FI88182C - Foerfarande och anordning foer kontroll av torrlinjen och foer pao torrlinjen baserad reglering i en planvirapappersmaskin - Google Patents

Description

1 ,q ο ι c ·) x O u I O c.

Menetelmä ja laitteisto vesirajan valvomiseksi ja vesirajaan perustuvaksi säätämiseksi tasoviirapaperikoneessa 5 Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiseen menetelmään vesirajan valvomiseksi ja vesirajaan perustuvaksi säätämiseksi tasoviirapaperikoneessa. Keksintö kohdistuu myös laitteistoon ko. menetelmän suorittamiseksi .

10

Fourdrinier-paperikoneen olennainen osa on tasoviira, jolle laimea puukuitumassa syötetään ja jolla se asettuu rainaksi. Rainanmuodostumisprosessi määrää olennaisesti lopputuotteen laadun, sillä valtaosa sulpun vedestä poistuu viiran läpi, 15 eikä kuitujen asema toisiinsa nähden enää muutu viiraa seu-raavassa kuivausosassa. Tärkeimmät rainanmuodostukseen ja siten paperin tai kartongin laatuun vaikuttavat toimilaitteet sijaitsevat ennen viiraa tai viiran välittömässä ympäristössä.

20

Tasalaatuisen lopputuotteen saavuttamiseksi on tärkeätä, että massarainan ominaisuuksia mitataan mahdollisimman aikaisin, so. jo paperikoneen märässä päässä. Edellä mainittuja toimilaitteita käyttäen päästään tällöin nopeaan säätöön .-.25 ja vältetään se viivästymä, joka on ominainen tavanomaisille, kuivassa päässä suoritettuihin mittauksiin perustuvalle . . säädölle. Käyttökelpoiset menetelmät massarainan välittömäk si mittaamiseksi märässä päässä ovat kuitenkin lähes täysin puuttuneet viime aikoihin asti. Jäljempänä kuvattava keksin-30 tö esittää uuden menetelmän märässä päässä suoritettavaa mittaamista ja siihen perustuvaa säätöä varten.

Esitettävä mittausmenetelmä kohdistuu vesirajaan, joka liittyy veden poistumiseen massarainan pinnalta ja esiintyy koh-.35 dassa, jossa vesi tai veden tavoin käyttäytyvä neste (flui-di) häviää mainitulta pinnalta. Tätä kohtaa edeltävä rainan osa on havaittavissa siitä kohdittain heijastuvan valon — n o * 2 i u : vuoksi kiiltävänä 1. peilimäisesti heijastavana, kun taas vesirajan jälkipuolella tälläistä kiiltoa ei voida havaita.

Teollisessa paperikoneessa vesiraja on epäsäännöllinen poi-5 kit-taissuunnassa ja samalla muuttuva myös koneen pituussuunnassa. Viiraa katsottaessa havaittava vesipinnan kiilto ei ole yhtenäinen, vaan koostuu ympäristöään kirkkaamista läikistä, jotka heijastamalla välittävät valoa eri valolähteistä, kuten tehdashallin lampuista, havaitsijan silmiin.

10 Yksittäistäkin valonlähdettä vastaava läikkä on tällöin epämääräinen ja hajanainen, sillä kun liikkuvan viiran ja mas-sakerroksen päällä olevan sulpun vesipinta ei ole kovinkaan tasainen ja kun sen paikallinen kaltevuus on muuttuva, ei silmän havaittavissa ole ko. valonlähteen yksinkertainen 15 peilikuva, vaan epäyhtenäinen, kooltaan rajoitettu kiiltävä alue, jonka rajaviiva on epämääräinen. Sulppupinnan kiiltävä alue ulottuu joskus vesirajaan asti, joskus ei, ja sulpun vesipinta muodostaa kapeita, pitkiä piikkejä, joiden havaintaa kiillon epätasaisuus erityisesti vaikeuttaa.

20

Vesirajan vaillinaisesta havaitsemisesta huolimatta koneenhoitaja perustaa säännöllisesti eräät ohjaustoimenpiteensä, so. käsin ohjattavien toimilaitteiden paikallisen tai etäis-asettelun, siitä tekemiinsä havaintoihin, myös silloin kun 25 paperikone on varustettu kuivan pään ja kuivausosan mittaus-suureisiin perustuvilla, automaattisilla säädöillä. Saadakseen kuvan vesirajasta kokonaisuutena hän joutuu tällöin tähystämään viiraa eri suunnilta havaitakseen sellaisia, heijastuvia läikkiä, jotka rajoittuvat vesirajaan tämän eri 30 kohdissa. Subjektiivisten havaintojensa mukaan hän päättelee vesirajan poikkeamisen halutusta sijainnista, sekä keskiarvon osalta että asetellakseen sulpun syöttövirtausta poik-kisuunnan eri kohdissa.

