FI87018C - Apparat och foerfarande foer analys av parametrarna hos fekroesa material - Google Patents

Description

1 b 7 01 8

Kuituisten aineiden parametrien analysoimislaite ja -menetelmä Tämä keksintö koskee laitetta ja menetelmää kuituaineen kuten paperin parametrien analysoimiseksi, ja erityisesti paperin kuitujen suuntautumissuhteen, "pohjan" ja pinta-alapainon määrittämiseksi .

Paperinvalmistusalalla termiä "kuitujen suuntautuminen" käytetään kuvaamaan kuitujen yleistä järjestäytymistä paperialustassa. Paperikuidut eivät tavallisesti ole yhdenmukaisesti järjestyneinä kaikkiin suuntiin paperin tasossa. Sen sijaan jokin osa kuiduista on suuntautuneena paperin "konesuuntaan" ("KS") ja toiset ovat suuntautuneina kohtisuorasti tähän nähden, "paperin poikkisuuntaan" ("PS"). Muita kuituja on suuntautuneina sattumanvaraisesti konesuunnan ja poikkisuunnan välille. Kone-suuntaiset kuidut ovat ne, jotka ovat pituussuunnassaan suuntautuneina siihen suuntaan, johon paperi on kulkenut rainana paperinvalmistuskoneessa. Poikkisuunta on kohtisuora siihen suuntaan nähden, johon raina on kulkenut paperinvalmistuskoneessa.

Kuitujen suuntautuminen on avaintekijä paperin lujuudessa ja anisotropiassa. Tekijöitä, jotka vaikuttavat kuitujen suuntauk-.:. seen, ovat mm. sen perälaatikon rakenne, jonka kautta paperi- • - massa kulkee, paperimassa, massasuihkun ja päättömän viirakul- jettimen, joka kuljettaa paperia rainana, välinen nopeusero-tus, ja se veden poistonopeus, jota paperinvalmistusprosessissa • käytetään.

Monet tutkijat ovat todistaneet, että rainan muodostavan kuituisen aineen kuitujen suuntautumisella on selvä suhde eräisiin rainan tärkeisiin fysikaalisiin ominaisuuksiin. Eräät näistä ominaisuuksista tunnetaan yleisesti nimillä vetolujuus, Young'in moduuli, leikkausmoduuli, katkeamisjännitys, normaali-jännitys, leikkausjännitys, halkeamislujuus jne.

Eräitä tuotteita varten sattumanvarainen kuitujen suuntautuminen sekä isoilla että pienillä alueilla on toivottavaa. Toisissa 2 87018 tuotteissa on toivottavaa saada aikaan korkea kuitujen suun-tautumissuhde yhteen suuntaan, verrattuna kaikkiin muihin suuntiin. Tällainen tuote repeytyy helposti suuntaan, joka on yhdensuuntainen mainitun korkeasuhteisen suunnan kanssa ja tarjoaa suurimman lujuuden suunnassa, joka on kohtisuora tähän suuntaan nähden.

Kuitujen suuntautumista rainan valmistuksen aikana säädetään asettelemalla massalietesuihkun nopeutta suhteessa rainanmuo-dostusviiran nopeuteen. Suuntautumisen sattumanvaraisuus maksimoidaan saattamalla nämä kaksi nopeutta tarkasti yhtä suuriksi. Suuntautuminen koneen suuntaan maksimoidaan säätämällä tarkasti viira ja suihku hiukan eri nopeuksiin.

Ennestään tunnetaan useita menetelmiä kuitujen suuntautumisen määrittämiseksi. Näihin kuuluu erilaisia vetolujuuskokeita, joissa paperin vetolujuus määritetään eri suunnissa. Käyttökelpoisia tuloksia saadaan näillä menetelmillä ainoastaan, jos vetolujuuden ja suuntautumisen välillä on suuri keskinäinen riippuvuus, mikä ei aina ole asian laita. Toinen kuitujen suuntautumisen määritysmenetelmä on nk. "värjäys"-menetelmä. Värjättyjä kuituja lisätään massaan, ja eri suuntiin suuntautuneet kuidut lasketaan kuitukohtaisesti. Tämä tekniikka on ai-kaaviepä, eikä ole sopiva käytettäväksi kaupallisia tuotteita valmistettaessa.

