FI85915C - Faergregistrerande kvalitetsmaetningssystem foer traematerial. - Google Patents

Description

8591 5 VÄRINÄKÖKYKYYN PERUSTUVA PUUMATERIAALIN LAADUTTAVA MITTAUSJÄRJESTELMÄ

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen l johdannon mukai-5 nen laitteisto ja järjestelmä, jolla voidaan mitata mekaaniset mitat ja laatu laudoille, sahatavaralle, lauta-aihioille, puuviilulle, vanerille, massapuille, hakepuille ja muille vastaaville kappaleille tai rainamaisille materiaaleille, joiden kaupalliseen arvoon optiset ominai-10 suudet vaikuttavat.

Lautojen, sahatavaran ja lauta-aihioiden mittauksessa on tunnettu U.S.patentin no. 3.890.509 mukainen laite kohteen mekaanisten ulkomittojen ja erityisesti lauta-aihion va-15 jaasärmän mittaamiseen. Tämän menetelmän mukaista laitet ta voidaan käyttää myös kohteen monokromaattiseen kuvaukseen ja saada tietoa esimerkiksi oksista mustavalkoisen kuvauksen perusteella. Värierottelukyvyn puuttuminen estää kuitenkin tunnistamasta erityyppisiä oksia, erottamasta 20 kuorta oksista, vuosirenkaat aiheuttavat vääriä tulkintoja ja sinistymät sekä muut väriviat jäävät havaitsematta. Näillä puutteilla saattaa olla ratkaiseva taloudellinen merkitys laadun määrityksessä.

::-25 Tämän keksinnön avulla saadaan aikaan yksinkertainen ja uudenlainen värierottelukyky yllämainittuihin sovellutuk-:·. siin. Keksinnölle on tunnusomaista, että optiseen mittaus järjestelmään, jonka sovellutusesimerkissä muodostaa kolme, laajalla aallonpituusalueella toimivaa viivakameraa, liite-30 tään neljäs viivakamera, joka on herkkä kahdella eri aallonpituusalueella ja josta saadaan erikseen signaalit kummankin aallonpituuden heijastuksille mittauskohteesta. Lisäkameran signaalien avulla voidaan laskea kohteen pisteiden värikoor-dinaatit ja näin saada tieto kohteen eri pisteiden väristä.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle ratkaisulle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

\\ 35 2 85915

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti viittaamalla piirustuksiin, joissa

Kuva 1 esittää mittausjärjestelyä, jossa lauta-aihiot E 5 kulkevat mittausrampin R läpi. Mittausramppi muodostuu neljästä kamerasta K ja kahdesta valolähteestä.

Kuva 2 esittää kameroiden, valolähteiden L ja kuvattavan kohteen keskinäistä, periaatteellista sijoittelua, kuvan 10 mukaan 1 sivulta nähtynä, H - H.

Kuva 3 esittää kameroiden näkemää kohteen pinnalla, kuvan 1 mukaan suunnasta G.

15 Kuva 4 esittää kohteen liikkeen ja kuvauksen ajoituksen tahdistamista.

Kuvan 1 mukaisessa järjestelyssä tukista sahattu lauta-aihio liikkuu kuljettimellä poikittain suuntaan F. Kuljetinradan 20 yli on rakennettu mittausramppi R, johon kamerat K1 , K2, K3 ja K4 on kiinnitetty säädettävillä kiinnikkeillä siten, että kameroiden näkemät osuvat kuljettimen pintaan mittausviival-le M. Samaan tukirakenteeseen on kuvan 2 mukaisesti kiinnitetty valaisuyksiköt L, jotka valaisevat mittausviivan koko 25 kuljettimen leveydeltä mahdollisimman tasaisella valointen-siteetillä. Valolähteenä käytetään laajan aallonpituusalueen säteilijää, esimerkiksi hehkulamppuja tai halogeenivalaisimia. Lauta-aihion saapuessa mittausviivalle, saavat kamerat laudan pinnasta kuvan 3 mukaiselta alueelta mittaus-30 signaalijonot A, B ja C.

Kamerat ΚΙ, K2 ja K3 ovat viivakameroita, joiden valoherkät elementit ovat puolijohdemateriaalia ja muodoltaan tyypillisesti neliöitä. Elementtien lukumäärä on muutamasta sadasta 35 useisiin tuhansiin kussakin kamerassa. Elementit on kamerassa järjestetty peräkkäin viivaksi, johon optiikan avulla muodostetaan kohteen kuva. Käytettävästä optiikasta riippuen on kunkin elementin näkemä mittaustasossa muutamista kym- 3 85915 menesosamillimetreistä muutamiin millimetreihin sivuiltaan. Valotusajan pituus on tyypillisesti muutamia millisekunteja, jona aikana kuvattavan kohteen liikkuma matka on pieni verrattuna haluttuun mittausresoluutioon. Näiden kameroiden 5 näkemä on kuvassa 3 merkitty elementtijonolla B. Kamerat ΚΙ, K2 ja K3 toimivat laajalla aallonpituusalueella, joka silikoni-puolijohteilla on tyypillisesti 470 - 900 nm.

Optiikka ja elementtien lukumäärä valitaan siten, että haluttu optinen erottelukyky saavutetaan.