35 Vesirajan instrumentaaliseksi havaitsemiseksi on viiraa eräissä tapauksissa tarkasteltu käyttäen yksittäistä, valosähköistä detektoria tai optis-sähköistä kameraa, joka voi olla tavanomainen televisiokamera tai diskreeteistä elemen- 3 3 S1 8 2 teistä koostuvaan puolijohdedetektoriin perustuva kamera siten käytettynä kuin brittiläisestä patentista nro 1430420 ja vastaavasta yhdysvaltalaisesta patentista nro 4831641 ilmenee; näiden yhteydessä on myös näkyvän valon aallonpi-5 tuusalueen ulkopuolisen sähkömagneettisen säteilyn käyttö fyysisen kohteen havaintaan todettu mahdolliseksi analogisesti näkyvän valon käytön kanssa. Näiden detektorien käyttö ei kuitenkaan sellaisenaan johda selvään eikä oikeaan kuvaan vesirajasta eikä myöskään tätä luonnehtivien suureiden oi-10 keisiin arvoihin. Tämä johtuu jo ihmisen suorittamasta, visuaalisesta havainnasta tunnetuista seikoista, jotka johtavat instrumentaalisen havainnan harhaan. Jos valolähteiden lukumäärää tai valotehoa lisätään, nämä vaikeudet eivät suinkaan vähene. Päinvastoin tällöin erillisten kiiltoaluei-15 den ja kirkkaustasojen lukumäärät ja kontrastit kasvavat ja häikäisy lisääntyy, mikä edelleen vaikeuttaa instrumentaalista havaintaa. Lisäksi vesirajan määrittäminen tietokoneella epämääräisestä kamerasignaalista vaatii monimutkaisen laskentaohjelman ja johtaa paljon aikaa vieviin laskutoimi-20 tuksiin, mikäli se on lainkaan suoritettavissa rainan säädön vaatimalla tarkkuudella.

Kuvattuja vaikeuksia ei esiinny suomalaisen patentin nro 75887 ja vastaavan yhdysvaltalaisen patentin nro 5011573 .•„25 mukaisessa menetelmässä. Tässä menetelmässä valaistaan viiraa sellaisessa kulmassa, että suoria heijastuksia vesirajaa . . edeltävästä pinnasta kameraan ei synny ja estetään myös mui den valonlähteiden suora heijastuminen. Tällöin vesirajan • '1 jälkeinen osa, joka heijastaa hajottavasta vastaanottamansa '30 valon, havaitaan tämän emittoimansa valon ansiosta kirkkaam-: pana kuin vesirajaa edeltävä massarainan osa.

Viimeksi mainittu menetelmä ilmaisee teollisessa käytössä vesirajan jatkuvasti hyvällä tarkkuudella, toistuvasti uu-.35 siutuvana datajoukkona. Menetelmässä esiintyvä valaisun ;.l voimakkuuden muuttuminen viiran poikkisuunnassa ei olennai sesti vaikeuta menetelmän käyttöä, mutta voi edellyttää valaisimien sijoittamista etäämmälle viirasta tasaisemman va- 4 3 n i laisuprofiilin saavuttamiseksi, jolloin valaisutehon ja siten sähkötehon tarve kasvaa, erityisesti havaittaessa tummaa massaa, joka vesirajan jälkipuolella absorboi huomattavan osan valosta. Joissakin tapauksissa voivat taas paperikoneen 5 rakenteet tai apulaitteet estää menetelmään kuuluvien laitteiden tarkoituksenmukaisen asentamisen tai huollon, jos huollettavat komponentit sijaitsevat esim. viiran yläpuolella. Seuraavassa esitettävä uusi menetelmä tuottaa tasaisemman ja samalla häikäisyttömän valaisun ja tämän kautta vesi-10 rajan ilmaisun ja rainan säädön olennaisesti pienemmällä sähköteholla kuin patentin esittämä menetelmä. Se voidaan myös toteuttaa monissa sellaisissa paperikoneympäristöissä, joihin patentoitu menetelmä ei rakenteellisista syistä sovellu.

