RU2799240C2 - Determination of characteristics of crepe paper - Google Patents

Determination of characteristics of crepe paper Download PDF

Info

Publication number
RU2799240C2
RU2799240C2 RU2021105933A RU2021105933A RU2799240C2 RU 2799240 C2 RU2799240 C2 RU 2799240C2 RU 2021105933 A RU2021105933 A RU 2021105933A RU 2021105933 A RU2021105933 A RU 2021105933A RU 2799240 C2 RU2799240 C2 RU 2799240C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
web
creped
zone
zones
image
Prior art date
Application number
RU2021105933A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021105933A (en
Inventor
Тимоти ПАТТЕРСОН
Original Assignee
Соленис Текнолоджиз, Л.П.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Соленис Текнолоджиз, Л.П. filed Critical Соленис Текнолоджиз, Л.П.
Publication of RU2021105933A publication Critical patent/RU2021105933A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2799240C2 publication Critical patent/RU2799240C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: imaging.
SUBSTANCE: invention relates to a method for obtaining characteristics of the structure of a creped plate. The method includes providing an imaging system comprising one or more television or photographic sensors or devices, generating one or more signals defining one or more images of a creped plate structure zone, and evaluating the generated image of the creped plate structure by two-dimensional spectral analysis using one or more indicators to determine crepe ridge characteristics, crepe groove characteristics, embossed three-dimensional structure characteristics, plate swelling, plate internal tears, and/or loose fibre ends.
EFFECT: increasing the accuracy of detecting the characteristics of the structure of the creped plate.
13 cl, 20 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

В настоящей заявке испрашивается конвенционный приоритет по заявке US 16/100,719, поданной 10 августа 2018 г., содержание которой ссылкой вводится в настоящую заявку в полной форме.This application seeks conventional priority from US 16/100,719, filed August 10, 2018, the contents of which are hereby incorporated by reference into this application in its entirety.

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к крепированной бумаге, такой как салфетки или полотенца, которую изготавливают прижатием влажного волокнистого материала к поверхности нагретой цилиндрической сушилки, указываемой как сушильный Янки-барабан или Янки-цилиндр (эти термины будут использоваться попеременно), так что влажный волокнистый материал прилипает к этой поверхности и высушивается, после чего высушенный волокнистый материал снимают с поверхности сушильного Янки-барабана с помощью счищающего ножа или крепирующего шабера.The present invention relates to crepe paper, such as napkins or towels, which is made by pressing a wet fibrous material against the surface of a heated cylindrical dryer, referred to as a Yankee dryer or a Yankee cylinder (these terms will be used interchangeably), so that the wet fibrous material adheres to this surface and dried, after which the dried fibrous material is removed from the surface of the Yankee dryer with a stripping knife or creping scraper.

Уровень техникиState of the art

В технике хорошо известны способы получения крепированных материалов. Волокнистый материал прижимают к поверхности сушилки, например Янки-сушилки, и снимают с этой поверхности с помощью гибкого крепирующего шабера. Термины "крепирующий шабер" и "счищающий нож" используются в настоящей заявке попеременно. Крепирующий шабер может быть изготовлен из металла, керамики или других известных материалов. Степень сцепления материала с поверхностью сушилки - это фактор, определяющий эффективность крепирования и, соответственно, пухлость, растяжение, прочность на разрыв и мягкость крепированного материала. Крепирование улучшает мягкость бумаги за счет формирования крепированной структуры, разрыва значительного количества связей между волокнами и выведения концов волокон от поверхности полотна. Крепированная структура характеризуется гребешками и желобками, которые обычно ориентированы по наибольшему размеру, перпендикулярному машинному направлению (движения в машине), то есть, направлению продвижения полотна. Размеры, форма и пространственная частота этих гребешков влияют на пухлость полотна. Крепированная структура обеспечивает возможность получения бумаги, которая механически укорочена в машинном направлении, в результате чего повышается пухлость, растяжение и мягкость. Отдельные производители определяют технические условия для пухлости, растяжения, прочности на разрыв и мягкости крепированного материала на основе производимой продукции и требований своих заказчиков.Methods for producing creped materials are well known in the art. The fibrous material is pressed against the surface of a dryer, such as a Yankee dryer, and removed from that surface with a flexible creping scraper. The terms "creping scraper" and "clearing knife" are used interchangeably in this application. The creping scraper may be made of metal, ceramic, or other known materials. The degree of adhesion of the material to the surface of the dryer is a factor that determines the effectiveness of creping and, accordingly, the bulk, stretch, tear strength and softness of the creped material. Creping improves the softness of the paper by forming a creped structure, breaking a significant amount of bonds between the fibers and moving the ends of the fibers away from the surface of the web. The creped structure is characterized by ridges and grooves, which are usually oriented along the largest dimension, perpendicular to the machine direction (movement in the machine), that is, the direction of advance of the web. The size, shape and spatial frequency of these scallops affect the bulk of the web. The creped structure allows for a paper that is mechanically shortened in the machine direction, resulting in increased bulk, stretch and softness. Individual manufacturers define specifications for bulk, stretch, tear strength, and softness of creped material based on their products and the requirements of their customers.

Для получения высококачественной крепированной бумаги важна способность прилипания к нагретому цилиндрическому барабану сушилки и снятия с него волокнистого материала, и это сильно влияет на структуру крепированного полотна. Способность снятия материала определяется свойствами полотна, составом материала, который используется для приклеивания влажного полотна к Янки-цилиндру, настройкой крепирующего шабера, температурой Янки-цилиндра и другими факторами, известными специалистам в этой области техники.To produce high quality crepe paper, the ability to adhere to and remove the fibrous material from the heated cylindrical drum of the dryer is important, and this greatly affects the structure of the creped web. The peelability is determined by the properties of the web, the composition of the material used to adhere the wet web to the Yankee cylinder, the setting of the creping knife, the temperature of the Yankee cylinder, and other factors known to those skilled in the art.

После того как волокнистый материал на поверхности Янки-цилиндра высушен, высушенный волокнистый материал или крепированная бумага счищается с поверхности янки-цилиндра с помощью счищающего ножа. Сцепление должно быть достаточным для формирования удовлетворительной крепированной структуры, которая будет обеспечивать требуемые тактильные ощущения, пухлость, растяжение и прочность на разрыв конечного бумажного продукта (крепированной бумаги). Однако сцепление не должно быть слишком большим, чтобы оно не препятствовало снятию бумажного материала с Янки-цилиндра с помощью счищающего ножа.After the fibrous material on the surface of the Yankee cylinder has dried, the dried fibrous material or crepe paper is scraped off the surface of the Yankee cylinder using a stripping knife. The adhesion must be sufficient to form a satisfactory crepe structure that will provide the desired feel, bulk, stretch and tear strength to the final paper product (crepe paper). However, the grip should not be too strong so that it does not interfere with the removal of paper material from the Yankee cylinder with a stripping knife.

Крепированное структурированное полотно представляет собой модификацию крепированного полотна и хорошо известно специалистам в данной области техники. Для формирования крепированного структурированного полотна первоначально использовалась TAD-технология (от англ. Through Air Drying - сушка сквозным потоком воздуха). В настоящее время используются и другие технологии, включая NTT-технологию, разработанную фирмой Valmet, и ATMOS-технологию, разработанную фирмой Voith. Крепированные структурированные полотна имеют специфическую трехмерную структуру, создаваемую на полотне сразу же после первоначального формирования, перед подачей на сушильный Янки-цилиндр. На этой стадии производственного процесса полотно содержит значительное количество воды, как в волокнах, которые формируют полотно, так и в промежутках между волокнами, в результате чего полотно особенно подвержено механическим деформациям. Обычно в процессе используется разрежение и/или механическое воздействие для прижатия полотна к ткани, поверхность которой имеет трехмерную структуру с определенным рисунком, обычно являющимся собственностью производителя и разработанным для определенного выпускаемого продукта. Полотно вдавливают в ткань для получения зеркального оттиска трехмерной структуры, имеющейся на ткани. После получения на полотне оттиска структуры полотно частично обезвоживают, используя термические и/или механические способы. Затем полотно передается на Янки-цилиндр, где оно полностью высушивается и затем крепируется. Структура гребешков и желобков крепированной бумаги, полученная в результате операции крепирования, накладывается на ранее выдавленную трехмерную структуру. В случае крепированного структурированного полотна выдавленная трехмерная структура и структура гребешков и желобков определяют характеристики полотна, напр. пухлость, растяжение, прочность на разрыв и мягкость. Предлагаемый способ особенно хорошо подходит для мониторинга как структуры гребешков и желобков крепирования, так и выдавленной трехмерной структуры. Выдавленная трехмерная структура имеет такие же размеры, что и гребешки и желобки крепирования, или большие размеры и характеризуется правильным узором, который гораздо легче оценивать.Creped structured web is a modification of creped web and is well known to those skilled in the art. To form a creped structured fabric, TAD technology (from the English. Through Air Drying - drying through air flow) was originally used. Other technologies are currently in use, including Valmet's NTT technology and Voith's ATMOS technology. Creped structured webs have a specific three-dimensional structure created on the web immediately after initial formation, prior to being fed to the Yankee dryer. At this stage of the manufacturing process, the web contains a significant amount of water, both in the fibers that form the web and in the spaces between the fibers, with the result that the web is particularly susceptible to mechanical deformation. Typically, the process uses vacuum and/or mechanical force to press the web against the fabric, the surface of which has a three-dimensional structure with a certain pattern, usually proprietary to the manufacturer and designed for a specific manufactured product. The web is pressed into the fabric to produce a mirror image of the three-dimensional structure present on the fabric. After the structure has been imprinted on the web, the web is partially dehydrated using thermal and/or mechanical methods. The web is then transferred to a Yankee cylinder where it is completely dried and then creped. The ridge and groove structure of the crepe paper resulting from the creping operation is superimposed on the previously extruded three-dimensional structure. In the case of a creped structured web, the embossed three-dimensional structure and the structure of the ridges and grooves determine the characteristics of the web, e.g. bulk, stretch, tear strength and softness. The proposed method is particularly well suited for monitoring both the structure of the ridges and grooves of the crepe, and the extruded three-dimensional structure. The extruded three-dimensional structure has the same dimensions as the ridges and grooves of the creping, or larger, and has a regular pattern that is much easier to assess.

Структура полотна салфеток или полотенец, как крепированная структура, так и выдавленная структура, - это один из основных факторов, определяющих характеристики конечного продукта при производстве крепированного полотна. Если может осуществляться мониторинг структуры крепированного полотна, и ее характеристики могут определяться в режиме реального времени с помощью датчика машины, то производитель тонкой бумаги может регулировать или контролировать переменные параметры производственного процесса, такие как вибрация крепирующего шабера, износ крепирующего шабера, состав клейкого покрытия Янки-цилиндра, количество клейкого покрытия Янки-цилиндра, температура Янки-цилиндра, направление и интенсивность потока горячего воздуха, отбеливание волокон и химическая добавка перед Янки-цилиндром (разделительный агент, размягчитель, усилитель) для обеспечения получения требуемого продукта. Хотя были предложены различные системы мониторинга крепирования в режиме реального времени, однако ни в одной из них полотно не рассматривается как источник многомерных данных. Также известные системы не контролируют край полотна, хотя такой контроль может обеспечивать важную информацию о крепированной структуре, включая пухлость полотна, внутренние разрывы полотна и свободные концы волокон.The structure of a napkin or towel web, whether creped or embossed, is one of the main factors that determine the characteristics of the final product in the manufacture of creped web. If the texture of the creped web can be monitored and its characteristics can be determined in real time using the machine's sensor, then the tissue paper manufacturer can adjust or control process variables such as creping blade vibration, creping blade wear, Yankee adhesive composition. cylinder, amount of Yankee adhesive coating, Yankee temperature, direction and intensity of hot air flow, fiber bleaching and chemical additive before the Yankee cylinder (release agent, softener, enhancer) to ensure the required product. Although various real-time creping monitoring systems have been proposed, none of them consider the web as a source of multidimensional data. Also known systems do not monitor the edge of the web, although such monitoring can provide important information about the creped structure, including bulk of the web, internal tears in the web, and free ends of the fibers.

Современные технологии включают ряд способов получения изображений и анализа данных, в которых используются различные источники освещения, технологии получения изображений и методы их анализа. Для оценки крепированной бумаги используются различные технологии, в которых измеряется угол наклона гребешков и длина гребешков на поверхности крепированного полотна в поперечном направлении. Другие технологии используются для получения характеристик гребешков, таких как шаг складок крепирования, распределение складок крепирования, углы ориентации и пространственная частота линейных складок крепирования в машинном направлении. Однако ни в одном из современных способов гребешки и желобки крепирования и какие-либо выдавленные структуры не рассматривались как трехмерные структуры, имеющие сложные геометрические характеристики, варьирующиеся как в машинном направлении (MD, от англ. Machine-Direction), так и в поперечном направлении (CD, от англ. Cross-Direction), а также в направлении, перпендикулярном плоскости полотна, а также в них изображение полотна не рассматривалось как источник многомерной информации.Current technologies include a number of imaging and data analysis techniques that use a variety of illumination sources, imaging technologies, and methods for analyzing them. Various technologies are used to evaluate crepe paper, which measure the angle of the ridges and the length of the ridges on the surface of the creped web in the transverse direction. Other techniques are used to characterize the scallops, such as crepe spacing, crepe distribution, orientation angles, and spatial frequency of linear crepes in the machine direction. However, in none of the modern methods, the ridges and grooves of the creping and any extruded structures were considered as three-dimensional structures having complex geometric characteristics, varying both in the machine direction (MD, from the English Machine-Direction) and in the transverse direction ( CD, from the English Cross-Direction), as well as in the direction perpendicular to the plane of the canvas, as well as in them the image of the canvas was not considered as a source of multidimensional information.