Erilaisia, säteilyn defraktioon perustuvia kuitujen suuntautumisen määritysmenetelmiä tunnetaan myös. Esimerkiksi x-säde-ja neutralointi-defraktio-menetelmä on tutkittu, mutta niiden . -- lopullista käyttökelpoisuutta ei ole määritetty. Eräs tällai siin menetelmiin liittyvä vaikeus on saatujen defraktio-mallien tulkitsemisessa. Kuitujen suuntautumisen analysointiin on käytetty myös ultraäänimenetelmiä, joissa käytetään hyväksi aalto-: jen muodostumista paperiin.

US-patenttijulkaisussa 3 807 868 on selitetty menetelmä kuitujen suuntautumisen määrittämiseksi paperissa käyttämällä hei- 3 67018 jastettua valoa. Polarisoitu valonsäde kuten laser-säde, suunnataan suorassa kulmassa paperin tasoa vastaan. Paperin tietyssä kulmassa heijastaman valon voimakkuus havaitaan kahdessa, toisiinsa nähden kohtisuorassa tasossa. Heijastuneen valon voimakkuudesta muodostetaan kaksi suuretta. Yksi niistä saadaan johtamalla heijastettu valo kulkemaan polarisaattorin läpi, jonka polarisaatiotaso on yhdensuuntainen valonsäteen polarisaatiotason kanssa. Toinen suure saadaan johtamalla heijastunut valo kulkemaan polarisaattorin kautta, jonka polarisaatiotaso on kohtisuora valonsäteen polarisaatiotasoon nähden. Näiden kahden, kummassakin tasossa havaitun suureen erotukset lasketaan, ja näiden erotusten suhdetta kuitujen käytetään suuntautumisen mittana. US-patentissa 3 807 868 selitetyssä menetelmässä käytetään hyväksi paikallaan pysyvää valonlähteen ja ilmaisimen sovitusta.

Eräästä toisesta kuituaineiden kuten paperin kiinnostavasta parametrista käytetään nimitystä "pohja". Kun paperiarkki näyttää yhdenmukaiselta sitä valoa vasten katsottaessa, sen pohjaa sanotaan hyväksi, kun taas epäsäännöllistä, jyväistä tai tahraista rakennetta kuvataan joko näillä sanoilla, tai sitä voidaan sanoa vain "huonoksi". US-patenttijulkaisuissa 3 435 240, 3 435 242 ja 3 563 667 selitetään kussakin paperin "pohjan" mittauslaite. US-patenteissa 3 435 240 ja 3 435 242 suunnataan kaksi valon moninkertaistinta liikkuvan paperirai-nan suuriin ja vastaavasti pieniin alueisiin. Näiden valon mo-• - · ninkertaistimien näkökentät peittävät toisiaan, niin että suurempi ympäröi pienempää. Lähetystä pienestä valopilkusta paperilla verrataan lähetykseen paljon suuremmalta valaistulta alueelta, jolloin saadaan signaali, joka edustaa "pohjaa". US-patentissa 3 563 667 pohjan mittaus tehdään johtamalla valonsäde paperin läpi ja antamalla sen vaikuttaa paperin toisella puolella olevaan valoherkkään elimeen. Kehittyy virta, joka on suhteellinen valon voimakkuuteen ja koostuu tasavirta- ja vaih-tovirtakomponenteLsta. Vaihtovirtakomponcntti edustaa paperin "pohjan" epäyhdenmukaisuutta.

4 87018 Tärkeä paperin ominaisuus on myös paperin pinta-alapaino. Paperin pinta-alapaino, kg:na ilmaistuna, on riisin, jossa on 500 arkkia, joiden koko on 609,5 x 914,5 cm, paino kg:na. Valmistusprosessin luontaisten epätäydellisyyksien johdosta paperiteollisuutta ovat vuosikausia vaivanneet pinta-alapainon vaihtelut paperin poikittaissuunnassa sen valmistuksen aikana. Useita paperin pinta-alapainon mittauslaitteita on selitetty US-patenttijulkaisuissa 3 207 901, 3 687 802 ja 4 098 641. US-patenttijulkaisussa 3 687 802 pinta-alapaino määritetään käyttämällä gamma- tai beta-sädemittaria. Molemmat US-patentti-julkaisut 3 207 901 ja 4 098 641 määrittävät pinta-alapainon lähettämällä valoa liikkuvan paperirainan läpi. Paperirainan läpi siirtyneen valon määrä on funktio paperin pinta-alapainos-ta.

