檢測至少間接表明材料幅面處理裝置中表面特性的至少一個值的設備和方法和優化該裝...的制作方法

專利名稱：檢測至少間接表明材料幅面處理裝置中表面特性的至少一個值的設備和方法和優化該裝 ...的制作方法
檢測至少間接表明材料幅面處理裝置中表面特性的至少一 個值的設備和方法和優化該裝置運行狀況的方法本發明涉及一種通過確定表面的反射特性/反射能力來檢測至少間接地表示材 料幅面處理裝置中表面特性的至少一個值的設備和方法。本發明還涉及一種優化材料幅面 處理裝置運行狀況的方法。現有技術中公開了多種材料幅面尤其是紙幅面、紙板幅面或薄紙幅面形式的纖維 幅面的設計方案。在此，與使用情況有關地，表面特性，尤其是光潔度和印刷性能尤其重要。 光潔度是通過反射光能力特征表現的表面光學特性。在此，采用已知的反射測量系統在纖 維幅面的表面區域內通過確定以一個特定角度(一般要么按DIN標準45402是45°，要么 相應于TAPPI T480是75° )的反射來測量光潔度。因此，對于在制造纖維幅面的機器中，尤 其是在精煉表面的處理裝置中的各測量位置，在這種處理裝置之前和之后分別需要一測量 設備。另外，與之相應地參閱公司 Zehnter GmbH Testing Instruments, CH-4450 Sissach, www, zehntner. com 的出版物“Glanz/Gloss”(Printed IIbQ2007)。該印刷品公開了檢測材 料幅面表面特性，尤其是光潔度的原理和選擇正確的測量幾何尺寸的標準。另一種測量確定表面特性的參數，尤其是平滑度的可能記載在雜質Journal of Imaging Science and Technology, Vol. 48, Nr. 5, September/0ktober2004 年 由 J. S. Arney> Hoon Heo 禾口 P.G.Anderson 發表的"A Micro-Goniophotometer and the measurement of the Print Gloss”中。該出版物公開了采用微型光學測角器的測量，其 中，將待測量的表面，尤其是材料幅面圍繞滾筒放置，以便可以同時測量多個反射角。在砑光裝置形式的處理裝置中，形成大量砑光縫隙的輥子在使用蒸汽，水，溫度和 壓力的情況下依次對材料幅面產生影響。材料幅面由大量的處理單元導引。但是在此，測 量在砑光過程的末端才發生，亦即，在最后一個處理單元之后。在此，這種測量包含所有在 重疊形式的各處理單元上單獨的處理步驟的作用。因此，制定對各處理步驟的評價非常難。 基于此，不能實現對各處理步驟，即處理裝置內部的各處理單元的優化。因此，本發明所要解決的技術問題是，以簡單器件和小控制技術耗費創造一種評 價處理裝置中各處理步驟的方法。為此所需的對確定材料幅面表面特性的值的測量可以通 過最小的耗費實現。本發明通過權利要求1、20和40的特征解決。有利的設計記載在各從屬權利要求中。按本發明通過確定反射特性/反射能力，尤其是反射比來檢測至少間接地表明材 料幅面處理裝置中的表面特性的至少一個值的方法，其特征在于，借助至少一個發射源照 射至少兩個不同測量位置上的表面，并且在各測量位置處同時采用探測裝置檢測至少間接 地表示表面的反射特性/反射能力，尤其是反射比的至少一個值。采用按本發明的方法也可以實現，當處理裝置在構成不同測量位置的不同處理單 元上工作時，同時在不同測量位置處檢測至少間接地表明表面反射特性的至少一個值，并 因此檢測一個表示表面質量的值，以便測得的實際值也可以評價處理裝置的各處理單元的 運行狀態，此外構成用于控制配屬于各處理單元的調節裝置的基礎。因為僅用了一個探測裝置，所以檢測該值的耗費很小。測量位置是指所述表面掃過的點、線或平面形狀的區域。反射比說明反射了多少入射光線。通常一部分被傳遞過去和/或被材料幅面吸 收。至少間接地表示一個值或一個特性的值要么是直接表示大小或特征的值，要么是與表 示表面性質的值具有函數關系的值。亦即，由這些值例如通過數學運算或經驗計算出的特 征曲線、特征曲線族可以直接推導特性。就檢測至少間接地表示表面反射特性的值的測量位置的布置而言，視需求而定有 很多可能性。這些測量位置可以直接相鄰地或也可以相互間隔地沿處理裝置的縱向和/或 橫向布置。所述縱向表示幅面的通過方向(Durchlaufrichtung)并且也稱作機器方向。橫 向相當于處理裝置的寬度方向。此外，在處理裝置的縱向上彼此錯位的測量位置也可以在 高度方向上相互錯位地布置，以使對于各測量位置產生完全不同的測量幾何尺寸。在此，測 量幾何尺寸的特征用測量位置與發射源之間的距離、測量位置與探測裝置之間的距離以及 探測裝置與發射源的布置表示。根據第一種尤其有利的設計，在至少兩個沿處理裝置的機器縱向彼此間隔布置的 測量位置上進行檢測。