RU2035721C1 - Method of checking transparency of flat light-translucent materials - Google Patents
Method of checking transparency of flat light-translucent materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2035721C1 RU2035721C1 SU5042287A RU2035721C1 RU 2035721 C1 RU2035721 C1 RU 2035721C1 SU 5042287 A SU5042287 A SU 5042287A RU 2035721 C1 RU2035721 C1 RU 2035721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transparency
- light
- test material
- paper
- illuminated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам контроля физических параметров плоских светопропускающих материалов, например бумаги, и может быть использовано для непрерывного контроля качества бумажного полотна непосредственно в ходе технологического процесса его производства. The invention relates to methods for monitoring the physical parameters of flat light-transmitting materials, for example paper, and can be used for continuous quality control of a paper web directly during the manufacturing process of it.
Наиболее близким к заявляемому способу является принятый в отечественной бумажной промышленности стандартный метод измерения прозрачности, ГОСТ 8874-72, в соответствии с которым исследуемый образец бумаги освещают параллельным световым пучком нормально к его поверхности, последовательно измеряют световые потоки, рассеянные образцом в обратном направлении в случаях, когда с противоположной стороны от образца помещают либо плоскую непрозрачную белую, либо черную подложку, и по величине этих потоков по известной формуле рассчитывают прозрачность образца. Closest to the claimed method is the standard method for measuring transparency adopted in the domestic paper industry, GOST 8874-72, according to which the paper sample under investigation is illuminated normally with a parallel light beam to its surface, light fluxes scattered by the sample in the opposite direction are successively measured in cases when either a flat opaque white or black substrate is placed on the opposite side of the sample, and the prose is calculated using the known formula Sample cleanliness.
К недостаткам метода следует отнести выборочность, необходимость вырезания образцов, т.е. разрушения готовой продукции, длительность порядка 5 мин на одно измерение и, как следствие, невозможность применения метода для непрерывного контроля качества бумажного полотна непосредственно в ходе его производства для оперативного вмешательства в технологический процесс, тем более для целей его автоматизации. The disadvantages of the method include selectivity, the need to cut out samples, i.e. destruction of the finished product, the duration of the order of 5 minutes per measurement and, as a result, the inability to use the method for continuous quality control of the paper web directly during its production for operational intervention in the technological process, especially for its automation.
Изобретение позволяет повысить скорость измерений и создать способ, пригодный для непрерывного неразрушающего контроля качества бумажного полотна непосредственно в ходе технологического процесса производства светопропускающих материалов. The invention allows to increase the measurement speed and create a method suitable for continuous non-destructive testing of the quality of the paper web directly during the technological process of production of light-transmitting materials.
Это достигается тем, что исследуемый материал освещают двумя одинаковыми параллельными световыми пучками нормально к его поверхности последовательно по ходу протяжки материала в процессе его производства, причем под одним из освещаемых участков с противоположной стороны от материала помещают плоскую белую непрозрачную подложку, а под другим черную, регистрируют световые потоки Φω и Φo, рассеянные соответственно тем и другим участками материала в обратном направлении в одинаковых малых телесных углах Ω ориентированных под одинаковыми углами φ к каждому из падающих пучков, а о прозрачности исследуемого материала судят по величине разности
δχ где Φω,э и Φ о, э аналогично измеренные световые потоки для эталонного образца того же материала известной прозрач- ности.This is achieved by the fact that the material under investigation is illuminated with two identical parallel light beams normally to its surface sequentially along the path of material drawing during its production, and a flat white opaque substrate is placed under one of the illuminated areas on the opposite side of the material, and black is recorded under the other, luminous fluxes Φ ω and Φ o scattered respectively by those and other sections of the material in the opposite direction in the same small solid angles Ω oriented at the same angles φ to each of the incident beams, and the transparency of the investigated material is judged by the difference
δχ where Φ ω, e and Φ 0 , e are similarly measured light fluxes for a reference sample of the same material of known transparency.
На фиг. 1 представлена схема для контролля прозрачности плоских светопропускающих материалов; на фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 изображена лабораторная установка для осуществления предложенного способа; на фиг.5 показан график для определения прозрачности образца; на фиг.6 изображено устройство для контроля прозрачности образца, установленного непосредственно на выходе бумагоделательной машины. In FIG. 1 is a diagram for controlling the transparency of planar light-transmitting materials; figure 2 presents a section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 shows a laboratory installation for implementing the proposed method; figure 5 shows a graph for determining the transparency of the sample; figure 6 shows a device for controlling the transparency of a sample installed directly at the output of a paper machine.
