FI109940B - Menetelmä liikkuvan rainan reunan paikantamiseksi - Google Patents

Description

5 109940

Menetelmä liikkuvan rainan reunan paikantamiseksi Förfarande för att bestämma positionen av kanien hos en rörlig bana

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä 10 liikkuvan rainan reunan paikantamiseksi.

Paperikoneissa ja vastaavissa, joissa valmistetaan jatkuvaa materiaalirainaa, on tarpeellista tunnistaa materiaalirainan reunojen sijainti prosessin eri vaiheissa. Radan reunojen määrittämisellä saadaan tieto radan leveydestä sekä radan keskikohdasta.

15

Ennestään on tunnettua määrittää rainan reunan paikka valosähköisillä tunnistuslaitteilla, jotka on asennettu joko kiinteinä radan reunaan tai jotka traversoivat radan poikki.

Hakijan FI-patentissa 94176 on esitetty radan reunan tunnistamiseen menetelmä ja laite, 20 jossa lähetin/vastaanotinsaija sijoitetaan radan reunaan ja sillä havaitaan radan sijainti ja läsnäolo.

• · • · f · I · · · f".· Paperiradan reunan paikka ja radan leveys voidaan mitata myös radan poikki traversoivan • · · mittapään avulla. Yksi traversointijakso kestää tyypillisesti 20-40 sekuntia. Tässä ajassa • · · · j» · ... 25 rata saattaa liikkua poikkisuunnassa jopa 1 -2 cm. Tästä on seurauksena se, että mitattaessa • · !.. ( toista reunaa ei ole tiedossa toisen reunan tarkka paikka. Tämä johtaa epätarkkuuksiin • · mittaustuloksissa.

• t [ · · *, Hakijan FI-patentissa 80522 on esitetty menetelmä ja laitteisto rainan kireyden mittaami- 30 seksi. Liikkuvan rainan kireys mitataan asettamalla rainan lähelle rainan kulkusuunnassa

» I

*... _ kaarevan pinnan omaava mittauslista, jossa on listassa oleviin reikiin yhteydessä olevia _ · t paineenmittausantureita. Liikkuvan rainan ja kaarevan pinnan väliin muodostuu ilmapatja, ' *, jossa ilmapaine on verrannollinen rainan kireyteen. Rainan kireys mitataan epäsuorasti mittaamalla tämän ilmapatjan paine. Menetelmässä mitataan vertailupaineen ja ilmapatjan 35 paineen välistä paine-eroa. Vertailupaineena voidaan käyttää laitteistoa ympäröivän ilman 2 109940 painetta tai vertailupaine voidaan tuottaa erillisellä laitteella.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä sovelletaan em. hakijan FI-patentissa 80522 esitettyä periaatetta rainan reunan paikan määrittämiseksi.

5

Keksinnön mukaisen menetelmän pääasialliset tunnuspiirteet on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Havaitsemalla rainan reunojen paikat ja määrittämällä niistä rainan leveys sekä rainan 10 keskikohta, voidaan saada tietoa, jolla voidaan säätää paperinvalmistusprosessia. Ratale-veyttä voidaan käyttää hyväksi esim. profiilisäädössä.

Paperiradan leveyden muuttuminen johtuu pääasiassa rainan kuiva-asteen muuttumisesta. Tätä tietoa voidaan käyttää hyväksi paperikoneen kuivatusosalla kuivatuksen seurannassa.

15 Mittaamalla paperiradan leveys ennen kuivatusosaa, kuivatussylinterien välissä ja kuiva-tusosan jälkeen saadaan tietoa kuivausasteen muuttumisesta. Tämän tiedon perusteella voidaan säätää kuivatussylinterien toimintaa.

Keksinnön mukainen menetelmä on yksinkertainen, luotettava ja tarkka ja sitä voidaan f:.: 20 käyttää missä tahansa paperikoneen osassa.

:"· Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen : kuvioissa esitettyihin keksinnön sovellusesimerkkeihin, joihin keksintöä ei ole tarkoitus .· · yksinomaan rajoittaa.

25 • » j' · "· Kuviossa 1 on esitetty kaavallisesti tunnettu rainan kireydenmittauksessa käytettävä •; ‘ mittausjärjestelmä, jota voidaan käyttää hyväksi keksinnön mukaisessa menetelmässä.

» * • ·

Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisesti mittauspalkki ylhäältä katsottuna, jossa näkyy eräs ; ’ \: 30 keksinnön mukainen mitta-aukkojen järjestely rainan reuna-alueella.

Kuviossa 1 esitetty järjestelmä käsittää mittauspalkin 11, mittausanturit 13, ohjausväylän 3 109940 16, mittaustiedon siirtoväylän 17, automaattisen tietojenkäsittelylaitteiston 20 ja kalibrointijärjestelmän 30, 31, 32, 33. Laitteistoon kuuluu lisäksi muuntimet 14, 18, 34 ja mittaustiedon siirtoon tarvittava multiplekseri 15.