該方案在連續布置且處理材料幅面的處理單元中是尤其有利的，因 為，在材料幅面通過時可以利用檢測到的實際值控制工作狀態。在至少兩個橫向于所述機器方向間隔布置的測量位置上檢測至少間接表示表面 的反射特性/反射性能的一個值具有這樣的優點，即可以沿橫向最佳地監測材料幅面的特 性。根據一種尤其有利的改進設計，在多個機器寬度上的測量位置處進行用于確定橫斷面 的測量，其中，可以與所得實際值和所需額定值的偏差有關地控制該橫斷面。僅采用包括至少一個圖像拍攝裝置的探測裝置進行檢測，其中，在評估裝置中評 估該圖像。尤其當該值作為輸送值為控制所需時，可以直接在檢測所述值之后進行評估。 采用圖像拍攝裝置，尤其是照相機進行檢測，其中，將在每個測量位置上的局部分辨率選為 大于10cm。其意思是，例如在10m寬的紙幅面上可以在幅面寬度上確定至少100個質量值 (例如光潔度)。根據一種有利的設計，應用圖像拍攝裝置，借助該裝置通過相應的圖像片段可以 同時以預定義的分辨率，優選大于20*20像素拍攝沿機器縱向/或橫向的多個測量位置。然 而，優選總是使用具有足夠地預先定義的像素分辨率的圖像拍攝設備，以便拍攝測量位置 的一個確定的、預定義的、優選大于lm的成像寬度。這樣設計按本發明應用的探測裝置，使得可以在各測量位置的至少一個上和/或 在各測量位置上同時檢測不同的反射角。這對于材料幅面在拱曲表面，如滾筒上的導引或 用于確定材料幅面滾筒的表面質量是尤其有利的。為此，所述設備優選使用光學測角器。作為至少間接地表示反射特性/反射能力的值，優選檢測與反射強度相關的一個 數值，例如反射比。為了當時就將測量值結合在控制和/或調節過程中，優選持續地在各測量位置進 行計算。然而也可考慮按預設的時間間隔計算至少間接地表示表面特性的值。按本發明的方法尤其有利地適用于檢測移動表面，尤其是在處理裝置運行中的材 料幅面的反射特性。在此，優選在彼此間隔布置的測量位置上確定沿材料幅面的通過方向 的材料幅面表面的反射特性，并且檢測兩個測量位置之間的表面反射特性的變化，其中，各測量位置之間的變化行為的異常可以看作處理單元故障或處理單元的非理想工作狀態的 證據。根據另一種有利的設計，例如為了診斷的目的，也可以確定滾筒和/或材料幅面 卷筒形式的旋轉表面的反射特性。此外，作為至少間接地表示表面特征的值，光潔度、粗糙度和印刷性能可以被確定 為反射特性的函數。按本發明用于優化處理裝置的運行狀態的方法的特征在于，當處理裝置工作時這 樣在不同測量位置上確定至少間接地表示處理裝置的部件的和/或材料幅面的表面特性 的至少一個值，即，借助至少一個發射源照射至少兩個不同測量位置處的表面，并且在各測 量位置處同步檢測至少間接地表示表面的反射特性的至少一個值，將所述在各測量位置處 至少間接地表示表面反射特性的值設定為控制和/或調節一個至少間接地表示處理裝置 的工作狀態的大小的輸入值。在不同處理單元上同時檢測實際值實現了最佳地監測包括該處理單元的處理裝 置的運行狀態。優選按照權利要求1至19之一計算至少間接地表示處理裝置的部件的和 /或材料幅面的表面特性的值。優選也檢測一個至少間接地表示材料幅面的表面特性的值的變化，其中，與變化 特性有關地控制處理裝置，以便獲得勻質的材料幅面表面。在處理裝置中，通過至少一個下例的措施來處理移動的表面，尤其是材料幅面表-改變溫度；-改變壓力；-加濕；-噴蒸汽。若將包括多個分別形成砑光縫隙的砑光輥的砑光裝置用作處理裝置，則優選將測 量位置設置在不同砑光輥或導輥上。與表面質量的實際值的偏差有關地，可以生成一個用 于控制至少一個下列砑光裝置部件的調節值-蒸汽吹箱；-蒸汽-水噴灑裝置；-水噴灑裝置；-滾筒溫度；-輥隙負載，尤其是壓力剖面圖。若將處理裝置例如設計為用于材料幅面卷的卷繞裝置，那么在該裝置上檢測至少 間接地表示材料幅面卷的和/或卷繞裝置滾筒的表面特性的至少一個值，并且將之用作控 制卷繞裝置的輸入值。根據至少間接地表示材料幅面卷的和/或卷繞裝置滾筒的表面特性 的值控制所述卷繞裝置的下列參數之一_托輥的轉速；-卷繞縫隙中的壓緊力。優選在處理裝置開始運轉之前預定義一個初始狀態，并且在運行中在各測量點測 量至少間接地表示材料幅面的表面特性的至少一個值，并且監測該值相對于初始狀態的變