Olisi edullista saada aikaan menetelmä ja laite, jolla voitaisiin määrittää kuiturainan erilaisia parametreja, kuten kuitujen suuntautuminen, "pohja" ja pinta-alapaino. Tällaisen laitteen menetelmän olisi oltava erittäin tarkka, antaakseen merkitseviä tuloksia joko "linjalla" valmistusprosessissa, tai osana valmistetun tuotteen laaduntarkkailumenettelyä. Kalusto, jolla olisi tämä kyky, antaisi välitöntä kvantitatii- : vista palautetta rainan valmistajalle. Tällainen palaute voisi vihdoin muodostaa suljetun renkaan, joka varmistaisi sulppu-suihkun ja viiran nopeuksien suhteen pysymisen vakiona, joka on valmistajalle niin tärkeä. Esillä oleva keksintö koskee juuri tällaista menetelmää ja laitetta.

. . Esillä olevan keksinnön mukaan saadaan aikaan laite kuitualus- tan kuten paperin analysoimiseksi sen kuitusuuntautumissuhteen, pohjaindeksin ja pinta-alapainon määrittämiseksi. Laitteeseen kuuluu valonlähde analysoitavan kuitualustan toisen puolen valaisemista varten. Ensimmäinen ja toinen valon havaitsin havaitsevat valonlähteestä tulevan valon, joka on kulkenut läpi kuitualustan toiselle puolelle. Nämä valon havaitsimet muodostavat ulostulot, jotka ovat suhteelliset niiden havaitsemaan valoon. On olemassa laite ensimmäisen valon havaitsimen näkökentän rajoittamiseksi kapealle, ensimmäisen suuntaiselle 5 670'8 liuskalle, esimerkiksi paperialustan konesuuntaiselle liuskalle. On olemassa myös laite toisen valonhavaitsimen näkökentän rajoittamiseksi kapealle, toisen suuntaiselle, esimerkiksi paperin poikittaissuuntaiselle liuskalle. On myös laite näiden valon havaitsimien näkökenttien pyyhkimiseksi yhteisesti, kulkien toistuvasti ensimmäiseen ja toiseen suuntaan, paperialustan analysoituvan alueen peittämiseksi. Asianmukaiset suotimet eliminoivat ensimmäisen ja toisen havaitsimen ne ulostulot, jotka ovat alle ennaltamäärätyn taajuuden. On olemassa laite havaitsimien suodatettujen ulostulojen käsittelemiseksi niin, että syntyy yhdistetty signaali, joka osoittaa ensimmäiseen suuntaan suuntautuneiden kuitujen määrän suhteen niiden kuitujen määrään, jotka ovat suuntautuneet toiseen suuntaan.

Tyypillisesti ensimmäisen valonhavaitsimen valonhavaitsimen (ensimmäinen suunta) näkökenttä, ja toisen valonhavaitsimen (toinen suunta) näkökenttä ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. Lisäksi ne kapeat liuskat, jotka rajoittavat havaitsinten näkökenttiä, voidaan optisesti sovittaa päällekkäin, niin että muodostuu risti, alustan pyyhkimistä varten. Se toistuva kuvio, jonka mukaisesti ristiä pyyhitään, voi olla esimerkiksi ympyrä tai ruusuke. Tällainen pyyhintä voidaan suorittaa käyttäen pyörivää kiilaprismaa ympyränmuotoista kuviota varten ja kahta vastakkaisiin suuntiin pyörivää kiilaprismaa ruusukekuviota varten.

: Laskemalla yhteen ensimmäisen ja toisen valonhavaitsimen ulos tulot ja suodattamalla yhteenlasketut ulostulot ensimmäisen ja toisen avaruustaajuuden analysoimiseksi voidaan kehittää sig- -naalit, jotka osoittavat alustan pohjarakenteen, ja haluttaessa näyttää ne.