15

Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusmerkit selviävät patenttivaatimuksesta 1 ja laitteiston tunnusmerkit vastaavasti patenttivaatimuksesta 7..

20 Uudelle menetelmälle on siis ominaista se, että viiraa ei valaista lainkaan suoraan, vaan vain välillisesti, laajan, valoa tasaisesti välittävän pinnan kautta, jolloin kirkkaita, häikäiseviä läikkiä ei muodostu viiralle. Primaarinen valonlähde valaisee tai primaariset lähteet valaisevat tätä 25 pintaa, joka on tyypillisesti hajottavasti heijastava. Kuvan muodostamiseen viirasta käytetään optis-sähköistä kameraa, jonka kuvatasoon muodostuu todellinen kuva viiran pinnasta ja erityisesti vesirajan koko normaalista esiintymisalueesta, johon välillinen valaisu ensisijaisesti kohdistuu. Ka-30 mera on sijoitettu siten, että se vastaanottaa valaistun pinnan emittoimaa, vesirajaa edeltävästä pinnasta heijastuvaa valoa. Vesirajan jälkipuolelta se vastaanottaa vähäisemmän osan siitä valosta, joka valaistusta pinnasta saapuvana heijastuu hajottavasti vesirajan jälkeisestä massarainan 35 pinnasta. Jos detektoriin välittyy valoa tehdashallin yleis-valaisimista tai muista, järjestelmän ulkopuolisista valonlähteistä viiran kuvattavan alueen kautta heijastumalla, ko.

5 88162 häiritsevät lähteet sammutetaan tai heijastukset estetään varjostimi11a.

Keksinnön periaate ja toteutuksen yksityiskohdat ilmenevät 5 seuraavasta kuvauksesta ja siihen liittyvistä piirroksista:

Kuva 1 esittää paperikoneen viiraosaa, vesirajaa, tämän kiinnostavaa esiintymisaluetta sekä tämän alueen valaisua ja kamerahavaintaa.

10

Kuva 2 esittää viiraa, sen välillistä valaisua, vesirajaa edeltävästä pinnasta heijastuvia valonsäteitä ja kameraa.

Kuva 3 esittää viiraa, vesirajaa, tämän normaalia esiinty-15 misaluetta viiran pinnalla ja välillisen valaisupinnan mittoja.

Kuva 4 esittää vesirajan havaintaa paperikoneen pituussuunnassa, jolloin primäärinen valonlähde valaisee sivuviistosta 20 valoa viiralle hajottavasti heijastavaa pintaa.

Paperia valmistettaessa sulppu saapuu perälaatikosta liikkuvalle viiralle, jonka kiinnostavaa osaa keksinnön mukaisesti meneteltäessä havaitaan optis-sähköisellä kameralla kuvasig-.-.25 naalin tuottamiseksi ja siirtämiseksi tietokoneeseen, joka määrittää vesirajan ja ohjaa paperikoneen toimilaitteita.

. . Kuvan 2 mukaisessa tyypillisessä toteutuksessa valonlähtees tä 30 ei tule lainkaan valoa suoraan kameraan 40 eikä viiralle 10. Sen sijaan hajottavasti heijastava pinta 20 on ‘30 voimakkaasti ja tasaisesti valaistu, mikä saavutetaan käyttämällä sopivaa heijastinta valonlähteen 30 takana ja ympäristössä. Valonlähteitä voi samasta syystä olla useitakin ja ne voivat heijastimineen sijaita pinnan 20 eri reunojen läheisyydessä, kunhan valon suora säteily niistä kameraan ja ..35 niistä viiraan ja edelleen kameraan on estetty.

Vesirajaa edeltävä viiran osa heijastaa sille saapuvaa valoa ja mitä pienempi on tulokulma, sitä täydellisempi on heijas- 6 88182 tuminen. Vesirajan jälkeinen osa vastaanottaa yhtäläisen valaisun, mutta kun se heijastaa tämän hajottavasti koko yläpuoliseen puoliavaruuteen, se emittoi kameran suuntaan paljon vähemmän valoa kuin vastaava pinta-alkio vesirajan etu-5 puolella. Näin ollen kamera havaitsee vesirajaa edeltävän viiran osan kirkkaampana kuin sitä seuraavan osan. Efekti korostuu edelleen, jos vesirajan jälkipuolella näkyvä massa on valoa absorboivaa. Tietokoneeseen 50 siirretystä näkymä-signaalista ilmaistaan vesiraja valoisamman alkuosan ja tum-10 memman jälkiosan rajaviivana (pistejoukkona) sopivalla reu-nanilmaisualgoritmilla.

