FI78355B

FI78355B - METHOD FOER MAETNING AV GLANS OCH APPARATUR FOER TILLAEMPNING AV METODEN.

Info

Publication number: FI78355B
Application number: FI862222A
Authority: FI
Inventors: Pertti Puumalainen; Reijo Kuusela
Original assignee: Puumalaisen Tutkimuslaitos Oy
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1989-03-31
Also published as: FI862222A; FI78355C; WO1987007381A1; FI862222A0

Description

1 783551 78355

MENETELMÄ KIILLON MITTAAMISEKSI JA LAITTEISTO MENETELMÄN SOVELTAMISEKSI - METOD FÖR MATING AV GLANS OCH APPARATUR FÖR TILLÄMPNING AV METODENMETHOD OF MEASUREMENT OF GLOSS AND APPARATUS FOR THE APPLICATION OF THE METHOD - METHOD FOR MATERIAL AV GLANS AND APPARATUS FOR TILLÄMPNING AV METHOD

Keksinnön kohteena on menetelmä rainana valmistettavan materiaalin, kuten paperin, kartongin tai vastaavan, kiillon mittamiseksi, jossa menetelmässä materiaa1irai-nan toiselle puolelle sijoitetusta valolähteestä 5 lähetetyt valosäteet, jotka katkotaan osiin, johdetaan materiaalirainalle . Lisäksi keksinnön kohteena on laitteisto menetelmän soveltamiseksi.The invention relates to a method for measuring the gloss of a material to be produced as a web, such as paper, cardboard or the like, in which light rays emitted from a light source 5 placed on the other side of the material web, which are cut into parts, are passed to the material web. The invention further relates to an apparatus for applying the method.

Paperin ja kartongin kiiltoa mittaavista laitteista 10 goniofotometrillä määritetään valonsäteen heijastusarvo mittauskulman funktiona. Laitteessa voidaan myös tulo-kulmaa säätää. Valon tulokulmaa vastaavan mittauskulman läheisyydessä on havaittavissa pei1iheijastuksen aiheuttama huippu. Kiillon mittaus goniometrillä on 15 liian hankalaa rutiinimenetelmäksi. Käytännössä kiiltoa mitataan laitteilla , joissa tulokulma ja heijastuskulma ovat yhtä suuret sekä ovat vakioita tai säädettävissä tiettyihin vakioarvoihin. Mitattuna tutkittavan pinnan normaalista tällaisia kulmia ovat esim. 20° ja 75°. 20 Näytteen kiilto määritetään mitatun peiliheijastuneen • valon ja ideaalisesta peilistä vastaavissa olosuhteissa : mitatun peiliheijastuneen valon suhteen.Of the devices for measuring the gloss of paper and board, a 10 goniophotometer determines the reflection value of the light beam as a function of the measuring angle. The device can also be used to adjust the input angle. In the vicinity of the measuring angle corresponding to the angle of incidence of the light, a peak caused by mirror reflection can be observed. Measuring gloss with a goniometer is too cumbersome a routine method. In practice, gloss is measured with devices in which the angle of incidence and the angle of reflection are equal and are constant or adjustable to certain constant values. Measured from the normal of the surface to be examined, such angles are e.g. 20 ° and 75 °. 20 The gloss of the sample is determined in relation to the measured • reflected light and the conditions of the ideal mirror: the measured reflected light.

Edellä esitettyihin menetelmiin ja laitteisiin liittyy 25 ongelmia. Määritettäessä yhdessä valon tulokulmassa ja mittauskulmassa kerrallaan ei oteta huomioon sitä fysikaalista tosiasiaa, että mitattaessa näytettä, joka ei ole lähellä ideaalista peiliä, muodostuu siitä heijastunut valo sekä peiliheijastuksesta että hajava-30 losta. Hajavalo on sitä suurempi, mitä lähempää ideaa-lihajoitinta tutkittava pinta on ja mitä pienempi on 2 78355 kiillon mittauksessa käytetty kulma. Tästä syystä matalakiiltoisista näytteistä kiillon mittaus tapahtuu käytännössä hyvin suurella mittauskulma11 a.There are 25 problems with the above methods and devices. When determining one light incident angle and one measurement angle at a time, the physical fact is taken into account that when measuring a sample that is not close to the ideal mirror, it reflects the reflected light from both the mirror reflection and the scattered light. The scattered light is larger the closer to the idea-meat scatterer the surface to be examined and the smaller the angle used to measure the 2 78355 gloss. For this reason, in the case of low-gloss samples, the gloss is measured in practice at a very large measuring angle11a.