В современных способах оценки крепированного полотна не учитывается, что полотно содержит трехмерные структуры, как гребешки и желобки крепирования, так и трехмерные структуры, выдавленные на полотне в процессе формирования на полотне заданного рисунка, и также, что эти комбинированные структуры могут использоваться в качестве источника многомерных данных. В предлагаемом новом способе изображение рассматривается как источник многомерной информации. В плоскости полотна гребешки и желобки формируют на изображении неправильные двухмерные характерные особенности, характеристики (показатели) которых могут быть получены с использованием различных геометрических уравнений, причем эти показатели могут изменяться как в пространстве, так и во времени. Эти показатели также используются для получения характеристик трехмерных структур, полученных на полотне в процессе выдавливания (тиснения), а также для их изменений в пространстве и во времени. Изменения яркости на изображении обеспечивают косвенную информацию о высоте структур крепирования, глубине желобков и изменениях вне плоскости полотна, создаваемых в результате структурирования полотна, причем эти вариации характеризуются на основе изменений интенсивности, пространственного расположения и времени. Поскольку изображение рассматривается как источник многомерной информации, то применяются способы двухмерного спектрального анализа, используемые для идентификации признаков структур крепирования на основе размеров и частоты появления этих признаков. Изменения во времени этих размеров обеспечивают возможность мониторинга и управления работой машины.Current methods for evaluating a creped web do not take into account that the web contains three-dimensional structures, such as ridges and creping grooves, as well as three-dimensional structures embossed on the web during the formation of a given pattern on the web, and also that these combined structures can be used as a source of multidimensional data. In the proposed new method, the image is considered as a source of multidimensional information. In the plane of the canvas, the scallops and grooves form irregular two-dimensional features in the image, the characteristics (indicators) of which can be obtained using various geometric equations, and these indicators can vary both in space and in time. These indicators are also used to characterize the three-dimensional structures obtained on the web during the extrusion (embossing) process, as well as their changes in space and time. Changes in brightness in the image provide indirect information about the height of the creping structures, the depth of the grooves, and the out-of-plane changes created by the structuring of the web, these variations being characterized based on changes in intensity, spatial location, and time. Since the image is considered as a source of multidimensional information, two-dimensional spectral analysis methods are used to identify features of creping patterns based on the size and frequency of occurrence of these features. Time variations of these dimensions provide the ability to monitor and control the operation of the machine.

Предлагаемый способ может быть также применен к краю полотна, где изображение края полотна представляет двухмерные признаки в направлении MD и по толщине (в направлении, перпендикулярном плоскости полотна). Гребешки, желобки, зоны разрывов крепирования, а также концы волокон формируют нерегулярные двухмерные особенности, которые характеризуются различными геометрическими размерами, а также изменениями этих размеров в пространстве и во времени. В случае изображений гребешков изменения яркости на изображении указывают на разницу между зонами с более высокой и с менее высокой плотностью, причем изменения характеризуются на основе изменений интенсивности, пространственного расположения и времени. Изображение края также обеспечивает информацию о пухлости. Для идентификации признаков структур крепирования на основе размеров и частоты появления этих признаков применяются и используются способы двухмерного спектрального анализа. Что касается изображений поверхности, то изменения во времени этих размеров обеспечивают возможность мониторинга и управления работой машины.The proposed method can also be applied to the edge of the web, where the image of the edge of the web represents two-dimensional features in the MD direction and in thickness (in the direction perpendicular to the plane of the web). Scallops, grooves, crepe break zones, and fiber ends form irregular two-dimensional features, which are characterized by different geometric dimensions, as well as changes in these dimensions in space and time. In the case of scallop images, changes in brightness in the image indicate the difference between areas of higher and lower density, and the changes are characterized based on changes in intensity, spatial arrangement, and time. The edge image also provides information about the plumpness. To identify features of creping patterns based on the size and frequency of occurrence of these features, two-dimensional spectral analysis methods are applied and used. With respect to surface images, changes over time in these dimensions provide the ability to monitor and control the operation of the machine.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Предлагаемый способ обеспечивает определение в процессе производства характеристик бумаги или бумажной продукции, такой салфетки или другая продукция из крепированной бумаги. Более конкретно, используется датчик или источник изображений, обеспечивающий сигнал, так что может быть получено изображение топографической или поверхностной зоны или области.The proposed method provides for the determination in the production process of the characteristics of paper or paper products, such napkins or other crepe paper products. More specifically, a sensor or image source is used to provide a signal so that an image of a topographical or surface zone or region can be obtained.

Телевизионные или фотографические датчики обеспечивают сигнал, определяющий одно или более изображений, и одно или несколько устройств и показателей могут использоваться для извлечения из изображений различной информации о формировании крепированного полотна.Television or photographic sensors provide a signal that determines one or more images, and one or more devices and indicators can be used to extract various information about the formation of the crepe web from the images.

Предлагаемый способ также включает получение изображения зоны или области края крепированного полотна таким же образом, как это делается при оценке зоны или области поверхности крепированного полотна. Один или более сигналов от одного или более датчиков преобразуют в одно или более изображений. Изображения оценивают с использованием одного или более показателей.The proposed method also includes obtaining an image of the zone or region of the edge of the creped web in the same way as it is done when evaluating the zone or region of the surface of the creped web. One or more signals from one or more sensors are converted into one or more images. Images are evaluated using one or more indicators.

Объединение двухмерного спектрального анализа поверхности и зоны краев обеспечивает многомерные характеристики структуры крепированного полотна, что представляет собой дополнительно новое и уникальное применение способа.Combining the 2D spectral analysis of the surface and edge zone provides multidimensional characterization of the structure of the creped web, which is an additional new and unique application of the method.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Настоящее изобретение будет описано далее со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, на которых одинаковые ссылочные номера указывают одинаковые элементы.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which like reference numbers indicate like elements.

На фиг. 1 - исходное изображение участка поверхности со структурой крепированного полотна;In FIG. 1 - the original image of the surface area with the structure of the creped web;

на фиг. 2 - изображение реального резкого перехода между двумя уровнями интенсивности освещенности;in fig. 2 - image of a real sharp transition between two levels of illumination intensity;

на фиг. 3 - цифровое представление изображения фиг. 2 после применения к изображению одного из алгоритмов;in fig. 3 is a digital representation of the image of FIG. 2 after applying one of the algorithms to the image;

на фиг. 4 - цифровое представление изображения фиг. 3 после повышения резкости;in fig. 4 is a digital representation of the image of FIG. 3 after sharpening;

на фиг. 5 - увеличенное изображение фиг. 1 с повышенной резкостью;in fig. 5 is an enlarged view of FIG. 1 with increased sharpness;

на фиг. 6 - изображение фиг. 5 с замкнутыми контурами вокруг зон гребешков крепирования;in fig. 6 is a representation of FIG. 5 with closed contours around the areas of crepe scallops;

на фиг. 7 - гистограмма расстояний между замкнутыми контурами, показанными на фиг. 6;in fig. 7 is a histogram of the distances between the closed loops shown in FIG. 6;

на фиг. 8 - гистограмма интенсивности освещенности между замкнутыми контурами, показанными на фиг. 6;in fig. 8 is a histogram of the illumination intensity between the closed contours shown in FIG. 6;

на фиг. 9 - вид края структуры крепированного полотна;in fig. 9 is a view of the edge of the creped web structure;

на фиг. 10 - изображение фиг. 9 после повышения резкости;in fig. 10 is a representation of FIG. 9 after sharpening;

на фиг. 11 - изображение фиг. 10 с повышенной резкостью, с замкнутыми контурами вокруг зон гребешков крепированного полотна;in fig. 11 is a representation of FIG. 10 with increased sharpness, with closed contours around the areas of the scallops of the creped web;

на фиг. 12 - гистограмма площадей замкнутых контуров фиг 11;in fig. 12 is a histogram of the areas of closed contours of FIG. 11;

на фиг. 13 - гистограмма округлости замкнутых контуров фиг 11;in fig. 13 is a histogram of the roundness of the closed contours of FIG. 11;

на фиг. 14 - вид края структуры крепированного полотна с опорной линией;in fig. 14 is a view of the edge of the creped web structure with a reference line;

на фиг. 15 - график интенсивности освещения вдоль опорной линии фиг. 14;in fig. 15 is a plot of illumination intensity along the reference line of FIG. 14;

на фиг. 16 - гистограмма интенсивности освещения вдоль опорной линии фиг. 14;in fig. 16 is a histogram of illumination intensity along the reference line of FIG. 14;

на фиг. 17 - вид быстрого преобразования Фурье (БПФ) изображения полотна фиг. 5;in fig. 17 is a fast Fourier transform (FFT) view of the web image of FIG. 5;

на фиг. 18 - вид быстрого преобразования Фурье (БПФ) изображения полотна фиг. 5 после удаления информации за пределами контуров;in fig. 18 is a fast Fourier transform (FFT) view of the web image of FIG. 5 after removing information outside the contours;

на фиг. 19 - инверсия БПФ изображения фиг. 5 после фильтрации;in fig. 19 is an FFT inversion of the image of FIG. 5 after filtering;

на фиг. 20 - половина БПФ изображения фиг. 17.in fig. 20 is half of the FFT of the image of FIG. 17.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Нижеприведенное подробное описание дается лишь в иллюстративных целях и не должно рассматриваться как ограничение объема изобретения или заявки и применений изобретения. Кроме того, заявка не содержит цели быть ограниченной какой-либо теорией, представленной выше в разделе "Уровень техники" или в нижеприведенном подробном описании.The following detailed description is given for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the scope of the invention or the application and applications of the invention. In addition, the application does not intend to be limited by any of the theories presented in the Background section above or in the detailed description below.

Предлагается способ получения характеристик структур крепированного полотна, в котором используется система получения изображений, включающая один или несколько датчиков, способных обеспечивать сигнал, представляющий зону (часть) поверхности или рельефа или зону (часть) края структуры крепированного полотна. Сигнал преобразуется в одно или несколько изображений, и эти изображения оцениваются с использованием одного или нескольких показателей.A method is provided for characterizing creped web structures using an imaging system that includes one or more sensors capable of providing a signal representing an area (part) of a surface or relief, or an area (part) of an edge of a creped web structure. The signal is converted into one or more images, and these images are evaluated using one or more indicators.

В вариантах осуществления способа один или несколько датчиков могут быть телевизионными или фотографическими датчиками, причем сигнал, который определяет указанную зону (часть), отображается в форме изображения.In embodiments of the method, one or more sensors may be television or photographic sensors, wherein the signal that defines said area (part) is displayed in the form of an image.

В некоторых вариантах осуществления способа могут использоваться различные показатели для оценки изображений зоны (части) структуры крепированного полотна. Эти показатели используются как для структуры гребешков, так и для структуры желобков крепирования, а также для выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна. Эти показатели могут дать важную информацию, включая характеристики гребешков крепирования, характеристики желобков крепирования, а также характеристики выдавленной трехмерной структуры, пухлости полотна, внутренних разрывов полотна и свободных концов волокон.In some embodiments of the method, various indicators may be used to evaluate images of a zone (part) of the structure of the creped web. These indicators are used for both the ridge structure and the crepe groove structure, as well as the extruded three-dimensional structure of the creped structured web. These indicators can provide important information, including crepe ridge characteristics, crepe groove characteristics, as well as embossed three-dimensional structure, web bulk, web internal tears, and loose fiber ends.

Под отображаемой зоной (частью) структуры крепированного полотна, понимается получаемое одно или несколько изображений верхней поверхности, нижней поверхности и/или зоны края структуры крепированного полотна. Изображения структуры крепированного полотна обычно получают в производственном процессе и после крепирования полотна, сходящего с Янки-цилиндра. Хотя получение изображений поверхности полотна может быть осуществлено после завершения производственного процесса, однако для оптимизации этого процесса в режиме реального времени наиболее предпочтительно, чтобы изображения были получены после схода крепированного полотна с Янки-цилиндра. Система получения изображений может включать один или несколько датчиков, способных обеспечивать сигнал, который может быть преобразован в изображение, или фотографическое или телевизионное устройство, которое может обеспечивать четкое изображение зоны (части) оцениваемого сформированного крепированного полотна. В настоящей заявке термины "структура крепированного полотна" и "сформированное крепированное полотно" используются попеременно.Under the displayed area (part) of the structure of the creped web, is understood to be the resulting one or more images of the top surface, bottom surface and/or edge zone of the structure of the creped web. Images of the structure of the creped web are typically obtained during the manufacturing process and after the web is creped as it exits the Yankee cylinder. Although imaging of the surface of the web may be performed after the manufacturing process has been completed, for real-time optimization of this process, it is most preferred that the images be acquired after the creped web has left the Yankee cylinder. The imaging system may include one or more sensors capable of providing a signal that can be converted to an image, or a photographic or television device that can provide a clear image of the area (part) of the formed crepe web being evaluated. In this application, the terms "creped web structure" and "formed creped web" are used interchangeably.

