FI108884B - Menetelmä ja laitteisto paperin paksuuden mittaamiseksi - Google Patents

Description

108884

MENETELMÄ JA LAITTEISTO PAPERIN PAKSUUDEN MITTAAMISEKSI

Keksinnön kohteena on menetelmä paperin paksuuden mittaamiseksi, missä menetelmässä paperin paksuutta mitataan paperinvalmistuksen aikana 5 olennaisesti jatkuvatoimisesti siten, että paperin ylä-ja/tai alapuolella on anturi ja että ainakin paperin toisella puolella anturi mittaa paperin paksuuden pääosin koskettamatta paperin pintaan.

Edelleen keksinnön kohteena on laitteisto paperin paksuuden mittaamiseksi, mihin laitteistoon kuuluu välineet paperin ylä- ja/tai alapuolella paperin 10 paksuuden mittaamiseksi paperinvalmistuksen aikana olennaisesti jatkuvatoimisesti siten, että ainakin paperin toiselle puolelle on sovitettu anturi mittaamaan paperin paksuus pääosin koskettamatta paperin pintaan.

Paperin ja kartongin paksuutta seurataan paperikoneessa tyypillisesti jatkuvatoimisesti paperin liikkuessa. Mittarit on yleensä kiinnitetty niin sanot-15 tuun mittapalkkiin, jossa mittarit liikkuvat jatkuvasti edestakaisin paperin poikkisuunnassa ja suorittavat mittausta koko ajan paperin liikkuessa eteenpäin. Mikäli mitta-anturit koskettavat paperin pintaa, voi antureista jäädä paperiin jälkiä. Edelleen kosketuksesta johtuen mittapäät voivat likaantua, mikä johtaa ajanoloon heikentyneeseen mittaustarkkuuteen. Lisäksi paperin pinnan 20 epätasaisuuksien koskettaminen antureihin voi aiheuttaa paperiin reikiintymistä. Onkin tunnettua käyttää mittapäiden yhteydessä niin sanottua ilmavoitelua, jolloin antureiden läpi on porattu reikä tai reikiä, joista puhalletaan ilmaa anturin ja paperirainan väliin. Ilmavoitelun ansiosta anturi pysyy tietyn välimatkan päässä rainasta eivätkä esimerkiksi paperin pinnassa olevat epätasaisuudet kosketa :'Y 25 mittapäätä. Näin vältytään paperin reikiintymiseltä. Samalla vältetään myöskin ···; jälkien syntyminen paperin pintaan ja anturien likaantuminen saadaan vähäi- t · · semmäksi. Tällainen ilmavoiteluratkaisu on esitetty esimerkiksi DE-julkaisussa 40 11 646 ja WO-julkaisussa 95/30877. Ilmavoitelua käytettäessä on tyypillises-v.: ti kuitenkin ilmakerroksen paksuus paperin ja anturin välissä noin 50 mikromet- : 30 riä. Kun paperin molemmilla puolilla on anturit, joita ilmavoidellaan, on ilmaker roksen paksuus yhteensä noin 100 mikrometriä. Ilmakerroksen paksuus on varsin suuri haluttuun mittaustarkkuuteen nähden, mikä on noin 1 mikrometri.

,···. Suuren ilmakerroksen vaikutusta mittaustuloksiin pyritäänkin kompensoimaan ': ‘ laskennallisesti. Jokaisesta tuotetusta paperirullasta otetaan näyte ja analysoi- : : 35 daan sen paksuus laboratorio-olosuhteissa, jolloin saadaan selville ilmakerrok-* »»

» I

; I I t t * * 2 108884 sen vaikutus. Tämä on kuitenkin epätyydyttävä tapa, koska se paljastaa vain paperin hetkellisen todellisen paksuuden. Lisäksi sinä aikana, kun näyte on analysoitavana laboratoriossa ja ennen kuin tulos on saatu selville, on valmistunut suuri määrä paperia, jonka paksuuteen ei enää voi vaikuttaa. Rainan pak-5 suuden säätö joustavasti ei siis ole mahdollista tällä tavalla.

