JPS5851080B2 - 抄紙機の水足の長さを測定する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製紙工程の自動化における課題の一つを解決し
たものであり、詳しくは抄紙機のワイヤパートの水足の
長さを測定する方法および装置に関するものである。

本発明の目的は抄紙機の水足の長さの測定を省力化する
方法および装置を提供するにある。

紙の使用、消費の増大は近年めざましく、製紙プラント
は生産規模の拡大にともなって、近代化が進みその自動
化はますます重要性を増しつつある。

殊に、製紙工程における抄速変更、抄替の自動化は抄紙
効率と歩留りの向上が得られ、製紙プラントの操業効率
を改善するものである。

従来、これら自動化は、製紙工程のエンドポイントの坪
量および水分率等を測定し演算処理をなした信号で操作
端を操作するシステムでなされていた。

しかし、紙の名柄変更、生産量の変更等における抄紙機
の運転条件の変更を、エンドポイントの測定信号でやっ
ていたのでは、制御性が悪く製品の格外紙や損紙を多く
だすこととなり好ましくない。

そこで、本発明者は製紙工程の特性を鑑み、ストックイ
ンレットのスライスリップからの水足の長さがエンドポ
イントの坪量や水分量に関係することに着眼し、その水
足の光学的特性を考察することによって本発明をなすに
いたった。

本発明の要旨は、抄紙機のワイヤパートを移送する原料
の水足を２次元の画像としてとらえ、その画像を原料の
移送方向と直交する方向で水平走査をなし、各水平走査
線をワイヤパートの位置に対応させ、水平走査によって
得る１次元の映像信号を時分割的に基準値と比較しデジ
タル信号に変換するとともに記憶し、画像の完全走査毎
に記憶されたデジタル信号をデータとして一定の演算式
に基づく演算をなして水足の長さ信号を得るところにあ
る。

以下本発明について詳しく説明する。

第１図は本発明の一実施例による装置の構成説明図であ
る。

１はストックインレット、２はファンポンプ、３は白水
ピットである。

ストックインレット１には種箱（図示せず）からの原料
と白水ピット３の白水とがファンポンプ２によって同時
に送入される。

４は網状のワイヤ、５，６，７．−８，９および１０は
ローラである。

ワイヤ゛４、は各ローラの回転によって矢印方向に走行
し、ストックインレット１のスライスリップからの原ｌ
５Ｊ１３を次段に移送する。

１１はフォイル、１２はサクションボックスである。

フォイル１１およびサクションボックス１２はその近傍
を負圧状態をなすことによって、原料と混在する白水を
ローラ５，６間移送中ｌこ白水ピット３に落下させ、適
度の脱水状態を作らしめている。

原料１３はワイヤパートの次にプレスパート、 ドライ
パートの工程を経てリールパートでリールに巻り取られ
製品として出荷されるようになっている。

ＬＰは投光器で抄紙機のワイヤ上の水足近傍の照明をす
るものである。

ＴＶは撮像部で、撮像管に撮像される２次元の広がりを
もつ被写体情報を１次元の伝送用画像情報に変換し出力
する機能を有するもの、たとえば白黒のテレビカメラで
あり、そしてその水平走査はワイヤ上の原料の移送方向
に直交する方向でなされるようにテレビカメラの設置が
考慮されている。

ＣＭはコンパレータで、撮像部ＴＶから送出される信号
Ｓ１すなわち画像のコントラストに対応した振幅をなす
映像信号を入力となし、その映像信号をあらかじめ定め
た基準値と時分割的に比較してデジタル信号Ｓ２を送出
するようになっており、その比較動作は撮像部ＴＶの水
平走査に同期してなさ札−走査毎にデジタル信号Ｓ２が
出力されるようになっている。

ＣＲＴはディスプレイ部で映像信号Ｓ１で２次元の広が
りをもつ画像を表示するものである。

ＣＵはタウンタで、撮像部ＴＶの水平走査線の数と同数
用意さへかつ水平走査線に対応した番地付けがなさ札水
平走査と同期してデジタル信号Ｓ２を入力し、映像信号
Ｓ１を各水平走査線ｆこ関連付けて記憶するものである
。

なお、安価にすることを目的として、カウンタの数を減
らすことも可能ではあるが、この場合映像信号／デジタ
ル信号の変換精度を犠牲にしなければならない。

ＣＰは演算部で後述の制御部ＣＮの制御信号で駆動さ札
制御部ＣＮを介して得るカウンタＣＵからの入力信号を
あらかじめ定められた演算式に基づいて演算をなして、
その演算値に対応する信号を出力するようになっている
。

