JPS63309845A - 紙葉の形成率測定装置の校正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、紙葉の形成率測定装置の測定精度を校正す
る装置に関し、特に、紙葉の形成状態を連続的に測定す
る装置（当業者から一般に［フォーメーションセンサ」
と呼ばれている装置）の測定精度を校正する装置に関す
る。

〔従来技術及び問題点〕

製紙産業では、形成（フォーメーション）という概念は
、紙葉面に繊維が概ね均等に分布していることを意味す
る。フランスの特許ＰＲ−Ｂ−２５６８０１２で、出願
人は、基本的に次のものを含むフォーメーションセンサ
を記述している。

測定対象である紙葉に、偏光したレーザー光線を照射す
る光源。

発生したレーザー光線の偏光方向に対して垂直な偏光方
向を持つ偏光子。

紙葉を透過して伝わってきたレーザー光線を感知し、そ
れを電気信号に変換する手段。

最後に、この電気信号を２つの成分に分け、これらの成
分から、率■（形成率を表わす）を計算する電子的処理
手段。Ｉは次のように定義される。

時点ｔでの実効ＲＭＳ値 　一 時点ｔでの平均値Ｍ ＲＭＳは、紙葉を透過して伝わってきたレーザー光線の
実効変動値を表わし、一般にフォーメーション成分と呼
ばれる。これに対し、値Ｍは、送られてきた信号の平均
値を表わし、一般にベーシスウェイト（坪量）成分と呼
ばれる。

このフォーメーションセンサは、Ｕの字を横にした台の
形状であり、そのｒＵＪの枝と枝の間を、測定対象たる
紙葉が一定の速度で連続的に通過する。横になったｒＵ
Ｊの上方の枝には、Ｈｅ−Ｎｅ型のレーザーが設けられ
ており、下方の枝には、偏光子と、紙葉を透過して伝わ
ってきたレーザー光線を受光するシステムとが設けられ
ている。

このようなフォーメーションセンサの測定精度を校正す
るためには、固定的ではあるが、フォーメーションセン
サに検出させる目的で光学信号に変調を生じさせる、利
用可能な標準を持つことが必要である。

測定精度の校正は、少なくとも次の２つの理由により、
不可欠となる。

第１に、製紙産業では、形成率測定の拠り所となるもの
を求める傾向が次第に強くなっている。

その拠り所は、フォーメーションセンサ型の装置が市場
に出現するまでは、紙葉の透明度を視覚的に調べること
によって決定していたため、非常に主観的なものであっ
た。

第２に、フォーメーションセンサの測定値にも結局ずれ
が生じることがありうる。このずれは、フォーメーショ
ンセンサの電子システムや光学的部品の老朽化に内在す
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の目的は、フォーメーションセンサの測定精度
を校正する装置を提供することにある。

その装置は、フォーメーションセンサの測定値の正当性
を調べるため、■又は２以上の所定の形成率を、フォー
メーションセンサによって測定されるような仕方で再現
することができるようにしたものである。

この発明の主題は、紙葉の形成率測定装置の測定精度を
校正する装置である。ここでいう形成率測定装置とは、
電磁波の進路を通過する紙葉に電磁波をあて、紙葉を透
過して伝わってきた電磁波を受け取って分析するような
型の装置である。

この校正装置は次の２つの手段を含んでいる。

発生した電磁波を絶えず散乱させることのできる手段。

散乱した電磁波を時間の進行に伴って一定の仕方で変調
させることのできる手段。

言い換えれば、この発明は、厳密にいえば形成率の一定
でない散乱物質（紙葉）を、それと同じ光学的特性を示
しそのうえ一定且つ既知の形成率を示す装置にとって代
えるものである。