5 Mitattaessa kiiltoa yhdestä mittauskulmastakerrallaan sekä varsinkin mittauskulman ollessa suuri, täytyy tutkittavan näytteen olla täsmälleen oikessa paikassa ja asennossa, jotta mittaustulos ei olisi virheellinen. Pienikin muutos näytteen paikassa tai asetuskulmassa 10 mittalaitteeseen nähden riittää siirtämään heijastuneen valonsäteen paikan mittausoptiikassa ja antamaan virheellisen mittaustuloksen. Menetelmä soveltuu käytettäväksi siten lähes ainoastaan laboratorio- : olosuhteissa. Tehdasolosuhteissa on-line mittaus on : 15 täsmällisen mi t tausgeometriavaatimuksensa takia hyvin vaikeaa tai mahdotonta. On-line olosuhteissa mitatta-; van rainan "lepatus", rynkky, aaltoilu, pöly ja lika- tekijät, vaikea kalibroitavuus ja laitteen epästabiilisuus aiheuttavat huonoja mittaustuloksia sekä huonon 20 tarkkuuden ja toistettavuuden.5 When measuring gloss from one measurement angle at a time, and especially when the measurement angle is large, the test sample must be in exactly the right place and position so that the measurement result is not incorrect. Even a small change in the position or setting angle of the sample relative to the measuring device 10 is sufficient to move the position of the reflected light beam in the measuring optics and to give an erroneous measurement result. The method is thus almost exclusively suitable for use in laboratory conditions. Under factory conditions, on-line measurement is: 15 very difficult or impossible due to its precise measurement geometry requirements. On-line conditions for measurement; van web "flutter", wrinkling, ripple, dust and dirt, difficult calibration and device instability cause poor measurement results as well as poor accuracy and reproducibility.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esille kiillon mittaamiseksi menetelmä, joka poistaa nykyisiin menetelmiin liittyviä epäkohtia. Keksinnön kohteena olevalla 25 menetelmällä voidaan mitata kiiltoa sekä laboratorio-: olosuhteissa että tehdasolosuhteissa on-line mittauksena.The object of the invention is to provide a method for measuring gloss which eliminates the drawbacks associated with current methods. The method 25 of the invention can be used to measure gloss under both laboratory and factory conditions as an on-line measurement.

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esille menetelmä ja laitteisto kiillon mittaamiseksi, joita : hyväksikäyttäen kiiltoa voidaan mitata sekä kiillotto- 30 mistä että hyvin kiiltävistä tuotteista samalla menetelmällä, laitteistolla ja kalibroinnilla. Laitteisto suorittaa standartointinsa automaattisesti ja mitattaessa kiiltotulos saadaan nopeasti ja automaattisesti.It is a further object of the invention to provide a method and apparatus for measuring gloss which: utilizing gloss can be measured from both unpolished and high gloss products by the same method, apparatus and calibration. The equipment performs its standardization automatically and when measuring, the gloss result is obtained quickly and automatically.

35 Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä ja laitteistolla, joille on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty vaatimusosassa.The object of the invention is achieved by a method and an apparatus which are mainly characterized by what is stated in the claims.

Il 3 78355Il 3 78355

Keksinnön mukaan näkyvä valo tuodaan mi LaLLa vai ie pinnalle valon osittamislaitteen jälkeen optisia kuituja myöten. Valo heijastetaan tutkittavalle pinnalle säteittäisesti samaan pisteeseen tasossa, 5 joka on kohtisuorassa mitattavaan pintaan nähden, useasta kulmasta samanaikaisesti. Kiiltoa mitataan valoilmaisinlaitteella, joka on geometrisesti samalla tasolla kuin tutkittavalle pinnalle tulevat valonsäteet. Valoilmaisinlaite muodostuu valonilmaisimista, 10 jotka on asetettu kiillonmittauspisteestä säteittäi sesti ympyräkaaren neljännekselle. Valoilmaisimien eteen on asetettu kaarenmuotoinen valon hajoitin, . joka tasoittaa yksittäisten valoilmaisimien näkemää ; valoa. Tasoon, joka on kohtisuorassa sekä tutkitta- 15 vaan pintaan että valoa heijastavaan ja kiiltoa mi t- : taavaan tasoon nähden, on sijoitettu hajavaloa mittaa- : vat valoilmaisinlaitteet. Hajavaloa mitataan kiilto- mittaustason molemmin puolin kahdella ilmaisinlaitteel-: la, jotka ovat samanlaiset kuin kiiltoa mittaava 20 ilmaisinlaite.According to the invention, the visible light is introduced to the surface after the light dividing device down to the optical fibers. The light is reflected on the surface to be examined radially to the same point in a plane 5 perpendicular to the surface to be measured, from several angles simultaneously. Gloss is measured with a photodetector device that is geometrically at the same level as the light rays coming on the surface to be examined. The photodetector device consists of photodetectors 10 set radially from a gloss measurement point to a quarter of a circular arc. An arc diffuser is placed in front of the light detectors,. which smooths out the vision of individual light detectors; light. In a plane perpendicular to both the surface to be examined and the plane reflecting and glossing light, light-detecting devices measuring stray light are arranged. Scattered light is measured on both sides of the gloss measuring plane by two detector devices which are similar to the gloss detector 20.