5 Kun raina kulkee koko rainan leveyden yli ulottuvan mittauspalkin 11 yli, rainan mukanaan kuljettama ilma puristuu mittauspalkin 11 ja rainan väliin ja muodostaa näin rainaa kannattavan ilmatyynyn mittauspalkin 11 ja rainan väliin. Rainan ja mittauspalkin 11 välisen ilmatyynyn paine vastaa tasapainotilassa tarkoin rainan kireysvoiman synnyttämää telapainetta. Ilmatyynyn paikallinen paine, ja sitä kautta rainan kireysprofiili, mitataan 10 mittauspalkin 11 yläpinnan läpi porattuihin kireysmittausaukkoihin 12 yhteydessä olevilla herkillä paine-eroantureilla 13.

Mittausanturit 13 ovat integroituun puolijohderakenteeseen perustuvia komponentteja, jotka mittaavat ilmatyynyn paikallista painetta verrattuna vertailupainetilassa 31 olevaan 15 tunnettuun paineeseen. Tunnettuna paineena voidaan vertailupainetilaan 31 johtaa laitteistoa ympäröivän ilman painetta venttiilin 32 kautta, jolloin ATK-yksikkö 20 ohjaa venttiilin 32 auki. Tunnettuna paineena voidaan vertailupainetilaan 31 myös johtaa esim. injektorilla tai mäntälaitteistolla 30 tuotettua vertailupainetta, jolloin ATK-yksikkö 20 j': ‘; ohjaa venttiilin 32 kiinni. Vertailupainetta voidaan mitata vertailupainetilaan 31 kytketyllä » · ’:,: 20 tarkkuusanturilla 33, jonka mittausviesti johdetaan muuntimen 34 kautta ATK-yksikköön * : 20. Kuhunkin kireysmittauspisteeseen 12 liittyy mittauspalkin 11 yhteyteen rakennettava : elektroniikkakokonaisuus 13, 14, 15, joka kuviossa 1 on ympäröity matalalla suorakai- V · teella.

25 Paine-eroantureista 13 saatava jännitteen muodossa oleva mittausviesti syötetään jännite- • * * * » _ * · ': virta muuntimen 14 kautta multiplekseriin 15, jota ohjataan ATK-yksiköllä 20 digitaalisen I » » I » •; · ‘ ohjausväylän 16 välityksellä. ATK-yksikkö 20 ohjaa kulloinkin yhden paine-eroanturin 13 » · • ’·· mittausviestin signaaliväylälle 17, josta se johdetaan A/D-muuntimen 18 kautta ATK- »· # ·...’ yksikköön 20.

’·’;·· 30 I

‘ · ‘' ' Kalibrointitilanteessa ATK-yksikkö 20 sulkee venttiilin 32, jonka jälkeen vertailupaineti laan 31 johdetaan esim. injektorilla tai mäntälaitteistolla 30 tuotettua vertailupainetta.

4 109940

Vertailupainetilan 31 painetta mitataan tällöin myös erillisellä tarkkuusanturilla 33, jonka mittausviesti syötetään muuntunen 34 kautta ATK-yksikköön 20.

ATK-yksikkö 20 ohjaa mittausjärjestelmän toimintaa, suorittaa paine-eroantureiden 13 5 automaattisen kalibroinnin, lukee mittaustiedot, käsittelee ne ja tuottaa kireysprofiilitiedon järjestelmän käyttäjälle sopivassa muodossa.

Kireysmittausaukkoihin 12 liittyvät painetta mittaavat anturit 13 voivat sijaita suoraan kireysmittausaukoissa 12 tai kireysmittausaukoista 12 voi johtaa yhde antureihin, jolloin 10 anturit voidaan sijoittaa vapaammin välimatkan päähän kireysmittausaukoista 12.

Kuviossa 2 näkyy mittauspalkin 11 molemmat päätyalueet ylhäältä katsottuna. Mittaus-palkissa 11 on sinänsä tunnetut rainan kireyden mittauksessa käytettävät kireysmit-tausaukot 12 sekä keksinnön mukaiset rainan reuna-alueella olevat rainan W etureunan Wa 15 ja takareunan Wb paikan määrityksessä käytettävät reunanmittausaukot 40. Rainan W etureunan Wa ja takareunan Wb alueella olevat reunanmittausaukot 40 muodostavat tässä sik-sak kuvion. Rainan W etureunan Wa ja takareunan Wb ulkopuolella oleviin reunan-mittausaukkoihin 40 liittyvien anturien mittaama paine on olennaisesti sama kuin ympä-röivän ilman paine. Rainan W etureunan Wa ja takareunan Wb sisäpuolella oleviin reu-‘· 20 nanmittausaukkoihin 40 liittyvien anturien mittaama paine on puolestaan korkeampi kuin ; ympäristön ilmanpaine. Rainan etureunan Wa paikka mittapalkin 11 suhteen on siten :' : määritettävissä niiden kahden vierekkäisen rainan etureunan Wa alueella olevan reunan- 1: mittausaukon 40 sijainnin perusteella, joista mitattujen paineiden ero on ennalta asetelta- : vaa kynnysarvoa suurempi. Rainan takareunan Wb paikka mittapalkin 11 suhteen on 25 vastaavalla tavalla määritettävissä niiden kahden vierekkäisen rainan takareunan Wb ’. ‘: alueella olevan reunanmittausaukon 40 sijainnin perusteella, joista mitattujen paineiden i ' ·>* ero on ennalta aseteltavaa kynnysarvoa suurempi. Kynnysarvo tarvitaan, jotta pienet * ’ * · rainan poikkisuunnassa olevat kireysvaihtelut eivät sekoittaisi rainan reunan paikanmää- ritystä.