実際には、次のようにすると好適である。

電磁波を、可視光線又は赤外線又は紫外線とする。

散乱手段を、つや消しした物質か又は光線を概ね散乱さ
せる物質とし、例えば、つや消しガラス、つや消しした
半透明のプラスデック、又は紙葉のようなものとする。

変調手段を、光を全部又は一部吸収し、周期的に光線を
遮り、そしてこの光線を一部又は全部変調させることの
できる障害物により構成する。

最後に、この障害物を、回転可能な円板上に取り付けら
れた吸光指標とし、その円板を、光線に平行な平面上に
配置する。円板には、バランスをとるためのおもりをも
備える。

この発明の主題は、更に、紙葉の形成状態を連続的に測
定する、フォーメーションセンサと呼ばれる装置の測定
精度を校正する装置である。ここでいうフォーメーショ
ンセンサは、Ｕ字型の台の形状であり、次の手段を含ん
でいる。

紙葉を載せて所定の速度で運ぶ手段。

前記紙葉にレーザー光線を照射する手段。この手段はｒ
ＵＪの枝のひとつ（第１の枝と呼ぶ）に設けられている
。

紙葉を透過して伝わってきたレーザー光線を感知してそ
れを電気信号に変換する手段。この手段はｒＵＪのもう
ひとつの枝（第２の枝と呼ぶ）に−７＝ 設けられている。

最後に、このようにして発生した電気信号を処理する電
子的手段。この手段も第２の枝に設けられている。

校正装置には、レーザー光線の光路上にくるような位置
で該装置を２つの枝の端部に固定させることができるよ
うに、クランプ用の顎部が備えられている。

好適な実施例では、この校正装置には、変調手段を保護
するための、光の反射を防止する特性を示すケージも備
えられている。

校正装置は製紙機械に据え付けるつもりであるので、紙
葉のほうを校正装置に対して移動させるのが最も好適で
ある。しかし、製紙機械以外の装置（例えば実験室にお
ける装置）に据え付ける場合には、紙葉を固定して光線
の方を移動させてもよいことは、自明のことである。簡
単に言えば、紙葉と校正装置のうちの一方が他方に対し
て相対的に移動すればいいのである。

〔実施例〕

この発明を実施する仕方とそれによってもたらされる利
点とは、以下の実施例によって一層明らかになるであろ
う。

第１図に示すように、校正対象であるフォーメーション
センサは、Ｕ字型の台２３から成っている。台２３の一
方の枝Ｉ内には、レーザー光線２０を発生するＨｅ−Ｎ
ｅレーザー光源が設けられている。台２３の他方の枝２
内には、前記光源から発生したレーザー光線を受光する
手段と、レーザー信号を電気信号に変換する手段と、こ
の電気信号を処理する電子的手段とが設けられている。

枝１．２は、陽極酸化したアルミニウム製である。

紙葉２２は、この枝１と２の間を、レーザー光線２０に
散乱と変調を生じさせてそれを光線２１に転換させなが
ら、連続的に移動する。光線２１は、枝２において受光
される。

この発明に係る校正装置には、一時的に該装置をフォー
メーションセンサに堅く固定させるため、固定用の顎部
３．４が備えられている。固定は、刻みの付いたノブ５
を回してねじ込むことにより、周知の仕方で行なわれる
。このノブ５は、顎部３．４と共に一式の器具を形成し
ているものであり、顎部３．４は、ねじを切った穴をあ
けられており、ノブ５にとってナツトの機能を果たして
いる。顎部３．４は枝１．２に支持されており、こうし
て、校正装置は確実に固定される。

この発明に係る校正装置には、円筒を切り欠いた形状の
アルミニウム製の保護用ケージ６が含まれている。ケー
ジ６の内側の表面は、光の反射を防止する特性をもたせ
るため黒く塗られている。

余分な反射があると、測定に誤差が生じやすいからであ
る。

第２図及び第３図に示すように、この発明に係る校正装
置は、吸光指標７　（ＮＤフィルタのようなもの）を含
んでいる。この吸光指標７は、回転可能な円板８に形成
された管１０に、取外し可能に固定されたものである。

