FI117834B - Paper surface quality testing - Google Patents

Paper surface quality testing Download PDF

Info

Publication number
FI117834B
FI117834B FI20040600A FI20040600A FI117834B FI 117834 B FI117834 B FI 117834B FI 20040600 A FI20040600 A FI 20040600A FI 20040600 A FI20040600 A FI 20040600A FI 117834 B FI117834 B FI 117834B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
paper
intensity
coherent
light beam
radiation
Prior art date
Application number
FI20040600A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20040600A0 (en
FI20040600A (en
Inventor
Kari Saarinen
Karri Muinonen
Original Assignee
Abb Research Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Research Ltd filed Critical Abb Research Ltd
Priority to FI20040600A priority Critical patent/FI117834B/en
Publication of FI20040600A0 publication Critical patent/FI20040600A0/en
Priority to PCT/FI2005/050134 priority patent/WO2005106436A1/en
Publication of FI20040600A publication Critical patent/FI20040600A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI117834B publication Critical patent/FI117834B/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4704—Angular selective
    • G01N2021/4709—Backscatter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/86—Investigating moving sheets
    • G01N2021/8663—Paper, e.g. gloss, moisture content

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

117834117834

Paperipinnan laadun testaus 1. Keksinnön ala Tämä keksintö liittyy paperin pinnan laadun testaamiseen. Keksintöä 5 voidaan hyödyntää ainakin testaamaan paperin painettavuusominaisuuksia.FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the testing of paper surface quality. The invention 5 can at least be utilized to test the printability properties of paper.

2. Tekniikan tason kuvaus2. Description of the Related Art

Painettavuusominaisuudet ovat erittäin tärkeitä paperinvalmistajille ja painotaloille. Paperin pinnan rakenteen karakterisointi on kuitenkin haasteellista. Ennestään tunnetaan ratkaisu paperin pinnan laadun mittaamiseksi, jos-10 sa levy järjestetään paperin pinnalle. Tämä levy sisältää reikiä, joiden läpi il- IPrintability is very important for paper mills and printers. However, characterizing the surface structure of paper is challenging. A prior art solution for measuring the surface quality of paper is provided if the plate is arranged on the surface of the paper. This plate contains holes through which I

maa puhalletaan kohti paperin pintaa. Kun voima, jolla levy puristetaan vasten paperia pidetään vakiona säätämällä kohti paperin pintaa puhallettavaa ilmaa, riippuu paperin pinnan ja levyn pinnan välistä vuotavan ilman määrä paperin pinnan karheudesta. Täten on mahdollista määritellä paperin pinnan laatu mit-15 taamalla ilmamäärää joka puhalletaan ulos levyssä olevista rei’istä.the ground is blown towards the surface of the paper. When the force by which the plate is pressed against the paper is kept constant by adjusting the air blown towards the paper surface, the amount of air leaking between the paper surface and the surface of the plate depends on the roughness of the paper surface. It is thus possible to determine the surface quality of the paper by measuring the amount of air blown out of the holes in the sheet.

Eräs ongelma yllä kuvatussa tekniikan tason ratkaisussa on mittausten tarkkuus. Huokosia, joiden koko on pm-alueella, ei voida ottaa huomioon näissä mittauksissa, vaikkakin ne ovat tärkeitä kun paperin painettavuusominaisuuksia arvioidaan.One problem with the prior art solution described above is the accuracy of the measurements. Pores with a size in the pm range cannot be taken into account in these measurements, although they are important in evaluating the printability of the paper.

• · · • · 20 Keksinnön yhteenveto » · **"* Tämän keksinnön tarkoitus on ratkaista edellä selostettu heikkous jaSUMMARY OF THE INVENTION »· **" * The object of the present invention is to solve the weakness described above and

* * I* * I

tarjota käyttöön ratkaisu, joka mahdollistaa paperin pinnan laadun mittaamisen *·..** sellaisella tavalla että paperin ominaisuudet voidaan määritellä paremmin kuin tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa. Nämä ja muut esillä olevan keksinnön 25 päämärät saavutetaan itsenäisen patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä ja itsenäisen patenttivaatimuksen 4 mukaisella laitteistolla.to provide a solution that enables the quality of the paper surface to be measured * · .. ** in such a way that the properties of the paper can be better defined than in prior art solutions. These and other objects of the present invention are achieved by the method of independent claim 1 and the apparatus of independent claim 4.

: *** Esillä olevassa keksinnössä koherenttia takaisinsirontaa hyödynne- • · · .**·. tään paperin pinnan ominaisuuksien testaamiseen. Mittaamalla koherentin ta- kaisinsironnan intensiteettiä eri kulmilla on mahdollista saavuttaa mittaustulok- • · · ’· " 30 siä, joilla on paljon parempi tarkkuus kuin aikaisemmin. Ratkaisu mahdollistaa mittaustulosten saamisen, jotka ottavat huomioon todelliset partikkelit tai ra- * kennevariaatiot tulevan valon aallonpituuden suurusluokassa. Partikkeleiden koot, partikkeleiden keskimääräiset etäisyydet, tai huokoset testattavan paperin pinnassa vahvistavat heijastumista lähellä takaisinsirontakulmaa interfe- • · · · 117834 2 renssistä johtuen. Täten esimerkiksi paperin pinnoitteen huokoset voidaan ottaa huomioon kun pinnan laatua määritetään. Siksi on myös mahdollista määrittää paperin painettavuusominaisuuksia paremmin kuin ennen.: *** In the present invention, coherent backscatter utilization • · ·. ** ·. to test the surface properties of the paper. By measuring the intensity of coherent backscattering at different angles, it is possible to obtain measurement results with much better accuracy than before. The solution enables measurement results that take into account the actual particles or structure variations in the magnitude of the incident light wavelength. Particle sizes, average particle distances, or pores on the surface of the paper to be tested enhance reflection near the backscatter angle due to interfere, so that, for example, the porosity of a paper coating can be taken into account when determining surface quality. .