8化。在此，可以自由地定義初始狀態的比較值。按本發明另一種設計，可以將處理裝置對材料幅面的表面性能產生較小影響的調 整看作初始狀態。一種可選的方案是，將沒有材料幅面通過的狀態看作初始狀態，并且用一種具有 已知的盡可能均勻的表面特性的材料覆蓋測量區域內待評估的測量位置。借助這種覆蓋來 進行參考測量。此外，為了定義初始狀態，可以形成仍未被材料幅面包裹的滾筒的表面。出于關聯的目的，可以持續地檢測在特定時間點形成實際值的各測量結果，并且 與機器內部或實驗室中的標準測量系統預設的測量值進行比較。用相同探測單元觀察多于一個的測量位置時的測量幾何尺寸的差別可以在測量 結果中采用適合的手段抵消，其中，進行參照測量和/或應用理論模型和/或預先已知的試 驗特性曲線。根據一種尤其有利的設計，在各種波長或光譜中評估表面的反射特性。此外，在按本發明的方法中，從表面的反射特性中確定纖維幅面的至少一個質量 值，例如光潔度、平滑度、粗糙度、印刷性能、發黑度、纖維定向。在此也可以將從其它測量裝 置或數據源中獲得的可使用的測量值，如與面積相關的質量、濕度、溫度、厚度、構造、成份、 光潔度、平滑度、粗糙度、印刷性能、發黑度、纖維定向用作附加信息，以便通過恰當地考量 和關聯各相關信息更準確地確定質量值。檢測至少間接地表示材料幅面的處理裝置中的表面的至少一個值的設備包括至 少一個指向該表面的發射源和進行表面反射特性探測的探測單元，該設備的特征在于，發 射源和探測裝置共同配屬于多個測量位置。以測量位置為參考基準，發射裝置相對于探測 裝置布置成小于150度的角，并且機器中的測量位置和探測裝置之間的距離為大于5米。由 此保證，探測裝置不會處于極端條件中。按本發明的方法在此可以在材料幅面的一側和/或兩側上實施。以下根據附圖進一步闡述本發明的解決方案，下列詳細地示出

圖1簡示出按本發明設計的設備的基本構造，該設備用于在處理裝置中檢測至少 間接表明表面的特征和/或質量的至少一個值；圖2a和2b例示性地示出探測裝置的設計；圖3示出檢測至少間接地表明砑光裝置中的表面特性和/或表面質量的至少一個 值的設備的布置；圖4a和4b示出沿表面橫向測量的可能性；圖5根據方塊圖示出檢測值的處理過程；圖6示出光學測角器的工作原理；圖7根據信號流程圖示出優化處理裝置工作狀態的方法；圖8示出優化處理裝置工作狀態的另一種方法。圖1簡示出按本發明設計的設備1的基本構造，該設備用于從表面反射特性中檢 測至少間接表明該表面2的特征和/或質量的至少一個值。在此，設備1用于在材料幅面6 的處理裝置5中至少兩個不同的，尤其是相互間隔布置的測量位置3和4上檢測該值。該 測量位置3，4可以根據大小和方向的不同表示點、線或平面形狀的區域。在此，各單獨的測 量位置3，4可通過位置固定的坐標系統XYZ中的坐標表示。參照應求出表面2的反射特性的裝置或設備來確定XYZ坐標系統。若按一種尤其有利的設計方案的表面2直接是指尤其 為纖維幅面，例如紙幅面、紙板幅面或薄紙幅面形式的材料幅面6的表面2，并因此是指移 動經過機器的表面2，則坐標系統XYZ由各處理裝置5并因此由制造這種幅面的機器部分的 處理裝置5確定，在該裝置中檢測至少間接表明材料幅面6的表面2的特性和/或質量的 至少一個值。在此，X方向由與機器縱向相應的材料幅面6的導引方向表示。該方向也稱 作機器方向MD方向。Y方向表示垂直于機器方向MD的方向，并且也稱作⑶。圖1借助右視圖簡示出設備1的基本構造，該設備1用于檢測一個至少間接表明 表面2特性的值并具有配屬于處理裝置5的分配裝置。為此，設備1包括至少一個尤其是 光源形式的發射裝置7。優選這樣選擇和設計光源7，使得該光源適合在兩個測量位置3和 4上照亮表面2。距離al表示發射裝置7和測量位置3之間的距離，距離a2表示發射裝置 7和測量位置4之間的距離。由光源7發射，并且射在表面2上的光線8，9射到表面2上沿 機器方向MD相互間隔布置的測量位置3和4處。材料幅面6的表面2是移動的表面。在該 表面上至少部分地反射入射光線8，9。為此，光線8，9傾斜地，亦即，以入射角、射到測量 位置3處的表面2上，并且以入射角a 2射到測量位置4處的表面2上。相對于表面2上的 垂線，入射垂線L，此處！^和！^測得角度a。兩個測量位置3，4上的光線8，9在表面2上 的這兩個位置區域內反射，并且反射光線10，11再以一個所謂的反射角^或日2射出。單 獨的反射角^或02也由表面2上的垂線1^或1^確定。在此，入射光線8或9、垂線L” L2以及反射或射出的光線10，11位于一個平面內。對于測量位置3其位于E3平面，對于測 量位置4其位于E4平面。與表面2的不透明度有關，光線8，9可以被完全反射，或者部分 被傳遞和吸收。由共同配屬于兩個測量位置3和4之一的探測裝置12檢測反射光線10，11。探測 裝置12可以設計成各種樣式。該探測裝置可以是圖像拍攝裝置13。圖像拍攝裝置13例 如可以設計成照相機的形式，采用該照相機同步檢測單獨的測量位置3和4的反射光線10 或11，其中，通過相應的分配裝置14建立圖像拍攝裝置13和測量位置3和4之間的關系， 并且可以實現精確地分配由反射光線10，11計算和推導出的反射值。可以用在測量位置3， 4區域內反射特性，尤其是反射比RG的函數來表示測量位置3，4區域內的表面2的表面質 量。按另一種設計，探測單元12視圖像處理種類而定存在不同的可能。