FI95511C - Menetelmä eriväristen kappalepintojen osuuksien määrittämiseksi materiaalivirrasta - Google Patents

Description

95511

MENETELMÄ ERIVÄRISTEN KAPPALEPINTOJEN OSUUKSIEN MÄÄRITTÄMISEKSI MATERIAALIVIRRASTA

Keksinnön kohteena on menetelmä eriväristen, erisävyisten 5 tai eritummuusasteisten kappaleiden pintojen alan määrittämiseksi materiaalivirrasta.

Keksityn menetelmän käyttöala on teollisten prosessien ja vastaavien materiaalivirta ja tarkkailu, missä prosesseissa syntyy tai on pinnaltaan erivärisiä, erisävyisiä tai eritum-5 muusasteisia kappaleita. Tällaisia materiaalivirtoja ovat esim. massavalmistuksen yhteydessä kuoritut puut sekä kuori-lastut. Kummassakin virrassa esiintyy kahta eri väriä olevia pintoja: ruskea kuori ja vaaleampi kellertävä paljas puupinta. Menetelmällä voidaan erottaa optisesti myös materiaali-10 virrasta puun pintaan jääneen kuoren suhteellinen osuus paljaasta puupinnasta. Analyysimenetelmän tuloksia käytetään näissä tarkoituksissa kuorimisprosessin ohjaukseen ja kuorinnan optimointiin.

15 Tunnetuissa menetelmissä, missä analysoidaan vastaavasti pintojen eri värien, sävyjen tai tummuuserojen suhteellisia osuuksia, käytetään yleensä joko värikameraa tai mustavalkeaa kameraa (tummuuserot) usein lisättynä vaihtuvalla vä-risuodattimellä. Kun mittaus tehdään tällaisilla laitteil-* 20 la, niin kuvausmenetelmästä analyysilaitteineen tulee kallis järjestelmä.

Kehitetyn menetelmän päätarkoituksena on ollut tuoda esiin halpa ja käyttövarma tekniikka eriväristen, erisävyisten : 25 ja/tai eritummuuksisten kappalepintojen analyyseihin.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa. 1

Keksinnön mukaisessa menetelmässä materiaalivirtaa kuljetetaan mittauskammioiden kautta, joissa kammioissa materiaali- 2 95511 virtaa valaistaan valolähteestä tulevalla valolla ja materiaalista heijastuneen valon intensiteetti mitataan mittarilla, ja erivärisiä tai eri tummuusasteisia pintoja vasten sijoitetaan kuhunkin kammioon analysoitavien esineiden 5 taakse eri värinen pinta, jonka väri vastaa analysoitavan esineen väriä, jolloin tämän värisen pinnan osuus ei näy heijastuneen valon intensiteetin muutoksena ko kammiossa, ja kun kammioita on useita, saadaan matemaattisesti ratkaistua usean halutun eroteltavan pinnan määrä materiaalivirrassa.

10 Keksinnön suurimpana etuna on menetelmän yksinkertaisuus, josta on seurausta laitteiden edullisuus ja käyttövarmuus. Tällöin samalla myös vältetään herkkien komponenttien, kuten esim. värikameroiden, sijoittaminen useinkin hyvin hankaliin käyttöolosuhteisiin. Tällaisia ovat esim. selluteollisuuden 15 kuorimet, joissa usein on huomattavat tärinä— ja sähkökent— tähäiriöt. Keksintö soveltuu käytettäväksi kaikenlaisten, eriväristen kappaleiden pintojen alan määrittämiseen.

Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla 20 oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää erästä sovellusta analyysimenetelmän mukaisesta laitteesta sivulta katsottuna, ja kuva 2 esittää menetelmän erästä toista sovellusta sivulta katsottuna.

. . 25

Kuvassa 1 analysoitavat kappaleet 1 tulevat syöttölaitteesta kuljetushihnalle 3, joka on läpinäkyvää materiaalia. Kulje-tushihnalla kappaleet kuljetetaan analyysikammioiden 8, 9 ja 10 alitse. Kammioihin kuuluu valaisujärjestelmä 4 ja valon 30 intensiteettimittauslaite 5. Ensimmäisessä kammiossa 8 • mitataan kappaleiden kokonaispoikkipinta-ala transmissiova- laistuksen varjostuksesta. Transmissiokammion 8 avulla saadaan kokonaispoikkipinta—alaan verrannollinen signaali. Tämä mittaus ei ole aina välttämätön, mutta lisää usein 35 tarkkuutta tai sen avulla voidaan jättää esimerkiksi yksi väri määrittämättä hei jastuskammiossa. Hei jastuskammioita on tarvittava määrä peräkkäin. Niitä on vähintään n — 1 kappa—

II

3 95511 letta, jos käytetään transmissiokammiota, missä n on toisistaan eroteltavien pintojen lukumäärä.

Kuvaan 1 on piirretty kaksi heijastusmittauskammiota 9, 10.

5 Heijastusmittauskammioissa esimerkiksi kuorilastujen mit- taustapauksessa toisessa kammiossa tehdään heijastusmittaus puun väristä taustaa 6 vasten, jolloin heijastusintensi-teetti muuttuu kuoren värisen pinnan määrään verrannollisesti. Toisessa kammiossa on kuoren värinen 7 tausta, jol-10 loin siinä tapahtuvan heijastuksen intensiteetti muuttuu puunvärisen pinnan määrään verrannollisesti. Tässä esimerkkitapauksessa käytetään lisänä ensimmäistä transmissiota tarkistuslaskelmissa. Puun ja kuoren tapauksessa riittäisi transmissiotapauksen lisäksi vain jompi kumpi heijastus-15 kammio jo suhteen määräämiseen.