Структура поверхности крепированного полотна определяется гребешками крепирования, желобками крепирования, внутренними разрывами полотна, выходящими наружу свободными концами волокон и/или выдавленной трехмерной структурой в сформированном крепированном полотне, и эти элементы определяют свойства конечного крепированного полотна, включая мягкость, прочность на разрыв, растяжение и пухлость. Поскольку необходимо получать изображения движущегося полотна, датчики или устройство или система получения изображений должны обеспечивать четкое изображение зоны сформированного крепированного полотна.The surface texture of the creped web is defined by the creped ridges, crepe grooves, internal web tears, outwardly exposed free fiber ends, and/or an extruded three-dimensional structure in the formed creped web, and these elements determine the properties of the final creped web, including softness, tear strength, stretch, and bulk. . Since it is necessary to acquire images of the moving web, the sensors or the imaging device or system must provide a clear image of the area of the formed creped web.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа получение изображений с помощью телевизионного или фотографического устройства, обеспечивающего необходимую четкость, требует использования линзы с соответствующей глубиной поля резкости для получения сфокусированного изображения, несмотря на небольшие перемещения полотна в направлении к устройству получения изображений или от него. Способ выбора подходящей системы линз хорошо известен специалистам в данной области техники. Структура гребешков и желобков крепирования и/или выдавленная трехмерная структура крепированного структурированного полотна обеспечивают основу для декартовой системы координат, связанной с направлениями MD и CD. Поэтому нет необходимости в том, чтобы система получения изображений было ориентирована таким образом, чтобы вертикальная и горизонтальная оси изображений были совмещены с направлениями MD и CD.In some embodiments of the proposed method, imaging with a television or photographic device that provides the necessary clarity requires the use of a lens with an appropriate depth of field to obtain a focused image, despite small movements of the web towards or away from the imaging device. The method of selecting an appropriate lens system is well known to those skilled in the art. The structure of the ridges and grooves of the creping and/or the embossed three-dimensional structure of the creped structured web provide the basis for the Cartesian coordinate system associated with the MD and CD directions. Therefore, it is not necessary for the imaging system to be oriented such that the vertical and horizontal imaging axes are aligned with the MD and CD directions.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа используется геометрическое преобразование между системой координат MD/CD структуры поверхности крепированного полотна и системой координат, связанной с вертикальной и горизонтальной осями полученного изображения. Поворот системы координат - это хорошо известный способ геометрического преобразования, и существуют различные пакеты программного обеспечения для выполнения этих операций в автоматическом режиме.In some embodiments of the proposed method, a geometric transformation is used between the MD/CD coordinate system of the surface structure of the creped web and the coordinate system associated with the vertical and horizontal axes of the resulting image. Coordinate system rotation is a well-known method of geometric transformation, and there are various software packages available to perform these operations automatically.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа для получения изображения используется телевизионное или фотографическое устройство. С учетом того, что крепированная бумага может двигаться со скоростями, превышающими 1500 метров в секунду (м/с), для обеспечения требуемой четкости необходимо, чтобы выдержка затвора составляла 0,5-5 микросекунд (мкс). Такие выдержки затвора требуют особенно мощных источников света. В некоторых применениях для обеспечения требуемой интенсивности освещенности могут использоваться галогенные источники света. Однако галогенные и им подобные источники света выделяют много тепла, которое вблизи бумажной продукции (салфетки, полотенца) представляет потенциальную опасность пожара. Альтернативными источниками света являются светодиоды высокой интенсивности. Этот тип источника более эффективен в обеспечении света и не выделяет большого количества тепла. Одним из производителей светодиодных систем для высокоскоростной съемки является компания Veritas, г. Таллахасси, шт. Флорида.In some embodiments of the proposed method, a television or photographic device is used to obtain an image. Given that crepe paper can move at speeds in excess of 1500 meters per second (m/s), a shutter speed of 0.5-5 microseconds (µs) is required to achieve the required clarity. Such shutter speeds require particularly powerful light sources. In some applications, halogen light sources may be used to provide the required light intensity. However, halogen and similar light sources generate a lot of heat, which in the vicinity of paper products (napkins, towels) is a potential fire hazard. Alternative light sources are high intensity LEDs. This type of source is more efficient in providing light and does not generate much heat. One manufacturer of high-speed LED systems is Veritas, Tallahassee, PA. Florida.

Изображение структуры крепированного полотна обеспечивает контраст между гребешками крепирования, которые имеют более светлый цвет/оттенок, и желобками крепирования, которые имеют более темный цвет/оттенок, независимо от ориентации источника света относительно поверхности полотна. Аналогичный эффект создается выдавленной трехмерной структурой крепированного структурированного полотна. В любом конкретном применении могут быть ориентации источника света относительно крепированного полотна, при которых это отличие усиливается. Способы и показатели, используемые для определения таких ориентаций и требуемой интенсивности освещения, известны специалистам в данной области техники. На рынке предлагаются системы цифровых камер, которые могут обеспечивать изображения с частотой более 10000 кадров/сек с выдержками затвора 0,5-5 мкс. Компания Photron USA, Inc., г. Сан-Диего, шт. Калифорния, - один из поставщиков таких систем получения изображений. Системы такого типа требуют использования средств хранения данных большой емкости в связи с количеством получаемых изображений. Чем выше частота получения изображений и больше емкость устройств хранения данных, тем выше стоимость всей системы и сложнее обработка записанных данных.The image of the texture of the creped web provides contrast between creping ridges, which are lighter in color/shade, and creping grooves, which are darker in color/shade, regardless of the orientation of the light source relative to the surface of the web. A similar effect is created by the extruded three-dimensional structure of the creped structured web. In any particular application, there may be orientations of the light source relative to the creped web in which this difference is enhanced. Methods and indicators used to determine such orientations and the required illumination intensity are known to those skilled in the art. There are digital camera systems on the market that can provide images at more than 10,000 fps with shutter speeds of 0.5-5 µs. Photron USA, Inc., San Diego, pc. California is one of the providers of such imaging systems. These types of systems require the use of high capacity storage media due to the number of images acquired. The higher the acquisition frequency and the larger the storage capacity, the higher the cost of the entire system and the more difficult it is to process the recorded data.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа сигналы или изображения получают с частотой, которая обеспечивает возможность мониторинга процесса крепирования в режиме реального времени. Например, частота получения изображений может быть порядка одного изображения каждые 10 секунд, и в этом случае все же обеспечивается возможность управления работой машины в режиме реального времени. Любое управляющее действие, предпринятое на основе информации изображений, займет более 10 секунд для внесения изменения в работу производственной линии. Это связано со временем запаздывания, которое присуще машине по производству салфеток или полотенец. Минимально необходимая частота получения изображений зависит от применения, поскольку никакие две машины, производящие салфетки или полотенца, не работают одинаковым образом.In some embodiments of the proposed method, the signals or images are received at a frequency that allows real-time monitoring of the creping process. For example, the frequency of obtaining images may be on the order of one image every 10 seconds, in which case it is still possible to control the operation of the machine in real time. Any control action taken based on the image information will take more than 10 seconds to make a change to the production line. This is due to the lag time that is inherent in the tissue or towel making machine. The minimum required frequency of imaging depends on the application, since no two machines that produce napkins or towels work in the same way.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа получают изображение поверхности или рельефа структуры крепированного полотна. Поверхность может быть верхней или нижней поверхностью структуры крепированного полотна, для которой может использоваться двухмерный спектральный анализ для определения размеров и частоты повторяемости особенностей рельефа, которые составляют структуру поверхности полотна после крепирования и/или выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна. При изготовлении любой бумажной продукции немало усилий тратится на то, чтобы сделать структуру полотна как можно более однородной. Однако вся бумажная продукция состоит из отдельных волокон, физические и химические характеристики которых варьируются от волокна к волокну. В результате характеристики полотно будут изменяться в пространстве, что, в свою очередь, приводит к пространственной изменчивости структур гребешков и желобков крепированного полотна. Такая изменчивость проявляется в разных масштабах: от индивидуальных волокон до размеров, превышающих размеры гребешков и желобков крепирования. Такая изменчивость может иметь случайный характер, или же в ней могут быть закономерности.In some embodiments of the proposed method, an image of the surface or relief of the structure of the creped web is obtained. The surface may be the top or bottom surface of the creped web structure, for which 2D spectral analysis can be used to determine the size and frequency of the features that make up the surface structure of the post-creped web and/or the embossed 3D structure of the creped structured web. In the manufacture of any paper product, a lot of effort is spent on making the structure of the web as uniform as possible. However, all paper products are made up of individual fibers whose physical and chemical characteristics vary from fiber to fiber. As a result, the characteristics of the fabric will vary in space, which in turn leads to spatial variability in the structures of the ridges and grooves of the creped fabric. This variability manifests itself in different scales: from individual fibers to sizes exceeding the sizes of combs and crepe grooves. Such variability may be random, or there may be patterns in it.

На изображениях поверхности крепированного полотна просматривается изменчивость структур гребешков и желобков крепирования и/или выдавленной на этом полотне трехмерной структуры, в направлениях MD и CD. Эти структуры имеют признаки, которые изменяются в некотором диапазоне размеров и частоты их повторяемости. На изображениях краев полотна видна изменчивость плотности полотна из-за его нарушений и свободных концов волокон, как в машинном, так и в направлении, перпендикулярном плоскости полотна. Как и в случае изображений поверхности полотна, упомянутые структуры имеют признаки, которые изменяются в некотором диапазоне размеров и частоты их повторяемости. Оба типа изображений могут быть проанализированы с использованием двухмерного спектрального анализа. Для этого типа преобразования используется изображение из пространственной области, то есть, стандартное цифровое изображение, и преобразуется в частотную область. Вся информация, содержавшаяся в исходном изображении, сохраняется, однако она присутствует в единицах частоты и величины или масштаба. Способы двухмерного спектрального анализа обеспечивают возможность одновременного получения размеров и частоты повторяемости признаков структуры крепированного полотна в двух измерениях. Одним из способов спектрального анализа является быстрое преобразование Фурье (БПФ). Другие методы спектрального анализа включают преобразования элементарных волн, преобразования Хартли и преобразования Вигнера-Вилла. Эти технологии спектрального разложения и осуществление этих технологий являются стандартными в области обработки сигналов и анализа изображений. Выбор наиболее подходящего метода осуществляют на основе содержания информации изображений, имеющихся вычислительных мощностей и простоты реализации. БПФ включен во многие имеющиеся пакеты анализа изображений. В качестве одного из примеров можно указать ImageJ, бесплатную программу обработки изображений, написанную на языке Java и разработанную в Национальных институтах здравоохранения. В качестве примера платного пакета обработки изображений, включающего БПФ, можно указать пакет Aphelion™ Image Software Suite, предлагаемый компанией Amrinex Applied Imaging, Inc., r. Монро, шт. Нью-Джерси.Surface images of the creped web show variation in the crepe and groove structures and/or the three-dimensional structure extruded on the web, in the MD and CD directions. These structures have features that vary in a certain range of sizes and frequency of their occurrence. Web edge images show variability in web density due to web disruptions and loose fiber ends, both in the machine and in the direction perpendicular to the web plane. As in the case of images of the surface of the canvas, the mentioned structures have features that change in a certain range of sizes and frequency of their repetition. Both types of images can be analyzed using 2D spectral analysis. For this type of transformation, an image from the spatial domain, that is, a standard digital image, is used and converted to the frequency domain. All the information contained in the original image is retained, however it is present in units of frequency and magnitude or scale. Methods of two-dimensional spectral analysis provide the possibility of simultaneously obtaining the dimensions and frequency of repetition of signs of the structure of the creped web in two dimensions. One method of spectral analysis is the Fast Fourier Transform (FFT). Other spectral analysis methods include elementary wave transforms, Hartley transforms, and Wigner-Will transforms. These spectral decomposition technologies and the implementation of these technologies are standard in the field of signal processing and image analysis. The choice of the most appropriate method is made on the basis of the information content of the images, the computing power available, and the ease of implementation. The FFT is included in many image analysis packages available. One example is ImageJ, a free Java image processing program developed by the National Institutes of Health. An example of a paid image processing package that includes FFT is the Aphelion™ Image Software Suite available from Amrinex Applied Imaging, Inc., r. Monroe New Jersey.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа методы спектрального анализа используются для определения количественных характеристик величин и частоты неслучайных изменений структуры крепированного полотна или структуры крепированного структурированного полотна. Неслучайные изменения могут использоваться для получения характеристик полотна и для определения изменений структуры полотна в пространстве и времени. Значительные изменения крепированной структуры в направлении CD указывают на неоднородно сформированное и/или неоднородно высушенное полотно. Если масштабы изменчивости сравнимы с существенной частью ширины машины, то в этом случае эффективность преобразования снижается. Край с одной части ширины будет иметь другие характеристики по сравнению с краем с другой части ширины, что требует соответствующей настройки технических средств преобразования. Если размеры изменений сравнимы с частью ширины конечного продукта, то в этом случае получаемый продукт не будет ощущаться как мягкий, и/или продукт не будет выполнять функцию, предназначенную для него. Значительные изменения структуры в направлении MD указывают на неудовлетворительное управление работой машины, что происходит в связи с изменением со временем работы одного или нескольких компонентов машины. Мониторинг качества полотна требует получения характеристик гребешков и желобков крепирования в направлениях MD и CD, а также частоты повторяемости в направлениях MD и CD, как в пространстве, так и во времени. Анализ полотна только в направлении MD или CD дает неполное представление о полотне. Таким образом, отображаемую зону (часть) сформированного крепированного полотна оценивают с использованием двухмерного спектрального анализа.In some embodiments of the proposed method, spectral analysis methods are used to quantify the magnitude and frequency of non-random changes in the structure of the creped web or the structure of the creped structured web. Non-random changes can be used to obtain web characteristics and to detect changes in web structure over space and time. Significant changes in the creped structure in the CD direction indicate a non-uniformly shaped and/or non-uniformly dried web. If the scale of variability is comparable to a significant part of the width of the machine, then in this case the conversion efficiency is reduced. The edge from one part of the width will have different characteristics compared to the edge from the other part of the width, which requires appropriate adjustment of the conversion hardware. If the dimensions of the changes are comparable to a fraction of the width of the final product, then the resulting product will not feel soft and/or the product will not perform its intended function. Significant changes in the structure in the direction of MD indicate poor control of the operation of the machine, which occurs due to a change over time in the operation of one or more components of the machine. Web quality monitoring requires characterization of crepe and crepe grooves in the MD and CD directions, as well as repeat rates in the MD and CD directions, both in space and time. Analyzing the web only in the MD or CD direction gives an incomplete picture of the web. Thus, the displayed area (part) of the formed creped web is evaluated using a two-dimensional spectral analysis.