Laite pystyy myös laskemaan yhteen ensimmäisen ja toisen havaitsimen ulostulot, vertaamaan niiden suuruuksia johonkin vertailuarvoon erotussignaalin laskemiseksi ja valonlähteen kirkkauden asettelemiseksi erotussignaalin mukaan kuitualustan läpi kulkevan valomäärän pysyttämiseksi vakiotasolla, ja siten muodostamaan alustan pinta-alapainoa osoittava signaali.

6 87018

Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän mukaan kuitujen suuntautumissuhde analysoidaan kuitualustasta suuntaamalla ensiksi valo valonlähteestä analysoitavan alustan läpi. Alustan läpi kulkenutta valoa katsotaan sitten ensimmäisellä ilmaisimella, jonka näkökenttä on rajoitettu ensimmäisessä suunnassa olevaan rakoon, ja toisella ilmaisimella, jonka näkökenttä on rajoitettu toisessa suunnassa olevaan rakoon, jonka suunta on kohtisuora ensimmäiseen suuntaan nähden. Ensimmäisen ja toisen havaitsimen näkökenttiä pyyhitään toistuvaan tapaan, kulkien ensimmäiseen ja toiseen suuntaan, peittäen tietty alue analysoitavasta kuitualustasta. Ensimmäisen ja toisen ilmaisimen ulostulot käsitellään pyyhintävaiheen aikana niin, että saadaan signaali, joka osoittaa ensimmäisen raon suuntaan suuntautuneiden kuitujen määrän suhteen niiden kuitujen määrään, jotka ovat suunnattuina toisen raon suuntaan. Kuitualustan "pohja"- ja pinta-alapainö-indeksi määritetään käsittelemällä edelleen ensimmäisen ja toisen ilmaisimen ulostuloja.

Piirustuksissa kuvio 1 on kaaviollinen lohkodiagramma esillä olevan keksinnön mukaisesta laitteesta; kuviot 2 ja 3 ovat diagrammoja, jotka havainnollistavat koak-siaalisen mutaation käsitettä; kuvio 4 on käyriö, joka havainnollistaa esillä olevan keksinnön mukaan rakennetussa paperikudoksen analysaattori järjestelmässä ' ·: käytettävän informaation taajuuskirjoa; kuvio 5 on kaavio, joka havainnollistaa vastakkaisiin suuntiin pyörivien kiilasärmiöiden käyttöä ruusukekuvion pyyhkimiseen; ja kuvio 6 on kaavio, joka havainnollistaa erästä mekaanista sovi.-tusta kuvion 5 mukaisten särmiöiden pyörittämistä varten.

Kuvion 1 mukaan valonlähde 10 valaisee koenäytettä eli rainaa 12 mieluummin sen takapuolelta eli alapuolelta, niin että valo kulkee rainan läpi. Valonlähteenä 10 saattaa olla, esimerkiksi parabolinen lamppu alalla hyvin tunnettua tyyppiä. Sanaa "valo" käytetään sen laajimmassa merkityksessä koko tässä patentti-selityksessä ja -vaatimuksisa, ja alan ammattimiehet käsittävät, 7 67Cm8 että muutkin säteilynlähteet, kuten pelkän infrapunaisen säteilyn lähde, sisältyvät tähän. Esillä olevat patenttivaatimukset on tarkoitettu peittämään kaikki tällaiset säteilyn lähteet, olkootpa ne näkyvän valon spektrissä tai eivät.

Objektiivilinssi 13 muodostaa kuvan rainasta 12, johon sisältyy kuituja ja kuitukimppuja. Tämä kuva siirretään 50/50 säteen halkaisimen 14 läpi kahdelle polttopistetasolle x ja y, joissa on pystysuuntaiset ja vaakasuuntaiset raot 15 ja vast. 16.