根據圖2a中 第一種設計，探測裝置可以僅配設有圖像拍攝裝置13以及分配裝置14和用于優選立即傳 遞所測定的信息的通信接口形式的接口 15。在該實施形式中，接口 15包括至少一個將所測 定的參數傳輸到圖像處理裝置18的接收裝置17中的發送裝置16。在此，接收裝置17可以 集成在一個單獨的、與探測裝置12間隔布置的裝置18中。與之相反，圖2b示出一種帶集成的圖像處理裝置18的探測裝置12的設計方案。 該探測裝置包括圖像拍攝裝置13、配給各測量位置4和3的分配裝置14，其中，分配裝置14 也可以已經與拍攝裝置構成一個單元。在此，圖像處理裝置18集成在探測裝置12中，亦即， 已經可以在該探測裝置中進行圖像拍攝、存儲和評估。該探測裝置12也優選配設有通信接 口 15，可以從該通信接口 15中讀出由圖像處理過程算出的特性值。圖3示出砑光裝置19中檢測表明纖維幅面表面2的特性，尤其是質量或至少間接 表明該特性的至少一個值的設備1具體的應用。在此至少“間接表明”意思是，它并不必直接是特性值，而也可以是描述特性值或特性參數的、例如與特性值存在直接的函數或比例 關系的值。在此，示例性地示出用于砑光材料幅面6的砑光裝置19。砑光機19包括多個砑光 滾筒20. 1至20. 6，其中，每兩個砑光滾筒形成一個砑光縫隙21. 1至21.5。在此，材料幅面 導引穿過砑光縫隙21. 1至21. 5，并且受到表面處理。在此，材料幅面6在砑光縫隙21. 1至 21. 5中的處理可由不同過程參數，尤其是壓力p和溫度T描述。通過該措施，當材料幅面6 穿過砑光裝置19時精煉其表面。在導輥上實現材料幅面在砑光縫隙21. 1至21. 5之間的 導引，此處例如對于三個測量位置3，4，22用27，28和29表示該導輥。在此，表面特性隨著 沿通過方向到達砑光裝置19的位置變化。為了在砑光過程中測量表面2特性的變化，尤其 是在表面2上達到的光潔度G或粗糙度R，砑光裝置19配有一個按本發明的設備1。在此， 在所示的實施形式中示例性地設有三個測量位置，第一測量位置3、第二測量位置4和第三 測量位置22，該位置在此例如沿處理裝置5的機器方向MD以砑光裝置19的形式相互間隔 地布置。處理裝置5的機器方向MD由材料幅面穿過該處理裝置5的通過方向確定。為此 在所示的實施形式中，設計一個XYZ坐標系統，其中，X方向確定沿機器方向的延伸。在此， 第一測量位置3布置在到達或穿過第一砑光縫隙21. 1之后的區域內。第三測量位置22布 置在最后一個要穿過的砑光裝置19的砑光縫隙21. 5之后，并且另一個第二測量位置4配 屬于第一和第三測量位置之間的處理站。發射裝置7將光線發射到材料幅面6的表面2上的測量位置3，4和22處。在此可 見光源7與測量位置3，4和22，即表面2上射中的區域之間的不同距離，此外可見光線8， 9和23以一個此處由于簡明性而未示出的入射角a” 02和a 3射到表面2上。光線8，9 和23在表面2上反射，并且由探測裝置12檢測由此反射出的光線10，11和24。探測裝置 12在此設計為照相機形式。此外，在此可見測量位置3，4和22上的表面2和探測裝置12 之間的不同距離，以及不同的、但此處未標出的反射角。通過探測裝置12從反射光線10， 11和24中確定至少間接地表明表面2的反射特性的，尤其是各測量位置3，4和22上反射 比的至少一個值，并且從中可以得出測量點3，4，22上材料幅面的表面2的參數或特性的結 論。圖3示例性地示出沿機器方向在相互間隔的測量位置3，4，22上測量，并由此在處 理裝置5內部的不同測量位置上測量的實施方案。由分別配屬于測量位置3，4和22的、一 般要進一步評估的測量結果可以得出材料幅面處理裝置5的工作狀態的優化可能性和操 作方式的結論。這尤其在沒有在測量位置22處算出相應于所要求的表面質量的參數的情 況下適用。根據一種尤其有利的改進方案，在機器方向不僅設計測量位置3，4和22，而是將 測量位置3，4和22優選設計為在一部分機器寬度上，亦即，橫向于機器縱向MD延伸的測量 區域。這與在Y方向相應的處理裝置5上的坐標系統相符。在圖4a中簡示出一個例子。在 此，各測量位置3，4設計為在待評估的表面2的一部分寬度上延伸的測量區域。為了按圖 4b中尤其有利的設計監測整個寬度，橫向(⑶方向)于機器方向MD優選布置至少兩個或多 個探測裝置12，并且可以實現對在機器方向MD上具有相同坐標的測量區域內的整個機器 寬度進行圖像拍攝。由此例如可以對整個表面寬度，尤其是材料幅面寬度作出砑光性能的 報告。這可以通過形成橫向剖面來實現。