Keksinnön mukaisella laitteella kiiltoa mittaavan ilmaisinlaitteen sekä hajavaloa mittaavan ilmaisin-laitteen signaalit suhteutetaan laskennallisesti 25 yhtä suuriksi kertoimella, joka saadaan näiden ilmai-sinlaitteiden kiiltämättömyydestä ideaali hajoittimesta : mitattujen vasteiden suhteena. Tällaisena kiiltämättö- mänä ideaalihajoittimena voidaan käyttää Mg02~jauheesta valmistettua näytettä, jolla on tasainen pinta. 30 Koska kosinilain perusteella ideaalisesti hajoittavan pinnan valoisuus ei riipu tarkastelukulmasta, on tällaisen pinnan kiilto nolla, joten kiiltoa mittaavan ilmaisinlaitteen näkemä tutkittavan pinnan valoisuus on sama ja siten saatujen vasteiden on oltava saman-35 suuruiset.With the device according to the invention, the signals of the gloss-detecting detector and the scattered-light detector are computationally proportionally equal to a factor obtained from the non-glare of these detectors by the ratio of the ideal diffuser: measured responses. As a non-gloss ideal dispersant, a sample made of MgO 2 powder with a flat surface can be used. 30 Since, according to cosine law, the brightness of an ideally scattering surface does not depend on the angle of view, the gloss of such a surface is zero, so that the brightness of the test surface seen by the gloss detector is the same and the responses thus obtained must be 35.

4 783554 78355

Kiiltoa mitattaessa saadaan tutkittavasta pinnasta kiiltoa mittaavaan ilmaisinlaitteeseen valovirta, joka muodostuu sekä pinnan peiliheijastuskomponentista että hajavalokomponenteista ja hajavaloa mittaavaan ilmai-5 sinlaitteeseen saadaan valovirta, joka muodostuu ainoastaan hajavalokomponentista. Kiilto saadaan laskemalla kiiltoa mittaavan ilmaisinlaitteen signaalista peiliheijastuskomponentin prosentuaalinen osuus käyttämällä hyväksi mitattua hajavalokomponentin arvoa.When measuring gloss, a luminous flux consisting of both the surface reflection component and the stray light components of the surface to be examined is obtained from the surface to be examined, and a luminous flux consisting only of the stray light component is obtained. The gloss is obtained by calculating the percentage of the mirror reflection component from the signal of the gloss detector by using the measured value of the stray light component.