Raot 15 ja 16 ovat täysin samanlaiset ja niiden aspektisuhde on likimäärin 250:1, jossa pieni mitta vastaa minimi-kuitu-läpimittaa 0,025 mm. Kiilaprisma 17 taittaa rainan 12 kuvan kulman verran, jonka suuruus on esimerkiksi 6°. Kiilaprismaa 17 pyöritetään vakionopeudella, joka on esimerkiksi 900 kierr/ min, moottorilla (esittämättä).

x- ja y-kuvissa oleva säteilevä optinen energia menee rakojen 15 ja 16 sisään, ja sen keräävät x- ja y-valonilmaisimet 18 ja 19, joissa se muuttuu x- ja vast, y-koordinaattijännitteeksi.

x- ja y-koordinaattijännitteet lasketaan yhdeen yhtä suurten vastusten 20 ja 21 läpi. Summa x + y integroidaan vastuksen 22 - ja kondensaattorin 23 yhdistelmän vaikutuksella. Vastus/kon- densaattori-yhdistelmän kaistanpäästöominaisuudet voivat olla : esimerkiksi välillä 0-100 Hz.

: : ; x:n ja y:n integroidun summan, josta käytetään merkintää "62"' muuttaa sen käänteisluvuksi komparaattori 24. Summan käänteis-.: lukua verrataan vertailujännitteeseen "e^", joka toimii kalib- rointi- ja säätöjännitteenä. Komparaattori 24 vahvistaa sisään-tulosignaalinsa vakiolla "k". Ulostulo syötetään valonlähteen tehonsäätimeen 25, siten sulkien negatiivinen takaisinkytkentä-; säätösilmukka. Säädin 25 asettelee tehonlähteestä 40 tulevan tehon määrää, joka tehonlähde antaa tehon valonlähteen 10 käyttöä varten.

Kun rainan 12 optinen tiheys suurenee, valonlähteen 10 intensiteetti kasvaa suorassa suhteessa takaisinkytkentä-säätösilmu- 8 87018 kan vaikutuksesta. Täten järjestelmän herkkyys yksityisiin kuituihin ja kuitukimppuihin ("höytäleihin”) nähden säilyy.

Kiilasärmiön 17 pyörintä aiheuttaa kulmanopeuden optiseen kuvaan. Kun kuva kulkee rakojen 15 ja 16 ohi, erikokoisten kuitujen ja höytäleiden ohikulku kehittää sähkösykkeitä. Esimerkiksi kun pyyhintäkulma on 6° ja pyörintänopeus 900 kierr/min, kuitujen ja höytäleiden, joihin kuuluu jopa 10 kuitua kuhunkin, aiheuttamat sykkeet vastaavat 10 kHz - 100 kHz ajoittaisia taajuuksia ja 200 ja vast. 20 mikronin avaruustaa-juuksia.

Kuidun tai kuituryhmän, joka kulkee rakojen 15, 16 ohi ja on suunnattuna yhdensuuntaiseksi rakojen kanssa, kuva aiheuttaa maksimimuutoksen optisessa kontrastissa ja niin ollen suurimman ulostulojännitteen edellä mainitussa taajuuskaistassa. Kääntäen kuidun tai kuituryhmän, joka kulkee rakojen 15, 16 ohi ja on suunnattuna kohtisuoraan rakoihin nähden, aiheuttaa minimimuutoksen optisessa kontrastissa ja niin ollen pienimmän ulostulojännitteen edellä mainitussa taajuuskaistassa. Jännitteet valonilmaisimista 18 ja 19, sen jälkeen kun ne ovat kulkeneet kaistanpäästösuotimien 26 ja 27 kautta, demoduloidaan de-modulaattoreilla 28 ja 29, jolloin saadaan x- ja y-tasavirta-jännitteet, jotka ovat suhteelliset näihin kahteen suuntaan vastaavasti suuntautuneiden kuitujen lukumäärään. Nämä kaksi ,·. jännitettä syötetään elektroniseen jakopiiriin 30, ja suhde näytetään tavanomaisella näytöllä 31. Näyttö 31 voi olla esimerkiksi mikä tahansa alalla ennestään tunnettu digitaalinäyttö.