優選將各探測裝置12配給沿橫向，亦即，橫向于機器縱向延伸的測量區域3. n， 4. n。作為用于確定至少間接地表示表面2的質量或特性的至少一個值的參數，可以處 理至少間接地表示反射光線10，11的值，尤其是反射比。這例如在圖5中用方塊圖再次給 出。由此可見，在此分別至少計算出h和3 2形式的反射角作為光線10和11的初始值， 并且可能計算出測量幾何尺寸，亦即，表示測量裝置設置的參數，例如發射源的距離a以及 測量位置3，4和探測裝置12之間的距離b。此外，由圖像拍攝裝置13確定能夠推斷各種特 性的參數。在此，作為特性例如可以將表面2的粗糙度R或平滑度G確定為反射比RG直接 的函數。尤其如果將測量位置3，4區域內的表面2拱曲地設計，則按本發明所謂的微型光 學測角裝置用作探測裝置12。在此，微型光學測角裝置配給測量位置3和4。微型光學測角 器的功能例如早先已在雜志Journal of Imaging Science and Technology，第48冊，第五 版第 458 頁題為 “AMicro-Goniophotometer and the measurement of the Print Gloss，， 的文章中公開。由此可見，各光線通過校準裝置25投射到測量位置3和未示出的測量位置 4上。由此在測量位置3和4的區域內總是相同指向的光線射到表面2上。坐標系統在此 移到拱曲面的中點。X方向延伸經過直徑。Y方向在橫向上延伸。入射光線在表面2上反 射，并且再以反射光線10和11射出。該反射光線通過尤其是照相機形式的圖像拍攝裝置 13檢測，并且制作與角度、有關的圖像。這個角度、在此相當于拱曲表面2的主傾角。在此，通過光學測角器制作二維圖像。在此，光學測角器測量反射光線10和11作 為表面2上的垂線L與探測裝置12之間的夾角，即發射源7與該垂線的夾角的函數，也就 是說入射角和反射角和/或表面2傾斜的角度Y。在此根據該值之一可以產生兩維的反射 因子函數(Reflektionsfaktorfunktion)，其經過拱曲的表面2包含特定的線路。在各圖中例舉地描述了可以計算至少間接地表示表面2的反射特性的值的方案。 重要的是，同時在至少兩個不同測量位置3，4測量該值，并且進行評估。由此得出不同方 案。尤其在機器方向MD上布置帶有相同坐標的測量位置3，4時可以以相同方式形成經過 整個寬度的橫斷面。按另一種尤其有利的設計，例如可以在幅面通過的方向上評估處理裝 置5的工作狀態。此外，也可以在測量區域內探測處理裝置5工作狀態的變化并且主動地 對該變化產生影響或者也可以考慮到期望的、預定義的、待調節的功能參數在該區域中以 優化的方式運行該設備。在此，按圖7中第一種設計，至少在沿縱向，亦即，機器的MD方向和/或沿橫向，亦 即機器的CD方向彼此錯位布置的兩個測量位置3和4上監測測量區域3，4內表面2的反 射特性。為此，分別持續監控至少間接地表示測量位置3和4區域內表面2上的反射特性 的一個或多個值X3和X4的實際值，并且采用設備1檢測。這是所述區域內表面2的平滑 度G或粗糙度R的函數，并且產生實際值G3和G4或R3和R4。隨后，根據期望的額定預設值 Rs。113，Rs。m或Gs。113，Gs。114與算出值進行比較。若比較得到一個偏差，則確定用于在測量位 置3和4的區域內控制處理裝置5的調節值Y3或Y4。因為尤其在砑光裝置19中可以通過 各砑光縫隙中的壓力和溫度調節該函數，所以在各個測量區域3和4可以采用不同的措施。 在此，可以至少僅在一個測量區域3，4區域內，或者優選在兩個區域內改變參數。與之相關 地，將相應的測量結果集成到砑光裝置19運行狀態的控制中。
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根據圖8為每個測量位置3，4預定義了一個初始狀態。初始狀態在此用A表示。 該預定義的初始狀態在此通過初始狀態值X3A和X4A表示。將該值作為比較值或參考值用 作其它方法的基礎。該值可被預定義或在機器工作時確定。以下更進一步闡述確定過程。 隨后以正常工作狀態驅動該機器或處理裝置5，并且測量至少間接地表示測量位置3，4或 測量區域內的表面2的反射特性的至少一個值X3，X4的實際值。這種測量持續進行并且與 代表初始狀態A的值X3A，X4B比較，其中，由這種比較計算出要持續計算的偏差變量A X3和 AX4。然后，根據該偏差變量AX3和AX4的變化，可以推導出砑光裝置19中的直線穿過 的表面2的表面特性的變化，并因此通過待制造的材料幅面6的長度算出其誤差。可以用 不同方法算出初始狀態A。根據第一種設計，僅在運行步驟A中對處理裝置5的測量位置3 和4上的材料幅面的表面2進行參照測量。在此，至少在測量區域3或4內優選這樣調節 該測量，以便對材料幅面6產生盡可能小的影響。這例如可以在砑光裝置19中這樣進行， 使得在測量區域3中減小超過原本正常工作狀態的壓力p和溫度T。也可以考慮，此處在還 沒有達到工作溫度的砑光裝置19啟動時進行測量。在通過具有已知的和盡可能均勻的表面特性的器件覆蓋測量區域3或4時，存在 確定初始值xA3，另一種可能。參考測量在該覆蓋器件上進行。隨后也在機器正常工 作時持續測量，并且監控在正常工作時的信號相對初始狀態的變化。用其它已知材料進行 參考測量，那么在此可以最佳地再加入一個步驟。根據另一種可能的設計，可以檢測滾筒，尤其是砑光輥的表面，并且將之定義為初 始狀態。在本實施形式中，材料幅面仍沒有導引經過砑光裝置19。附圖標記清單
