SE507524C2 - Sätt och mätmaskin för analysering av pappersbana - Google Patents

Description

507 554 i lO 15 20 25 30 35 maskinrulle. Mätningen sker dessutom diagonalt över pappersbanan, och finskalig information försvinner genom att resultaten omräknas till medelvärden. En sådan finskalig information är dock av väsentlig betydelse för slutproduktens egenskaper. Papperets egenskaper bestämmes även i laboratoriet på utskurna prover som representerar mindre än O,l promille av den totala ytan av pappersbanan som skall ingå i en maskinrulle. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att eliminera ovannämnda problem.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas av att en maskin- rulle från nämnda pappersmaskin placeras i en mätmaskin, att pappersbanan ledes från en avrullningssektion för maskinrullen genom en mätsektion till en upprullnings- sektion för upprullning av pappersbanan till en ny rulle, att en första mätsekvens utföres som innefattar matning av pappersbanan i ett flertal steg med samma, förutbe- stämda längd och mätning av nämnda egenskap i mätsektio- nen, då pappersbanan står stilla, inom en banbred mätyta, som i maskinriktningen motsvarar eller i huvudsak motsva- rar nämnda steglängd, genom avsökande traversering av en mätgivare för mätning av nämnda egenskap från pappers- banans ena kant till den andra inom nämnda mätyta, och att av mätgivaren registrerade mätvärden överföres till en datorenhet för bearbetning och omvandling av mätvär- dena till en visuell form som visar egenskapens variatio- ner inom ett genom nämnda stegningar bildat område av pappersbanan. Enligt en föredragen utföringsform av upp- finningen omvandlas mätvärdena till en grafisk form och mest föredraget presenteras de genom kartogram.

Mätmaskinen enligt uppfinningen kännetecknas av att den innefattar en avrullningssektion för uppbärande och rote- rande lagring av en maskinrulle från nämnda pappers- maskin, en upprullningssektion för upprullning av maskin- 10 15 20 25 30 35 -”sov 524 rullens pappersbana för bildning av en ny rulle och en däremellan belägen mätsektion, genom vilken pappersbanan passerar, att mätsektionen innefattar traverserande av- sökare med en mätgivare för mätning av nämnda egenskap, att upprullningssektionen innefattar drivorgan för steg- vis förflyttning av pappersbanan genom mätsektionen, och att mätsektionen innefattar en datorenhet för lagring av de av mätgivaren lämnade mätvärdena och bearbetning av dessa för visuell presentation av egenskapens variation.

Användningen av sättet och mätmaskinen enligt uppfin- ningen innebär en avancerad total analys av pappersbanan som gör det möjligt att uppnå en praktiskt taget full- -ständig och tvådimensionell bild av egenskaperna hos pappersbanan i en maskinrulle med en upplösning av l cm2.

Den information som erhålles genom den avancerade totala analysen av pappersbanan är användbar i många sammanhang.

Informationen kan användas på exempelvis följande sätt: A. För den egna processutvecklingen. Den ger en tydligare bild av olika processapparaters funktionssätt och samspel än vad som varit möjligt tidigare och bildar på så sätt underlag för att göra förbättringar.

B. För den egna produktutvecklingen. Den underlättar möj- ligheter att utveckla ett papper med de av kunden önskade egenskaperna och skapar nya möjligheter att på ett nog- grannare och tydligare sätt kartlägga och dokumentera pappersegenskaper.

C. För kunders processutveckling. Den ger kunderna ett bra underlag för att bestämma inställningen av sin kon- verteringsutrustning och möjligheten att förbättra denna.

D. För kunders produktutveckling. Det levererade pappe- rets egenskaper påverkar i hög grad kvaliteten på kundens lO 15 20 25 30 35 50åïn°524 slutprodukt. Informationen ger kunden möjlighet till att på ett bättre sätt än tidigare bedöma och på ett tydli- gare sätt meddela leverantören vilka pappersegenskaper man behöver för att uppnå en bra slutprodukt.

Uppfinningen innebär att en heltäckande finskalig mätning utföres av ett banbrett område av pappersbanan tills egenskapernas variationsmönster framträder. Den heltäck- ande finskaliga mätningen innebär att varje liten ytenhet inom nämnda banbreda område mäts. En sådan liten ytenhet är för den nämnda första mätsekvensen l cm2 med dagens mätutrustning.