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston edullisia suoritus-5 muotoja ilmenee epäitsenäisistä vaatimuksista 2 - 3 ja 5 -10.Preferred embodiments of the method and apparatus of the invention are set forth in dependent claims 2 to 3 and 5 to 10.

//

Kuvioiden lyhyt kuvausBrief description of the figures

Seuraavassa esillä olevaa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkinomaisesti ja viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista: kuvio 1 esittää vuokaaviota keksinnön ensimmäisestä edullisesta 10 suoritusmuodosta, kuvio 2 on lohkokaavio joka havainnollistaa keksinnön ensimmäistä edullista suoritusmuotoa, kuvio 3 havainnollistaa koherenttia takaisinsirontaa, kuvio 4 havainnollistaa mittaustuloksia jotka on saatu kuvion 2 lait- 15 teistolla, kuvio 5 on lohkokaavio joka havainnollistaa keksinnön toista edullista suoritusmuotoa, kuviot 6 ja 7 havainnollistavat mittaustuloksia jotka on saatu kuvion 5 laitteistolla, ja 20 kuvio 8 on lohkokaavio joka havainnollistaa keksinnön kolmatta edul- :***: lista suoritusmuotoa.The present invention will now be described in more detail by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a flowchart illustrating a first preferred embodiment of the invention, Figure 2 illustrating a first preferred embodiment of the invention, Figure 3 illustrating coherent backscatter the apparatus, Fig. 5 is a block diagram illustrating another preferred embodiment of the invention, Figs. 6 and 7 illustrate measurement results obtained with the apparatus of Fig. 5, and Fig. 8 is a block diagram illustrating a third preferred embodiment of the invention.

* * * .* * *.

• * * • * **"* Edullisten suoritusmuotojen kuvaus • · · .Description of Preferred Embodiments.

• · ·• · ·

Kuvion 1 mukaista menetelmää voidaan edullisesti käyttää paperin **”* pinnan laadun testaamiseen kyseisen paperin painettavuusominaisuuksien ··· 25 määrittämiseksi.The method of Figure 1 can advantageously be used to test the surface quality of a paper ** "* paper to determine the printability characteristics of that paper.

• ··• ··

Lohkossa A tuotetaan valosäde valolähteellä, kuten laserilla. Lohkossa B tämä valolähde suunnataan kohti paperin pintaan. Suuntaaminen voi-daan saada aikaan esimerkiksi osittain läpäisevän peilin avulla, joka suuntaa ainakin osan säteestä olennaisesti kohtisuoraan kohti paperin pintaa. Jotta m·] . 30 saataisiin aikaan säde jolla on olennaisesti vakio intensiteetti, on mahdollista, ** j mikäli on tarpeen, järjestää detektori osittain läpäisevän peilin toiselle puolelle.In block A, a light beam is produced by a light source such as a laser. In block B, this light source is directed toward the surface of the paper. Alignment may be accomplished, for example, by a partially permeable mirror which directs at least a portion of the beam substantially perpendicularly to the surface of the paper. For m ·]. 30 to provide a beam of substantially constant intensity, it is possible, if necessary, to arrange the detector on one side of the partially transmissive mirror.

* Tämä mahdollistaa intensiteettiä kuvaavan mittaustuloksen saamisen, ja tä- .,·[· män tuloksen käyttämisen valolähteen säätämiseen vakiointensiteetin saavut- ··**: tamiseksi.* This allows you to obtain a measurement of intensity, and use this result to adjust the light source to achieve a constant intensity.

3 1178343, 117834

Lohkossa C koherentin takaisinsironnan intensiteetti mitataan eri kulmille. Tämä mittaustulos analysoidaan lohkossa D pinnan laadun määrittämiseksi.In block C, the coherent backscattering intensity is measured at different angles. This measurement is analyzed in block D to determine the surface quality.

Kuvio 2 on lohkokaavio joka havainnollistaa keksinnön ensimmäistä 5 edullista suoritusmuotoa. Kuviossa 2 esitettyä laitteistoa voidaan käyttää sen menetelmän toteuttamiseksi jota on selostettu kuvioon 1 viitaten.Figure 2 is a block diagram illustrating a first preferred embodiment of the invention. The apparatus shown in Figure 2 may be used to carry out the method described with reference to Figure 1.