1010

Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa käytettäessä voidaan sallia mittaustilanteessa tutkittavan ; pinnan liikkuminen tietyin rajoituksin opt imipaikas- - taan tämän aiheuttamatta silti mittaustulokseen liian ! 15 suurta virhettä. Jos mitattava pinta kallistuu kiil- tomittaustason suunnassa johonkin suuntaan, aiheuttaa tämä peiliheijastuksen takia heijastuneen valon paikan siirtymisen kiiltoa mittaavalla ilmaisinlaitteella, mutta ympyränkaarelle säteettäisesti asetetun ilmaisin-20 laitteen ja sen edessä olevan valon hajoittimen ansiosta saadun signaalin suuruus ei muutu. Hajavalon mitattu komponentti pysyy myös saman suuruisena, koska : sen suuruus ei riipu tarkastelukulmasta. Jos taas . mitattava pinta kallistuu hajavaloa mittaavan ilmaisin- 25 laitteen suunnassa johonkin suuntaan, on tilanne pei-: 1iheijastuksen kannalta ennallaan ja myös hajaheijas- tuksen mittauksessa vaikka toisen ilmaisinlaitteen näkemä pinnan valoisuus pienenisi, kompensoi vastaavasti : toisen ilmaisin Laitteen näkemä pinnan valoisuuden 30 kasvu sen niin, että kokonaismittaustulos pysyy samana. Lisäksi hajavalokomponentti on sama kaikkiin suuntiin. Mitattavan pinnan siirtyminen optimipaikastaan toiseen tietyin rajoin aiheuttaa myös hyvin vähäisen virheen, koska se aiheuttaa peiliheijastuskomponenttien siirty-35 misen kiiltoa mittaavalla ilmaisinsysteemi1lä, mutta ilmaisinsysteemin rakenteellisen ratkaisun ansiosta signaalia ei menetetä. Hajaheijastuksen mittaustulosWhen using the method and apparatus according to the invention, it may be permitted to examine in a measurement situation; movement of the surface with certain restrictions opt to the suction position - without still causing the measurement result too! 15 major mistakes. If the surface to be measured is inclined in any direction in the direction of the gloss measurement plane, this will cause the position of the reflected light to shift with the glare detector due to mirror reflection, The measured component of the stray light also remains the same because: its magnitude does not depend on the viewing angle. If again . the surface to be measured tilts in one direction in the direction of the diffuse light measuring device, the situation with respect to reflection and also in the measurement of stray reflection even if the brightness of the surface seen by the second detecting device decreases, compensates accordingly the total measurement result remains the same. In addition, the stray light component is the same in all directions. The displacement of the surface to be measured from one optimal position to another within certain limits also causes a very small error, as it causes the displacement of the mirror reflection components by the gloss detection system, but due to the structural solution of the detector system, no signal is lost. Scattered reflection measurement result

IIII

pysyy myös muuttumattomana. Kiiltotulos pysyy siis muuttumattomana.also remains unchanged. The gloss result therefore remains unchanged.

5 783555 78355

Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla 5 oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää erästä laitteistoa keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi kaaviomaisesti esitettynä, kuvio 2 esittää kuvan 1 mukaisen laitteiston anturiosaa kolmiulotteisesti, 10 kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaisen laitteiston anturiosan valoilmaisin laitteen sovellutusta poikkilei-kattuna sivulta katsottuna, " kuvio A esittää erästä keksinnön mukaisen laitteiston •f anturin valoa tuovan osan sovellutusta poikki leikattuna -j 15 ja sivulta katsottuna, ja kuvio 5 esittää erästä sovellutusta keksinnön mukaisen laitteiston anturiosasta poikkileikattuna sivulta katsottuna.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows an apparatus for applying the method according to the invention schematically, Fig. 2 shows the sensor part of the apparatus according to Fig. 1 in three dimensions; Fig. 3 shows a transducer of the sensor part of the apparatus according to the invention. "Fig. A shows a cross-section and side view of an embodiment of the light-emitting part of the sensor • f of the apparatus according to the invention, and Fig. 5 shows a side view of an embodiment of the sensor part of the apparatus according to the invention.

20 Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti erästä keksinnön mukaista kiiltomittauslaitteistoa, jossa 1 on pinta, josta kiilto mitataan. Valolähteeseen kuuluvat lamppu 2, peili 3 ja ; linssi A säteilyn keskittämiseksi valon osittamisia!t- teeseen eli chopperiin 5. Laitteistoon kuuluu edelleen : 25 suodin 6, joka muokkaa valon mittarin spektraaliseen vasteeseen sopivaksi. Suotimelta valo ohjataan eteen päin tässä sovellutuksessa valokuitukimpun 7 avulla. Chopper! on järjestetty katkomaan valoa osiin tunnetulla tavalla esi. pyörivän reikälevyn, tietyn taajuisen väräh-30 telyn, värähtelevien rakojen tms. avulla.Fig. 1 schematically shows a gloss measuring apparatus according to the invention, in which 1 is a surface from which gloss is measured. The light source includes lamp 2, mirror 3 and; a lens A for concentrating the radiation into a light splitter, i.e. a chopper 5. The apparatus further comprises: a filter 6 which modifies the light meter to suit the spectral response. From the filter, the light is directed forward in this application by means of an optical fiber bundle 7. Chopper! is arranged to break the light into parts in a known manner. by means of a rotating perforated plate, oscillation of a certain frequency, oscillating slits, etc.