US-patentissa 5,132,619 on esitetty paperin paksuuden mittauslaitteisto, missä mittapää pidetään ilmavoitelun avulla irti mitattavasta paperista. Mittausanturi taas sovitetaan painumaan ilmanpaineen avulla paperia vasten. Tällöin anturista jää jälki etenkin herkempiin paperilaatuihin. Edelleen anturi 10 likaantuu varsin helposti. Vielä on laitteiston rakenne monimutkainen ja hankala.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja laitteisto, joilla edellä mainittuja epäkohtia pystytään välttämään.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että tietyin 15 väliajoin pääosin kosketuksettomasti mittaava anturi saatetaan hetkellisesti koskettamaan paperin pintaan.

Edelleen keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, että laitteistoon kuuluu ohjausyksikkö pääosin kosketuksettomasti mittaavan anturin ohjaamiseksi tietyin väliajoin hetkellisesti koskettamaan paperin pintaan.

20 Keksinnön olennainen ajatus on, että paperin paksuus mitataan antu rilla pääosin koskettamatta anturilla paperiin, mutta tietyin väliajoin anturi saatetaan hetkellisesti koskettamaan paperia. Edullisesti anturi saatetaan koskettamaan paperia paperirainan reunassa.

* » · "V Keksinnön etuna on, että poistamalla välillä kosketuksettomuus saa- 25 daan tietyin väliajoin mitattua paperin paksuus tarkasti ja siten pystytään tar-;;: kasti määrittämään ilmakerroksen paksuuden vaikutus mittaukseen. Mittaustu- los saadaan myös välittömästi käyttöön ja näin ollen voidaan tarvittaessa vaikuttaa koko ajon kulkuun ja paperin paksuutta voidaan muuttaa ajon aikana.

' Anturin kosketus paperiin voidaan sovittaa tapahtuvaksi paperirainan reunassa, 30 jossa anturit pysähtyvät niiden liikesuunnan muutoksen takia muutenkin. Tällöin ei tarvita mittausta varten erillistä antureiden pysäytystä.

Termillä paperi tarkoitetaan tämän hakemuksen yhteydessä paperin lisäksi myös kartonkia.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisessa piirustuksessa, jossa 35 kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista laitteistoa sivusta- 3 108884 päin katsottuna ja osittain poikkileikattuna ja kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista laitteistoa ak-sonometrisenä kuvantona.

Laitteistoon kuuluu ensimmäinen mittapää 1a ja toinen mittapää 1b, 5 joiden väliin on sovitettu paperi 2. Paperi 2 liikkuu konesuuntaan nuolen A mukaisesti. Ensimmäinen mittapää 1a ja toinen mittapää 1b on sovitettu niin sanottuun mittapalkkiin, jossa mittapäät 1a ja 1b liikkuvat olennaisesti jatkuvasti edestakaisin konesuuntaan nähden poikittaiseen suuntaan. Paksuuden mittausta suoritetaan olennaisesti koko ajan paperin liikkuessa eteenpäin. Mitta-10 palkkia ei selvyyden vuoksi ole kuviossa 1 esitetty. Ensimmäiseen mittapäähän 1a on asennettu ensimmäinen anturi 3a ja toiseen mittapäähän 1b on sovitettu toinen anturi 3b. Ensimmäinen anturi 3a voi olla esimerkiksi kela ja toinen anturi 3b taas voi olla esimerkiksi sopivasta materiaalista valmistettu tabletti, jolloin anturien 3a ja 3b välinen etäisyys pystytään mittalaitteella määrittelemään si-15 nänsä tunnetulla tavalla. Anturit 3a ja 3b voivat olla mitä tahansa sinänsä tunnettua rakennetta siten, että niiden välinen etäisyys pystytään määrittämään. Erilaiset anturit sekä niiden avulla tapahtuva paksuuden mittaus ovat alan ammattimiehelle itsestään selviä ratkaisuja, eikä niitä sen vuoksi oheisissa kuvioissa ja tässä yhteydessä ole käsitelty sen tarkemmin.