円板８の回転軸は、レーザー光線２０の光路と垂直にな
っている。円板８は、直流電流で駆動する通常の電動モ
ータ１２によって回転する。モータ１２は、外部をンヤ
ーシ１３で保護されている。更に、円板８には、動的バ
ランスを達成するため、吸光指標７と同じ質量のおもり
９が、回転軸に対して管ＩＯと対称な位置に形成された
管１１に取外し可能に固定されている。

吸光指標７は円柱状の棒の形をしているが、それは、余
分な反射を避けるため、つや消しされた黒い色をしてい
る。その直径は可変である。実際、複数の形成率を表イ
っすためには、吸光指標７を、別の特性のものに、特に
別の直径のものに取り替えれば足りる。つまり、形成率
の変化の原因となるのは、吸光指標７の直径の変化なの
である。実際、吸光指標７の直径が大きくなれば、変調
が大きくなる。吸光指標７を恒久的に円板８に固定する
ようにしてもよいことは、自明のことである。

形成率の概念は、光線を変調させ散乱させる物質によっ
て引き起こされる変調の関数として成り立つ。吸光指標
７の直径の変化は、変調のレベルの変化を引き起こし、
それゆえ形成率の変化を引き起こす。吸光指標７を取り
替えれば当然おもり９も取り替えなければならないこと
は、自明のことである。つまり、この校正装置の設計上
、おもり９の質量はつねに吸光指標７と同じでなければ
ならないのである。

この発明に係る校正装置は、該装置がフォーメーション
センサに固定されたとき、円板８の１回転につき吸光指
標７の円軌道がレーザー光線を２度遮るように設計され
ている。

ケージ６は、保護機能に加え、レーザー光線を減衰させ
且つ散乱させる手段を保有する機能をも果たしている。

この実施例では、その手段は、レーザー光線を概ね散乱
させる乳白ガラス（オパールガラス）１４から成ってい
る。乳白ガラス１４は、レーザー光線の光路に垂直な平
面上に位置しており、したがって、紙葉かたどる平面状
の進路に平行な平面上に位置している。散乱手段として
の乳白ガラス１４は、レーザー光線を減衰させるだけで
なく、レーザー光線が空間に拡がることを可能にする。

次に、この発明に係る校正装置の働きを一層詳細に説明
する。

円板８が一定速度で回転を始めると、吸光指標７は、レ
ーザー光線を変調させる周期的な動きをするようになる
。この変調は、枝２の端部に設けられたフォーメーショ
ンセンサの受光システムに検出される。この発明に係る
校正装置の設計上、吸光指標７は、１回転毎に２度レー
ザー光線を横切る。そしてこの横断は、２つの正反対の
位置、即ち、乳白ガラス１４寄りの位置と受光システム
寄りの位置とで起こる。吸光指標７がこの２つの位置の
うちのどちらの位置でレーザー光線を横切るかによって
、変調後の光線は異なる特性を持つようになる。

こうして、第４図に示すように、波形の谷１５が、乳白
ガラス１４寄りの位置でのレーザー光線の横断に対応し
ており、谷１６が、受光システム寄りの位置でのレーザ
ー光線の横断に対応している。

これらの変調の形状と振幅は、この校正装置の幾何学的
特徴の関数として、そして吸光指標７の幾何学的特徴の
関数として決定される。この振幅は、標準的な吸光指標
７による変調信号のスペクトルがフォーメーションセン
サのＲＭＳ計算周波数帯域幅の中央に位置するような仕
方で決定される。また、円板の回転速度は、吸光指標７
の通過によって生じる変調の周波数が前記周波数帯域幅
の中央に位置するように調節される。したがって、円板
８の速度のわずかな変化は、標準的な吸光指標７につい
て計算される形成率になんら影響を及ぼさない。

更に、乳白ガラス１４は、円板の回転が停止したとき、
変調はないが光線を散乱させる物質の存在する状態での
フォーメーションセンサの校正、即ち形成率ゼロの状態
でのフォーメーションセンサの校正を可能にする。この
ことは、フォーメーションセンサを光学的にゼロの状態
に「ロック」することを可能にする。このようにして、
校正の一層の正確性が保証される。