В других вариантах осуществления предлагаемого способа оценивается изображение зоны края структуры крепированного полотна. Изображения зон краев показывают изменения структуры крепированного полотна по его толщине, такие как изменения пухлости, изменения плотности и изменения во встречаемости свободных концов волокон. В производственном процессе тратятся значительные усилия на поддержание устойчивых характеристик полотна вне его плоскости. Однако характеристики волокон, составляющих полотно, и изменение в каждом производственном процессе, дают в результате пространственную изменчивость характеристик полотна, которая, в свою очередь, приводит к пространственной изменчивости структур гребешков и желобков крепирования, в результате чего в направлении, перпендикулярном плоскости полотна, изменяются такие характеристики как пухлость, плотность и встречаемость свободных концов волокон. Такие изменения могут иметь случайный характер, или в них могут быть закономерности. Спектральный анализ позволяет получить количественные характеристики масштабов и частоты неслучайных изменений. Неслучайные изменения могут использоваться для получения характеристик полотна и для определения пространственных и временных изменений структуры полотна.In other embodiments of the proposed method, the image of the region of the edge of the structure of the creped web is evaluated. Edge zone images show changes in the structure of the creped web through its thickness, such as changes in bulk, changes in density, and changes in the occurrence of loose fiber ends. In the production process, significant efforts are spent on maintaining the stable characteristics of the web outside of its plane. However, the characteristics of the fibers that make up the web and the change in each manufacturing process result in spatial variability in the characteristics of the web, which in turn results in spatial variability in the ridge and crepe patterns, resulting in changes in the direction perpendicular to the plane of the web. characteristics such as bulk, density and the occurrence of free ends of the fibers. Such changes may be random, or there may be patterns in them. Spectral analysis makes it possible to obtain quantitative characteristics of the scale and frequency of non-random changes. Non-random variations can be used to characterize the web and to determine spatial and temporal changes in web structure.

В других вариантах осуществления предлагаемого способа метод двухмерного спектрального анализа может использоваться в качестве фильтра изображений. Это осуществляется с помощью первого преобразования изображения в частотную область с использованием такого средства как, например, быстрое преобразование Фурье (БПФ). Затем из частотной области удаляют признаки в определенном диапазоне частот или в диапазоне размеров. На заключительной стадии осуществляют обратное преобразование для возвращения изображения в исходную пространственную область. В результате получают изображение во временной области, которое сходно с исходным изображением, но в нем отсутствуют признаки, удаленные в частотной области. Затем можно сравнить два изображения с использованием любого из способов, описанных в настоящей заявке, и различия между ними могут быть выражены в количественной форме.In other embodiments of the proposed method, the 2D spectral analysis method can be used as an image filter. This is done by first transforming the image into the frequency domain using a tool such as the Fast Fourier Transform (FFT) for example. Then features are removed from the frequency domain in a certain frequency range or size range. At the final stage, an inverse transformation is carried out to return the image to the original spatial region. The result is an image in the time domain that is similar to the original image, but lacks features removed in the frequency domain. The two images can then be compared using any of the methods described herein and the differences between them can be quantified.

Предлагаемый способ может использоваться для получения количественных характеристик небольших особенностей, таких как свободные концы волокон, мелкие нарушения полотна, иногда указываемые как "микроскладки", присутствующие в структурах гребешков и/или желобков крепирования и небольшие изменения выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна. Поскольку известные способы применяются для одного измерения, для направления MD, то новизна предлагаемого решения заключается в признании двухмерного характера структуры крепированного полотна и в применении двухмерного или трехмерного анализа для полного описания структуры крепированного полотна. Идея двухмерного анализа в предлагаемом способе в равной степени применима к оценке изображений зон (частей) краев структуры крепированного полотна. Предлагаемый способ обеспечивает возможность объединения двухмерного спектрального анализа поверхности и зоны краев, в результате чего обеспечиваются многомерные характеристики структуры крепированного полотна, что представляет собой дополнительную новизну и уникальность применения способа.The inventive method can be used to quantify small features such as loose fiber ends, fine web disturbances, sometimes referred to as "microfolds", present in crepe and/or groove structures, and small changes in the embossed three-dimensional structure of a creped structured web. Since known methods are applied to a single dimension, the MD direction, the novelty of the proposed solution lies in the recognition of the two-dimensional nature of the structure of the creped web and the use of two-dimensional or three-dimensional analysis to fully describe the structure of the creped web. The idea of two-dimensional analysis in the proposed method is equally applicable to the evaluation of images of zones (parts) of the edges of the creped web structure. The proposed method provides the possibility of combining a two-dimensional spectral analysis of the surface and the edge zone, resulting in multidimensional characteristics of the structure of the creped fabric, which is an additional novelty and uniqueness of the application of the method.

Если крепированное полотно рассматривать как источник многомерных данных, то может быть получено более полное описание структур этого полотна. Данные могут использоваться в одном или в нескольких показателях, рассмотренных в настоящем описании, для получения характеристик структур сформированного крепированного полотна. На получаемом изображении зоны (части) поверхности крепированного полотна имеются зоны, которые выглядят более светлыми, и зоны, которые выглядят более темными. Более светлые зоны - это гребешки крепирования, которые выглядят более светлыми, поскольку больше падающего света отражается от них в направлении устройства получения изображений, так что интенсивность освещенности в этом случае больше. Более темные зоны - это желобки крепирования, которые выглядят более темными, поскольку меньше падающего света отражается от них в направлении устройства получения изображений, так что интенсивность освещенности в этом случае меньше. В случае крепированного структурированного полотна достигается аналогичный эффект, элементы, расположенные ближе всего к источнику освещения, кажутся более светлыми, а элементы, более удаленные от источника освещения, то есть, углубленные в поверхность, кажутся более темными. Выдавленная трехмерная структура сформированного крепированного полотна может рассматриваться как геометрически однородный вариант структуры гребешков и желобков крепирования, и может оцениваться и характеризоваться с использованием одних и тех же способов.If the creped web is considered as a source of multidimensional data, then a more complete description of the structures of this web can be obtained. The data may be used in one or more of the indicators discussed herein to characterize the structures of the formed creped web. In the resulting image of the area (part) of the surface of the creped web, there are areas that look lighter and areas that look darker. The lighter areas are the creping ridges, which appear lighter because more incident light is reflected from them towards the imaging device, so that the light intensity is greater in this case. The darker areas are the creping grooves, which appear darker because less incident light is reflected from them towards the imaging device, so that the light intensity is less in this case. In the case of a creped structured web, a similar effect is achieved, elements that are closest to the light source appear lighter, while elements further from the light source, i.e., recessed into the surface, appear darker. The extruded three-dimensional structure of the formed creped web can be considered as a geometrically uniform version of the structure of the ridges and grooves of the crepe, and can be evaluated and characterized using the same methods.

На цифровом изображении относительная яркость и/или темнота представляется значениями пикселей для каждого из пикселей, составляющих изображение. Поэтому значение пикселя обеспечивает косвенное указание возвышения элементов, формирующих структуру крепированного полотна. Светлые и темные зоны формируют геометрически определяемые фигуры. Количественное описание этих фигур на основе показателей, связанных с площадью, периметром, длиной, шириной, отклонением от симметричной или правильной формы, пространственным разделением этих фигур и частотой повторяемости фигур и признаков фигур в пространстве дает возможность охарактеризовать структуру крепированного полотна, представленного на изображении.In a digital image, relative brightness and/or darkness is represented by pixel values for each of the pixels that make up the image. Therefore, the pixel value provides an indirect indication of the elevation of the elements that form the structure of the creped web. Light and dark zones form geometrically defined figures. A quantitative description of these figures based on indicators related to the area, perimeter, length, width, deviation from a symmetrical or regular shape, the spatial separation of these figures and the frequency of repetition of figures and signs of figures in space makes it possible to characterize the structure of the creped fabric shown in the image.

Изображения, полученные в разные моменты времени в одном и том же месте в направлении CD полотна, могут использоваться для определения изменения во времени зон гребешков и желобков крепирования и/или зон выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна в показателях относительных изменений, частоты изменения и скорости изменения. Кроме форм гребешков и желобков крепирования и/или выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна интенсивность освещенности в каждой зоне, интенсивность освещенности между зонами и изменения интенсивности освещенности между сходными зонами могут использоваться для получения характеристик вертикального распределения гребешков и желобков крепирования и/или выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна. Изображения, полученные в разные моменты времени в одном и том же месте в поперечном направлении полотна, могут использоваться для определения изменения во времени вертикального распределения гребешков и желобков и/или зон выдавленной трехмерной структуры структурированного крепированного полотна в показателях относительных изменений, частоты изменения и скорости изменения. Дополнительный способ получения характеристик обеспечивается за счет использования методов двухмерного спектрального анализа. При спектральном анализе одновременно учитывается и определяется количественно масштаб и частота изменений структуры в направлениях CD и MD. Полученная информация используется для регулировки в режиме реального времени процесса изготовления бумаги и получения бумажной продукции более высокого качества, особенно бумаги санитарно-гигиенического назначения, полотенец и других изделий из крепированной бумаги.Images taken at different time points at the same location in the CD direction of the web can be used to determine the temporal change in crepe and groove zones and/or embossed three-dimensional structure zones of a creped structured web in terms of relative changes, frequency of change, and rate of change. . In addition to the shapes of the ridges and crepes and/or the embossed three-dimensional structure of the creped structured web, the light intensity in each zone, the light intensity between zones, and the variations in light intensity between similar zones can be used to characterize the vertical distribution of the ridges and crepes and/or the embossed three-dimensional structure of the creped structured canvas. Images taken at different times in the same location in the cross direction of the web can be used to determine the change over time in the vertical distribution of the ridges and grooves and/or zones of the extruded three-dimensional structure of the structured creped web in terms of relative changes, frequency of change and rate of change . An additional way to characterize is provided through the use of two-dimensional spectral analysis methods. Spectral analysis simultaneously takes into account and quantifies the scale and frequency of structural changes in the CD and MD directions. The information obtained is used to adjust the papermaking process in real time and produce higher quality paper products, especially tissue paper, towels and other crepe paper products.

В других вариантах осуществления предлагаемого способа оценивается изображение зоны края структуры крепированного полотна. Изображения зон краев показывают изменения структуры крепированного полотна по его толщине, такие как изменения пухлости, изменения плотности и изменения в повторяемости свободных концов волокон. Поверхность полотна, которая была прижата к Янки-цилиндру, как правило, имеет большее число удлиненных более темных зон. Они представляют собой волокна или группы волокон, которые были вытянуты из поверхности полотна в процессе крепирования. Как и в случае изображения поверхности светлые и темные зоны представляют собой геометрически определяемые фигуры. Количественное описание этих фигур на основе показателей, связанных с площадью, периметром, длиной, шириной, отклонением от симметричной или правильной формы, пространственным разделением этих фигур и частотой повторяемости фигур и признаков фигур в пространстве дает возможность охарактеризовать структуру крепированного полотна, представленного на изображении. Изображения, полученные в разные моменты времени, могут использоваться для получения характеристик изменений во времени более плотных и менее плотных зон в показателях относительных изменений, частоты изменения и скорости изменения. Кроме форм гребешков и желобков крепирования интенсивность освещенности в каждой зоне, интенсивность освещенности между зонами и изменения освещенности между сходными зонами могут использоваться для получения характеристик пухлости, областей нарушений и свободных концов волокон. Изображения, полученные в разные моменты времени, могут использоваться для определения изменений этих характеристик во времени в показателях относительных изменений, частоты изменения и скорости изменения, и при спектральном анализе одновременно учитывается и определяется количественно масштаб и частота изменений структуры, как в направлении MD, так и в направлении, перпендикулярном плоскости полотна.In other embodiments of the proposed method, the image of the region of the edge of the structure of the creped web is evaluated. The images of the edge zones show changes in the structure of the creped web through its thickness, such as changes in bulk, changes in density, and changes in the repeatability of the free ends of the fibers. The surface of the web that has been pressed against the Yankee cylinder generally has a greater number of elongated darker zones. They are fibers or groups of fibers that have been drawn from the surface of the web during the creping process. As in the case of the surface image, the light and dark zones are geometrically defined figures. A quantitative description of these figures based on indicators related to the area, perimeter, length, width, deviation from a symmetrical or regular shape, the spatial separation of these figures and the frequency of repetition of figures and signs of figures in space makes it possible to characterize the structure of the creped fabric shown in the image. Images acquired at different points in time can be used to characterize the changes over time of denser and less dense zones in terms of relative changes, frequency of change, and rate of change. In addition to the shapes of the ridges and creping grooves, the light intensity in each zone, the light intensity between zones, and light changes between similar zones can be used to characterize bulk, areas of damage, and free ends of the fibers. Images taken at different points in time can be used to determine changes in these characteristics over time in terms of relative change, rate of change and rate of change, and spectral analysis simultaneously takes into account and quantifies the scale and frequency of structure changes, both in the direction of MD and in a direction perpendicular to the plane of the canvas.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа для выделения структуры крепированной поверхности и/или выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна, а также для построения замкнутых контуров вокруг зон гребешков крепирования или зон выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна могут использоваться технологии обработки изображений, такие как построение контуров. Концепция замкнутого контура аналогична концепции линий постоянных высот (горизонталей) на топографической карте. Контуры строятся на изображении на основе значений пикселей изображения, причем линии контуров соединяют пиксели с одинаковыми численными значениями пикселей. Поскольку значения пикселей изображения крепированного полотна косвенно соответствуют местной высоте, получаемые линии контуров очерчивают гребешки крепированного полотна. Контуры определяют форму и размеры гребешков, а также форму и размеры связанных с ними желобков. По изменению значения пикселей, для которых вычерчиваются контуры, можно охарактеризовать наклон гребешков. Наклон гребешка крепированного полотна равен изменению значения пикселей, деленному на число пикселей, находящихся между рассматриваемыми контурами. Если расстояние между устройством получения изображений и полотном известно, или если имеется в наличии калибровочное изображение, то физическое расстояние может быть связано с количеством пикселей между контурными линиями. Такие технологии являются стандартными и хорошо известны в области анализа изображений.In some embodiments of the proposed method, image processing technologies such as contouring can be used to highlight the structure of the creped surface and / or the embossed three-dimensional structure of the creped structured web, as well as to create closed contours around the zones of the crests of the crepe or the zones of the embossed three-dimensional structure of the creped structured web. The concept of a closed contour is similar to the concept of lines of constant heights (horizontals) on a topographic map. The contours are built on the image based on the pixel values of the image, with contour lines connecting pixels with the same numerical pixel values. Because the pixel values of the creped web image indirectly correspond to the local height, the resulting contour lines delineate the ridges of the creped web. The contours define the shape and dimensions of the combs, as well as the shape and dimensions of the associated grooves. By changing the value of the pixels for which the contours are drawn, it is possible to characterize the slope of the scallops. The scallop of the crepe web is equal to the change in pixel value divided by the number of pixels between the contours in question. If the distance between the imaging device and the web is known, or if a calibration image is available, then the physical distance can be related to the number of pixels between the contour lines. Such technologies are standard and well known in the field of image analysis.