Valosäde 2 tuotetaan valolähteellä 1, joka edullisesti on laser. Säde suunnataan kohti suuntausvälinettä 3, joka edullisesti on osittain läpäisevä peili (säteenjakaja). Tämä suuntausväline suuntaa ainakin osan 4 säteestä olen-10 naisesti kohtisuoraan kohti paperin 5 pintaa. Säteen toinen osa 6 kulkee osittain läpäisevän peilin läpi detektorille 7. Detektori mittaa säteen 6 intensiteettiä. Mittaustulosta käytetään säätämään valolähdettä 1 vakiointensiteetin aikaansaamiseksi säteelle 2. Säätövälineet voivat olla integroituna valolähteeseen. On havaittava, että detektori 7 ei välttämätön mikäli valolähdettä 1 voidaan 15 säätää jollakin toisella tavalla tuottamaan valosäteen, jolla on olennaisesti vakio intensiteetti.The light beam 2 is produced by a light source 1, which is preferably a laser. The beam is directed toward the alignment means 3, which is preferably a partially transmissive mirror (beam splitter). This orientation means orientates at least a portion of the radius of part 4 substantially perpendicular to the surface of the paper 5. The second part 6 of the beam passes through the partially penetrating mirror to the detector 7. The detector measures the intensity of the beam 6. The measurement result is used to adjust the light source 1 to provide a constant intensity to the beam 2. The adjustment means may be integrated with the light source. It will be appreciated that the detector 7 is not necessary if the light source 1 can be adjusted in some other way to produce a light beam of substantially constant intensity.

Kuviossa 2 esitetty laitteisto sisältää myös mittausvälineen 9 koherentin takaisinsironnan 8 intensiteetin mittaamiseksi pinnasta eri kulmilla. Paperin 5 pintaominaisuuksilla on vaikutus takaisinsirontaan. Tätä hyödynnetään 20 esillä olevassa keksinnössä siten, että mittausvälineitä käytetään aikaansaamaan mittaustulos, joka osoittaa koherentin takaisinsironnan intensiteetin eri kulmilla, kuten on selostettu kuvion 4 yhteydessä. Mittausvälineet 9 voidaan käytännössä toteuttaa kamerana joka käsittää CCD (Charge Coupled Device) : elementin, jolloin analysointivälineet voidaan toteuttaa piireillä, ohjelmana tai * · · 25 näiden yhdistelmänä.The apparatus shown in Figure 2 also includes a measuring means 9 for measuring the intensity of the coherent back scatter 8 at different angles from the surface. The surface properties of the paper 5 have an effect on backscatter. This is utilized in the present invention by employing measuring means to provide a measurement result that shows coherent backscattering intensity at various angles, as described in connection with Figure 4. The measuring means 9 can be practically implemented as a camera comprising a CCD (Charge Coupled Device) element, whereby the analyzing means can be implemented in circuits, in a program or in a combination thereof.

···· · ·

Mittausvälineellä 9 saatu mittaustulos analysoidaan analysointiväli- )···. neillä 10 paperin 5 pinnan ominaisuuksien määrittämiseksi. Analysointivälineet • · 10 voidaan toteuttaa esimerkiksi tietokoneohjelmalla ja PC.IIä (Personal Com- . puter). Vaihtoehtoisesti on myös mahdollista, että mittausvälineet ja analysoin- * * * *;j·* 30 tivälineet on integroitu yhdeksi fyysiseksi komponentiksi.The measurement result obtained with the measuring means 9 is analyzed in the analysis interval) ···. they 10 for determining the surface properties of the paper 5. Analysis tools • · 10 can be implemented, for example, with a computer program and a PC (Personal Computer). Alternatively, it is also possible that the measuring means and the analyzing means are integrated into one physical component.

Kuviossa 2 esitetty laitteisto voidaan toteuttaa siten, että se on osa :*·.· paperinvalmistuskonetta joka jatkuvasti mittaa ja analysoi tuotetun paperin pin- • · ....: nan laatua. Mikäli analysointi osoittaa, että ennalta määrättyä laatutasoa ei *, enää saavuteta, liipaistaan hälytys.The apparatus shown in Figure 2 may be implemented as part of: a paper making machine that continuously measures and analyzes the quality of the paper surface produced. If the analysis shows that a predetermined quality level * is no longer achieved, an alarm is triggered.

• · · ···! 35 Mikäli päämääränä on toteuttaa mittaukset kapeakaistaisella valosä- teellä, niin tämä voidaan toteuttaa käyttämällä laajakaistaista valolähdettä yh- i 4 117834 dessä suodattimen kanssa, joka suodatin sallii ainoastaan halutun aallonpituuden omaava säteen osan läpikulun. Täten suodatin voi olla sijoitettuna valolähteen 1 ja suuntausvälineen 3 välissä kuviossa 2. Vaihtoehtoisesti suodatin voi olla sijoitettuna suuntausvälineen 3 ja mittausvälineen 9 välissä kuviossa 2.• · · ···! 35 If the goal is to make measurements with a narrowband light beam, this can be accomplished by using a broadband light source along with a filter which only permits passage of a portion of the beam of the desired wavelength. Thus, the filter may be disposed between the light source 1 and the guide means 3 in Figure 2. Alternatively, the filter may be disposed between the guide means 3 and the measuring means 9 in Figure 2.