De uppmätta mätvärdena bearbetas direkt av en datorenhet, som presenterar resultatet som en topografisk karta, dvs. kartogram, som med fördel är färglagd, där varje färg representerar ett visst värde av egenskapen. Kartogrammet kan uppvisa en icke önskad oregelbundenhet hos en uppmätt egenskap, som kan ha sin grund i felaktigheter i inställ- da driftsparametrar och/eller i konstruktionselement hos den aktuella pappersmaskinen, från vilken den undersökta pappersbanan hör. Vid ett kartogram över en ytviktsanalys kan det exempelvis finnas regelbundet återkommande diago- nala större eller mindre områden med en ökad ytvikt i förhållande till intilliggande områden, vilket kan ha sin orsak i preparerandet av massan, som matas till pappers- maskinen. Ett ytviktskartogram som visar återkommande runda fläckar i ett visst mönster kan bero på brister i virapartiet, t.ex. avvattningssystemet. Felaktig nivå- hållning i ett massakar kan ge ett ytviktskartogram med stora fläckar. Ett ytviktskartogram i vilket ytvikts- variationerna framträder i ett randigt mönster kan bero på en massapump, som är ocentrerad så att små pulser upp- står i massan vid pumpningen ut ur inloppsládan. Effekten av en ombyggnad av en pappersmaskin kan med fördel lätt verifieras genom att jämföra kartogram erhållna före och efter ombyggnaden. 10 15 20 25 30 35 507 524 De egenskaper som kan vara aktuella att analysera och mäta enligt uppfinningen är ytvikt, tjocklek, fukthalt, askhalt, styrka och optiska egenskaper hos pappersbanan.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar.

Figur l är en sidovy av en mätmaskin enligt uppfinningen.

Figurerna 2 och 3 visar två ytviktskartogram, som tagits fram enligt uppfinningen, för pappersbanor som fram- ställts före och efter en ändring hos en bestämd pappers- maskin.

I figur l visas schematiskt en mätmaskin enligt uppfin- ningen som i princip kan liknas vid en förlängd och kom- pletterad omrullningsmaskin. Mätmaskinen har en avrull- ningssektion 1, en upprullningssektion 2 och en däremel- lan belägen mätsektion 3. Avrullningssektionen l innefat- tar ett stativ 4 för uppbärande och lagring av en maskin- rulle 5 och en bromsanordning 6 för reglering av maskin- rullens 5 rotationsrörelse. Maskinrullens 5 pappersbana 7 leds över ett flertal ledvalsar 8 fram till upprullnings- sektionen 2, som har formen av en cylinderrullstol som innefattar en upprullningsvals 9 och en bärcylinder lO, runt vilken pappersbanan 7 löper för att bilda en pap- persrulle ll på upprullningsvalsen 9. Pappersrullen ll vilar på bärcylindern 10 och drivs av denna genom frik- tionsverken. Bärcylindern 10 drivs av ett särskilt driv- organ (ej visat), som gör det möjligt att stega fram pap- persbanan 7 med inställbara steglängder och att mata pap- persbanan 7 med olika, inställbara, jämna hastigheter. vid den visade utföringsformen har mätsektionen 3 en mät- ram 12, en eller flera ytterligare mätramar kan anordnas, om så önskas. Mätramen 12 är anordnad tvärs pappersbanan 7 och har en öppning, genom vilken pappersbanan 7 passe- 10 15 20 25 30 35 5 o föds 2 4 rar i dess fulla maskinbredd. Mätramen 12 innefattar ett flertal mätgivare för att mäta olika egenskaper hos pap- persbanan 7. Mätgivarna är förflyttbara längs mätramen 12, dvs. vinkelrätt mot maskinriktningen.

Maskinrullen 5, som skall provas, utgör således en pap- persrulle som rullats upp i full maskinbredd i en pap- persmaskins rullstol. Maskinrullen kan vara en sådan som skall levereras till kund eller som har reklamerats av kund.

