
- einer Verarbeitungseinrichtung (13), die mit der Kamera (9) verbunden und dazu vorgesehen ist, aus den in ihrem Speicher von den Digitalisiermitteln (15) abgelegten numerischen Signalen die Größe und die Menge der Kontrastverunreinigungen zu extrahieren, die auf der Höhe des Fensters (4) in dem flüssigen Medium vorhanden sind,
- und schließlich einem im Bereich der Verarbeitungsvorrichtung vorgesehenen Ausgang für die Wiedergabe dieser Informationen in visueller, analoger oder numerischer Form,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Kamera (9) dem Fenster (4) gegenüberstehend bezogen auf das Fenster (4) auf der selben Seite wie die gepulste Beleuchtungsquelle (11) gelegen ist, so daß das Detektieren und das Messen der Kontrastverunreinigungen über Rückstreuung erfolgt, wobei die scheinbare Oberfläche einer jeden der genannten Verunreinigungen aus dieser Messung extrahiert wird,
- und dadurch, daß die gepulste Beleuchtungsquelle (11) mit einem Integratorelement (6) verbunden ist, das dazu vorgesehen ist, eine gleichmäßige Beleuchtung der Gesamtheit der Fläche des Fensters (4) der Leitung (1) sicherzustellen, wobei das Integratorelement in der Nachbarschaft des Fensters und in Kontakt mit dem genannten Fenster (4) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisation der Beleuchtungsstärke des Blitzgerätes (11) mit der Kamera (9) im Bereich der Verarbeitungseinrichtung (13) bewirkt wird.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Integratorelement (6) eine von drei Öffnungen (7, 8, 10) durchbohrte Sphäre ist, von denen eine Öffnung (7) dem Fenster (4) diametral gegenüber gelegen ist, wobei die Öffnungen (7, 8) dazu vorgesehen sind, den Durchlaß der Kamera (9) bzw. des Blitzgerätes (11) zu ermöglichen, die Öffnung (10) eine dem Fenster (4) entsprechende Öffnung definiert und die Sphäre die Leitung (1) auf der Höhe des Fensters (4) berührt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1) einen rechtwinkligen Abschnitt umfaßt, dessen eine seitliche Fläche (5) das Fenster (4) aufnimmt und dessen gegenüberliegende seitliche Fläche (18) gleichfalls ein transparentes Fenster (16) umfaßt, das dem Fenster (4) gegenübergelegen ist und an dem bezogen auf die Leitung (1) von außen ein Streuboden (17) mit einer Streucharakteristik befestigt ist, die an das sich vorbeibewegende flüssige Medium angepaßt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Verarbeitungseinrichtung (13) mit einem sensorischen Wiedergabeorgan verbunden ist, das dazu vorgesehen ist, die Darstellung der durch die Einrichtung (13) von der Kamera (9) extrahierten Informationen zu ermöglichen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (13) durch einen Mikrocomputer gebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter anderem ein zweites sensorisches Wiedergabeorgan umfaßt, und zwar einen Bildschirm, der dazu bestimmt ist, während der Installation der Vorrichtung die Durchführung des Scharfeinstellens der Kamera (9) bezogen auf das Fenster (4) zu erlauben, das dieser gegenüberstehend angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie dazu vorgesehen ist, in eine Straße zur Papierfertigung integriert zu werden, wobei das sich vorbeibewegende flüssige Medium durch den Papierstoffbrei gebildet ist.
DE69101556T 1990-07-17 1991-07-16 Vorrichtung zur kontinuierlichen bestimmung von in einem sich bewegenden fliessfähigem material enthaltenen kontrastverunreinigungen. Expired - Fee Related DE69101556T2 (de)

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