Anturiosaan kuuluu valoa tuova osa 8, johon valoa voidaan tuoda esim. optisten kuitujen, peilien, valolamppu-jen tms. tunnettujen ratkaisujen avulla. Valonsäteet 35 on järjestetty fokusoitaviksi säteettäisesti mittauspisteeseen apertuurireikien 10 kautta. Anturiosaan kuuluu myös kaksi valoilmaisulaitetta 9, 13, jotka on asennettu 6 78355 ristikkäin siten, että ne ovat ikäänkuin puolipallon pinnalla. Tässä sovellutuksessa valoilmaisulaitteet on sijoitettu pääasiassa 90° kulmaan toisiinsa nähden, mutta toisissa sovellutuksissa voidaan käyttää muita rat-5 kaisuja. Puolipallon leikkaavana tasona on näytteen pinta ja valonsäteet on kohdistettu materiaalirainan pinnalle puolipallon keskipisteeseen. Joissakin sovellutuksissa anturiosaan kuuluu useampi kuin kaksi valaisu- ja valoilmaisinlaitetta. Valoilmaisimet 12 on sijoi-10 tettu valoilmaisinlaitteisiin 9, 13.The sensor part includes a light-bringing part 8, to which light can be introduced, for example, by means of known solutions of optical fibers, mirrors, light lamps or the like. The light beams 35 are arranged to focus radially on the measuring point through the aperture holes 10. The sensor part also includes two light detection devices 9, 13 mounted 6 78355 crosswise so that they are as if on the surface of a hemisphere. In this application, the light detection devices are arranged mainly at an angle of 90 ° to each other, but in other applications other solutions can be used. The intersecting plane of the hemisphere is the surface of the sample and the light rays are aligned on the surface of the web of material at the center of the hemisphere. In some applications, the sensor part includes more than two lighting and light detection devices. The photodetectors 12 are arranged in the photodetector devices 9, 13.

Kuviossa 2 on esitetty kolmiulotteisesti eräs keksinnön anturiosan edullinen toteutusmuoto: Valonsäteet heijas tuvat tutkittavasta pinnasta 1 peiliheijastuksena sekä 15 hajaheijastuksena kiiltoa mittaavaan va loilmaisinlait-teeseen 9 sekä pelkästään hajaheijastuksena hajavaloa mittaaviin valoilmaisinlaitteisiin 13a, 13b.Figure 2 shows a three-dimensional preferred embodiment of the sensor part of the invention: The light rays are reflected from the surface 1 to be examined as a mirror reflection and as a diffuse reflection to a glare measuring device 9 and as a diffuse reflection only to a light detector device 13.

Kuviossa 3 esitetään erästä keksinnön mukaisen anturi-20 osan valonmittauslaitteen edullista sovellutusmuotoa, joka on edullisesti samanlainen kuin kuvion 2 kiiltoa mittaava valoilmaisinlaite 9 sekä hajavaloa mittaavat valoilmaisinlaitteet 13a, 13b. Valoilmaisimet 12 on • sijoitettu säteettäisesti ympyräkaaren neljännekselle.Fig. 3 shows a preferred embodiment of the light measuring device of the sensor-20 part according to the invention, which is preferably similar to the light detector device 9 measuring the gloss of Fig. 2 and the light detector devices 13a, 13b measuring diffuse light. The light detectors 12 are • placed radially on a quarter of a circular arc.

. 25 Valoilmaisimien edessä on valon hajoitin 11, jonka vaikutuksesta tuleva valo siroaa tasaisesti valoilmaisimille .. 25 In front of the light detectors there is a light diffuser 11, as a result of which the light coming is evenly scattered to the light detectors.

: Kuvio 4 esittää erästä keksinnön mukaista edullista 30 tapaa valaista tutkittava pinta 1. Valo tuodaan opti silla kuitukaapeleilla 7, jotka muodostuvat yhdestä tai useammasta optisesta kuidusta, osaan 8, jossa valo fokusoidaan säteettäisesti tutkittavan pinnan 1 mittauspisteeseen apertuurireikien 10 kautta.Figure 4 shows a preferred way of illuminating the surface 1 to be examined according to the invention. The light is introduced by optical fiber cables 7 consisting of one or more optical fibers to a part 8 where the light is focused radially to the measuring point of the surface 1 to be examined through aperture holes 10.