ＣＮは制御部で、撮像部ＴＶ、ディスプレイ部ＣＲＴ、
コンパレータＣＭ、カウンタＣＵおよび演算部ＣＰ
の動作を制御する機能を有する。

次に、上記構成における動作について第２図および第３
図を用いて説明する。

撮像部ＴＶの撮像領域をワイヤ上の水足の境界線Ｃを得
る領域に定める（第２図の鎖線で囲んだ部分）。

抄紙機において水足の境界線は変動するが、フォイル１
１やサクションボックス１２を機能させ、ある範囲に定
め得るものなので撮像領域の設定は比較的容易になし得
る。

ワイヤで移送する原料はストックインレット１の出口に
近いほど白水が多く、そこから離れるほど脱水状態が顕
著になり、その脱水状態は原料の移送方向に対して均一
ではなく、水足の境界線は大略第２図のような波形を呈
する。

そして、境界線Ｃで光の反射率が大きく変化するため、
撮像部ＴＶの画像のコントラストは明確になり、明領域
と暗領域に分けられる。

撮像部ＴＶでの画像の水平走査は、第２図の撮像領域で
示した斜線の矢印方向で右側を開始側とし順次走査をな
す。

そして、ｉ番目の走査線ｔ１における画像の明暗は第３
図イであり、映像信号Ｓ１は第３図口の波形信号を得る
。

口図において、ｅｌは白しベ／！／、ｅ３は黒レベル、
ｅ２は基準値を意味している。

コンパレータＣＭは水平走査と同期し、撮像部ＴＶの画
像の一走査線毎に得る映像信号Ｓ１を時分割的に基準値
ｅ２と比較し、第３図ハのように、Ｓｌ〉ｅ２で”１”
（明領域信号）、Ｓｌ〈ｅ２で“Ｏ″（暗領域信号）の
２位置信号を得る。

この−走査線毎に変換されるデジタル信号を一単位とし
て、制御部ＣＮはｉ番地のカウンタＣＵに、ｆ”の数の
積算を指示し、それによって走査線ｔｉによる映像信号
を記憶することｔこなる。

上記動作は水平走査線ｔ１からｔ５２５ｃ撮像部の水平
査線が５２５本の場合）まで同様になさへ画像の全域を
走査をなしく画像の完全走査という）、−画像の映像信
号をカウンタＣＵ全数（１番地から５２５番地）使って
記憶させる。

そして、制御部ＣＮは１回の画像の画像の完全走査を１
演算部位となして、完全走査毎に演算部ＣＰを駆動し定
められた演算式に基づく演算をなして、水足の長さに相
当する信号を出力する。

ところで、演算部ＣＰの演算式は水足の長さの定義によ
って決まり、種々ある。

ワイヤ上で移送される原料の水足の境界線Ｃは波形を呈
するため、どの境界をもって水足の長さと定義するかが
問題である。

ここでは説明の都合上、平均値法および基準値法を用い
て演算動作について説明する。

平均値法では、制御部ＣＮがカウンタＣＵの番地ｉ＝１
から１＝５２５までスキャンし、あらかじめ定めた数値
ａ（明部分がほとんどない映像信号によるコンパレータ
出力に相当する数値）およびｂ（はとんどが明部分の映
像信号によるコンパレータ出力に相当する数値）に一致
する積算値をカウンタＣＵの中から探し出し、ａについ
てはｉが最も小さいもの、すなわち数値ａを読込んだカ
ウンタＣＵの中で最も古いデータを有するカウンタ番地
ｉ を演算部ＣＰの入力となし、ｂについてはｉが最も
大きいもの、すなわち数値すを読込んだカウンタＣＵの
中で最も新しいデータを有するカウンタ番地ｉ５を演算
部ＣＰの入力となして（１）式に基づく演算をなしてｉ
を得て”ｍに対応する信号Ｅ を出力する。

信号Ｅ とワイヤパートとの位置関係は以下の通りであ
る。

画像の水平走査はワイヤ上の原料の移送方向と直交する
方向で、かつ第２図での撮像領域の右から左へ走査する
ようになっているたべ走査線の番号ｉはワイヤパートの
位置に対応させてみることができる。

すなわち、ｉ＝１の走査線で得る映像信号は、撮像領域
の中でストックインレット出口から最も離れた位置の信
号とみなすことができ、１＝５２５によるものは最も近
い位置の信号といえる。

しかも、カウンタＣＵの番地と走査線の番号と一致して
いるからカウンタＣＵの番地はすなわちストックインレ
ット出口からの距離表示と言える。

いま、前記の制御部ＣＮのスキャン動作で得たカウンタ
ＣＵの番地ｉ およびｉ５は水平走査線１ａおよびｔｂ
に対応したものであり、これらからストックインレット
出口からの距離ＬａおよびＬｂを得る。