5 Kuvio 3 havainnollistaa koherenttia takaisinsirontaa, joka ilmenee kun esimerkiksi kuvion 2 laitteistoa käytetään Kuvio 3 esittää kahta tulevaa aaltoa 4' ja 4" jotka on suunnattu olennaisesti kohtisuoraan kohti paperin 5 pintaa. Näiden aaltojen kulkureittejä on havainnollistettu kuviossa. Nämä kulkureitit riippuvat epäsäännöllisyyksistä, kuten huokosista 11, joita paperissa on.Figure 3 illustrates the coherent backscattering that occurs when, for example, the apparatus of Figure 2 is used. Figure 3 shows two incoming waves 4 'and 4 "substantially perpendicular to the surface of paper 5. The paths of these waves are illustrated in the figure. 11 that are on the paper.

10 Kuviossa takaisinsironneilla aalloilla 8' ja 8" on sama reittipituus ja ne ovat samassa vaiheessa. Tuloksena on rakenteellinen interferenssi, joka voidaan detektoida kuvion 2 laitteistolla suoritettavilla mittauksilla.In the figure, the backscattered waves 8 'and 8 "have the same path length and are in the same phase. The result is a structural interference that can be detected by measurements made with the apparatus of Figure 2.

Kuvio 4 havainnollistaa mittaustuloksia jotka on saatu kuvion 2 laitteistolla. Koherentin takaisinsironnan piikki on selvästi nähtävissä muun "nor-15 maalin" taustasironnan joukosta, joka kuviossa 4 on merkitty suhteellisella intensiteetillä 1.Figure 4 illustrates the measurement results obtained with the apparatus of Figure 2. The peak of coherent backscatter is clearly visible among the other "nor-15 paint" background scattering marked in relative intensity 1 in Figure 4.

Näkyvän piikin muoto ja korkeus antaa indikaation paperin pinnan ominaisuuksista. Piikin kulmaleveys riippuu sirottimien (partikkeleiden tai huokosten) tilavuusdensiteetistä. Yksityiskohtaisemmin kulmaleveys on suhteessa 20 valon / keskimääräiseen vapaaseen kulkureittiin pienten partikkeleiden väliaineessa. Keskimääräinen vapaa kulkureitti on pallomaisille partikkeleille tila-vuusdensiteetin v, yksittäisten partikkeleiden koon a, ja ekstinktiotehokkuuden :***: qe (ekstinktiopoikkileikkaus jaettuna partikkelin geometrisella poikkileikkauksel- + * * .The shape and height of the visible peak give an indication of the surface properties of the paper. The angular width of the peak depends on the volume density of the scatterers (particles or pores). More specifically, the angle width is relative to the 20 light / average free path in the small particle medium. The average free passage for spherical particles is the volume density v, the size of the individual particles, and the extinction efficiency: ***: qe (extinction cross section divided by the geometric cross section of the particle - + * *.

. la ) funktio, / = (4a)/(3v</c). Ei-absorboiville sirottimille puolileveys koherentin 25 takaisinsironnan piikin a puoli-maksimissa on karkeasti a = 0.6(1-g)/(k*l), • · jossa g on yksittäissironta-assymetrisyysparametri ja k = 2π/λ on aaltoluku. [HI Täten piikin leveys riippuu epäsäännöllisyyksien fyysisistä ominaisuuksista, se *·**' esimerkiksi kapenee keskimääräisen vapaan kulkureitin kasvaessa ja kasva van assymetrisyysparametrin yhteydessä. On esimerkiksi mahdollista määritel-30 lä rajat piikin kulmaleveydelle ja piikin intensiteetille, ja käyttää näitä rajoja sen * · * määrittämiseen onko vai eikö paperin laatu ole riittävän hyvä painotarkoituk- .·! : siin.. la) function, / = (4a) / (3v </ c). For non-absorbent scatterers, the half-width at the half-maximum of the coherent backscatter peak a is roughly a = 0.6 (1-g) / (k * l), where g is the single-scattering asymmetry parameter and k = 2π / λ is the wave number. [HI Thus, the peak width depends on the physical properties of the irregularities, for example, * · ** 'narrows as the average free path increases and with the increasing asymmetry parameter. For example, it is possible to define limits for peak angle width and peak intensity, and use these limits to determine whether or not the paper quality is good enough for printing. : there.

* * ·* * ·

Kuvio 5 on lohkokaavio joka havainnollistaa keksinnön toista edullis- • a . ta suoritusmuotoa. Kuviossa 5 esitetty laitteisto on hyvin samankaltainen kuin 35 kuviossa 2 esitetty. Täten kuvion 5 suoritusmuotoa selostetaan pääasiassa "**: osoittamalla erot näiden kahden suoritusmuodon välillä.Figure 5 is a block diagram illustrating another preferred embodiment of the invention. embodiment. The apparatus shown in Figure 5 is very similar to that shown in Figure 2. Thus, the embodiment of Figure 5 will be described mainly by "**: showing the differences between the two embodiments.