В других вариантах осуществления предлагаемого способа получают изображения поверхности или рельефной зоны сформированного крепированного полотна в машинном (MD) и поперечном (CD) направлениях, и эти изображения оценивают таким образом, чтобы замкнутые контуры были построены вокруг гребешков крепирования, в результате чего обозначаются как гребешки, так и желобки крепирования. Замкнутые контуры, в качестве очертаний структуры гребешков крепирования, будут в общем случае иметь удлиненную форму, и их больший размер будет ориентирован параллельно поперечному направлению, а меньший размер будет параллелен машинному направлению. Из-за вариаций, как в структуре полотна, так и в производственном процессе, замкнутые контуры будут варьироваться в некотором диапазоне форм и размеров. Кроме того, изменения в производственном процессе будут приводить к изменениям структуры поверхности крепированного полотна, которые, в свою очередь, влекут за собой изменения, как формы, так и размеров замкнутых контуров, а также относительного распределения этих форм и размеров. В зависимости от производимой продукции могут быть тенденции изменений как формы, так и размеров гребешков и желобков крепирования, причем эти тенденции могут коррелировать с характеристиками крепируемого полотна, такими как мягкость, растяжение, прочность на разрыв и пухлость. Существует ряд геометрических показателей, которые могут быть применены для получения характеристик форм гребешков крепирования. В случае крепированных структурированных полотен такая же технология используется для построения замкнутых контуров вокруг более светлых зон выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна, так что обеспечивается возможность получения характеристик структуры. Хотя выдавленная структура должна быть однородной, как во времени, так и в пространстве, вышеупомянутые вариации производственного процесса приводят к изменениям структуры, которые могут быть охарактеризованы и коррелируют с характеристиками полотна, такими как мягкость, растяжение, прочность на разрыв и пухлость.In other embodiments of the proposed method, images of the surface or relief zone of the formed creped web in the machine (MD) and transverse (CD) directions are obtained, and these images are evaluated so that closed contours are built around the crests of the crepe, as a result of which they are designated as combs, and creping grooves. Closed contours, as outlines of the structure of the crepes, will generally have an elongated shape, and their larger dimension will be oriented parallel to the transverse direction, and the smaller dimension will be parallel to the machine direction. Due to variations in both web structure and the manufacturing process, closed loops will vary in a range of shapes and sizes. In addition, changes in the manufacturing process will lead to changes in the surface structure of the creped web, which in turn entail changes in both the shape and size of the closed contours, as well as the relative distribution of these shapes and sizes. Depending on the product being manufactured, there may be trends in both the shape and size of the ridges and crepes, and these trends may correlate with characteristics of the creped web, such as softness, stretch, tear strength, and bulk. There are a number of geometries that can be used to characterize the shape of the crepe combs. In the case of creped structured webs, the same technique is used to construct closed contours around the lighter areas of the extruded three-dimensional structure of the creped structured web, so that the characteristics of the structure can be obtained. Although the embossed structure must be uniform, both in time and space, the above manufacturing process variations result in changes in structure that can be characterized and correlated with web characteristics such as softness, stretch, tear strength and bulk.

В одном из вариантов предлагаемого способа показатели, используемые для оценки получаемых изображений, связаны с идеей характеристического отношения. Показатель "характеристическое отношение" обычно определяется в отношении правильных фигур, таких как прямоугольники и эллипсы, как отношение большего размера к перпендикулярному меньшему размеру. Это простой показатель, который используется установления связи между размерами фигуры в двух перпендикулярных направлениях. Этот показатель особенно подходит для оценки поверхности или рельефной зоны (части) сформированного крепированного полотна для определения изменения размеров гребешков и желобков крепирования в направлениях MD и CD. Длинная тонкая фигура будет иметь более высокое характеристическое отношение по сравнению с короткой утолщенной фигурой. В случае фигур с низким и высоким характеристическим отношением крепированное полотно обычно не ощущается как мягкое, и в зависимости от относительного разделения гребешков полотно может иметь неудовлетворительные характеристики растяжения и прочности. Гребешки с низким характеристическим отношением будут в большей степени отделены друг от друга в машинном направлении даже в плотноупакованной конфигурации. В результате гребешки крепирования будут скорее восприниматься как раздельные структуры, что ухудшает ощущение мягкости. Если фигуры имеют большое характеристическое отношение, то это может указывать на гребешки с заостренными вершинами, что также ухудшает ощущение мягкости. Это усугубляется в том случае, когда гребешки крепирования в большей степени отделены друг от друга. Как удлинение гребешков крепирования, так и количество гребешков на единицу поверхности и/или на единицу длины, в направлениях MD и CD, являются факторами, влияющими на характеристики конечного полотна.In one variant of the proposed method, the indicators used to evaluate the resulting images are associated with the idea of a characteristic ratio. The "characteristic ratio" is usually defined in relation to regular shapes such as rectangles and ellipses as the ratio of the larger dimension to the perpendicular smaller dimension. This is a simple indicator that is used to establish a relationship between the dimensions of a figure in two perpendicular directions. This indicator is particularly suitable for evaluating the surface or relief zone (part) of the formed creped web to determine the change in the dimensions of the ridges and crepe grooves in the MD and CD directions. A long thin figure will have a higher aspect ratio compared to a short thick figure. In the case of low and high aspect ratio figures, the creped web generally does not feel soft, and depending on the relative separation of the ridges, the web may have unsatisfactory stretch and strength characteristics. Combs with a low aspect ratio will be more separated from each other in the machine direction, even in a close-packed configuration. As a result, the crests of the crepe will feel more like separate structures, which detracts from the soft feel. If the figures have a large characteristic ratio, then this may indicate scallops with pointed tops, which also impair the feeling of softness. This is exacerbated when the crepe combs are more separated from each other. Both the elongation of the creping ridges and the number of ridges per unit area and/or per unit length, in the MD and CD directions, are factors influencing the characteristics of the final web.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа, если гребешки крепирования не являются простыми эллипсами, то для получения характеристик структуры гребешков крепирования вместо стандартной формы характеристического отношения используется его модифицированная форма. Как уже указывалось, стандартная форма характеристического отношения представляет собой отношение наибольшего размера к перпендикулярному меньшему размеру. Если датчик или устройство получения изображений остается на сравнительно постоянном расстоянии от изображаемой поверхности, то число пикселей в любом из направлений MD или CD может использоваться в качестве идентификатора физических размеров в направлении MD или CD. Стандартное определение характеристического отношения может быть модифицировано для асимметричных фигур путем использования определения отношения средняя длина/средняя ширина. В этом случае средняя длина - это среднее значение длин линий пикселей в направлении CD, и средняя ширина -это среднее значение длин пикселей в направлении MD. Другая модификация характеристического отношения - это коэффициент удлинения фигуры,In some embodiments of the proposed method, if the creping ridges are not simple ellipses, then a modified form of the characteristic ratio is used instead of the standard form of the characteristic ratio to obtain characteristics of the structure of the creping ridges. As already mentioned, the standard form of the aspect ratio is the ratio of the largest dimension to the perpendicular minor dimension. If the sensor or imaging device remains at a relatively constant distance from the surface being imaged, then the number of pixels in either MD or CD direction can be used as an identifier for physical dimensions in the MD or CD direction. The standard aspect ratio definition can be modified for asymmetric figures by using the average length/average width ratio definition. In this case, the average length is the average of the pixel line lengths in the CD direction, and the average width is the average of the pixel lengths in the MD direction. Another modification of the characteristic ratio is the aspect ratio of the figure,

Fудлинения = (ICD/IMD)1/2 F extension = (I CD /I MD ) 1/2

где ICD и IMD - второй момент инерции в направлениях CD и MD, соответственно, и где второй момент инерции определяется какwhere I CD and I MD are the second moment of inertia in the directions CD and MD, respectively, and where the second moment of inertia is defined as

Ix=ƒƒx2 dx dy.I x =ƒƒx 2 dx dy.

Этот показатель требует дополнительных вычислений, но он потенциально лучше определяет количественную зависимость между размерами гребешков крепирования в направлениях MD и CD.This indicator requires additional calculations, but it potentially better quantifies the relationship between the sizes of the crepe combs in the MD and CD directions.

В других вариантах осуществления предлагаемого способа используется несколько показателей для определения зависимости между длиной и шириной фигур гребешков и желобков крепирования. В этих показателях осуществляется сравнение одного или обоих размеров с площадью или с периметром фигуры. Самые простые из таких показателей относятся к направлениям MD и CD по отдельности и включают: i) периметр замкнутого контура/максимальный размер в направлении CD; ii) периметр замкнутого контура/максимальный размер в направлении MD; iii) площадь замкнутого контура/максимальный размер в направлении CD; и iv) площадь замкнутого контура/максимальный размер в направлении MD. Стоит отметить, что i), деленное на ii) или iii), деленное на iv) дает в результате характеристическое отношение. Можно разделить i) на iv) или ii) на iii) для получения показателя, в котором отношение периметра к площади умножено на отношение максимального размера в направлении CD к максимальному размеру в направлении MD. Показатель, более сложный для вычислений, представляет собой радиус поворота для направления MD или CD, который определяется как:In other embodiments of the proposed method, several indicators are used to determine the relationship between the length and width of the scallop patterns and crepe grooves. In these indicators, one or both sizes are compared with the area or perimeter of the figure. The simplest of these measures refer to the MD and CD directions separately and include: i) closed loop perimeter/maximum dimension in the CD direction; ii) closed loop perimeter/maximum dimension in MD direction; iii) closed contour area/maximum dimension in direction CD; and iv) closed loop area/maximum dimension in MD direction. It is worth noting that i) divided by ii) or iii) divided by iv) results in a characteristic ratio. Divide i) by iv) or ii) by iii) to obtain an index in which the ratio of perimeter to area is multiplied by the ratio of the maximum dimension in the CD direction to the maximum dimension in the MD direction. More difficult to calculate, the turning radius for the MD or CD direction is defined as:

Rповорота-CD = [ICD/площадь]1/2 R turn-CD = [I CD /area] 1/2

иAnd

Rповорота-MD = [IMD/Площадь]1/2.R turn-MD = [I MD /Area] 1/2 .

Эти показатели будут приближаться к единице, когда величина длины или ширины гребешков и желобков крепирования достигает численного значения периметра или площади. Чем ближе показатель к единице, тем больше фигура похожа на эллипс, что обычно нежелательно для структур крепирования по той же причине, по которой нежелательна низкая величина характеристического отношения. Показателем, который относится к тому же параметру формы, но учитывает как направление MD, так и направление CD, является коэффициент компактности фигуры:These figures will approach unity when the length or width of the ridges and crepe grooves reaches the numerical value of the perimeter or area. The closer the index is to one, the more elliptical the figure is, which is generally undesirable for creping structures for the same reason that a low aspect ratio is undesirable. An indicator that refers to the same shape parameter, but takes into account both the MD direction and the CD direction, is the figure compactness factor:

Fкомпактности = Площадь/[2 π (IMD 2+ICD 2)1/2].F compactness = Area/[2 π (I MD 2 +I CD 2 ) 1/2 ].

Изопериметрический коэффициентIsoperimetric coefficient

Q = 4 π площадь зоны/периметр зоны2 Q = 4 π zone area/zone perimeter 2

является альтернативным показателем компактности. Как правило, увеличенная компактность характеризует более округлые фигуры. Это нежелательно для структуры гребешков крепирования, поскольку в этом случае качество поверхности будет аналогично качеству, типичному для фигур с низким характеристическим отношением.is an alternative indicator of compactness. As a rule, increased compactness characterizes more rounded figures. This is undesirable for the structure of the creping ridges, since in this case the surface quality will be similar to the quality typical for figures with a low aspect ratio.

Обычно предполагается, что формы гребешков крепирования не имеют вогнутых участков. Вогнутые участки свидетельствуют о неоднородности структуры гребешков крепирования, которая в случае обширного распространения среди гребешков приводит к снижению мягкости, пухлости, прочности на разрыв и растяжения.It is generally assumed that the crepe comb shapes do not have concave portions. The concave areas are indicative of the heterogeneity of the structure of the creping combs, which, if extensively distributed among the combs, leads to a decrease in softness, bulk, tensile strength and stretch.

В некоторых вариантах осуществления предлагаемого способа технологии анализа изображений используются для определения, какая часть периметра фигуры является выпуклой. В этом случае используется показатель волнистости, который может определяться в соответствии с уравнением:In some embodiments of the proposed method, image analysis technologies are used to determine how much of the figure's perimeter is convex. In this case, the waviness index is used, which can be determined in accordance with the equation:

Fволнистости = Рвыпуклости/Р,F waviness = P bulge / P,

где Рвыпуклости - длина периметра с выпуклой формой, и Р - полная длина периметра. Предпочтительным является значение показателя волнистости, близкое к единице.where P bulge is the length of the perimeter with a convex shape, and P is the total length of the perimeter. The value of the waviness index close to one is preferable.