1裝置
2上表面
3測量位置，測量區域
4測量位置，測量區域
5處理裝置
6材料幅面
7發射裝置
8入射光線
9入射光線
10反射光線
11反射光線
12探測裝置
13圖像拍攝裝置
14分配裝置
15接口
16發送裝置
17接收裝置
18圖像處理裝置
19砑光裝置
20. 1-20. 6砑光輥
21. 1-21. 5砑光縫
22測量位置
23光線
24反射光線
25校準裝置
27導向輥
28導向輥
29導向輥
A方法步驟
a,距離
a2距離
a3距離
B印刷性能
距離
M巨離
M巨離
e3平面
E4平面
G平滑度
G3實際值
G4實際值
GS0113,4實際值
光垂線
L2光垂線
L3光垂線
R粗糙度
R3實際值
R4實際值
RG反射比
Rsoll3,4實際值
x3實際值
x4實際值
xa3起始值
xa4起始值
y3調節值
y4調節值
a 1入射角
a 2入射角
^反射角反射角
權利要求
一種通過確定表面(2)的反射特性，尤其是反射比來檢測至少間接地表示材料幅面處理裝置(5)中的所述表面(2)的特性的至少一個參數的方法，其特征在于，借助至少一個發射源(7)照射在至少兩個不同測量位置上的所述表面(2)，并且采用探測裝置(12)在所述各測量位置(3，4，22)處檢測至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一個參數。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在至少兩個沿所述材料幅面處理裝置(5)的 機器縱向(MD)彼此間隔布置的測量位置(3，4，22)上檢測至少間接地表示所述表面(2)的 反射特性，尤其是反射比的至少一個參數。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在至少兩個橫向于所述機器方向(CD) 間隔布置的測量位置(2，3，22)上檢測至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反 射比的至少一個參數。
4.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在多個橫向于機器方向(CD)的 測量位置(3，4，22)處檢測至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少 一個參數，用于確定所述表面(2)的橫斷面。
5.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，采用包括至少一個圖像拍攝裝 置(13)的探測裝置檢測所述至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至 少一個參數，其中，在一評估裝置(18)中評估所述圖像。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，采用一個圖像拍攝裝置(13)尤其是照相機 檢測所述至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一個參數并且在 每個測量位置(3，4，22)的點分辨率大于10cm。
7.如權利要求5或6所述的方法，其特征在于，應用圖像拍攝裝置(13)，采用該圖像拍 攝裝置通過各相應的圖像片段可以同時以預定義的分辨率，優選大于20*20像素每質量值 拍攝沿機器縱向(MD)/或橫向(CD)的多個測量位置。
8.如權利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，使用具有充分預先定義的像素分辨 率的圖像拍攝裝置，以便在所述測量位置上形成一確定的、預定義的、優選大于Im的成像 寬度。
9.如權利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，在所述各測量位置(3，4，22)的至 少一個上和/或各測量位置上同時檢測不同的反射角(β ，β2)。
10.如權利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，檢測所述至少間接地表示反射特 性，尤其是反射比的參數作為所述反射強度的大小。