Kun rainan analysoimisjärjestelmä on asianmukaisesti kalibroitu asettelemalla vertailujännitettä e^, joka syötetään vertailu-laitteeseen 24, niin rainan ollessa tiettyä tyyppiä, esimerkiksi voimapaperia, valonlähteeseen menevä virta ja niin ollen valonlähteen energia, on suhteellinen "pinta-alapainoon". Säätimen 25 ja valonlähteen 10 väliin kytketty virranhavaitsin 32 antaa ulostulon, joka on suhteellinen valonlähteen 10 voimakkuuteen. Tämä ulostulo voidaan näyttää tavanomaisella 9 67018 näyttölaitteella 42 rainan pinta-alapainon osoituksena.

Lisäksi eräitä valonilmaisinten 18 ja 19 ulostulojen summan komponentteja voidaan poistaa, esimerkiksi suotimilla 33 ja 34. Näitä komponentteja käytetään joskus luonnehtimaan rainan "pohjaa". Suodin 33 päästää lävitseen 1 mm aikataajuuden 2000 Hz, joka tässä järjestelmässä vastaa 1 mm avaruustaajuut-ta. Suodin 33 päästää lävitseen aikataajuuden 500 Hz, joka tässä järjestelmässä vastaa avaruustaajuutta 4 mm. Demodulaat-torit 35 ja 36 demoduloivat nämä komponentit ja ne näytetään näyttölaitteilla 37 ja 38, 1 mm ja vast. 4 mm "pöhja"-indek-seinä.

Edellä selitetyssä pyyhintälaitteessa optista kuvaa pyyhitään eli "mitätöidään" ympyrässä, ja raot 18 ja 19 ovat liikkumattomat. Selvyyden vuoksi rakojen 15 ja 16, jotka ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden, voidaan kuvitella nutatoivan yhteisen keskiviivan ympäri, joka tunkeutuu rainan läpi. Koak-siaalisen nutaation käsite on havainnollistettu kuvioissa 2 ja 3. Kuvio 2 esittää kuvan x-komponenttia ja kuvio 3 esittää y-komponenttia. Kuvion 2 ja 3 kuvien päälle, esillä olevan laitteen käytön aikana, on asetettuna 50/50 säteenhalkaisin 14.

Kuvio 4 esittää rainan analysointijärjestelmässä käytetyn ' informaation taajuusspektriä. "Pinta-alapaino" ulottuu 0:sta esimerkiksi 100 Hz:iin. 4 mm "pohja"-piikit ovat esimerkiksi ' - 500 Hz kohdalla, 14 mm "pöhja"-piikit esimerkiksi 2000 Hz koh dalla. "Kuitujen suuntautuminen" käsittää kaistan 10 kHz:sta - 100 kHz:iin.

Toinen pyyhintämenetelmä on havainnollistettu kuviossa 5. Tätä menetelmää pidetään parempana, koska se pyyhkii 100 % kiekkomaisesta alueesta ruusukekuviona, ensimmäiseen menetelmään verrattuna, joka pyyhkii ainoastaan ympyrän kehää. Yhden ainoan, kuvion 1 mukaisen, pyörivän särmiön 17 sijasta käytetään kahta vastakkaisiin suuntiin pyörivää kiilasärmiötä 46, 47. Särmiöt 46, 47 pyörivät eri nopeuksilla, ruusukekuvion 50 aikaansaami- 10 8701 8 seksi. Kuvion 5 esittämissä kolmessa eri suunnassa kuva joko taivutetaan alas, taivutetaan ylös, tai ei taivuteta lainkaan, vastakkaisiin suuntiin pyörivien kiilasärmiöiden 46, 47 vaikutuksesta. Tuloksena on esitettu ruusukekuvio 50. Pyyhintä-laitteen mekaaninen muoto on esitetty kuviossa 6.

Kahta kiilasärmiötä 46, 47 pyörittää vastakkaisiin suuntiin hiukan eri suurilla nopeuksilla moottori 48 ja hammaspyörävä-litys 49, saaden aikaan täydellisen ruusukepyyhintäkuvion. Annettu esimerkki esittää yhtä särmiötä pyöritettynä 15 kierroksen ja toista 18 kierroksen sekuntinopeudella. Pyyhintä tulee näin ollen valmiiksi 3 sekunnissa (18 miinus 15).