В других вариантах осуществления предлагаемого способа используется показатель отклонения от круглой или округлой формы. Этот показатель определяется с использованием уравненияIn other embodiments of the proposed method, the indicator of deviation from the round or rounded shape is used. This indicator is determined using the equation

R=(1/N) Σ Ri,R=(1/N) Σ R i ,

где R - расстояние от центра фигуры до периметра, N - общее количество измерений, сделанных с равными угловыми приращениями по линии периметра фигуры, и суммирование осуществляется от 1 до N. Затем вычисляются параметры а и b:where R is the distance from the center of the figure to the perimeter, N is the total number of measurements taken with equal angular increments along the perimeter line of the figure, and the summation is carried out from 1 to N. Then the parameters a and b are calculated:

а = (2/N) Σ Ri cos θi a = (2/N) ΣRicos θi

b = (2/N) Σ Ri sin θi,b = (2/N) Σ R i sin θ i ,

где θ - угловое приращение при радиальных измерениях, и используются в выраженииwhere θ is the angular increment for radial measurements, and are used in the expression

Δ=Ri - R - a cos θi - sin θi,Δ=R i - R - a cos θ i - sin θ i ,

где Δ - отклонение от округлости, которое должно максимизироваться в случае гребешков крепирования. Гребешки крепирования, содержащие округлые фигуры, ощущаются как выпуклые знаки системы Брайля.where Δ is the roundness deviation that should be maximized in the case of crepe ridges. The crepe scallops, containing rounded shapes, feel like raised braille marks.

Все вышеописанные показатели могут быть применены также и для оценки и получения характеристик выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна.All of the above metrics can also be used to evaluate and characterize the embossed three-dimensional structure of a creped structured web.

В других вариантах осуществления предлагаемого способа альтернативой получения характеристик форм гребешков и желобков крепирования является непосредственное количественное определение интенсивности освещенности в зонах гребешков и желобков, интенсивности освещенности между зонами гребешков и желобков и различие в интенсивности освещенности между зонами с похожими формами.In other embodiments of the proposed method, an alternative to characterizing the shapes of crepes and grooves is to directly quantify the light intensity in the ridges and grooves, the light intensity between the ridges and grooves, and the difference in light intensity between areas with similar shapes.

В других вариантах осуществления предлагаемого способа, после применения геометрических показателей к зонам гребешков и желобков крепирования и/или количественного определения интенсивности освещенности для этих зон, могут быть применены технологии статистической обработки для получения дополнительных характеристик структуры крепированного полотна. Самыми простыми средствами для получения характеристик гребешков и желобков крепирования являются, например, средняя величина, медианная величина и среднеквадратическое отклонение. В случае крепированного полотна, в котором гребешки и желобки крепирования имеют формы и размеры в некотором диапазоне, указанные типы средств описывают структуру не в полной мере. Более полное описание заключается в количественном определении распределения используемого показателя. Простой пример - гистограмма характеристического отношения. Она показывает диапазон измерения характеристических отношений, а также относительную частоту повторяемости.In other embodiments of the proposed method, after applying geometric indicators to the areas of ridges and grooves of the crepe and/or quantifying the intensity of illumination for these areas, statistical processing techniques can be applied to obtain additional characteristics of the structure of the creped web. The simplest means for characterizing ridges and creping grooves are, for example, average, median and standard deviation. In the case of a creped web, in which the ridges and crepe grooves have a range of shapes and sizes, these types of means do not fully describe the structure. A more complete description is to quantify the distribution of the indicator used. A simple example is a characteristic ratio histogram. It shows the measurement range of characteristic ratios as well as the relative frequency of repetition.

Все вышеописанные способы, относящиеся к количественному описанию интенсивности освещенности, могут быть также применены для оценки и получения характеристик выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна.All of the methods described above relating to the quantitative description of light intensity can also be applied to evaluate and characterize the embossed three-dimensional structure of a creped structured web.

Те же самые геометрические показатели и количественное описание интенсивности освещенности применяются к изображениям края полотна. В случае края полотна вытянутая форма с наибольшим размером, значительно превышающим наименьший размер, невозможна из-за ограниченного расстояния в направлении, перпендикулярном плоскости полотна, и обычно приводит к нежелательным характеристикам. Длинные вытянутые формы возникают в случае больших гребешков крепирования с острыми краями. Формы с меньшими характеристическими отношениями, но не круглые, более желательны для полотна с требуемыми характеристиками пухлости, растяжения, прочности на разрыв и мягкости.The same geometric parameters and quantitative description of the intensity of illumination are applied to images of the edge of the canvas. In the case of the edge of the web, an elongated shape with the largest dimension significantly larger than the smallest dimension is not possible due to the limited distance in the direction perpendicular to the plane of the web, and usually results in undesirable characteristics. Long elongated shapes result from large crepe combs with sharp edges. Shapes with smaller aspect ratios, but not round, are more desirable for a web with the desired bulk, stretch, tear strength, and softness characteristics.

ПримерыExamples

Нижеприведенные примеры относятся к получению характеристик структур гребешков и желобков крепирования, и при этом должно быть очевидно, что в случае более однородных структур, создаваемых в процессе получения структурированного полотна, приведенные примеры в равной степени применимы к крепированным структурированным полотнам. На фиг. 1 показано изображение поверхности крепированного полотна, движущегося в машине по производству обычной тонкой бумаги с типичной скоростью порядка 1200 м/мин. На изображении видна нижняя поверхность полотна, сторона полотна, которая была приклеена к Янки-цилиндру. Что касается верхней поверхности полотна, то эта его поверхность имеет более закругленные (сглаженные) гребешки крепирования, менее резкие переходы между гребешками и желобками и, как правило, содержит больше открытых концов волокон. Это изображение было получено с использованием высокоскоростной цифровой камеры, обеспечивающей 1000 кадров/сек. Система линз имела глубину резкости, которая обеспечивала сохранение фокуса изображения, несмотря на обычные изменения расстояния между полотном и системой получения изображений. Скорость затвора была 2 мкс. Для освещения поверхности полотна использовалась светодиодная осветительная система. На изображении гребешки крепирования выглядят как более яркие зоны, и желобки крепирования выглядят как более темные зоны. Направление CD в общем случае параллельно наибольшему размеру гребешков крепирования, а направление MD в общем случае перпендикулярно этому наибольшему размеру. Эти направления указаны стрелками, наложенными на изображение. Система координат MD/CD не выровнена с вертикальной и горизонтальной осями изображения. Большинство современных программных пакетов анализа и обработки изображений включают технологии поворота системы координат MD/CD или системы координат с вертикальной и горизонтальной осями изображений, так чтобы эти две системы были выровнены друг с другом.The following examples refer to the characterization of ridge and crepe structures and it should be apparent that in the case of the more uniform structures created in the structured web process, the examples given are equally applicable to creped structured webs. In FIG. 1 shows the surface of a creped web moving in a conventional tissue paper machine at a typical speed of about 1200 m/min. The image shows the bottom surface of the web, the side of the web that was glued to the Yankee cylinder. As for the top surface of the web, this surface has more rounded (smoothed) creping ridges, less sharp transitions between ridges and grooves, and, as a rule, contains more open ends of the fibers. This image was taken using a high speed digital camera capable of 1000 fps. The lens system had a depth of field that maintained image focus despite normal changes in distance between the web and the imaging system. The shutter speed was 2 µs. An LED lighting system was used to illuminate the surface of the canvas. In the image, crepe ridges appear as brighter areas and crepe grooves appear as darker areas. The CD direction is generally parallel to the largest dimension of the crepes and the MD direction is generally perpendicular to this largest dimension. These directions are indicated by arrows superimposed on the image. The MD/CD coordinate system is not aligned with the vertical and horizontal image axes. Most modern image analysis and processing software packages include technologies for rotating the MD/CD coordinate system or vertical and horizontal image coordinate systems so that the two systems are aligned with each other.

При просмотре изображения можно заметить, что структуры гребешков и желобков крепирования имеют размытые границы и могли бы быть более четкими. Это характерно для цифрового представления изображений, при котором для формирования изображения используются дискретные пиксели. Действительное расположение изменения интенсивности освещенности может иметь место на протяжении всего пикселя вместо границы пикселя. В результате пикселю присваивается значение, которое представляет уровень интенсивности освещенности, который находится между двумя. Это может быть исправлено путем применения алгоритма улучшения резкости изображения (повышения наблюдаемого контраста). На фиг. 2, 3 и 4 иллюстрируется пример. На фиг. 2 представлен действительный резкий переход между двумя уровнями интенсивности освещенности. На фиг. 3 приведено цифровое представление этого изображения. Линия перехода между двумя уровнями интенсивности освещенности не может проходить по границам пикселей, в результате чего пиксели, расположенные по линии перехода, имеют промежуточные значения. На фиг. 4 показан результат применения алгоритма повышения резкости изображения. Такие алгоритмы хорошо известны в области анализа и обработки изображений, и они введены практически во все пакеты программного обеспечения, используемые для обработки цифровых изображений. На фиг. 5 показано изображение фиг. 1 после применения алгоритма повышения резкости изображения и увеличения.When viewing the image, it can be seen that the structures of the ridges and crepe grooves have blurred borders and could be clearer. This is typical for digital imaging, which uses discrete pixels to form an image. The actual location of the change in light intensity may take place throughout the entire pixel instead of a pixel boundary. As a result, the pixel is assigned a value that represents a light intensity level that falls between the two. This can be corrected by applying an image sharpening algorithm (increasing the observed contrast). In FIG. 2, 3 and 4 illustrate an example. In FIG. 2 shows an actual sharp transition between two levels of illumination intensity. In FIG. 3 shows a digital representation of this image. The transition line between two levels of illumination intensity cannot pass through the boundaries of pixels, as a result of which the pixels located along the transition line have intermediate values. In FIG. 4 shows the result of applying the image sharpening algorithm. Such algorithms are well known in the field of image analysis and processing, and they are included in almost all software packages used for digital image processing. In FIG. 5 shows an image of FIG. 1 after applying the image sharpening and magnification algorithm.

Зона поверхности полотна с замкнутыми контурамиWeb surface area with closed contours

На фиг. 6 приведено изображение фиг. 5 с замкнутыми контурами, обозначающими зоны гребешков крепирования. Технологии, использованные для определения контурных линий, хорошо известны в области анализа и обработки изображений. Эти технологии включают применение численных алгоритмов к цифровым изображениям аналогично применению алгоритмов, которые использовались для повышения резкости изображения. Следует отметить, что зоны в общем случае ориентированы своим наибольшим размером в направлении CD, однако они не однородны по форме и размерам. Это типичный случай. Форма, размеры и относительная пространственная частота повторяемости этих зон определяет качество полотна. Эта зависимость изменяется в зависимости от состава волокон, типа продукции и других факторов. Вышеописанные геометрические размеры используются для получения характеристик структур гребешков и желобков крепирования с помощью единообразных и количественно определяемых размеров. Следует отметить, что с помощью описанных показателей естественным образом определяется количественно и характеризуется многомерный характер структуры крепированного полотна. Затем изменения показателей, как в пространстве, так и во времени, используются для идентификации и количественного определения изменений в работе машины и в качестве полотна. После этого могут быть внесены соответствующие изменения в работу машины для обеспечения требуемого качества полотна.In FIG. 6 shows an image of FIG. 5 with closed contours indicating areas of crepe scallops. The techniques used to define the contour lines are well known in the field of image analysis and processing. These technologies involve the application of numerical algorithms to digital images in a manner similar to the application of algorithms that have been used to sharpen an image. It should be noted that the zones are generally oriented with their largest size in the CD direction, but they are not uniform in shape and size. This is a typical case. The shape, size and relative spatial frequency of these zones determines the quality of the canvas. This relationship varies with fiber composition, product type and other factors. The above-described geometric dimensions are used to characterize the structures of the ridges and crepe grooves with uniform and quantifiable dimensions. It should be noted that with the help of the described indicators, the multidimensional nature of the structure of the creped web is naturally quantified and characterized. Changes in performance, both spatially and temporally, are then used to identify and quantify changes in machine performance and web quality. After that, appropriate changes can be made to the operation of the machine to ensure the required web quality.

Статистические оценкиStatistical estimates

Один из способов мониторинга изменений используемых показателей представляет собой применение статистических инструментов, которые обеспечивают возможность количественного сравнения изменений, как в пространстве, так и во времени, и частоты этих изменений. На фиг. 7, 8 приведены примеры применения статистических инструментов, таких как гистограммы. На фиг. 7 показано распределение расстояний между зонами гребешков крепирования, которые определены замкнутыми контурами. В этом случае распределение компактно, что указывает на однородное распределение гребешков в пространстве. На фиг. 8 показано распределение интенсивности освещенности для зон, которые определены замкнутыми контурами. Как можно видеть, распределение имеет две вершины (вторая выражена нечетко), что может быть указанием на некоторую неоднородность форм гребешков крепирования. Кроме того, можно сравнить гистограммы из разных мест на полотне или в разные моменты времени, и относительные отличия, скорость изменения и явления, носящие регулярный характер, могут быть идентифицированы и использованы для получения характеристик изменений структуры полотна. Любой из вышеупомянутых показателей или размеров может обрабатываться аналогичным образом. Показатели будут изменяться в зависимости от состава композиций, используемых при крепировании, от влажности полотна или покрытия, от загрязнения покрытия волокнами/мелкими волокнами, от износа крепирующего шабера и т.п. Таким образом, могут быть установлены взаимосвязи между специфическими режимами работы и/или специфическими характеристиками качества полотна, а также информацией, обеспечиваемой используемыми показателями и применением к этим показателям статистических инструментов. Затем эти взаимосвязи могут быть использованы для оптимизации работы машины и качества полотна. Наиболее полезные взаимосвязи будут зависеть от применения.One way to monitor changes in the indicators used is through the use of statistical tools that provide the ability to quantify changes, both in space and time, and the frequency of these changes. In FIG. 7, 8 are examples of the use of statistical tools such as histograms. In FIG. 7 shows the distribution of distances between crepe ridge zones, which are defined by closed contours. In this case, the distribution is compact, which indicates a uniform distribution of scallops in space. In FIG. 8 shows the distribution of illumination intensity for zones that are defined by closed contours. As can be seen, the distribution has two vertices (the second one is not clearly expressed), which may be an indication of some heterogeneity in the shapes of the crepe ridges. In addition, histograms from different locations on the web or at different times can be compared, and relative differences, rates of change, and regularities can be identified and used to characterize changes in web structure. Any of the above metrics or sizes can be handled in a similar way. The performance will vary depending on the composition of the compositions used in the creping, the moisture content of the web or coating, the contamination of the coating with fibers/fine fibers, the wear of the creping knife, and the like. In this way, relationships can be established between specific operating conditions and/or specific web quality characteristics, as well as the information provided by the indicators used and the application of statistical tools to these indicators. These relationships can then be used to optimize machine performance and web quality. The most useful relationships will depend on the application.