Esitetyllä tavalla valaistaessa valoa saapuu kameraan koko siltä vesirajan esiintymisalueelta, jonka sisällä se halu-15 taan havaita. Jos viiraa valaistaisiin suoraan lampuilla tai muilla erillisillä valonlähteillä, jäisi osia mainitusta alueesta välttämättä kamerasta katsottuna pimeäksi. Menetelmällä vältetään myös sellaisten, mainitunlaisista valonlähteistä johtuvien, häikäisevien kohtien esiintyminen kuvaken-20 tässä, jotka sulppupinnasta kameraan heijaetuessaan häiritsisivät vesirajan havaitsemista ja käytännössä estäisivät kuvan analysoinnin tietokoneessa.

Jos jollekin vesirajaa välittömästi edeltävälle viiran 10 25 alueelle, lähinnä pinnan 20 puoleisella viiran osalla, saapuu valoa pinnan 20 eri kohdista suuressa kulmassa, tämän valon pääosa taittuu sulppukerrokseen ja heijastuu hajottavasti kuiduista sen sisällä tai viiraa vastaan tiivistyneessä kuitukerroksessa, jolloin huomattava osa siitä palaa vii-30 ran yläpuoliseen puoliavaruuteen, osan siitä suuntautuessa myös kameraan. Tämän valokomponentin osalta vesirajaa edeltävä pinta toimii lähes samalla tavoin kuin sitä seuraava pinta, ja absoluuttisen kirkkauseron määrää siten olennaisesti laihan sulpun pinnasta suoraan heijastuva valo. On 35 tarkoituksenmukaista valita pinnan 20 suuruus ja asema siten, että kuvan 2 esittämän projektion mukainen kulma a (ai > a > a2), jossa laihan sulpun pinnasta kameraan heijastuva valo jättää viiran ja saapuu viiralle, on riittävän pieni

o o Ί N

7 · O I ( ' hyvän kirkkauseron saavuttamiseksi koko vesiraja-alueella ja että pinnan 20 korkeus vastaa koko tätä kulma-aluetta; so. pinnan 20 tulee olla niin korkea, että se kameran 40 näkökentässä, ottaen huomioon heijastumisen viirasta, kattaa 5 vähintään saman kuvakulman kuin viira.

Kuvan 2 mukaisessa toteutuksessa primaariset valaisimet valaisevat pintaa 20 etupuolelta. Halutun tasaisen, diffuusin valaisun saavuttamiseksi pinta 20 on käsitelty sopivalla 10 aineella, joka voi olla valkoista väriainetta tai esim. alumiinipronssia tai fluorisoivaa ainetta, mutta myös valkoinen paperi, kangas tai vahakangas ovat useimmiten käyttökelpoisia. Diffuusi valaisu voidaan saavuttaa myös läpikuultavalla, valoa sirottavalla levyllä, jota valaistaan takaapäin 15 tai johon johdetaan valoa sen reunojen kautta, tai itsevalaisevalla pintalevyllä. Olennaista on, että pinta 20 emittoi tasaista, diffuusia valoa ainakin viiran vesiraja-alueen suuntaan, jolloin valoa saapuu vesiraja-alueen kaikkiin kohtiin myös kuvan 2 mukaisissa kulmissa a. Tähän voi-20 daan vaikuttaa käyttämällä päällystysainetta, joka heijastaa hajottavasti ja samalla suuntaavasti, ja valitsemalla pinnan 20 kaltevuus edellä mainitun tavoitteen mukaisesti; paitsi tasomainen, pinta 20 voi olla kaareva tai esim. segmenttira-kenteinen.