したがって、信号Ｅ は距離Ｌ に相当するものとみな
してよい。

ｍ ｍ ａおよびｂを経験的に得た数値を定めて信号ＥＪｒ１を
水足の長さ信号とみなせばよい。

制御部ＣＮが画像の完全走査毎に上記動作をなして信号
Ｅｍを更新するように演算部を駆動することによって水
足の長さ信号を連続して得ることができる。

次に基準値法について説明する。

基準値法は数値Ｓ（明・暗領域がほぼ等しい映像信号に
よるコンパレータ出力に相当する数値）を定めてカウン
タＣＵを番地ｉ ＝ １からｉ ＝ ５２５までスキャ
ンを開始し、最初に数値Ｓと一致するカウンタＣＵの番
地ｉ を演算部ＣＰへの入力となし、ｉ にＳ

Ｓ対応する信号Ｅｍ′を出力とし、信号Ｂ ｍ
’を水足の長さ信号となすものである。

基準値法によれば演算部ＣＰはｉｏ・／Ｅｒｎ’変換機
能を有するだけでよく構成が簡単になし得る。

平均値法、基準値法は演算手段の一例であって本発明は
これに限定するものではない。

要はストックインレットとワイヤパートの位置に対応さ
せた水平走査線によって得られる映像信号を、時分割的
に基準値と比較してデジタル信号に変換するとともに、
−演算単位を定めてその演算に必要とするデータ量を記
憶し、その記憶されたデータをもとにして一定の演算を
なして水足の長さ信号を得るようにすればよい。

以上説明したように、本発明によれば、抄紙機におけろ
水足の長さを自動的に測定できるため、種々の制御系、
例えばサクションボックスを操作する制御系（負圧条件
を変える）、ストックインレットのスライスリップを操
作する制御系（いずれも水足の長さが変わる）等を容易
に構成することができる。

これらの各制御系にあっては、操作端が水足の測定箇所
に近く、かつ、水足の長さに直接影響を与えるため、制
御系の時間遅れが小となり、制御特性が改善される。

このため、紙の銘柄変更、生産量の変更等を頻繁に行っ
ても、抄紙機の操業効率を低下することはない。

又、本発明によれば、撮像部、例えば工業用テレビカメ
ラによって抄紙機のワイヤパートにおける原料の水足を
２次元の画像としてとらえ、信号処理をして水足の長さ
信号を得ることができるため、ワイヤパートの周りには
、撮像部設置用の空間を確保するだけでよい。

しかも、撮像部は＝般的に小形、かつ、コンパクトであ
るため、上記空間はあまり広くとる必要はない。

従って、本発明によれば、ワイヤパートの周りの作業性
を損うことなく、自動的に水足の長さを測定することが
でき、もって、抄紙機操業の自動化を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による構成説明図、第２図お
よび第３図は動作説明図である。 ＴＶ・・・・・・撮像ａ ＣＭ・・・・・・コンパレ
ータ、ＣＵ・・・・・・カウンタ、ＣＰ・・・・・・演
算部、 ＣＮ・・・・・・制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 抄紙機のワイヤパートにおける原料の水足境界線を
   ２次元の広がり画像として撮像し、該画像を前記原料の
   移送方向に直交する方向で、かつ前記ワイヤパートの位
   置に対応させた走査線で水平走査をなして１次元の映像
   信号となし、前記水平走査に同期し前記走査線毎に得る
   映像信号を時分割的に基準値と比較しデジタル信号に変
   換するとともに、前記走査線に対応させて記憶する操作
   を全走査線についてなし、前記画像の完全走査毎に前記
   記憶されたデジタル信号をデータとしてあらかじめ定め
   た演算式に基づいて演算をなして抄紙機の水足の長さを
   測定する方法。 ２ 抄紙機のワイヤパートにおける原料の水足境界線を
   ２次元の広がり画像としてとらえ、かつ該画像の水平走
   査をなす走査線が前記原料の移送方向に直交するように
   設置してなる撮像部と、該撮像部の映像信号を時分割的
   に基準値と比較しデジタル信号に変換するコンパレータ
   と、前記走査線に対応した番地を有し、かつ該走査線と
   同数個からなり前記デジタル信号を積算するカウンタと
   、該カウンタの積算値をデータとしてあらかじめ定めた
   演算式に基づいて演算をなす演算部と、前記撮像部、コ
   ンパレータ、カウンタおよび演算部の動作を同期かつ制
   御する制御部とを具備し、前記コンパレータおよび前記
   カウンタの動作を前記水平走査に同期して行い、前記デ
   ジタル信号を前記走査線に対応する番地のカウンタに積
   算し、前記画像の完全走査毎に前記演算部を駆動し演算
   をなして水足の長さに相当する信号を得ることを特徴と
   する抄紙機の水足の長さの測定装置。