20 Ensimmäinen anturi 3a on kiinnitetty ensimmäiseen mittapäähän 1a joustavalla kalvolla 4a ja vastaavalla tavalla on toinen anturi 3b kiinnitetty toiseen mittapäähän 1b joustavalla kalvolla 4b. Joustavat kalvot 4a ja 4b mahdol-.·. listavat antureiden 3a ja 3b liikkumisen toisiaan kohti tai toisistaan poispäin " ’: * esimerkiksi paperin 2 paksuuden vaihdellessa.

' 25 Ensimmäisen anturin 3a keskelle on sovitettu suutin 5a, jonka kautta :!! puhaltimella 6a puhalletaan ilmaa. Vastaavalla tavalla on toisen anturin 3b kes-

t I

kelle sovitettu suutin 5b, jonka kautta puhaltimella 6b puhalletaan ilmaan. Pu- > · · 1; ’; ‘ (laitettaessa suuttimien 5a ja 5b läpi ilmaa pysyvät anturit 3a ja 3b tietyn väli matkan päässä paperirainasta 2. Tällöin ei paperiin tule jälkiä antureista 3a ja 30 3b eivätkä esimerkiksi paperin 2 pinnassa olevat epätasaisuudet kosketa mitta-laitteita, jolloin vältytään paperin 2 reikiintymiseltä. Edelleen anturit 3a ja 3b ...: pysyvät kohtuullisen puhtaina. Suuttimia voi tietenkin yhtä anturia kohti olla ;..: useampiakin kuin yksi.

· ·. Laitteistoon kuuluu edelleen ohjausyksikkö puhaltimien 6a ja 6b oh- 35 jäämiseksi. Ohjausyksiköllä 7 voidaan puhaltimet sammuttaa, jolloin suuttimien 108884 ί 4 läpi ei puhalleta ilmaa. Tällöin anturit 3a ja 3b asettuvat koskettamaan paperia 2. Tällöin pystytään tarkasti mittaamaan paperin 2 paksuus ja pystytään kalibroimaan ilmakerroksen vaikutus mittaustulokseen.

Edullisimmin anturit 3a ja 3b saatetaan koskettamaan paperin 2 pin-5 taa paperirainan reunassa. Mikäli kosketuksen yhteydessä paperiin syntyy reikiä, voidaan valmistuneesta paperirullasta leikata reunoista pituusleikkurilla osa pois ennen lopullista asiakkaalle toimittamista, jolloin kosketuksesta paperiin mahdollisesti syntyvä jälki ei huononna lopputuotetta.

Anturin ja paperin kosketusajan pituus määräytyy sen mukaan, kuinka 10 nopeasti mittaus asettuu tasapainotilaan. Kosketus kestää käytännössä alle 30 sekuntia, tyypillinen kosketuksen kestoaika on muutamia sekunteja. Koske-tusajankohtien väli voi lyhimmillään olla esimerkiksi se aika, minkä anturi kulkee paperirainan reunasta toiseen, mikä käytännössä kestää joitain kymmeniä sekunteja. Tämän hakemuksen yhteydessä määrittely, että anturi mittaa pääosin 15 kosketuksettomasti tarkoittaa sitä, että kosketuksettoman mittauksen kestoaika on pidempi kuin anturin ja paperin välisen kosketuksen kestoaika. Mikäli paperi-laji ei muutu ja sen paksuusominaisuudet tyypillisesti pysyvät varsin hyvin oikeassa arvossaan, voidaan toimia esimerkiksi siten, että tietyn paperilajin valmistuksen alussa mitataan paksuus paperia koskettaen ja tämän jälkeen mita-20 taan paksuus kosketuksettomasti siihen saakka, kunnes esimerkiksi täysi rulla paperia valmistuu, mikä voi kestää esimerkiksi noin yhden tunnin. Se, että miten usein täytyy mittaus tehdä paperia koskettaen, pystytään luonnollisesti määrittelemään koeajojen yhteydessä.