10

Kamera K4 on viivakamera, jonka valoherkkä osa muodostuu kahdesta elementtirivistä. Nämä elementtiviivat on kamerassa rakennettu samaan puolijohdepalaan ja niiden näkemä on kuvassa 3 merkitty elementtijonoilla A ja C. Kameran valo-15 herkät elementit on varustettu optisilla suodattimilla siten, että elementtijonot A ja C ovat herkkiä eri aallonpituuksille. Käyttämällä suodattimien päästöaallonpituuksina esimerkiksi 500 nm ja 900 nm saadaan mitatuista intensiteeteistä kaksi värikoordinaattia kullekin kuvatulle elementil-20 le. Kameroiden ΚΙ, K2 ja K3 laajakaistaisista mittaustuloksista voidaan yksinkertaisesti suodattaa kolmas värikoor-dinaatti ja saada määritettyä kunkin kuvatun elementin väri.

'25 Kuten kuva 3 osoittaa, eivät elementtijonot ole kuvaustasol-la samojen elementtien päällä vaan kohteen kulkusuunnassa : : eri viivoilla. Kuvassa 4 on kuvattava kohde ja mittausviivat nähtynä sivulta. Hetkellä t0 otetulla kuvalla saadaan mit-taustietojonot AO, B0 ja C0 kuvattavan kohteen ollessa posi-30 tiossa 0. Seuraavan valotusajan kuluttua, hetkellä t, saadaan seuraavat mittaustietojonot A1, B1 ja C,, jotka muodostavat kohteen kuvan positiossa 1. Näin jatketaan kunnes koko mittauskohde on kuvattu. Kun mitataan kohteen lii-kenopeus F ja synkronoidaan valotusaika siten, että kohteen ... 35 liike on elementti jonon leveyden suuruinen tai sen monikerta mittaustasolla, voidaan kolmen peräkkäisen kuvauksen eri aallonpituutta vastaavat mittaustietojonot A^ BU1 ja CU2 kohdistaa samoihin elementteihin mittaustasolla ja näin 4 85915 määrittää kunkin elementin värikoordinaatit.

Tämän keksinnön etuina myös tunnettuun värikuvaukseen kolmen värikomponentin avulla, on yksinkertainen, halpa ja huol-5 toystävällinen rakenne kuvattuun ja vastaavanlaisiin sovellutuksiin. Normaali kolmivärikomponenttikuvaus vaatii 9 kameran käyttöä, esimerkissä käytetyn 4 kameran sijasta vastaavan lopputuloksen saavuttamiseksi. Kameroiden suuntaus helpottuu ja mittaussignaalijonojen sisältämä tietomää-10 rä vähenee helpottaen erityisesti reaaliaikaisten järjestelmien tietojen käsittelyä.

Keksintö ei rajoitu vain esimerkissä kuvattuun lauta-aihion kuvaukseen ja laatumääritykseen. Keksinnön mukaista menet-15 telyä voidaan soveltaa myös särmätyille laudoille, sahatavaralle, höylätylle puulle, puuviilulle, vanerille, lastulevylle ja kuitulevylle. Pyöreälle puutavaralle kuten hake-puulle, hiokepuulle ja muulle paperin valmistukseen käytettävälle puutavaralle menetelmää voidaan soveltaa erityisesti 20 kuoren ja sinistymien havaitsemiseksi ja prosessin ohjaami seksi tarkoituksen mukaisella tavalla.

Keksinnön tarkoittama menettely soveltuu myös muille kappaleille ja rainamaisille materiaaleille, jotka optisilta 25 ominaisuuksiltaan ovat puumateriaaleihin verrattavia.

Keksintö ei rajoitu vain esimerkissä kuvattuun, vaan sovellutuksen mittasuhteet voivat myös vaihdella mikroskooppisesta makroskooppisiksi käytettävissä olevien optiikkojen ja 30 valolähteiden mukaan.

Keksinnön tarkoittama menettely ei ole rajoitettu mitattavan kohteen liikkumiseen, vaan voidaan toteuttaa myös siten, että kamera tai kamerat liikkuvat tai niiden näkemä mittaus-'35 tasolla liikkuu.

Keksintö ei rajoitu vain esimerkissä kuvattuun, vaan väri-koordinaattien määrittelyyn käytettävät aallonpituudet 5 85915 saattavat vaihdella huomattavasti riippuen mitattavasta materiaalista ja etsittävistä poikkeamista.

Claims (3)

6 85915

1. Värinäkökykyyn perustuva, erityisesti sahamateriaalia, sahamateriaaliraaka-ainetta tai lauta-aihioita laaduttava 5 optinen mittausjärjestelmä, jossa määritellään kappaleen (E) kolmiulotteinen geometria, joka järjestelmä käsittää laajalla näkyvän valon aallonpituusalueella toimivan viivaelement-tijärjestelmän (Kl, K2, K3), sekä tutkittavaan kappaleeseen (E) nähden viivaelementtijärjestelmän (Kl, K2, K3) kanssa 10 samalla puolella sjaitsevat valaisuyksiköt (L), tunnettu siitä, että viivaelementtimittausjärjestelmään (Kl, K2, K3) on liitetty vähintään kahdelle eri aallonpituusalueelle herkkä viivaelementti-ilmaisin (K4) ja jossa kuvauksien ajoitus on synkronoitu kohteen (E) liikkeeseen 15 niin, että eri ilmaisimien kuvaukset kohteen pinnalla saadaan samoista elementeistä ja kohteen (E) eri elementtien väri voidaan määrittää.

2. Patenttivaatimuksen l mukainen mittausjärjestelmä, 20 tunnettu siitä, että mittauskohde (E) liikkuu kuljetusmekanismin avulla kiinteän optisen mittausjärjestelmän • mittausalueen läpi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittausjärjestelmä, 25 tunnettu siitä, että mittauskohde (E) on paikallaan ja ilmaisin tai ilmaisimet tai niiden näkemä mittaustasolla liikkuvat yli mittauskohteen. 7 85915