-.25 Lähtökulman a eri arvoja vastaavat optiset etäisyydet kamerasta pintaan 20 ovat, kuvan 2 mukaista pystysuoraa projektiota tarkasteltaessa, viirasta tapahtuvan peiliheijastuksen tapauksessa ja myös hajottavan heijastuksen tapauksessa, 30 jolloin massan kukin pinta-alkio heijastaa hajottavasti ja emittoi viiran yläpuoliseen puoliavaruuteen ja siten kameraankin pinnan 20 koko alueelta vastaanottamaansa valoa, lähes samat. Tästä syystä vesirajaa edeltävä sulpun pinta havaitaan kirkkaudeltaan lähes homogeenisena vastaavassa 35 suunnassa yli koko viiran ja sama pätee vesirajan jälkeiseen massan pintaan ja tämän valoisuuteen nähden.

o O O 1 r- .~i ö C O I O l

Kuvan 2 esittämässä tapauksessa kamera näkee viirasta tra-petsinmuotoisen alueen, jonka keskivaiheilla vesiraja normaalisti sijaitsee. Jotta vesiraja havaitaan normaalin alueensa puitteissa myös kameran puoleisella viiran laidalla, 5 on kamera sijoitettava sopivalle etäisyydelle viirasta eikä aivan tämän laitaan. Tarvittaessa etäisyyttä voidaan lyhentää käyttämällä kahta tai useampaakin rinnakkaista kameraa ja vastaavasti mitoitettua valaisupintaa. Näkymän geometrian vaikutus tietokoneeseen siirrettyyn kuvaan voidaan helposti 10 ottaa huomioon havaitun kuvadatan laskennallisessa käsittelyssä, so. havainto voidaan korjata geometrisesti oikeaksi kuvaksi viirasta ja vesirajasta, mikä on tarpeen mm. määritettäessä poikkisuunnan eri kohdissa tarvittavia ohjauksia. Näiltä määrityksiltä ja ohjauksilta, kuten ohjattavien huu-15 liruuvien valinnalta vaadittava tarkkuus asettaa samalla käytännöllisen alarajan kameran suuntakulmalle ja siten kulmien al...a2 arvoille. Kuvasta 2 ilmenee edelleen, että kameran sijaitessa viiran ja koko paperikoneen ulkopuolella sen asettelu on helppoa ja sen huolto suoritettavissa aina 20 kun tarvetta ilmenee.

Pinnan 20 vaakasuora vähimmäispituus ja sijainti määräytyvät kiinnostavan alueen pituudesta 11 ja sijainnista, erityisesti kameran puoleisella reunalla. Pinnan 20 yläreunan pituu-25 den 12 tulee olla mittaa 11 suurempi, kuten kuvasta 3 havaitaan. Pinnan alareunalle riittää mitta 13, joka on vain vähän pitempi kuin viiran kiinnostavan alueen pituus, erityisesti jos ko. alareuna on lähellä viiran toista reunaa.

Kuvan 3 mukaisesti optinen etäisyys kamerasta pintaan 20 30 kasvaa vain vähän siirryttäessä optisen keskiakselin suunnasta vaakasuunnassa pinnan 20 laidoille, joten vesirajaa edeltävän pinnan ja vastaavasti sen jälkeisen pinnan valoisuudet muuttuvat vain vähän vaakasuoran suuntakulman mukana.

35 Eräiden paperikoneiden rakenne sallii välillisen valaisun ja tähän perustuvan havainnan suorittamisen koneen pituussuunnassa. Tällöin voidaan primaariset valonlähteet, diffuusisti valaiseva pinta ja kamera sijoittaa esim. kuvan 4 esittämäl- 9 s e 18 2 lä tavalla. Laitteiden sijaintia ja valaisevan pinnan mittoja määräävät ehdot ovat analogiset niille ehdoille, jotka koskevat edellä esitettyä, poikkisuuntaista järjestelmää. Sekundääriseen valaisuun voidaan tällöin joskus käyttää jopa 5 saman moniviirakoneen toista viiraa ja sillä olevaa kuitu-mattoa, jos se asemansa ja heijastuskykynsä puolesta sopii havaittavan viiran vesiraja-alueen diffuusiin valaisuun. Tällöin joudutaan lisäksi asentamaan mainitun toisen viiran sivuille diffuusisti heijastavat lisäpinnat, jotta haluttu 10 vesiraja-alue havaittaisiin sen koko leveydeltä. Ne kor-jauslaskelmat, jotka tarvitaan geometrisesti oikean kuvan muodostamiseksi vesirajasta ja sen sijainnista, ovat näissäkin tapauksissa helposti ohjelmoitavissa ja suoritettavissa. Tältä kannalta on täysin mahdollista, paperikoneen ra-15 kenteen ja tehdashallin muiden laitteiden asettaessa vakavia rajoituksia, sijoittaa järjestelmän optinen akseli jopa viistoon poikki viiran.