117834 s117834 s

Kuviossa 5 ensimmäinen polarisaattori 12 on järjestetty säteen kulkureitille valolähteen 1 ja suuntausvälineen 3 väliin. Toinen polarisaattori 13 on järjestetty koherentin takaisinsironnan 8 kulkureitille suuntausvälineen 3 ja mittausvälineen 9 väliin. Muussa tapauksessa kuvion 5 laitteisto vastaa kuviossa 5 2 esitettyä laitteistoa. Syy ensimmäisen ja toisen polarisaattorin 12 ja 13 käyttöön on, että käytännön kokeet ovat osoittaneet niiden mahdollistavan mittausten tarkkuuden parantamisen.In Figure 5, the first polarizer 12 is disposed in a beam path between the light source 1 and the orientation means 3. A second polarizer 13 is disposed on the path of the coherent backscatter 8 between the orientation means 3 and the measuring means 9. Otherwise, the apparatus of Figure 5 corresponds to that of Figure 5 2. The reason for the use of the first and second polarizers 12 and 13 is that practical experiments have shown that they allow for improved measurement accuracy.

Kuviot 6 ja 7 havainnollistavat esimerkinomaisia mittaustuloksia jotka on saatu kuvion 5 laitteistolla. Kuvioissa 6 ja 7 mittaukset on tehty paperille 10 sellaisella tavalla, että aallonpituus oli 0, 49 pm kuviossa 6 ja 0,66 pm kuviossa 7. Molempien kuvioiden tulokset vahvistavat että koherentin takaisinsironnan piikin suhteellinen intensiteetti on korkeampi kun käytössä on yhteispolarisaa-tio (co-polarization); toisin sanoen, kun ensimmäinen polarisaattori 12 ja toinen polarisaattori 13 on valittu siten, että polarisaatio on sama.Figures 6 and 7 illustrate exemplary measurement results obtained with the apparatus of Figure 5. In Figures 6 and 7, measurements are made on paper 10 in a wavelength of 0.49 µm in Figure 6 and 0.66 µm in Figure 7. The results of both figures confirm that the relative intensity of the coherent backscatter peak is higher when co-polarization (co-) is used. polarization); in other words, when the first polarizer 12 and the second polarizer 13 are selected such that the polarization is the same.

15 Kuvio 8 on lohkokaavio joka havainnollistaa keksinnön kolmatta edullista suoritusmuotoa. Kuviossa 8 esitetty laitteisto on hyvin samanlainen kuin kuviossa 8 esitetty. Siten kuvion 8 suoritusmuotoa selostetaan pääasiassa osoittamalla eroja näiden kahden suoritusmuodon välillä.Figure 8 is a block diagram illustrating a third preferred embodiment of the invention. The apparatus shown in Figure 8 is very similar to that shown in Figure 8. Thus, the embodiment of Figure 8 will be described mainly by showing the differences between the two embodiments.

Kuvio 8 liittyy moni-aaltopituusmittauksiin. Moni-aaltopituusmittauk-20 set mahdollistavat informaation hankkimisen koskien huokosten kokojakaumaa paperissa. Tällainen moni-aaltopituusmittaus voidaan toteuttaa ainakin kahdel-la vaihtoehtoisella tavalla: • · · 1) Käyttämällä kuvioiden 2 tai 5 laitteistoa. Tässä tapauksessa usei- • * * ; ta kapeakaistaisia valosäteitä joilla on eri aaltopituuksia käytetään vuorollaan.Figure 8 relates to multi-wavelength measurements. Multi wavelength measurements allow information to be obtained regarding the size distribution of the pores in the paper. Such a multi-wavelength measurement can be implemented in at least two alternative ways: · · · 1) Using the apparatus of Figures 2 or 5. In this case, many- * * *; Narrow-band light beams of different wavelengths are used in turn.

.···. 25 Koherentti takaisinsironta mitataan kullekin säteelle erikseen, ja eri säteille • « saadut mittaustulokset analysoidaan pinnan laadun määrittämiseksi.. ···. 25 Coherent backscatter is measured separately for each beam, and the measurement results obtained for the different beams are analyzed to determine surface quality.

2) Käyttämällä kuvion 8 laitteistoa. Tässä tapauksessa laajakaistais- '**·' ta valolähdettä 1 käytetään tuottamaan laajakaistainen säde. Monisuodatinväli- ne 14, kuten pyörivä suodatinlevy 14, jossa on eri kaistanpäästösuodattimia 30 levyn eri sektoreissa, järjestetään mittausvälineen 9 eteen. Täten monisuoda- * * * tinväline 14 sallii eri aallonpituuksia olevan koherentin takaisinsironnan läpiku-: lun mittausvälineelle eri ajanhetkinä. Tämä mahdollistaa mittaustulosten saa- misen eri aallonpituuksille erikseen samalla mittausvälineellä 9. Mikäli levyä * · . pyöritetään suurella nopeudella on mahdollista saada mittaustuloksia eri aal- 35 lonpituuksille lyhyen aikajakson sisällä, käytännössä lähes samanaikaisesti.2) Using the apparatus of Figure 8. In this case, the broadband ** source light source 1 is used to produce the broadband beam. The multi-filter means 14, such as a rotating filter plate 14 having different bandpass filters 30 in different sectors of the plate, is provided in front of the measuring means 9. Thus, the multi-filter * * * means 14 permits coherent backscattering at different wavelengths to the measuring means at different times. This enables measurement results to be obtained for different wavelengths separately using the same measuring tool 9. If the plate * ·. rotating at high speed, it is possible to obtain measurement results for different wavelengths within a short period of time, in practice almost simultaneously.