Зона края полотна с замкнутыми контурамиWeb edge area with closed contours

На фиг. 9 приведено изображение зоны края полотна. Это изображение было получено с помощью той же системы освещения и получения изображений, которая использовалась для получения изображения фиг. 1. Как и в случае изображения зоны поверхности к исходному изображению применялся алгоритм улучшения резкости для компенсации размытости, обусловленной пикселями, в результате чего было получено изображение с повышенной четкостью и контрастностью. На фиг. 10 показано полученное изображение. На фиг. 11 показано это же изображение с линиями замкнутых контуров, отграничивающими более плотные и менее плотные зоны полотна. Необходимо отметить, что более длинные зоны, имеющие большие размеры, как правило, ориентированы вертикально. Относительная повторяемость, расстояние между зонами и общая высота гребешков связаны с пухлостью полотна. Контуры могут быть описаны с использованием средних значений, медианных значений и значений среднеквадратических отклонений, однако, как и в случае изображения поверхности, это не дает полного описания структуры.In FIG. 9 shows an image of the web edge area. This image was acquired using the same illumination and imaging system used to acquire the image of FIG. 1. As in the case of the image of the surface area, a sharpening algorithm was applied to the original image to compensate for blurring caused by pixels, resulting in an image with increased clarity and contrast. In FIG. 10 shows the resulting image. In FIG. 11 shows the same image with lines of closed contours delimiting denser and less dense areas of the web. It should be noted that longer zones, having larger dimensions, are usually oriented vertically. Relative repeatability, spacing between zones, and total ridge height are related to web bulkiness. Contours can be described using mean values, median values and standard deviation values, however, as in the case of a surface image, this does not give a complete description of the structure.

На фиг. 12, 13 приведены дополнительные примеры примененных геометрических размеров с результатами, представленными в форме гистограмм. На фиг. 12 показана гистограмма для площадей, охватываемых замкнутыми контурами. Можно видеть, что большая часть зон имеет сравнительно небольшую площадь, однако имеются зоны с очень большими площадями, но повторяемость их невысока. Они являются возможным указанием на неоднородность формирования, однако это требует дальнейшего исследования. На фиг. 13 приведена гистограмма округлости замкнутых контуров. Как можно видеть, гистограмма показывает более или менее гладкое распределение, несмотря на некоторые пропуски. Это тот случай, в котором изменение во времени может обеспечить дополнительную информацию о характеристиках распределения. Возможным дополнительным показателем будет распределение во времени среднего значения.In FIG. 12, 13 are additional examples of applied geometries, with the results presented in the form of histograms. In FIG. 12 shows a histogram for areas covered by closed contours. It can be seen that most of the zones have a relatively small area, but there are zones with very large areas, but their frequency is low. They are a possible indication of the heterogeneity of the formation, but this requires further study. In FIG. 13 shows a histogram of the roundness of closed contours. As you can see, the histogram shows a more or less smooth distribution despite some gaps. This is the case in which time variation can provide additional information about the characteristics of the distribution. A possible additional measure would be the distribution over time of the mean.

В случае изображения края на это изображение может быть наложена линия, и измерения могут выполняться относительно этой линии. На фиг. 14 приведен пример. Линия может проходить через разные точки, расположенные вне плоскости полотна, и характеристики могут быть определены вдоль этой линии. Это может быть выполнено во многих точках, расположенных вне плоскости полотна, так что обеспечивается возможность количественного определения изменений по толщине полотна. На фиг. 15 приведена интенсивность освещенности вдоль линии, и на фиг. 16 приведена гистограмма для этого измерения. Поскольку интенсивность освещенности является показателем плотности, то выполнение этой оценки во многих точках, расположенных вне плоскости полотна, обеспечивает возможность получения карты плотности по толщине полотна, эффективно обеспечивая измерение пухлости с высоким разрешением.In the case of an edge image, a line may be superimposed on the image and measurements may be taken relative to that line. In FIG. 14 is an example. The line may pass through various points outside the plane of the web, and characteristics may be determined along this line. This can be done at many points outside the plane of the web so that changes in web thickness can be quantified. In FIG. 15 shows the illumination intensity along the line, and FIG. 16 shows a histogram for this measurement. Since illumination intensity is a measure of density, performing this evaluation at many points out of plane of the web allows a density map to be obtained across the thickness of the web, effectively providing a high resolution bulk measurement.

Пример - применение разложения в спектрExample - Applying Spectrum Decomposition

Изображение поверхности полотна обеспечивает пространственную информацию в направлениях MD и CD, а изображение края полотна обеспечивает пространственную информацию в направлении MD и в направлении, перпендикулярном плоскости полотна. Таким образом, любой тип изображений может быть проанализирован с использованием двухмерного спектрального анализа. Способы двухмерного спектрального анализа дают количественную оценку спектрального содержания изображения, повторяющихся признаков, которые составляют изображение. Наиболее часто используемым способом является преобразование Фурье. В случае цифровых изображений для осуществления преобразования Фурье используется БПФ. При этом обеспечивается преобразование изображения из пространственной области в частотную область, причем вся информация, содержащаяся в исходном изображении, сохраняется в преобразованном изображении.The web surface image provides spatial information in the MD and CD directions, and the web edge image provides spatial information in the MD direction and in the direction perpendicular to the web plane. Thus, any type of image can be analyzed using 2D spectral analysis. Two-dimensional spectral analysis methods quantify the spectral content of an image, the repetitive features that make up the image. The most commonly used method is the Fourier transform. In the case of digital images, an FFT is used to implement the Fourier transform. This provides the transformation of the image from the spatial domain to the frequency domain, and all the information contained in the original image is stored in the converted image.

В этом примере используется изображение, показанное на фиг. 5. Это изображение преобразуется из пространственной области в частотную область, и результат представлен на фиг. 17. Правая половина изображения представляет собой инверсию левой половины изображения, что характерно для этого преобразования. Более светлые зоны содержат информацию для наибольших, преобладающих пространственных признаков, в то время как более темные зоны содержат информацию для меньших, не преобладающих признаков. На фиг. 17 вокруг наиболее яркой зоны изображения прочерчен контур. Контур построен с использованием тех же способов, которые использовались для построения контуров вокруг гребешков крепирования на фиг. 6. На фиг. 18 показано изображение фиг. 17, из которого удалена вся информация, которая содержалась вне контуров. Иначе говоря, удалена информация, описывающая меньшие, не преобладающие признаки, такие как, например, свободные концы волокон. Затем осуществляли обратное преобразование изображения для возвращения в пространственную область, но без удаленной информации, и результат приведен на фиг. 19. Сравнивая фиг. 5 и 19, можно видеть, что оба изображения содержат основные гребешки и желобки крепирования. Вклад более мелких признаков, таких как свободные концы волокон, может оцениваться путем применения одинаковых показателей к обоим изображениям и сравнения результатов. Например, для обоих изображений могут быть построены гистограммы, подобные гистограммам фиг. 7, 8 (расстояние между зонами и интенсивность освещенности), с последующим их сравнением. Затем процесс можно неоднократно повторить с построением контуров вокруг областей с последовательно увеличивающейся или уменьшающейся яркостью, так чтобы можно было оценить количественно вклад размеров в некотором диапазоне в общую структуру крепированного полотна.This example uses the image shown in Fig. 5. This image is converted from the spatial domain to the frequency domain and the result is shown in FIG. 17. The right half of the image is the inversion of the left half of the image, which is typical for this transformation. The lighter zones contain information for the largest, dominant spatial features, while the darker zones contain information for the smaller, non-dominant features. In FIG. 17, a contour is drawn around the brightest area of the image. The contour is constructed using the same methods used to construct the contours around the crepe combs in FIG. 6. In FIG. 18 shows an image of FIG. 17, from which all information that was contained outside the outlines has been removed. In other words, information describing smaller, non-dominant features, such as, for example, the free ends of the fibers, has been removed. The image was then inverted to return to the spatial domain, but without the deleted information, and the result is shown in FIG. 19. Comparing FIG. 5 and 19, it can be seen that both images contain the main ridges and crepe grooves. The contribution of smaller features, such as free ends of fibers, can be assessed by applying the same scores to both images and comparing the results. For example, histograms similar to the histograms of FIG. 7, 8 (distance between zones and illumination intensity), followed by their comparison. The process can then be repeated many times, contouring around areas of progressively increasing or decreasing brightness, so that the contribution of sizes over a range to the overall structure of the creped web can be quantified.

Еще в одном варианте осуществления предлагаемого способа двухмерное преобразование используется для оценки положения и формы контура, используемого для очерчивания самой яркой площади на изображении. Поскольку изображение, получаемое в результате БПФ, симметрично, то только половина БПФ нужна для оценки, как это можно видеть на фиг. 20. Если рисунок крепирования имеет вид синусоидальной волны, то результат БПФ будет состоять из единственной точки на черном фоне. Степень отклонения от этого результата может использоваться в качестве показателя однородности и периодичности структуры крепированного полотна. Геометрические параметры и интенсивность освещенности, которые были применены к контурам на поверхности и на краю, могут быть применены к контуру на БПФ-изображении, в результате чего будет обеспечиваться возможность точного измерения выделенной зоны на двухмерном БПФ-изображении фиг. 20.In yet another embodiment of the proposed method, a 2D transform is used to estimate the position and shape of a contour used to delineate the brightest area in an image. Because the image resulting from the FFT is symmetrical, only half of the FFT is needed for evaluation, as can be seen in FIG. 20. If the creping pattern is a sine wave, then the FFT result will consist of a single dot on a black background. The degree of deviation from this result can be used as an indication of the uniformity and periodicity of the structure of the creped web. The geometry and illumination intensity that have been applied to the contours at the surface and at the edge can be applied to the contour in the FFT image, resulting in the ability to accurately measure the selected area in the 2D FFT image of FIG. 20.

Хотя на фиг. 20 показан единственный контур, однако могут быть построены многочисленные контуры с последовательным уменьшением пороговых величин интенсивности освещенности для определения контура. Расположение, форма и размеры контуров будут изменяться, если имеются изменения структуры крепированного полотна. Может быть получен ряд контуров, который представляет оптимальную структуру крепированного полотна. В процессе производства полотна оптимальные контуры сравнивают с контуром, измеренным в режиме реального времени, и определяют отклонение от оптимума. Степень отклонения от этого результата может использоваться в качестве показателя однородности и периодичности структуры крепирования. Достоинство этого процесса заключается в том, что нет необходимости в измерении специфических признаков изображения, что упрощает процесс анализа.Although in FIG. 20 shows a single contour, however, multiple contours can be built with progressively lower illumination intensity thresholds to define the contour. The location, shape and dimensions of the contours will change if there are changes in the structure of the creped web. A series of contours can be obtained which represents the optimum structure of the creped web. During web production, the optimal contours are compared with the contour measured in real time and the deviation from the optimum is determined. The degree of deviation from this result can be used as an indication of the uniformity and periodicity of the creping pattern. The advantage of this process is that there is no need to measure specific image features, which simplifies the analysis process.

В то время как варианты осуществления изобретения иллюстрируются в описании с использованием различных примеров, и эти варианты описаны с достаточной степенью детализации, заявитель не намерен ограничивать в какой-либо мере объем прилагаемой формы описанными вариантами. Дополнительные достоинства и модификации могут быть понятны специалистам в данной области техники. Поэтому изобретение в его более широких аспектах не ограничивается конкретными элементами, представленными способами и вышеописанными иллюстративными примерами. Соответственно, могут использоваться и другие элементы без выхода за пределы сущности и объема основной идеи изобретения, предложенной заявителем.While embodiments of the invention are illustrated in the description using various examples, and these options are described in sufficient detail, the applicant does not intend to limit in any way the scope of the attached form to the described options. Additional advantages and modifications may be apparent to those skilled in the art. Therefore, the invention in its broader aspects is not limited to the specific elements represented by the methods and illustrative examples described above. Accordingly, other elements can be used without going beyond the essence and scope of the main idea of the invention proposed by the applicant.

В то время как по меньшей мере один иллюстративный вариант осуществления изобретения представлен в вышеприведенном подробном описании, следует понимать, что существует большое количество модификаций. Также следует понимать, что иллюстративный пример или иллюстративные примеры - это всего лишь примеры, и они никоим образом не ограничивают объем, применимость или структуру изобретения. Напротив, вышеприведенное подробное описание будет обеспечивать специалистов удобным руководством для реализации иллюстративного варианта, причем следует понимать, что в функцию и расположение элементов, описанных в иллюстративном варианте, могут быть внесены различные изменения без выхода за пределы объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой и ее юридически значимыми эквивалентами.While at least one illustrative embodiment of the invention is presented in the above detailed description, it should be understood that there are a large number of modifications. It should also be understood that the illustrative example or illustrative examples are merely examples and do not limit the scope, applicability or structure of the invention in any way. On the contrary, the foregoing detailed description will provide a convenient guide for those skilled in the art in implementing the illustrative embodiment, it being understood that various changes may be made to the function and arrangement of the elements described in the illustrative embodiment without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims and their legally binding claims. equivalents.