Kameran 40 optiikka muodostaa todellisen kuvan viiran vesi-20 raja-alueesta kameran elektroniselle ilmaisinpinnalle, joka voi olla jatkuva pinta kuten tavanomaisessa TV-kameraputkes-sa tai diskreeteistä elementeistä koostuva kuten puolijoh-dekameroissa. Koska kamera sijaitsee suhteellisen etäällä viirasta, sen optiikka tuottaa vaikeuksitta tarkan kuvan 25 koko vesirajasta ja paperikoneen pituussunnassa kuvattaessa riittää vähäisempikin syvätarkkuus. Sähköisessä muodossa ilmaistun kuvatiedon toistuva siirtäminen tietokoneeseen ja tässä tarvittavat elektroniset elimet edustavat ennestään tunnettua tekniikkaa, joka voidaan toteuttaa kaupallisesti 30 saatavissa olevia komponentteja käyttäen. Näihin kuuluvat ne elimet, jotka erottavat sähköisessä muodossa annetun valoi-suuskynnyksen ylittävät ja alittavat signaalielementit toisistaan; mainittuja kynnyksiä voi olla useitakin.

.35 Vesirajan ilmaisemiseksi tietokone ohjelmoidaan erottamaan saapuvista tai välillä muistiin talletetuista kuvasignaaleista annettua kynnysarvoa tummemmat ja vaaleammat alueet toisistaan, mihin soveltuvia reunanilmaisualgoritmeja on 10 GS182 esitetty kuva-analyysiä käsittelevissä oppikirjoissa. Kuvasignaaleja voidaan tätä ennen tarpeen mukaan korjata ohjelmallisesti esim. valaisevan pinnan kirkkauden epätasaisuuden huomioonottamiseksi tai viiran ulkopuolelle ulottuvaa kuva-5 kenttää vastaavien signaalien eliminoimiseksi.

Ilmaistua vesirajadataa verrataan tietokoneessa ohje- 1. asetusarvodataan ja niiden erotuksen nojalla määritetään toimilaitteen tai -laitteiden tarvitsema ohjaus. Tällaisia 10 ohjauslaitteita ovat esim. säätöventtiilit sulpun kokonais-virtauksen tai perälaatikon pinnankorkeuden tai imulaatikoi-den alipaineen ohjaamiseksi tai vastaavien paikallisten säätöpiirien asetinelimet, joiden kautta saavutetaan vesirajan keskiarvon nopea, takaisinkytketty säätö tavanomaista, esim. 15 suhteellista 1. P-säätöalgoritmia käyttäen. Myös ohjaussignaalien siirto tietokoneesta toimilaitteisiin edustaa tunnettua tekniikkaa. Poikittaissuunnan eri kohdissa todettujen erotusten nojalla voidaan ohjata myös perälaatikon huuleen kytkettyjä huuliruuveja tai näitä vastaavia elimiä, jolloin 20 yhdessä kohdassa todettu erotus voi antaa impulssin sekä tätä kohtaa vastaavan että lähimpien muiden ruuvien asetteluun, sellaisen muodon tuottamiseksi vesirajalle, että tuotteen laatuominaisuudet tulevat poikittaissuunnassa mahdollisimman tasaisiksi. Havaittujen erotusten nojalla voidaan 25 myötäkytketysti ohjata myös jäijemmässä, erityisesti paperikoneen kuivausosassa sijaitsevia, esim. lämmitykseen ja sen kautta kosteuteen vaikuttavia toimilaitteita. Edellä mainitut toimilaitteet ovat vain esimerkkejä monista sellaisista laitteista, joiden ohjaus voidaan tarkoituksenmukaisesti SO perustaa vesirajan mittaamiseen kuvatulla tavalla ja joita jo yleisesti käytetään joko käsiohjaukseen tai muunlaisiin mittaus- tai havaintamenetelmiin perustuvaan, automaattiseen ohjaukseen. Myöskään tietokoneelta ei edellytetä mitään tavanomaisen tosiaikatietokoneen kyvyt ylittäviä ominaisuuk-35 siä. Se voidaan vaikeuksitta ohjelmoida erottamaan kuvasta myös erityistoimenpiteitä tai erityistä tarkkailua vaativat piirteet, kuten vesirajan osittaisen tai totaalisen poistu- 11 88182 misen normaalilta esiintymisalueeltaan, ja antamaan tähän perustuvia hälytyksiä, ohjauksia ja tulostuksia.