I det följande beskrivs mätning av pappersbanans 7 yt- vikt, varvid mätramen 12 är utrustad med en mätgivare i form av en ytviktsmätare, som förflyttas tvärs pappers- banan fram och tillbaka mellan bankanterna under mätning i båda riktningarna efter en stegförflyttning. I en första mätsekvens sker mätningarna, då banan står stilla, och banan stegas fram en förutbestämd sträcka varje gång ytviktsmätaren når en bankant. Varje kant-till-kant-mät- ning sker inom en smal tvärsyta och den följande smala tvärsytan ligger intill den föregående tvärsytan utan mellanrum eller menligt mellanrum dememellan. De uppmätta värdena överföres kontinuerligt till en datorenhet för registrering och bearbetning. De uppmätta värdena visar på variationer av ytvikten hos olika mätställen inom samma tvärsyta och inom olika tvärsytor. Mätvärdena av- sättes på en topografisk karta, där olika nyanser indike- rar olika ytvikter. Sådana kartogram visas i figurerna 2-4. Denna första mätsekvens utföres tills mönstret i yt- viktens variationer blir känd. 2-8 meter av pappersbanan ger vanligtvis ett sådant variationsmönster.

Efter denna första mätsekvens följer vanligtvis en andra mätsekvens, vid vilken pappersbanan frammatas kontinuer- ligt med en låg hastighet, t.ex. l meter/minut, under samtidig traversering av ytviktsmätaren. Önskad informa- tion om ytviktens variation kan uppnås, då t.ex. 10 meter 10 15 20 25 30 35 507 524 av banan matats fram med denna hastighet. En eller flera ytterligare mätsekvenser kan sedan följa med stegvis ökad hastighet. Vid den tredje mätsekvensen, som kan vara den sista i den första mätserien, utföres transverserande mätningar vid en banhastighet av 100 m/min. över en läng- re sträcka. Mätsekvenserna kan sedan upprepas i ytterli- gare mätserier vid ett eller två efterföljande bansträck- ningar för att verifiera de första mätresultaten. Mellan två på varandra följande mätserier av mätsekvenser och före den första och efter den sista mätserien av mät- sekvenser kan lämpligen längsmätningar av ytvikten ut- föras med hjälp av 3-4 ytviktsmätare, som är placerade i lämpliga CD-positioner (i tvärsriktningen). Banan körs då med en lämplig hastighet, som är över 100 m/min., så att maximal information om ytvikten kan erhållas inom en rim- lig tid, t.ex. l dygn.

Med dagens mätutrustning för ytvikt kan således en upp- lösning av l cm2 erhållas, dvs. varje ytenhet som mätes och registreras är 1 cm2, men framtidens mätutrustningar förväntas klara även mindre upplösningar. Om ännu finska- ligare information önskas som komplettering till den finskaliga (upplösning 1 cm2) information som erhålles med den beskrivna mätmaskinen tas en eller flera prov- bitar av varierande storlek från den aktuella pappers- banan och mätes på laboratoriet med hjälp av en x-y-scanner, som mäter med en upplösning av 1 mm2, och en utrustning för betaradiogram, som mäter med en upplösning av 0,1 mm2.

Vid ett försök analyserades, enligt nämnda första mät- sekvens, en pappersbana, som framställts i en bestämd pappersmaskin för erhållande av ett baspapper till en be- struken finpappersprodukt. Baspapperet hade en ytvikt av 70 g/m2. De erhållna mätvärdena presenterades genom ett kartogram, som visas närmare i figur 2 i gråtonskala, men som i praktiken är färgat. Varje linje representerar en 10 15 5o7*524 gräns mellan tvâ ytor med en skillnad av ytvikten av 1 g/m2. De mörkaste områdena har högsta ytvikten, omkring 74,5 g/m2, medan de ljusaste områdena har den lägsta yt- vikten, omkring 67,5 g/m2. Såsom klart framgår av yt- viktskartogrammet enligt figur 2 framträder variationerna av ytvikten i ett randigt mönster, s.k. längsvariation (cyclic MD-variation). Felet antogs bero på en ocentrerad massapump, som àstadkom små pulser i massan vid pump- ningen ut ur inloppslådan hos pappersmaskinen. Efter att felet àtgärdats analyserades pappersbanan åter och de erhållna mätvärdena presenterades i ett kartogram, som visas närmare i figur 3 i gràtonskala. Det framgår att det randiga mönstret inte längre uppträder och att för- delningen av ytvikten har förbättrats.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 f5o7 524 P A T E N T K R A V