11.如權利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，持續在各測量位置(3，4，22)上 檢測所述至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一個參數。
12.如權利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，按一定時間間隔地檢測所述至少 間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一個參數。
13.如權利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，在移動的表面(2)上檢測所述至 少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一個參數。
14.如權利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，在材料幅面表面(2)形式的移動 表面(2)上測算出所述至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一 個參數。
15.如權利要求1至14之一所述的方法，其特征在于，沿所述材料幅面(6)的通過方向 在彼此間隔布置的測量位置(3，4，22)上確定所述至少間接地表示所述表面(2)的反射特 性，尤其是反射比的至少一個參數，并且檢測所述測量位置(3，4，22)之間表面(2)的反射 比的變化。
16.如權利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，在滾筒和/或材料幅面卷筒形式 的旋轉表面上確定所述至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一 個參數。
17.如權利要求1至16之一所述的方法，其特征在于，將光潔度(G)作為至少間接地表 示所述表面(2)的特性的參數確定為所述反射比的函數。
18.如權利要求1至17之一所述的方法，其特征在于，將粗糙度作為至少間接地表示所 述表面(2)的特性的參數確定為所述反射比的函數。
19.如權利要求1至18之一所述的方法，其特征在于，將印刷性能和/或壓光黑道和/ 或纖維定向作為至少間接地表示所述表面(2)的特性的參數確定為所述反射比的函數。
20.一種用于優化材料幅面(6)的處理裝置(5)的運行狀況的方法，其特征在于，這樣 確定至少間接地表示材料幅面處理裝置的部件的和/或材料幅面(6)的表面特性的至少一 個參數，即，借助至少一個發射源(7)照射至少兩個不同測量位置處的表面(2)，并且在所 述各測量位置(3，4，22)處同步檢測至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射 比的至少一個參數，將所述至少間接地表示所述表面(2)特性的參數設定為控制和/或調 節一個至少間接地表示所述材料幅面處理裝置(5)工作狀況的參數的輸入參數。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，按照權利要求1至19之一計算所述至少 間接地表示所述材料幅面處理裝置(5)的部件和/或材料幅面(6)的所述表面(2)特性的 參數。
22.如權利要求20或21所述的方法，其特征在于，檢測所述至少間接地表示所述材料 幅面(6)的表面(2)特性的變化，并根據該變化特性控制所述材料幅面處理裝置(5)。
23.如權利要求20至22之一所述的方法，其特征在于，在所述材料幅面處理裝置(5) 中，用至少一個下列措施處理所述材料幅面(6)-改變溫度；-改變壓力；-加濕；-噴蒸汽。
24.如權利要求20至23之一所述的方法，其特征在于，將包括多個分別形成砑光縫隙 (21. 1至21. 5)的砑光輥(20. 1至20. 6)的砑光裝置用作材料幅面處理裝置，其中，將所述 測量位置(3，4，22)優選設置在不同砑光輥和/或導輥上。
25.如權利要求24所述的方法，其特征在于，根據至少間接地表示所述表面(2)的反射 特性，尤其是反射比的參數的實際值與額定值的偏差，生成用于控制和/或調節至少一個 下列部件的運行狀況和/或參數的調節參數-蒸汽吹箱；_蒸汽-水噴灑裝置；-水噴灑裝置；-滾筒溫度；-輥隙負載，尤其是壓力剖面圖。