Исследуемый материал 1, например движущееся бумажное полотно (бумага), освещают двумя одинаковыми параллельными световыми пучками 2 и 3 нормально к его поверхности последовательно по ходу протяжки материала в процессе его производства. Направление вектора скорости протяжки изображено на фиг.1 стрелкой, а на фиг.2 и 3 символом (от наблюдателя). Под световым пучком 2 с противоположной стороны от материала помещают плоскую белую (рассеивающую) непоглощающую подложку 4 ("белый" участок материала), а под световым пучком 3 такую же черную подложку 5 поглощающую ("черный" участок). Свет, рассеянный "белым" и "черным" участками материала в обратном направлении, регистрируют в пределах одинаковых малых телесных углов 6 и 7 (Ω < < 2 π), при этом каждый из телесных углов ориентирован в плоскости, перпендикулярной к направлению протяжки материала, под одним и тем же углом φ к каждому из падающих пучков.The studied
Для проверки работоспособности способа была собрана лабораторная установка (фиг.4), включающая источник 8 излучения, линзу 9, фотоприемник 10, белую подложку 4, черную подложку 5, усилитель 11, аналого-цифровой преобразователь 12, индикаторное табло 13, кожух 14, модулятор 15. To verify the operability of the method, a laboratory setup (Fig. 4) was assembled, including a
Работает установка следующим образом. The installation works as follows.
Свет от источника 8 (ИК-светодиод АЛ-107), пройдя через линзу 9, параллельным пучком падает нормально на поверхность исследуемого материла 1, диаметр пятна засветки на бумаге (материале) составлял около 1 см. С противоположной стороны бумаги под пятном помещается либо плоская белая подложка 4 (ватман 5х5 см2), либо черная подложка 5 (черный бархат). Рассеянный бумагой в обратном направлении свет улавливается фотоприемником 10 (фотодиод ФД-256) с диаметром фотоприемной поверхности около 3 мм. Фотоприемник располагается в плоскости, перпендикулярной машинному направлению бумаги, на расстоянии около 5 см от пятна засветки, при этом угол между падающим пучком и направлением на центр фотоприемника составляет φ 40о. Фотосигнал I от фотоприемника усиливается усилителем 11, преобразуется в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя 12 и выводится на индикаторное табло 13. Для устранения влияния возможных паразитных засветок фотометрическая часть установки заключена в светопроницаемый зачерненный кожух 14. Кроме того, с этой же целью источник света модулируется модулятором 15, который одновременно управляет усилителем, обеспечивая синхронное детектирование только полезного сигнала.The light from source 8 (IR LED AL-107), passing through the
С помощью описанной установки были проведены измерения на образцах кальки производства ленинградской бумажно-картонной фабрики "Коммунар" различной прозрачности, которая была предварительно измерена в заводской лаборатории качества на лейкометре по методу прототипа, в соответствии с которым она вычислялась по формуле
χпр= 1- где Φ о,пр световой поток, рассеянный калькой в обратном направлении в телесном угле 2 π при черной подложке;
Φ∞,пр аналогичный световой потолок при белой подложке, в качестве которой использовалась непрозрачная (бесконечно толстая) стопа той же кальки.Using the described setup, measurements were made on tracing paper samples produced by the Leningrad Paper and Cardboard Factory Kommunar of various transparency, which was previously measured at the factory quality laboratory on a leukometer according to the prototype method, according to which it was calculated by the formula
χ ol = 1- where Φ о, pr is the light flux scattered by tracing paper in the opposite direction in a solid angle of 2 π with a black substrate;
Φ ∞, a similar light ceiling with a white substrate, which was used as an opaque (infinitely thick) foot of the same tracing paper.
На установке измерялись фотосигналы Iω и Iо, пропорциональные световым потокам Φω и Φ o, рассеянным калькой в направлении на фотоприемник соответственно при белой и черной подложке. Прозрачность кальки определялась по формуле
χ 1- 1- для разных участков исследованных образцов.At the setup, the photosignals I ω and I о were measured, which are proportional to the light fluxes Φ ω and Φ o scattered by tracing paper in the direction of the photodetector with a white and black substrate, respectively. The transparency of tracing paper was determined by the formula
χ 1- 1- for different sections of the studied samples.