Claims (16)

1. Laite kuitualustan, kuten paperin, analysoimiseksi * siinä olevien kuitujen suuntautumisen määrittämiseksi, joka laite käsittää: valonlähteen (10) analysoitavan alustan (12) toisen sivun valaisemista varten; ensimmäisen ja toisen vaIonilmaisimen (18, 19) sen valonlähteestä lähteneen valon havaitsemiseksi, joka on kulkenut alustan (12) läpi toiselle puolelle, ja ulostulon kehittämiseksi suhteessa siten havaittuun valoon; laitteen ilmaisimista tulevien ulostulosignaalien käsittelemiseksi niin, että saadaan tiedot alustan määrätyistä ominaisuuksista; tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää: ensimmäisen rakolaitteen (15) mainitun ensimmäisen valonil-maisimen (18) näkökentän rajoittamiseksi kapeaksi kaistaksi, joka suuntautuu ensimmäiseen suuntaan (x); toisen rakolaitteen (16) mainitun toisen valonilmaisimen (19) näkökentän rajoittamiseksi kapeaksi kaistaksi, joka suuntautuu toiseen suuntaan (y); optisen laitteen (13, 17) mainittujen ilmaisimien rajoitettujen näkökenttien asettamiseksi päällekkäin ja pyyhkäisemi-seksi alustan (12) poikki sekä ensimmäisessä että toisessa suunnassa (x, y) valonlähteestä (10) alustan läpi kulkeneen valon seuraamiseksi ja sen mukaisten ulostulosignaalien muodostamiseksi; laitteen (26) ensimmäisen ilmaisimen (18) ulostulon suodattamiseksi alle ennalta määrätyn taajuuden olevien komponenttien poistamiseksi siitä; ja laitteen (27) toisen ilmaisimen (19) ulostulon suodattamiseksi alle ennalta määrätyn taajuuden olevien komponenttien poistamiseksi siitä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää: laitteen (28, 29, 30, 31) ilmaisimien suodatettujen ulostulojen käsittelemiseksi niin, että saadaan aikaan yhdistetty signaali, joka osoittaa niiden mainitun alustan kuitujen, i2 6 7 C Ί 8 jotka ovat suuntautuneina mainittuun ensimmäiseen suuntaan (x), suhteen sen niihin kuituihin, jotka ovat suuntautuneina mainittuun toiseen suuntaan (y).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen suunta (x) on kohtisuora mainittuun toiseen suuntaan (y) nähden.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut kapeat kaistat on asetettu optisesti päällekkäin siten, että ne muodostavat ristin pyyhkäisyä varten toistuvana kuviona.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että se toistuva kuvio, jonka mukaisesti mainittua ristiä pyyhitään, on ympyrä (44, 45).

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että se toistuva kuvio, jonka mukaan mainittua ristiä pyyhitään, on ruusuke (50).

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että pyyhkäisylaite käsittää pyörivän kiilasärmiön (17), joka on sijoitettu kuitualustan ja ilmaisimien (18, 19) väliin.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu pyyhkäisylaite käsittää kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää kiilasärmiötä (46, 47), jotka sijaitsevat alustan ja ilmaisimien (18, 19) välissä, ja laitteen (49, 48. mainitun särmiöparin särmiöiden pyörittämistä varten eri suurilla nopeuksilla.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää: laitteen (20, 21) ensimmäisen ja toisen valonilmaisimen (18, 19) ulostulojen yhteenlaskemiseksi; i3 8701 8 laitteen (33, 34) yhteenlaskettujen ulostulojen suodattamiseksi, ensimmäisen ja toisen avaruustaajuuden selville saamiseksi; ja laitteen (35, 36, 37, 38) ensimmäisen ja toisen avaruustaa-juuden käsittelemiseksi niin, että saadaan kehitetyksi signaalit, jotka osoittavat mainitun kuitualustan muodostuma srakenteen.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen lisäksi kuuluu: laite (20, 21) mainittujen ensimmäisen ja toisen valonil-maisimen (18, 19) ulostulojen yhteenlaskemiseksi; laite (22, 23, 24) ulostulojen summan (x+y) suuruuden vertaamiseksi vertailusuuruuteen ja erotussignaalin laskemiseksi siitä; ja laite (25) valonlähteen (10) kirkkauden asettelemiseksi erotussignaalin mukaisesti sen valomäärän, joka kulkee kuitualustan (12) läpi, pysyttämiseksi vakiotasolla siten kehittäen signaalin, joka osoittaa mainitun kuitualustan pinta-alapainon.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu optinen laite käsittää säteenjakajan (14) siihen osuvan valon suuntaamiseksi ensimmäiseen ja toiseen valonilmaisimeen (18, 19).