30 .'1: Kun rainan etureunan Wa ja takareunan Wb paikanmääritykset suoritetaan samanaikaisesti ja kun reunanmittausaukot 40 sijaitsevat mittapalkin 11 pituussuuntaisella akselilla X-X, 5 109940 joka on poikkisuunnassa rainan kulkusuuntaan S nähden, tai symmetrisesti kyseisen akselin X-X molemmin puolin saadaan tarkka ja samanaikainen rainan etureunan Wa ja takareunan Wb paikan määritys, josta rainan leveys voidaan laskea. Rainan etureunan Wa ja takareunan Wb paikanmäärityksen tarkkuus riippuu siten vierekkäisten reunanmit-5 tausaukkojen 40 välisestä etäisyydestä koneen poikkisuunnassa ja reunanmittausaukkojen 40 pinta-aloista. Reunanmittausaukkojen 40 muodostuessa pyöreistä reistä niiden halkaisija voi pienimmillään olla noin 1-2 mm.

Rainan etureunan Wa ja takareunan Wb paikan määrittämiseen tarvittavat reunanmit-10 tausaukot 40 ja niihin liittyvät paineanturit sekä elektroniikka voidaan lisätä kuviossa 1 esitettyyn tunnettuun rainan kireysprofiilin mittauksessa käytettyyn mittauspalkkiin 11. Tällöin keksinnön mukainen rainan reunan paikannus toteutetaan siten, että reunanmit-tausaukkoihin 40 liittyvillä paineantureilla 13 mitataan mittauspalkin 11 ja liikkuvan rainan väliin muodostuvan ilmapatjan painetta. Kunkin anturien 13 suojaamiseksi pölyltä 15 ja muulta lialta anturin 13 eteen voidaan sijoittaa esim. paineen välittävä joustava suoja-kalvo. Rainan ja mittauspalkin välisellä ilmapatjalla on hyvin selkeä rajapinta rainan reunan kohdalla, joten rainan reunan sijainti saadaan tällä menetelmällä tarkasti selville.

i •. ‘. Mittaus voidaan tehdä samanaikaisesti rainan vastakkaisista reunoista.

20 •; · Reunanmittausaukkoihin 40 liittyvät painetta tai virtausta mittaavat anturit voivat sijaita i: *: suoraan reunanmittausaukoissa 40 tai reunanmittausaukoista 40 voi johtaa yhde anturei- I ...

: _! : hin, jolloin anturit voidaan sijoittaa vapaammin välimatkan päähän reunanmittausaukoista 40.

* 25 • » :. * Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen > » ··’ puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimer- t * ; ‘ · · kinomaisesti esitetystä.

t ·

t · I

Claims (4)

6 109940

1. Menetelmä liikkuvan rainan (W) reunan paikantamiseksi, jossa mitataan rainan (W) poikkisuunnan yli ulottuvan, välimatkan päähän rainasta (W) sijoitetun, rainan (W) 5 kulkusuunnassa ainakin osittain kaarevan pinnan omaavan mittauspalkin (11) ja liikkuvan rainan (W) väliin muodostuvan ilmapatjan painetta, tunnettu siitä, että kyseistä ilmapat-jan painetta mitataan usealla mittauspalkin (11) reunanmittausaukkoihin (40) yhteydessä olevalla paineanturilla (13), jotka reunanmittausaukot (40) sijaitsevat poikkisuunnassa välimatkan päässä toisistaan rainan (W) etureunan (Wa) alueella ja rainan (W) takareunan 10 (Wb) vastaavalla alueella, jolloin rainan etureunan (Wa) ja takareunan (Wb) paikat suhteessa mittauspalkkiin (11) määräytyvät niiden kahden poikkisuunnassa vierekkäisen reunan-mittausaukon (40) sijainnista, joista mitattujen paineiden ero on ennalta aseteltavaa kynnysarvoa suurempi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan reunojen paikannus suoritetaan reunanmittausaukoilla (40), jotka sijaitsevat poikkisuunnassa välimatkan päässä toisistaan poikkisuuntaisella suoralla (X-X) rainan etu- (Wa) ja takareunan (Wb) alueella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan reunojen ! , | ·;· paikannus suoritetaan reunanmittausaukoilla (40), jotka sijaitsevat poikkisuunnassa ! i · * ,;·*: välimatkan päässä toisistaan sik-sak kuviossa rainan poikkisuuntaiseen suoraan (X-X) I ti» ; t i ! nähden rainan etu- (Wa) ja takareunan (Wb) alueella. • · · • · * » · · t » · 9 · · » · · » · 1*9 • · » | I » * * ♦ > · » I · I · t · · 1 t 9 f 9 < I 9 9 7 109940