• · : 117834 6 Täten on mahdollista esimerkiksi saada mittaustuloksia eri aallonpituuksilla paperin pinnan samasta osasta paperista, joka liikkuu paperikoneessa.• ·: 117834 6 Thus, it is possible, for example, to obtain measurement results at different wavelengths on the same part of the paper surface moving in a paper machine.

Kuviossa 8 polarisaattori 12 ja polarisaattori 13 on esitetty katkoviivoin sen osoittamiseksi, että ne voivat olla käytössä tai poissa käytöstä suori-5 tusmuodossa, joka hyödyntää pyörivää levyä 14.In Fig. 8, polarizer 12 and polarizer 13 are shown in dashed lines to indicate that they may be in use or inactive in an embodiment 5 utilizing a rotating plate 14.

On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät kuviot on ainoastaan tarkoitettu havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Alan ammat-timiehille tulevat olemaan ilmeistä, että keksintöä voidaan myös muunnella ja modifioida muulla tavoin poikkeamatta keksinnön suojapiiristä.It is to be understood that the foregoing description and the accompanying figures are merely intended to illustrate the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the invention may also be modified and otherwise modified without departing from the scope of the invention.

• · φ · • * · ··· • · ♦ · ***-:''' * * · · * · · • · · *· • · • · *· · ··· • ...• · φ • · * ♦ *** *** *** *** *** *** *** · *** *** · · · · *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ... ... ... ... ... ...

* * · · . i .* * · ·. i.

• · · • · • · · · · ·*· • · * • · • · • * · • · ··· • · · • · • ‘ * · ··* *··· • ·• · · · · · · · · · · · ················································· · · · ·

Claims (10)