Kuvio 5 esittää erästä keksinnön mukaista tapaa järjestää tutkittavan pinnan valaisu ja kiiltoa mittaava 35 7 78355 valoilmaisinlaitteisto. Kuviossa ovat valoilmaisimet 12 sijoitettu lomittain valoa tuovien kuitujen 7 kanssa kuitenkin siten, että valoilmaisimet eivät pysty näkemään kuin tutkittavasta pinnasta heijastunutta valoa.Figure 5 shows a method according to the invention for arranging the illumination of the surface to be examined and the photodetector apparatus measuring the gloss. In the figure, however, the photodetectors 12 are interleaved with the light-producing fibers 7 in such a way that the photodetectors can see only the light reflected from the surface to be examined.

5 Valoilmaisimien välissä olevien valoa tuovien kuitujen valon näkeminen on estetty edullisesti suojaputkilla 14, joiden toinen pää muodostaa valoa rajaavan apertuuri-reiän 10. Suojaputket 14 ovat valoa läpäisemättömiä. Kuvion 5 mukaisella laitteella voidaan kiiltoa mitata 10 samanaikaisesti kahdesta vastakkaisesta suunnasta ja hajavalon mittaukseen voidaan käyttää tässäkin tapauksessa kuvion 5 mukaista valoilmaisinlaitetta, joka on sijoitettu niin, että se ei voi nähdä valoa peiliheijas-tuksessa.The light-seeing fibers between the light detectors are preferably prevented from seeing by the light tubes 14, one end of which forms an aperture hole 10 delimiting the light. The light tubes 14 are opaque to light. With the device according to Fig. 5, the gloss can be measured simultaneously from two opposite directions, and in this case too, the light detector device according to Fig. 5 can be used for measuring stray light, which is arranged so that it cannot see light in the mirror reflection.

1515

Keksinnön eräässä muussa sovellutuksessa kiiltoa mittaa-va anturiosa on rakennettu kahdesta tai useammasta kuvion 5 mukaisesta laitteesta asentamalla ne kulmikkain siten, että ne tulevat puolipallon pinnalle, jolloin 20 puolipallon leikkaavana tasona on tutkittavan näytteen taso ja mittauslaitteiston valon säteet on kohdistettu puolipallon keskipisteeseen, joka on tutkittavalla näytepinnalla. Kiillon mittaus tapahtuu edullisesti siten, että optisesti rajataan valon tuonti yhteen 25 kuvion 5 mukaiseen laitteistoon kerrallaan, jolloin tällä saadaan mitattua siinä suunnassa näytteen peili-heijastuskomponentin ja hajakomponentin summa. Pelkkä hajavalokomponentti saadaan mitatuksi samanaikaisesti jollakin muulla kuvion 5 mukaisella laitteistolla, joka 30 on sellaisessa suunnassa, että geometrisesti peilihei-jastuksen näkeminen on mahdotonta. Koska tässä anturi-ratkaisussa jokainen sen muodostava kuvion 5 mukainen laitteisto pystyy mittaamaan sekä peiliheijastuksen että pelkän hajaheijastuksen, voidaan vuorottelemalla mittauk-35 seen käytettyjä kuvion 5 mukaisia laitteita mitata näytteen kiilto useasta suunnasta. Vuorotteluun voidaan käyttää optista sulkijaa tms. laitetta, jolla valon 8 78355 pääsy sallitaan ainoastaan yhteen kuvion 5 mukaiseen laitteeseen kerrallaan.In another embodiment of the invention, the gloss measuring sensor part is constructed of two or more devices according to Fig. 5 by mounting them at an angle so that they come on the surface of the hemisphere, the cutting plane of the hemisphere being the plane of the sample and the light beams of the measuring apparatus are centered on the hemisphere. on the surface of the sample. The gloss is preferably measured by optically limiting the input of light to one of the apparatus of Figure 5 at a time, thereby measuring the sum of the mirror-reflection component and the scattered component of the sample in that direction. The scattered light component alone can be measured simultaneously with some other apparatus according to Figure 5, which is in such a direction that it is geometrically impossible to see the mirror reflection. Since in this sensor solution each of the apparatus according to Fig. 5 forming it is able to measure both the mirror reflection and the scattered reflection only, the gloss of the sample according to Fig. 5 used for the measurement can be measured by alternating the gloss of the sample from several directions. An optical shutter or similar device can be used for the alternation, with which light 8 78355 is allowed to enter only one device according to Figure 5 at a time.