Kuviossa 2 on esitetty mittapalkki 8. Ensimmäinen mittapää 1 a liikkuu 25 olennaisesti jatkuvasti edestakaisin konesuuntaan nähden poikittaiseen suun- :;; taan, mitä liikettä on kuvattu nuolella B. Anturien 3a ja 3b kosketuskohtia pape- rin 2 pintaan paperirainan reunassa on kuvattu katkoviivoilla C.

Kuvio ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimus-30 ten puitteissa.

* I t • * ·; ί II»

Claims (8)

108884

1. Menetelmä paperin paksuuden mittaamiseksi, missä menetelmässä paperin (2) paksuutta mitataan paperinvalmistuksen aikana olennaisesti 5 jatkuvatoimisesti siten, että paperin ylä- ja/tai alapuolella on anturi (3a, 3b) ja että ainakin paperin (2) toisella puolella anturi (3a, 3b) mittaa paperin (2) paksuuden pääosin koskettamatta paperin (2) pintaan, tunnettu siitä, että tietyin väliajoin pääosin kosketuksettomasti mittaava anturi (3a, 3b) saatetaan hetkellisesti koskettamaan paperin (2) pintaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperin (2) paksuutta mitataan sen molemmilta puolin antureilla (3a, 3b) pääosin koskettamatta paperin (2) pintaan ja että anturit (3a, 3b) saatetaan hetkellisesti tietyin väliajoin koskettamaan paperin (2) pintaa sen molemmilta puolilta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pääosin kosketuksettomasti mittaavan anturin (3a, 3b) kosketus paperin pintaan sovitetaan tapahtuvaksi paperin (2) reunassa.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, t u n-n e 11 u siitä, että anturin (3a, 3b) ja paperin (2) välinen kosketuksettomuus 20 aiheutetaan puhaltamalla anturin (3a, 3b) ja paperin (2) väliin ilmaa ja että antu rin (3a, 3b) ja paperin (2) välinen kosketus saadaan aikaan lopettamalla kyseinen ilmapuhallus.

.·. 5. Laitteisto paperin paksuuden mittaamiseksi, mihin laitteistoon kuu- "!:! luu välineet paperin ylä- ja/tai alapuolella paperin (2) paksuuden mittaamiseksi » ’’’j, 25 paperinvalmistuksen aikana olennaisesti jatkuvatoimisesti siten, että ainakin paperin (2) toiselle puolelle on sovitettu anturi (3a, 3b) mittaamaan paperin (2) paksuus pääosin koskettamatta paperin (2) pintaan, tunnettu siitä, että • · » laitteistoon kuuluu ohjausyksikkö (7) pääosin kosketuksettomasti mittaavan anturin (3a, 3b) ohjaamiseksi tietyin väliajoin hetkellisesti koskettamaan paperin 30 (2) pintaan.

: 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että paperin (2) molemmille puolille on sovitettu anturi (3a, 3b), joka on sovitettu : ·; mittaamaan paperin (2) paksuus pääosin koskettamatta paperin (2) pintaan ja .· · ·. että ohjausyksikkö (7) on sovitettu ohjaamaan molemmat anturit (3a, 3b) tietyin 35 väliajoin hetkellisesti koskettamaan paperin (2) pintaan. » · > · »#» 108884

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (7) on sovitettu ohjaamaan pääosin kosketuksettomasti mit- | taava anturi (3a, 3b) koskettamaan paperin (2) pintaan paperin (2) reunassa.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen laitteisto, tunnettu 5 siitä, että laitteistoon kuuluu puhallin (6a, 6b) ja ainakin yksi suutin (5a, 5b) ilman puhaltamiseksi anturin (3a, 3b) ja paperin (2) väliin estämään niiden koskettaminen toisiinsa ja että ohjausyksikkö (7) on koskettamisen aikaansaamiseksi sovitettu keskeyttämään kyseinen ilmapuhallus. · · • * > · I i i • · · • · • * · » · I < · I I · · · • »k • * • » Ml • · » I I I i * > > » 108884