26.如權利要求20至22之一所述的方法，其特征在于，將所述材料幅面處理裝置(5) 設計為用于材料幅面卷的卷繞裝置，并且檢測至少表示材料幅面卷和/或卷繞裝置滾筒的 表面特性的至少一個參數，并且將之用作控制所述卷繞裝置的輸入參數。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于，根據至少間接地表示材料幅面卷和/或卷 繞裝置滾筒的所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一個參數控制所述卷繞裝置 的下列參數之一-托輥的轉速；_所述卷繞縫隙中的壓緊力。
28.如權利要求20至27之一所述的方法，其特征在于，以所述測量位置(3，4，22)為參 考基準，所述發射裝置(7)相對于所述探測裝置(12)布置成小于150度的角，并且所述機 器中的測量位置(3,4,22)和探測裝置(12)之間的距離(b3，b4)大于5米。
29.如權利要求20至28之一所述的方法，其特征在于，在所述材料幅面處理裝置(5) 開始運轉之前預定義一個初始狀態，并且在運行時在各測量位置上測量至少間接地表示所 述材表面(2)反射特性，尤其是反射比的至少一個參數，其中，監測所檢測的實際值相對于 所述初始狀態的變化。
30.如權利要求29所述的方法，其特征在于，自由地定義所述表示所述表面(2)初始狀 態的參數。
31.如權利要求29所述的方法，其特征在于，將在因所述材料幅面(6)表面⑵受到較 小影響而引起對所述處理裝置(5)的調整時所測算的實際參數設為表示所述表面(2)的初 始狀態的參數。
32.如權利要求29所述的方法，其特征在于，將沒有材料幅面(6)通過時對所述處理裝 置(5)的調整時所測算的實際參數設為表示所述表面(2)初始狀態的參數，其中，用具有已 知的、盡可能均勻的表面特性的蓋板覆蓋所述測量位置(3，4，22)，其中，借助所述蓋板來進 行參考測量。
33.如權利要求29所述的方法，其特征在于，使描述所述仍未被所述材料幅面(6)包裹 的滾筒的表面的參數成為表示所述表面(2)初始狀態的參數。
34.如權利要求20至33之一所述的方法，其特征在于，出于關聯的目的連續重復各 次測量，并且與所述材料幅面處理裝置(5)的內部或實驗室中的標準測量系統的測量值比較。
35.如權利要求20至34之一所述的方法，其特征在于，在測量結果中采用補償手段補 償在用所述相同的探測單元(12)觀察多于一個的測量位置(3，4，22)時所述測量幾何尺寸 的差別，其中，采用按權利要求27至34之一所述的參照測量和/或應用理論模型和/或應 用預先已知的試驗特性曲線。
36.如權利要求20至35之一所述的方法，其特征在于，在所述探測單元之前應用至少 短時偏振的光線和/或偏振濾光器。
37.如權利要求20至36之一所述的方法，其特征在于，評估所述表面在不同波長或光 譜時的反射特性。
38.如權利要求20至37之一所述的方法，其特征在于，從所述表面(2)的反射特性中 確定至少間接地表示所述材料幅面(6)質量的至少一個參數，尤其是光潔度、平滑度、粗糙 度、印刷性能、發黑度、纖維定向形式的參數。
39.如權利要求20至38之一所述的方法，其特征在于，將從其它測量裝置或數據源中 獲得的其它測量參數實際值，如與面積相關的質量、濕度、溫度、厚度、構造、成份、光潔度、 平滑度、粗糙度、印刷性能、發黑度、纖維定向作為附加信息加以考慮，以便通過適當的考慮 和聯系各相關信息更準確地確定至少間接地表示所述材料幅面(6)的質量的參數。
40.一種檢測至少間接地表示材料幅面處理裝置(5)中的表面(2)的特性的至少一個 參數的設備，其包括至少一個指向所述表面(2)的發射源(7)和檢測所述表面(2)的反射 特性，尤其是反射比的探測單元(12)，其特征在于，發射源(7)和探測裝置共同配屬于多個 測量位置(3，4，22)。
41.如權利要求40所述的設備，其特征在于，以測量位置(3，4，22)為參照基準，所述 發射裝置(7)相對所述探測裝置(12)布置成小于150度的角，并且所述機器中的測量位置 (3,4,22)和探測裝置(12)之間的距離(b3，b4)大于5米。
全文摘要
本發明涉及一種通過確定表面(2)的反射特性，尤其是反射比檢測至少間接地表示材料幅面處理裝置(5)中的表面(2)的特性的至少一個值的方法和設備。本發明的特征在于，借助至少一個發射源(7)在至少兩個不同測量位置上(3，4，22)照射所述表面(2)，并且采用探測裝置(12)同時在所述各測量位置處(3，4，22)檢測至少間接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一個值。本發明還涉及一種用于優化材料幅面處理裝置的方法。
文檔編號D21G9/00GK101946170SQ200880126851
公開日2011年1月12日 申請日期2008年10月9日 優先權日2007年12月14日
發明者魯道夫·芒奇 申請人:沃依特專利有限責任公司