フォーメーションセンサの一構成要素であり形成率を求
める役割を持つ電子的処理手段に、校正装置によりつく
られた変調信号が与えられると、一定の値の形成率が得
られる。

このように、この発明に係る校正装置は、この発明にお
いて述べた測定装置以外の様々な測定装置にも固定でき
るようにするため取り付はシステムのみを取り替えるよ
うにすれば、様々なフォーメーション測定装置の精度を
校正するのに特に適したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る校正装置の校正対象たるフォー
メーションセンサの半横向きの概略図、第２図は校正対
象たるフォーメーションセンサの所定位置に固定された
この発明に係る校正装置の横断面図、第３図は校正対象
たるフォーメーションセンサの所定位置Ｚこ固定された
この発明に係る校正装置の一部縦断面図、第４図はこの
発明に係る校正装置によって得られた変調曲線をグラフ
で表わした図である。 ＝１５− １．２・・・枝、３．４・・・顎部、５、・・・ノブ、
６・・ケージ、７・・・吸光指標、８・・・円板、９・
・・おもり、１０．１１・・・管、１２・・・電動モー
タ、１３・・・シャーシ、１４・・・乳白ガラス、２０
・・・レーザー光線、２１・・・光線、２２・・・紙葉
、２３・・・倉出願人　センタ　テクニーク　デ ルインダストリ　デ　パピール カルトン　エ　セルロース

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁波の進路を通過する紙葉に電磁波をあて、紙
   葉を透過した電磁波を受け取って分析するような型の紙
   葉の形成率測定装置の測定精度を校正する装置であって
   、 発生した電磁波を絶えず散乱させる手段１ ４と、 散乱した電磁波を時間の進行に伴って一定 の仕方で変調させる手段７と を備えた紙葉の形成率測定装置の校正装置。
2. （２）電磁波は、可視光線又は赤外線又は紫外線である
   特許請求の範囲第１項記載の校正装置。
3. （３）散乱手段１４は、つや消しした物質か又は光線を
   概ね散乱させる物質であり、例えば、つや消しガラス、
   つや消しした半透明のプラスチック、又は紙葉である特
   許請求の範囲第１項又は第２項のいずれかに記載の校正
   装置。
4. （４）変調手段７は、光を全部又は一部吸収し、周期的
   に光線を遮り、そしてこの光線を一部又は全部変調させ
   る障害物である特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかに記載の校正装置。
5. （５）障害物は、回転可能な円板８上に取り付けられた
   吸光指標であり、該円板８は、発生した光線２０に平行
   な面上に配置されており、該円板８には、バランスをと
   るためのおもり９も備えられている特許請求の範囲第４
   項記載の校正装置。
6. （６）校正対象である装置に校正装置を固定させるため
   、クランプ用の顎部３、４が備えられている特許請求の
   範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の校正装置。
7. （７）変調手段７を保護するため、光の反射を防止する
   特性を示すケージ６が備えられている特許請求の範囲第
   １項ないし第６項のいずれかに記載の校正装置。
8. （８）電磁波２０の進路を通過する紙葉２２に電磁波２
   ０をあて、該紙葉２２を透過した電磁波２１を受け取っ
   て分析する測定装置、の測定精度を校正する装置であっ
   て、 発生した電磁波２０を絶えず散乱させる手 段としての乳白ガラス１４と、 散乱した電磁波を時間の進行に伴って一定 の仕方で変調させる手段としての、電磁波２０に平行な
   平面上に位置する回転可能な円板８上に取り付けられた
   、電磁波を吸収する性質を持つつや消しした黒色の円柱
   状の吸光指数７と、 円板８に備えられたバランス用のおもり９ と、 吸光指標７を保護するための、内側表面が 黒く塗られたアルミニウム製のケージ６と、校正対象で
   ある装置に校正装置を固定させ るための一対の顎部３、４と を備えた紙葉の形成率測定装置の校正装置。