1. Förfarande för att testa ytkvaliteten pä papper, vid vilket förfaran-de: 5 en ljussträle (A) alstras, vilken ljussträle är ätminstone delvis riktad (B) väsentligen vinkelrätt mot nämnda pappers yta, k ä n n e t e c k n a t av att egenskaperna pä papper som producerats av en papperstillverk-ningsmaskin mats (C) och analyseras kontinuerligt genom att med olika vinklar mätä intensiteten pä koherent bakätsträlning frän en yta pä nämnda papper, 10 och kvaliteten för nämnda pappers yta fastställes (D) genom analys av den koherenta bakätsträlningens vid olika vinklar mätta intensitet, alltsa den koherenta bakätsträlningens spets sä, att tryckegenskaperna för papprets yta fastsläs pä basen av spetsens vinkelbredd och intensitet. 15A method of testing the surface quality of paper by which method: a light beam (A) is generated, said light beam being at least partially directed (B) substantially perpendicular to said paper surface, characterized in that the properties of paper produced of a papermaking machine is fed (C) and analyzed continuously by measuring at different angles the intensity of coherent backing radiation from a surface of said paper, and the quality of said paper surface is determined (D) by analyzing the coherent backing radiation at different angles. intensity, that is, the tip of the coherent backward radiation, such that the printing properties of the paper surface are determined on the basis of the angular width and intensity of the tip. 15 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att nämnda förfarande omfattar: alstring av ett flertal ljussträlar med olika väglängd vilka ätminstone delvis är riktade väsentligt vinkelrätt mot papprets yta, mätning av intensiteten pä koherent bakätsträlning frän nämnda 20 pappers yta vid olika vinklar för nämnda flertal ljussträlar, och fastslagning av nämnda pappers ytkvalitet genom analys av mätre- suitat som har erhallits för nämnda flertal ljussträlar.Method according to claim 1, characterized in that said method comprises: generating a plurality of light beams of different path lengths which are at least partially directed substantially perpendicular to the surface of the paper, measuring the intensity of coherent backside radiation from said paper surface at different angles for said plurality of angles. light rays, and determination of the surface quality of said paper by analysis of measurement quotas obtained for said plurality of light rays. : 3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e te c k n a t av att • · * nämnda förfarande omfattar: • * * · · 25 alstring av en ljussträle med ett brett band, vilken ljussträle ätmin- "*·. stone delvis är riktad väsentligen vinkelrätt mot nämnda pappers yta, « · mätning av intensiteten av koherent bakätsträlning vid olika vinklar ^ . för ett flertal väglängder frän nämnda pappers yta, och • · · *;“* fastslagning av nämnda pappers ytkvalitet genom analys av mätre- • * 30 suitat som har erhällits för nämnda flertal väglängdssträlar.A method according to claim 1, characterized in that said method comprises: • Generating a light beam with a broad band, said light beam being partially directed substantially. perpendicular to the surface of said paper, "measuring the intensity of coherent backward radiation at different angles" for a plurality of path lengths from said paper's surface, and determining the surface quality of said paper by analyzing the measurement citation. which has been obtained for said plurality of longitudinal beams. 4. Anordning för att testa ytkvaliteten pä papper, vilken anordning ..... omfattar: • * *. en ljuskälla (1) för att alstra en ljussträle (2), ··· * ···· • * · · • · 117834 riktmedel (3) för att rikta atminstone en del (4) av nämnda alstrade strale väsentligen vinkelrätt mot nämnda pappers (5) yta, kännetecknad av att för kontinuerlig mätning och analys av papper som producerats av en papperstillverkningsmaskin omfattar anordningen: 5 mätdon (7) för att frän papprets yta vid olika vinklar mätä intensite- ten (8) pä koherent bakätsträlning, och analysmedel (10) för att analysera intensiteten som mätts vid olika vinklar, alltsa den koherenta bakätsträlningens spets för att fastslä tryckegen-skaperna för nämnda pappers yta pä basen av spetsens vinkelbredd och in- 10 tensitet.4. Device for testing the surface quality of paper, which device ..... comprises: • * *. a light source (1) for generating a light beam (2), directional means (3) for directing at least a portion (4) of said generated beam substantially perpendicular to said light beam. paper surface (5), characterized in that for continuous measurement and analysis of paper produced by a papermaking machine, the apparatus comprises: 5 measuring means (7) for measuring the surface of the paper at different angles measuring the intensity (8) of coherent backsetting radiation, and analyzing means (10) for analyzing the intensity measured at different angles, i.e. the tip of the coherent backward radiation to determine the printing properties of said paper on the basis of the angular width and intensity of the tip. 5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ljuskälla (1) är en laser.5. Device according to claim 4, characterized in that said light source (1) is a laser. 6. Anordning enligt patentkravet 4 eller 5, kännetecknad av att nämnda riktmedel (3) innehäller en delvis genomtränglig spegel anordnad 15 att rikta ätminstone en del av nämnda ljussträle (2) mot nämnda pappers yta (5) och att tilläta den koherenta bakätsträlningens (8) genompassage för att nä nämnda mätdon.Device according to claim 4 or 5, characterized in that said directing means (3) contains a partially permeable mirror arranged to direct at least a portion of said light beam (2) to the surface (5) of said paper and to allow the coherent back-ether radiation (8). ) through passage to said measuring instrument. 7. Anordning enligt nägot av patentkraven 4 -6, kännetecknad av att nämnda anordning omfattar: 20 en detektor (7) anordnad att mätä intensiteten pä den av ljustkällan (1) alstrade ljusstralen (2), och '··.* reglermedel för att reglera ljusstralen (1) i gensvar pä den mätta « « * intensiteten för att uppnä en ljussträle med konstant intensitet. *Device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that said device comprises: a detector (7) arranged to measure the intensity of the light beam (2) generated by the light source (1), and adjust the light beam (1) in response to the measured intensity to obtain a constant intensity light beam. * 8. Anordning enligt nägot av patentkraven 4-7, känneteck- :***: 25 nad av att nämnda anordning omfattar: ··· ^ ·:· en första polarisator (12) anordnad pä ljussträlens (2) bana mellan ···· ljuskällan (1) och riktmedlen (3), och ·♦· en andra polarisator (13) anordnad pä den koherenta bakätsträl-. ,·. ningens (8) bana mellan riktmedlen (3) och mätdonen (9). » t ·Device according to any of claims 4-7, characterized in that said device comprises: ··· · · · a first polarizer (12) arranged on the path of the light beam (2) between ··· · The light source (1) and the directional means (3), and · ♦ a second polarizer (13) arranged on the coherent back-beam radiation. , ·. the path (8) between the directional means (3) and the measuring means (9). »T · 9. Anordning enligt nägot av patentkraven 4 - 8 kännetecknad av att ’*:** nämnda mätdon (9) omfattar ett CCD-element.Device according to any of claims 4 to 8, characterized in that said measuring means (9) comprise a CCD element. • · ·’.*·; 10. Anordning enligt nägot av patentkraven 4-9, känneteck- ·:·*: nad av att !·. nämnda ljuskälla alstrar en ljussträle (1) med brett band, • · · · »···« • « '·1 $ 117834 nämnda anordning omfattar ett flerfilterdon (14) med flera filter, var-vid varje filter är anordnat att tilläta genompassage av koherent bakätsträlning (8) med en filterspecifik väglängd, nämnda mätdon (9) är anordnade att mätä separat för varje väg-5 längd intensiteten pa den koherenta bakatsträlningen (8) som passerar genom nämnda flerfilterdon (14), och nämnda analysmedel (10) är anordnade att analysera intensiteten som mätts vid olika vinklar för olika väglängder för att fastsla nämnda pappers kvalitet. ? *·· > • · * · * · · • · 1 φ · ·····.· • · · • · · i- • · · 4 • · · • 1 • · • · · φ · · ···· • · · • · • · ··· • · · • · 1 • 1 · • · · • · * · • · · • · • · · * · 1 « · * 1 * • · · * 1 1 1 ·• · · '. * ·; 10. Device according to any of claims 4-9, characterized in that! said light source generates a wide band light beam (1), said device comprising a multi-filter device (14) having multiple filters, each filter being arranged to allow through-passage of coherent baking radiation (8) having a filter-specific path length, said measuring means (9) are arranged to measure separately for each path length the intensity of the coherent baking radiation (8) passing through said multi-filter device (14), and said analyzing means (10) are arranged to analyze the intensity measured at different angles for different path lengths to determine the quality of said paper. ? * ··> • · * · * · · · · 1 φ · ····· · · · · · · · · i- • · · 4 • · · • 1 • · • · · φ · · ·· ·· · · · · · · · ··· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 1 ·
FI20040600A 2004-04-28 2004-04-28 Paper surface quality testing FI117834B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20040600A FI117834B (en) 2004-04-28 2004-04-28 Paper surface quality testing
PCT/FI2005/050134 WO2005106436A1 (en) 2004-04-28 2005-04-27 Paper surface quality testing