Kuvassa 2 on esitetty eräs kahden erivärisen pinnan suhteellinen määritys kahden heijastuskammion 9, 10 avulla.

Järjestelmässä käytetään saman lampun 4 valoa ja samaa 20 intensiteettimittaria 5 kumpaakin kammiota varten. Tällöin eliminoituvat lampun valon ja intensiteettimittarin muutokset lähes kokonaan pois suhteellisesta mittauksesta. Kun mitataan vielä lähes saman värin tummuuseroja, kuten puun ja kuoren tapauksessa usein on kyse ruskean värin eri tum-25 muuserosta, päästään lähes ideaaliseen mittaukseen. Kuvassa : 2 valo viedään valolähteestä 4 ensin kammiossa 9 olevaan puoleksiläpäisevään peiliin 11, joka antaa valon kammion 9 heijastusmittaukseen ja edelleen kammioon 10 sijoitettuun tavalliseen peiliin 12, joka puolestaan antaa kammiolle 10 30 valon heijastusmittaukseen. Kappaleista heijastunut valo : kerätään kammioihin sijoietun fokusoivan optiikan 15 läpi valokuituihin 13, jotka johtavat sulkijalaitteeseen 14. Sulkijalaitteessa päästetään aina yhden kammion valo haluttuna aikana fokusoivan optiikan 15 kautta intensiteettimit-35 tarille 5, joka voi olla esim. joko fotodiodi tai valomonis- tinputki.

4 95511

Mittaukset toimivat kummassakin laiteratkaisussa (kuvat 1 ja 2) siten, että kuvataan jokaisessa kammiossa aina samat kappaleet niiden ollessa kammion kohdalla. Tämä tehdään edullisesti käyttämällä hyväksi kuljetushihnassa olevaa 5 optista triggausta. Saatujen intensiteettiarvojen perusteella, ottaen huomioon normitukset ja kalibroinnit, saadaan tulokseksi eriväristen pintojen suhteelliset osuudet tai approksimatiiviset pinta-alat varsinkin, jos käytetään apuna transmissiokammiota, kuten kuvan 1 kammio 8.

10

Keksintöä ei rajata esitettyihin sovelluksiin vaan sitä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa.

* • ·.

Claims (6)

95511 5

1. Menetelmä eriväristen, erisävyisten tai eritummuusas-teisten pintojen alan määrittämiseksi materiaalivirrasta, 5 jota (1) kuljetetaan kuljettimella (3) mittauskammioiden (9, 10. kautta, joissa kammioissa materiaalivirtaa valaistaan kuljettimen toiselle puolelle sijoitetusta valolähteestä (4) tulevalla valolla ja materiaalista heijastuneen valon intensiteetti mitataan, tunnettu siitä, että jokaiseen 10 kammioon sijoitetaan kuljettimen toiselle puolelle analysoitavien esineiden taakse erivärinen pinta (6, 7), jonka väri vastaa analysoitavan pinnan väriä, ja heijastuneen valon intensiteettiä mitataan ko kammiosta mittarilla (5), jolloin tämän värisen pinnan osuus ei näy mittaustuloksessa inten-15 siteetin muutoksena, ja matemaattisesti lasketaan eroteltavan pinnan tai pintojen suhteelliset osuudet materiaalivirrasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-20 t u siitä, että kappaleet, joiden pinnan väriä, sävyjä tai tummuutta analysoidaan, asetetaan läpinäkyvälle kuljetushih-nalle (3), jolla materiaalia siirretään eri analyysikam-mioiden (8, 9 ja 10) kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, t u n - n e t t u siitä, että analyysissä käytetään yhtä transmis-siokammiota (8), minkä avulla saadaan kokonaispoikkipinta-alaan verrannollinen signaali, mitä voidaan käyttää laskutoimituksissa apuna, jolloin joko heijastuskammioiden määrää 30 voidaan vähentää yhdellä tai tulokseen saadaan tarkennus.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen analyysimenetelmä, tunnettu siitä, että kaikissa mittaus-kammioissa käytetään samaa valolähdettä (4), josta valo 35 jaetaan osittain valoa läpäisevien peilien (11) ja tavallisten peilien (12) avulla eri mittauskammioihin (9 ja 10). 6 95511

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen analyysimenetelmä, tunnettu siitä, että kaikkien mittaus-kammioiden (9, 10) valointensiteettien mittaukseen käytetään samaa intensiteettimittaria (5), johon valo kerätään optis- 5 ten kuitujen avulla (13), ja valo kustakin mittauskammiosta valitaan erillisen sulkijalaitteen (14) avulla, mikä valitsee yhdestä mittauskammiosta tulevan valon mittaukseen.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen analyysi-10 menetelmä, tunnettu siitä, että kuljetushihnassa (3) olevalla optisella triggauksella mitataan intensiteetit eri mittauskammioista (8, 9 ja 10) siten, että laskutoimituksia varten mitataan eri mittauskammioista samojen kappaleiden heijastus- ja transmissiointensiteetit kuljetushih-15 naa siirrettäessä eteenpäin.