Claims (16)

1. Способ получения характеристик структуры крепированного полотна, включающий:1. A method for obtaining the characteristics of the structure of a creped web, including: обеспечение системы получения изображений, содержащей один или более телевизионных или фотографических датчиков или устройств;providing an imaging system comprising one or more television or photographic sensors or devices; формирование одного или более сигналов, определяющих одно или более изображений зоны структуры крепированного полотна; иgenerating one or more signals defining one or more images of a creped web structure zone; And оценку сформированного изображения структуры крепированного полотна посредством двухмерного спектрального анализа с использованием одного или более показателей для определения характеристик гребешков крепирования, характеристик желобков крепирования, характеристик выдавленной трехмерной структуры, пухлости полотна, внутренних разрывов полотна и/или свободных концов волокон.evaluating the formed image of the structure of the creped web by 2D spectral analysis using one or more indices to determine crepe ridge characteristics, crepe groove characteristics, embossed 3D structure characteristics, web bulk, web internal tears and/or loose fiber ends. 2. Способ по п. 1, в котором структура крепированного полотна представляет собой выдавленную трехмерную структуру.2. The method of claim 1 wherein the structure of the creped web is an extruded three-dimensional structure. 3. Способ по п. 1, в котором двухмерный спектральный анализ используют для определения частоты повторяемости структуры на изображенной зоне структуры крепированного полотна.3. The method of claim. 1, in which two-dimensional spectral analysis is used to determine the frequency of repetition of the pattern on the depicted area of the structure of the creped web. 4. Способ по п. 1, в котором используются технологии обработки изображений для выделения структуры крепированного полотна и для построения замкнутых контуров вокруг зон гребешков крепирования.4. The method of claim. 1, which uses image processing technologies to highlight the structure of the creped fabric and to create closed contours around the areas of crepe ridges. 5. Способ по п. 1, в котором изображаемую зону структуры крепированного полотна оценивают в машинном направлении и в поперечном направлении.5. The method of claim. 1, in which the depicted area of the structure of the creped web is evaluated in the machine direction and in the transverse direction. 6. Способ по п. 5, в котором структуру крепированного полотна в машинном и поперечном направлениях оценивают с использованием одного или более показателей, выбранных из группы, состоящей из следующих показателей: площадь зоны; периметр зоны; характеристическое отношение, определяемое как наибольший размер/наименьший размер, перпендикулярный к наибольшему размеру, средняя длина/средняя ширина; периметр замкнутого контура/длина; граница зоны/ширина; площадь зоны/длина; площадь зоны/ширина; коэффициент удлинения фигуры, определяемый как
Figure 00000001
где
Figure 00000002
и
Figure 00000003
- второй момент инерции в направлениях MD и CD, и второй момент инерции определяется как
Figure 00000004
коэффициент компактности фигуры, определяемый как
Figure 00000005
радиус поворота, определяемый как
Figure 00000006
коэффициент выпуклости, определяемый как Рвыпуклости = выпуклая часть периметра зоны/полный периметр зоны; изопериметрический коэффициент, определяемый как Q=4 π площадь зоны/ периметр зоны2; округлость зон, определяемая как отклонение от круга, интенсивность освещенности в зонах, интенсивность освещенности между зонами, количество зон на изображении, которые преобразуют затем в номер частоты, минимальные и максимальные высоты, вертикальное распределение зон по размерам и форме, частота повторяемости длинных вертикальных зон, частота повторяемости коротких зон.
6. The method according to p. 5, in which the structure of the creped fabric in the machine and transverse directions is evaluated using one or more indicators selected from the group consisting of the following indicators: zone area; zone perimeter; characteristic ratio, defined as the largest dimension/smallest dimension, perpendicular to the largest dimension, average length/average width; closed loop perimeter/length; zone border/width; zone area/length; zone area/width; figure elongation factor, defined as
Figure 00000001
Where
Figure 00000002
And
Figure 00000003
is the second moment of inertia in the directions MD and CD, and the second moment of inertia is defined as
Figure 00000004
figure compactness factor, defined as
Figure 00000005
turning radius, defined as
Figure 00000006
convexity factor, defined as P convexity = convex part of the perimeter of the zone/full perimeter of the zone; isoperimetric coefficient, defined as Q=4 π zone area/zone perimeter 2 ; roundness of the zones, defined as a deviation from the circle, the intensity of illumination in the zones, the intensity of illumination between the zones, the number of zones in the image, which are then converted into a frequency number, minimum and maximum heights, the vertical distribution of zones in size and shape, the frequency of repetition of long vertical zones, frequency of repetition of short zones.
7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором гребешки крепирования и/или окружающие зоны в выдавленной трехмерной структуре крепированного структурированного полотна оценивают внутри изображаемой структуры крепированного полотна.7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, wherein the creping ridges and/or surrounding areas in the embossed three-dimensional structure of the creped structured web are evaluated within the depicted creped structure. 8. Способ по любому из пп. 1-6, в котором изображение используют для определения пухлости полотна, внутренних нарушений полотна, свободных концов волокон, структуры крепирования и/или выдавленной трехмерной структуры крепированного структурированного полотна.8. The method according to any one of paragraphs. 1-6, in which the image is used to determine the bulk of the web, the internal violations of the web, the free ends of the fibers, the structure of the creping and/or the embossed three-dimensional structure of the creped structured web. 9. Способ по п. 1, в котором изображаемая зона структуры крепированного полотна представляет собой край структуры крепированного полотна в машинном направлении.9. The method of claim. 1, in which the depicted zone of the structure of the creped fabric is the edge of the structure of the creped fabric in the machine direction. 10. Способ по п. 9, в котором используют двухмерный спектральный анализ для определения частоты повторяемости структуры на изображенной зоне структуры крепированного полотна.10. The method of claim. 9, which uses two-dimensional spectral analysis to determine the frequency of repetition of the pattern on the depicted area of the structure of the creped web. 11. Способ по п. 9, в котором используют технологии обработки изображений для выделения структуры крепированного полотна и для построения замкнутых контуров вокруг зон гребешков крепирования.11. The method of claim. 9, which uses image processing technologies to highlight the structure of the creped web and to create closed contours around the areas of crepe ridges. 12. Способ по п. 9, в котором зону края структуры крепированного полотна оценивают с использованием одного или более показателей, выбранных из группы, состоящей из следующих показателей: площадь зоны; периметр зоны; характеристическое отношение, определяемое как наибольший размер/наименьший размер, перпендикулярный к наибольшему размеру, и ii) средняя длина/средняя ширина; граница зоны/длина; граница зоны/ширина; площадь зоны/длина; площадь зоны/ширина; коэффициент удлинения фигуры, определяемый как
Figure 00000007
где
Figure 00000008
и
Figure 00000009
- второй момент инерции в направлениях MD и CD, и второй момент инерции определяется как
Figure 00000010
Figure 00000011
коэффициент компактности фигуры, определяемый как
Figure 00000012
радиус поворота, определяемый как
Figure 00000013
и
Figure 00000014
коэффициент выпуклости, определяемый как Рвыпуклости = выпуклая часть периметра зоны/полный периметр зоны; изопериметрический коэффициент, определяемый как Q=4 π площадь зоны/ периметр зоны2; округлость зон, определяемая как отклонение от круга, интенсивность освещенности в зонах, интенсивность освещенности между зонами, количество зон на изображении, которые преобразуют затем в номер частоты, минимальные и максимальные высоты, вертикальное распределение зон по размерам и форме, частота повторяемости длинных вертикальных зон, частота повторяемости коротких зон.
12. The method according to p. 9, in which the zone of the edge of the structure of the creped web is evaluated using one or more indicators selected from the group consisting of the following indicators: zone area; zone perimeter; aspect ratio, defined as the largest dimension/smallest dimension perpendicular to the largest dimension, and ii) average length/average width; zone boundary/length; zone border/width; zone area/length; zone area/width; figure elongation factor, defined as
Figure 00000007
Where
Figure 00000008
And
Figure 00000009
is the second moment of inertia in the directions MD and CD, and the second moment of inertia is defined as
Figure 00000010
Figure 00000011
figure compactness factor, defined as
Figure 00000012
turning radius, defined as
Figure 00000013
And
Figure 00000014
convexity factor, defined as P convexity = convex part of the perimeter of the zone / full perimeter of the zone; isoperimetric coefficient, defined as Q=4 π zone area/zone perimeter 2 ; roundness of the zones, defined as a deviation from the circle, the intensity of illumination in the zones, the intensity of illumination between the zones, the number of zones in the image, which are then converted into a frequency number, minimum and maximum heights, the vertical distribution of zones in size and shape, the frequency of repetition of long vertical zones, frequency of repetition of short zones.
13. Способ по п. 10, в котором гребешки крепирования оценивают внутри зоны изображаемой структуры крепированного полотна.13. The method of claim 10, wherein the creping ridges are evaluated within the area of the depicted creped web structure.
RU2021105933A 2018-08-10 2019-08-12 Determination of characteristics of crepe paper RU2799240C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/100,719 2018-08-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021105933A RU2021105933A (en) 2022-09-12
RU2799240C2 true RU2799240C2 (en) 2023-07-04

Family

ID=

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5680321A (en) * 1994-05-18 1997-10-21 Eka Nobel Ab Method of quantifying the properties of paper
US5944958A (en) * 1991-09-16 1999-08-31 Valmet-Karlstad Ab Method of and a device for adjusting creping conditions
WO2007024858A9 (en) * 2005-08-22 2007-05-24 Honeywell Int Inc Method and apparatus for measuring the crepe of a moving sheet
US20130116812A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-09 William A. Von Drasek Method and apparatus to monitor and control sheet characteristics on a creping process
WO2013103831A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 Oyj, Kemira Method of characterizing creped materials
US20130230213A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Ryan Dominic MALADEN Method for quantifying the effective height of fibers emanating from a surface
WO2014087046A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-12 Metso Automation Oy Measurement of tissue paper
US20150110359A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 Honeywell International Inc. Apparatus and method for characterizing texture
US9238889B2 (en) * 2013-10-17 2016-01-19 Honeywell International Inc. Apparatus and method for closed-loop control of creped tissue paper structure
US9303977B2 (en) * 2013-10-17 2016-04-05 Honeywell International Inc. Apparatus and method for measuring caliper of creped tissue paper based on a dominant frequency of the paper and a standard deviation of diffusely reflected light including identifying a caliper measurement by using the image of the paper
US20170241078A1 (en) * 2016-02-22 2017-08-24 Honeywell Limited Augmented Reality of Paper Sheet With Quality Measurement Information

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5944958A (en) * 1991-09-16 1999-08-31 Valmet-Karlstad Ab Method of and a device for adjusting creping conditions
US5680321A (en) * 1994-05-18 1997-10-21 Eka Nobel Ab Method of quantifying the properties of paper
WO2007024858A9 (en) * 2005-08-22 2007-05-24 Honeywell Int Inc Method and apparatus for measuring the crepe of a moving sheet
US20080013818A1 (en) * 2005-08-22 2008-01-17 Shakespeare Method and apparatus for measuring the crepe of a moving sheet
US7545971B2 (en) * 2005-08-22 2009-06-09 Honeywell International Inc. Method and apparatus for measuring the crepe of a moving sheet
US8958898B2 (en) * 2011-11-07 2015-02-17 Nalco Company Method and apparatus to monitor and control sheet characteristics on a creping process
US20130116812A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-09 William A. Von Drasek Method and apparatus to monitor and control sheet characteristics on a creping process
WO2013103831A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 Oyj, Kemira Method of characterizing creped materials
US20130230213A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Ryan Dominic MALADEN Method for quantifying the effective height of fibers emanating from a surface
WO2014087046A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-12 Metso Automation Oy Measurement of tissue paper
US20150110359A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 Honeywell International Inc. Apparatus and method for characterizing texture
EP2869269A1 (en) * 2013-10-17 2015-05-06 Honeywell International Inc. Apparatus and method for characterizing texture
US9189864B2 (en) * 2013-10-17 2015-11-17 Honeywell International Inc. Apparatus and method for characterizing texture
US9238889B2 (en) * 2013-10-17 2016-01-19 Honeywell International Inc. Apparatus and method for closed-loop control of creped tissue paper structure
US9303977B2 (en) * 2013-10-17 2016-04-05 Honeywell International Inc. Apparatus and method for measuring caliper of creped tissue paper based on a dominant frequency of the paper and a standard deviation of diffusely reflected light including identifying a caliper measurement by using the image of the paper
US20170241078A1 (en) * 2016-02-22 2017-08-24 Honeywell Limited Augmented Reality of Paper Sheet With Quality Measurement Information

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10643323B2 (en) Measurement of tissue paper
US9851199B2 (en) Method and apparatus to monitor and control sheet characteristics on a creping process
CA2620191C (en) Method and apparatus for measuring the crepe of a moving sheet
CA3095005C (en) Apparatus, system, and process for determining characteristics of a surface of a papermaking fabric
EP3834177B1 (en) Sheet characterization of crepe paper
EP2862976B1 (en) Apparatus and method for closed-loop control of creped tissue paper structure
RU2799240C2 (en) Determination of characteristics of crepe paper
EP3068946B1 (en) Process for determining features of a fabric
Guesalaga et al. A multipurpose sensor for on-line measurement of quality variables in papermaking
Guesalaga et al. Online measurement of quality variables in paper: formation and creping