Kuvattu ohjausjärjestelmä muodostaa tarkoituksenmukaisesti 5 yhtenäisen kokonaisuuden kuvatun havaintajärjestelmän kanssa, vaikka se sijoitettaisiin erilliseen tietokoneeseen, joka saa mittausdatan vesirajan ilmaisevasta tietokoneesta. Ohje- 1. asetusarvodatan antaa paperikoneen valvoja näppäimistön välityksellä, mutta se voi tulla digitaalisena sig-10 naalina myös automaattisesti ulkopuolisesta säätäjästä, jonka toiminta perustuu esim. kuivassa päässä suoritettuihin mittauksiin ja näissä havaittuihin poikkeamiin niiden ohjearvoista. Viimeksi mainitulla tavalla yhdistetty säätö tuottaa jatkuvuustilassa tasaisen lopputuotteen laadun, sa-15 maila kun esitetty vesirajan säätöjärjestelmä eliminoi nopeasti äkillisten häiriöiden vaikutukset.

Eräänä säätömenetelmänä voidaan vesirajadatan nojalla antaa myötäkytketysti asetusarvosignaaleja paperin kosteuden ta-20 kaisinkytketyille säätöpiireille, joiden toimilaitteet sijaitsevat paperikoneen kuivausosassa, tai suoraan näille toimilaitteille, jolloin kummassakin tapauksessa signaaleja viivästetään rainan kulkuaikaviiveen mukaisesti. Kun samalla sulpun syöttöä viiralle säädetään takaisinkytketysti pa-25 perikoneen kuivassa päässä suoritettujen, erityisesti kui-: vaan neliöpainoon kohdistuvien mittausten nojalla, voidaan neliöpainon ja kosteuden säädöt toteuttaa toisistaan riip-.·. pumattornina, tai vain prosessin kautta riippuvina, koska rainan kuitukoostumus ei enää vesirajan jälkeen muutu. Vesi-_S0 rajan mittaamiseen perustuvan, myötäkytketyn komponentin sisällyttäminen yksinkertaistaa täten säätöä ja parantaa sen tarkkuutta nykyisin yleisessä käytössä oleviin neliöpainon ja kosteuden säätömenetelmiin verrattuna.

. 35 Tietokoneen ilmaisema vesiraja, tämän keskiarvo, yksittäiset poikkeukselliset arvot ja muut vesirajan muotoa kuvaavat suureet, piirteet ja trendit tulostetaan tarkoituksenmukaisesti näyttöpäätteellä tai kirjoittimella, vaikka tämä ei 12 " C1 82 olekaan automaattisen säädön kannalta välttämätöntä. Paperikoneen valvojan käytettävissä on kuitenkin joukko käsin aseteltavia toimi- ja ohjauslaitteita ja erilaisten säätölaitteiden asetinelimiä, joita hän perinteisesti ohjaa suu-5 reksi osaksi vesirajaa koskevien havaintojen mukaan. Vaikka kuvattuun havainta- ja ilmaisujärjestelmään ei liittyisi automaattista ohjausta, se parantaa olennaisesti paperikoneen ohjaamista ilmaistessaan valvojalle vesirajan ja tämän tunnusmerkilliset suureet sekä poikkeamat halutuista arvois-10 ta ja halutusta muodosta, mukaanlukien sellaiset piirteet, joita valvoja ei muutoin pysty lainkaan havaitsemaan eikä päättelemään, ja toteuttaessaan tämän taloudellisesti myös asennus- ja huoltoteknisesti vaikeassa paperikoneympäristös-sä.

Claims (15)

1. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä vesirajan valvomiseksi, tunnettu siitä, että toimilaitteita oh-35 jataan valvojan toimesta.vesirajaa koskevan, tulostetun tiedon nojalla. Q Q 1 Q O ^4 o o löi
2. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä vesirajan säätämiseksi, tunnettu siitä, että säädön toimilaitteiden ohjaaminen käsittää paperikoneen perälaatikon huuli-aukkoon tämän eri kohdissa kohdistuvan manipuloinnin. 5
3. 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 4 mukainen menetelmä vesirajan säätämiseksi, tunnettu siitä, että vesirajan säädön ohjearvot määräytyvät paperikoneen kuivausosassa suoritettujen mittausten perusteella. 10
4. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä vesirajan valvomiseksi ja vesirajaan perustuvaksi säätämiseksi, tunnettu siitä, että vesirajan sijainnin nojalla ohjataan myötäkytketysti paperirainan keskimääräiseen kosteuteen tai 15 sen kosteuteen rainan poikittaissuunnan eri kohdissa kuivausosassa vaikuttavia toimilaitteita tai kosteuden takaisinkytkettyjen säätöpiirien asetusarvoja.
5. 7. Laitteisto vesirajan valvomiseksi ja vesirajaan perus-20 tuvaksi säätämiseksi tasoviirapaperikoneessa, joka laitteisto käsittää elimet (30, 20) viiran (10) ja sillä olevan materiaalin valaisemiseksi vesirajan alueella, optis-sähköisen kameran (40) , joka muodostaa optisen, kaksiulotteisen kuvan viiran vesirajan koko normaalista esiintymisalueesta elekt- 25 ronisen ilmaisimen tasoon, laitteet (50) elektronisen kuvasignaalin toistuvaksi lukemiseksi ja mainitun toistuvan signaalin kynnystämiseksi ja siirtämiseksi mainittujen laitteiden käsittäessä digitaalisen tietokoneen ohjelmoituna määrittämään ilmaistun valoisuuseron nojalla vesirajan si-30 jainti ja tähän perustuvat ohjaukset ja varustettuna siirtämään mainitut ohjaukset edelleen sekä laitteet mainittujen ohjausten toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää vähintään yhden.primäärisen valonlähteen (30) tasaisesti valaiseman, valoa diffuusisti heijastavan, laajan 35 pinnan (20), joka lähettää sekundääristä valoa valaisten viiraa ja tällä olevaa materiaalia siten, että mainittu optinen kuva muodostuu mainitun sekundäärisen valon välityksellä tämän heijastuessa kameraan koko mainitulta vesirajan
6. 15 S01S2 esiintymisalueelta, peilimäisesti vesirajaa edeltävästä materiaalipinnan osasta ja hajottavasti sitä seuraavasta osasta, jolloin edellisestä osasta saapuu enemmän valoa ilmaisimen pinta-alayksikölle kuin jälkimmäisestä osasta. 5
7. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että optis-sähköinen kamera (40) on sijoitettu viiran (10) ulkopuolelle ja yläpuolelle ja että sekun-däärisesti valaiseva pinta (20) on sijoitettu siten, että 10 sen viiran suhteen muodostettu peilikuva kamerasta katsottuna peittää saman sektorin kuin vesirajan normaali esiintymisalue viiralla peittää samoin kamerasta katsottuna.
8. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, t u n - 15. e t t u siitä, että primäärinen valonlähde (30) tai primääriset valonlähteet on sijoitettu viiran (10) sivuille ja sen tason alapuolelle, sekundäärisestä valaiseva pinta viiran samalle sivulle ja viiran tason yläpuolelle, ja kamera (40) viiran vastakkaiselle puolelle. 20
9. 10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että primäärinen valonlähde (30) tai primääriset valonlähteet on sijoitettu sekundäärisestä valaisevan pinnan (20) reunan tai eri reunojen läheisyyteen si- 25 ten, että ne valaisevat pintaa etuviistosta.
10. 11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että sekundäärisestä valaiseva pinta (20) on läpikuultava ja että primäärinen valonlähde (30) tai pri- 3. määriset valonlähteet on sijoitettu sekundäärisesti valaisevan pinnan taakse tai reunoihin.
11. 12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vesirajan normaalia esiintymisaluetta 35 havaitsevan optis-sähköisen kameran (40) akseli sijaitsee paperikoneen pituusakselin määrittämässä pystytasossa ja että sekundäärisesti valaiseva pinta (20) sijaitsee kameraan nähden mainitun esiintymisalueen vastakkaisella puolella. "Ole ·-, 16 ' ° I o ...
12. 13. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu digitaalinen tietokone (50) on varustettu tulostamaan vesirajaa koskevaa tietoa ja antamaan siihen perustuvia hälytyksiä. 5
13. 14. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteet ohjausten toteuttamiseksi käsittävät paperikoneen perälaatikon huuliaukkoon sen eri kohdissa vaikuttavat mekanismit. 10
14. 15. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää elimet mainittujen ohjausten asetusarvosignaalien vastaanottamiseksi laitteiston ulkopuolisesta säätäjästä, 15