11 8701 8

12. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu käsittelylaite käsittää: kaistanpäästösuodatus- ja demodulaattorilaitteen (26, 28; 27, 29) kytkettyinä ensimmäiseen ja toiseen ilmaisimeen (18, 19) niistä tulevien sellaisten ulostulosignaalien päästämistä ja demoduloimista varten, joiden taajuudet ovat ennalta määrätyllä, kuituja mainitussa alustassa osoittavalla alueella; laitteen (30) yhdistetyn signaalin muodostamiseksi mainituista suodatetuista, demoduloiduista signaaleista, joka yhdistetty signaali osoittaa kuitualustassa (12) olevien, „ 87018 14 ensimmäiseen suuntaan (x) suuntautuneiden kuitujen suhdetta toiseen suuntaan (y) suuntautuneisiin kuituihin.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu suodatuslaite analysoi noin 1 mm ja noin 4 mm suuruisia taajuuksia.

14. Kuitualustan, kuten paperin, kuitujen suuntautumissuh-teen analysoimismenetelmä, jossa valo suunnataan valonlähteestä analysoitavan alustan läpi ja läpikulkenutta valoa tarkastellaan kahdella ilmaisimella, jolloin menetelmään kuuluu seuraavia vaiheita: alustan läpi kulkevaa valoa katsellaan ensimmäisellä ilmaisimella, jonka näkökenttä on rajoitettu ensimmäisen suuntaiseksi raoksi, ja toisella ilmaisimella, jonka näkökenttä on rajoitettu toisen suuntaiseksi raoksi, joka toinen suunta on kohtisuora mainittuun ensimmäiseen suuntaan nähden, tunnettu siitä, että menetelmä lisäksi käsittää seuraa-vat vaiheet: mainittujen ensimmäisen ja toisen ilmaisimen näkökenttiä pyyhitään toistuvaan malliin mainittujen ensimmäisen ja toisen suunnan poikki, niin että alustan analysoitava alue tulee peitetyksi; ensimmäisen ja toisen ilmaisimen pyyhintävaiheen aikaiset ulostulot lasketaan yhteen, niin että saadaan yhdistetty ilmaisinsignaali; mainittu yhdistetty ilmaisinsignaali suodatetaan, jotta saataisiin ratkaistuksi ensimmäinen avaruustaajuus, joka ilmaisee mainitun alustan muodostumisindeksin ensimmäisellä avaruustaajuudella; ja mainittujen ensimmäisen ja toisen ilmaisimen pyyhinnän aikaiset ulostulot käsitellään, niin että saadaan signaali, joka osoittaa alustan niiden kuitujen, jotka ovat suuntautuneina mainitun ensimmäisen raon suuntaan, suhdetta niihin kuituihin, jotka ovat suuntautuneina mainitun toisen raon suuntaan. is 8701 8

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi sen vaiheen, että mainittu yhdistetty ilmaisinsignaali suodatetaan niin, että saadaan ratkaistuksi toinen avaruustaajuus, joka ilmaisee mainitun alustan muodostumisindeksin toisella avaruustaajuudella.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää seuraavat vaiheet: yhdistetyn ilmaisinsignaalin suuruutta verrataan vertai-lusuuruuteen ja siitä lasketaan erotussignaali; valonlähteen kirkkautta asetellaan vaihtelemalla siihen kohdistetun virran voimakkuutta mainitun erotussignaalin mukaisesti alustan läpi kulkevan valon määrän pysyttämiseksi vakioarvossa; ja alustan pinta-alapaino määritetään mainitun valonlähteeseen kohdistuvan virran voimakkuudesta.