1. l. Sätt att analysera minst en egenskap hos en pappers- bana (7), som framställes i en bestämd pappersmaskin, från vilken maskinrullar (5) levereras, k ä n n e t e c k - nzat awr att en maskinrulle (5) från nämnda pappersmaskin placeras i en mätmaskin, att pappersbanan (7) ledes från en avrullningssektion (1) för maskinrullen (5) genom en mätsektion (3) till en upp- rullningssektion (2) för upprullning av pappersbanan (7) till en ny rulle (ll), att en första mätsekvens utföres som innefattar matning av pappersbanan (7) i ett flertal steg med samma, förut- bestämda längd och mätning av nämnda egenskap i mätsek- tionen (3), då pappersbanan (7) står stilla, inom en ban- bred mätyta, som i maskinriktningen motsvarar eller i huvudsak motsvarar nämnda steglängd, genom avsökande tra- versering av en mätgivare för mätning av nämnda egenskap från pappersbanans (7) ena kant till den andra inom nämnda mätyta, och att av mätgivaren registrerade mätvärden överföres till en datorenhet för bearbetning och omvandling av mätvär- dena till en visuell form som anger egenskapens variatio- ner inom ett genom nämnda stegningar bildat omrâde av pappersbanan (7).

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda omvandling av mätvärdena sker till en numerisk eller grafisk form som visar egenskapens variationer inom ett genom nämnda stegningar bildat område av pappersbanan (7)-

3. Sätt enligt kravleller 2, kännetecknat av att nämnda första mätsekvens utföres inom en längd av pappersbanan (7) av 2-8 meter. 10 15 20 25 30 35 507”52, 10

4. Sätt enligt krav l, 2 eller 3, kännetecknat av att en andra mätsekvens utföres som innefattar mat- ning av pappersbana (7) i en förutbestämd, konstant, låg hastighet och mätning av nämnda egenskap i mätsektionen (3), då pappersbanan (7) passerar denna med nämnda låga hastighet.

5. Sätt enligt krav 4, kännetecknat av att nämnda låga hastighet är l meter/minut och att den andra mätsekvensen utföres inom en längd av pappersbanan (7) av 10-20 meter.

6. Sätt enligt krav4eller 5, kännetecknat av att en tredje mätsekvens utföres som innefattar matning av pappersbanan (7) i en förutbestämd, konstant hastig- het, som är högre än nämnda låga hastighet, och mätning av nämnda egenskap i mätsektionen (3), då pappersbanan (7) passerar denna med denna högre hastighet.

7. Sätt enligt krav 6, kännetecknat av att nämnda högre hastighet är 100 meter/minut.

8. Sätt enligt något av kraven 1-7, kä nnetecknat a v att åtminstone den första mätsekvensen utföres på minst ett ytterligare ställe av pappersbanan (7).

9. Sätt enligt något av kraven 2-8, k ä n n e t e c k n a t a v att mätvärdena från varje mätsekvens presenteras genom kartogram .

10. Sätt enligt något av kraven l-9, k ä n n e t e c k n a t av att det utnyttjas för en eller flera av egenskaperna ytvikt, tjocklek, fukthalt, askhalt, styrka och optiska egenskaper hos pappersbanan.

11. ll. Mätmaskin för analysering av minst en egenskap hos en pappersbana (7), som framställes i en bestämd pappers- 10 15 20 "f sn? 524 ll maskin, från vilken maskinrullar (5) levereras, }<ä11- netecknad av att den innefattar en avrullningssektion (1) för upp- bärande och roterande lagring av en maskinrulle (5) från nämnda pappersmaskin, en upprullningssektion (2) för upp- rullning av maskinrullens (5) pappersbana (7) för bild- ning av en ny rulle (11) och en däremellan belägen mät- sektion (3), genom vilken pappersbanan (7) passerar, att mätsektionen (3) innefattar traverserande avsökare med en mätgivare för mätning av nämnda egenskap, att upprullningssektionen (2) innefattar drivorgan som är anordnade att åstadkomma stegvis förflyttning av pappers- banan (7) genom mätsektionen (3), och att mätsektionen (3) innefattar en datorenhet för lagring av de av mätgivaren lämnade mätvärdena och bearbetning av dessa för visuell presentation av egenskapens variation.

12. Mätmaskin enligt krav ll, kännetecknad av att nämnda drivorgan även är anordnade att åstadkomma en kontinuerlig förflyttning av pappersbanan (7) med en låg hastighet och minst en ytterligare kontinuerlig förflytt- ning av pappersbanan (7) med en högre hastighet än den närmast föregående hastigheten.