Eräs keksinnön mukainen sovellutus on kiiltomittari, jo-5 ka on rakennettu kuvioiden 3 ja A Lai/ja kuvion 5 mukaisista laitteista, joissa valo tuodaan tutkittavalle pinnalle vuorottelemalla yhdestä tulokulmasta kerrallaan ja peiliheijastuksen mittaus tapahtuu joko tulokulmaa vastaavassa heijastuskulmassa olevalla yhdellä valoil-10 maisimella tai useammalla ilmaisimella suorittamalla mittaus yhdellä ilmaisimella kerrallaan. Mittaustulokset voidaan joko summata sekä kaikista tulokulmista että mittauskulmista tai käsitellä yksitellen tulokulman funktiona ja/tai mittauskulman funktiona, jolloin 15 saadaan goniofotometrimäinen kuva mitattavasta pinnasta.One embodiment of the invention is a gloss meter constructed from the devices of Figures 3 and A Lai and Figure 5, in which light is brought to the surface to be examined alternately from one angle of incidence at a time and mirror reflectance is measured by one or more reflectors at the angle of incidence. with the detector by performing the measurement with one detector at a time. The measurement results can either be summed from both the entry angles and the measurement angles or processed individually as a function of the entry angle and / or as a function of the measurement angle, giving a goniophotometric image of the surface to be measured.

Keksintöä ei rajata edellä esitettyihin edullisiin toteut-tamisesimerkkeihin vaan monet muunnokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemien 20 keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention is not limited to the preferred embodiments presented above, but many modifications are possible within the scope of the inventive idea defined by the following claims.

Claims

9 78355

A method for measuring the gloss of a material to be made as a web, in particular paper, cardboard or the like, in which in a device placed on the other side of the material web (1) a light of suitable spectral properties is emitted from a light source (2, 3, 4). and applying to the material web and measuring the gloss, measuring the light reflection component reflected from the surface of the material web by a light detector (12) at a reflection angle of the mirror-10, and measuring the scattered light component by the second light detector (13) from an angle the light is guided on the surface of the material web (1) from several incident angles radially simultaneously in a plane at an angle to the plane under study and that the sum of the light reflection component and the scattered reflection component is measured from the material web a light detector device (9) formed by the light detector (12), which is in the same plane as the light beams 20 coming to the material web, and the diffuse reflectance component is measured from the material web by another light detector device (13) formed by the plurality of light detectors from an angle where mirror reflection 25

A method according to claim 1, characterized in that the light is conducted on the surface of the material web from several incident angles radially and simultaneously so that the lighting system forms a half of a circle 30 radially illuminating the center of the circumference and the light detectors interleaved between the illumination points and mounted optically. that they only detect reflected light from the surface of the material web. 10 7 8 3 5 5

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the light is applied to the surface to be examined in a very thin beam and the illumination is divided into short pulses, the light reflected from the sample being measured separately for each pulse to determine the gloss.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the material web is illuminated by at least two different illumination devices and the gloss measurement direction is selected by illuminating the material web with one illumination device and measuring the sum of the reflection and diffuse light components in the same plane as the illumination device. The lighting equipment on the 15 levels is closed and the light detection equipment on these levels measures the stray light reflected from the material web.

Apparatus for applying the method 20 according to claim 1, the apparatus comprising a light source (2, 3, 4) arranged on one side of the material web (1), a light dividing device (5), a filter (6) for filtering light to suit its spectral properties, devices (7, 8 ) for transmitting intermittent light to the web of material, a light detector device (9) for measuring the mirror reflection component of light arranged at a gloss angle 25 and a light detector device (13) for measuring a diffused light component arranged at an angle from which it is impossible to see the reflection, characterized by through the part (8) to the surface of the material web from a plurality of incident angles in a plane at an angle to the material web and that the light detector device (9) is positioned flush with the light beam incident on the material web and the light detector device 35 includes a plurality of light detectors (12) and that the photodetector device (13) measuring the diffuse light component 78355 is arranged in a different plane.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the photodetector devices (9, 13) are arranged at an angle to each other so that they are on the surface of a hemisphere whose cutting surface is the surface of the material web and that the light rays from the illuminating part (8) is aligned on the surface of the web of material mainly at the center of the 10 hemispheres. i2 7835 5