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20040600 2004-04-28
FI20040600A FI117834B (en) 2004-04-28 2004-04-28 Paper surface quality testing

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20040600A0 FI20040600A0 (en) 2004-04-28
FI20040600A FI20040600A (en) 2005-10-29
FI117834B true FI117834B (en) 2007-03-15

Family

ID=32104234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20040600A FI117834B (en) 2004-04-28 2004-04-28 Paper surface quality testing

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI117834B (en)
WO (1) WO2005106436A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101158640B (en) * 2007-11-06 2010-06-09 山东大学 Device and method for rapid measuring coherent backscattering by linear array CCD
CN106442870A (en) * 2016-07-29 2017-02-22 维达纸业（中国）有限公司 On-line paper quality detection system and method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4097751A (en) * 1976-09-24 1978-06-27 Grumman Aerospace Corporation Retroreflectance measuring apparatus
SU1383168A1 (en) * 1986-04-28 1988-03-23 Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им.С.М.Кирова Optical method of checking strength of sheet fibre transparent materials and process of making same
EP0414829B1 (en) * 1988-10-31 1994-05-25 SCHOEPS, Wilfried A device for the simultaneous contactless testing of a plurality of points on a test sample and its application
US5063301A (en) * 1989-12-21 1991-11-05 The Standard Oil Company Noninvasive method and apparatus using coherent backscattering for process control
US5155558A (en) * 1990-09-19 1992-10-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for analyzing the appearance features of a surface
DE19733775A1 (en) * 1997-08-05 1999-02-18 Honeywell Ag Measuring surface roughness of reflective material, e.g. paper
US6690473B1 (en) * 1999-02-01 2004-02-10 Sensys Instruments Corporation Integrated surface metrology
FI991071A0 (en) * 1999-05-10 1999-05-10 Valmet Automation Inc Procedure and measurement arrangement for measuring paper surface
DE19950588B4 (en) * 1999-10-20 2013-07-18 Byk Gardner Gmbh Apparatus and method for quality control of especially painted surfaces
JP4164430B2 (en) * 2002-10-29 2008-10-15 キヤノン株式会社 Recording medium identification apparatus, recording apparatus, and recording medium identification method

Also Published As

Publication number Publication date
FI20040600A0 (en) 2004-04-28
WO2005106436A1 (en) 2005-11-10
FI20040600A (en) 2005-10-29
WO2005106436A8 (en) 2006-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4738478B2 (en) Method and apparatus for measurement of fiber orientation
JP7444941B2 (en) Particle characterization
JP5325679B2 (en) Dynamic light scattering measuring apparatus and light scattering intensity measuring method using low coherence light source
Simonaho et al. Determination of wood grain direction from laser light scattering pattern
JP5333870B2 (en) Electromagnetic detection method and apparatus for use in the manufacture of fibrous webs
KR101857950B1 (en) High accuracy real-time particle counter
FI78356C (en) Method for measuring humidity
Zhou et al. Ellipse detection and phase demodulation for wood grain orientation measurement based on the tracheid effect
US20040144935A1 (en) Extracted polarization intensity differential scattering for particle characterization
FI117834B (en) Paper surface quality testing
Onofri et al. Optical particle characterization
Merbold et al. Multiparameter sensing of paper sheets using terahertz time-domain spectroscopy: Caliper, fiber orientation, moisture, and the role of spatial inhomogeneity
FI128094B (en) Measuring method, measuring arrangement, and measuring device
CN107677573A (en) A kind of multi-peak particle swarm particle diameter distribution detection method
US6104490A (en) Multiple pathlength sensor for determining small particle size distribution in high particle concentrations
FI110638B (en) Method and apparatus for measuring the amount of silicone coating on a moving surface
Shen et al. Experimental study of optical scattering and fiber orientation determination of softwood and hardwood with different surface finishes
Castagner et al. A double Gaussian beam method for the determination of particle size, direction and velocity
JP7265401B2 (en) Particle diameter acquisition device, particle diameter acquisition system, and particle diameter acquisition method
JPH1090158A (en) Apparatus for measuring concentration and grain size of air-borne particles
Gillandt et al. Simultaneous measurement of continuous and dispersed phase in a two phase jet flow
Hattuniemi et al. Thickness measurement of thin wood material by differential laser triangulation method
JP2012117988A5 (en)
Zaremba et al. Comparison of fibre-based phase Doppler analysers
FI75051B (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER KONTAKTLOES BESTAEMNING AV YTKVALITETEN HOS ETT ROERLIGT MATERIAL.

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 117834

Country of ref document: FI