Сравнительные результаты проведенных измерений приведены на фиг.5, где по горизонтали отложены средние значения и доверительные погрешности (р 0,95) прозрачности χпр, образцов, измеренной по методу прототипа, а по вертикали соответствующие значения прозрачности χ тех же образцов, измеренной на лабораторной установке по предлагаемому способу. Из фиг.5 видно, что между обеими прозрачностями существует линейная зависимость, что позволяет судить о прозрачности любой исследуемой бумаги по величине разности δχ χ χэ ее прозрачности χ и прозрачности χэ образца той же бумаги, принятого за эталон, измеренных по заявляемому способу. Видно, что величина указанной разности приводится к следующему виду:
δχ χ-χэ=
Заявляемый способ контроля прозрачности может быть реализован, например, в устройстве для контроля прозрачности кальки, предназначенном для установки непосредственно на выходе бумагодалительной машины (фиг.6). Устройство включает в себя модулятор 15, источник 8 излучения, линзу 9, полупрозрачное зеркало 16, зеркало 17, два идентичных фотоприемника 10, два одинаковых кожуха 14, белую 4 и черную 5 подложки, усилитель 11, аналого-цифровой преобразователь 12, блок 18 обработки, запоминающее устройство 19 и индикаторное табло 13.Comparative results of the measurements are shown in figure 5, where the horizontal values and the confidence errors (p 0.95) of transparency χ pr , samples measured by the prototype method, and the vertical values of transparency χ of the same samples measured in the laboratory installation by the proposed method. Figure 5 shows that there is a linear relationship between both transparencies, which makes it possible to judge the transparency of any paper under investigation by the difference δχ χ χ e of its transparency χ and the transparency χ e of a sample of the same paper taken as a standard, measured by the present method. It can be seen that the magnitude of this difference is reduced to the following form:
δχ χ-χ e =
The inventive method of controlling transparency can be implemented, for example, in a device for controlling the transparency of tracing paper, designed to be installed directly at the output of a paper machine (Fig.6). The device includes a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Источник 8 излучения (ИК-светодиод, например, типа АЛ-107) питается от модулятора 15 импульсным током частоты fо, стабилизированным по амплитуде. Модулированный свет от источника 8, пройдя линзу 9, образует параллельный пучок, который падает на полупрозрачное зеркало 16, при этом половина излучения проходит через зеркало 16 и падает на обычное зеркало 17. Отраженные от обоих зеркал параллельные световые пучки 2 и 3 нормально падают на поверхность движущегося исследуемого материала (бумажного полотна), вектор скорости протяжки полотна изображен на фиг.6 стрелкой. С противоположной стороны кальки под пучком 2 находится плоская непрозрачная белая подложка 4, а под пучком 3 черная подложка 5. Рассеянный бумагой в обратном направлении свет улавливается двумя идентичными фотоприемниками 10 (например, фотодиодами ФД-256), которые расположены в плоскости, перпендикулярной к направлению протяжки бумаги, при этом угол φ между осью падающего пучка и направлением из центра пятна засветки на центр фотоприемной поверхности того и другого фотоприемника один и тот же. Для устранения возможных паразитных засветок фотометрические части обоих измерительных каналов заключены в непрозрачные зачерненные кожухи 14. Фотосигналы с обоих фотоприемников поступают на два идентичных усилителя 11, каждый из которых включает в себя преобразователь фототока, узкополосный фильтр с частотой fo и синхронный детектор, управляемый от модулятора 15. Усиленные сигналы поступают на аналого-цифровой преобразователь 12, где происходит преобразование аналоговых фотосигналов в цифровые коды, и затем в блок 18 обработки. Последний работает следующим образом.The radiation source 8 (IR LED, for example, type AL-107) is fed from the
В режиме "эталон" (т.е. при перемещении в измерительном зазоре образца аналогичной кальки, принятой за эталон) осуществляется отсчет n значений сигналов Iω,э и Iо, э с обоих усилителей, затем происходит их усреднение и вычисляется значение прозрачности эталона χэ= 1- которое заносится в запоминающее устройство 19. При желании это значение может быть выдано на индикаторное табло 13. В режиме "измерение" (т.е. при протягивании в измерительном зазоре полотна измеряемой кальки) происходит отсчет n значений сигналов Iω и Iо, усреднение этих значений и вычисление прозрачности исследуемой кальки
χ 1-
По желанию оператора на индикаторное цифровое табло может выводиться либо χ либо δχ χ χэ Через определенное время t происходит новое накопление отсчетов Iω и Io и процесс обработки повторяется.In the “standard” mode (that is, when a similar tracing paper adopted for the standard moves in the measuring gap of the sample), n values of the signals I ω, e and I o, e from both amplifiers are counted, then they are averaged and the transparency value of the standard is calculated χ e = 1- which is entered in the
χ 1-
At the request of the operator on a display digital display can be displayed either x or δχ χ χ e after a certain time t, there is a new accumulation of samples and I ω I o and the process is repeated.
Время измерения величины прозрачности исследуемой бумаги определяется временем достаточного усреднения фотосигналов Iω и Iо и при существующих скоростях протяжки бумажного полотна не превышает секунд, что значительно меньше времени измерения по методу-прототипу.The measurement time of the transparency of the investigated paper is determined by the time of a sufficient averaging of the photographic signals I ω and I о and at the existing speeds of drawing the paper web does not exceed seconds, which is significantly less than the measurement time by the prototype method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5042287 RU2035721C1 (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Method of checking transparency of flat light-translucent materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5042287 RU2035721C1 (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Method of checking transparency of flat light-translucent materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2035721C1 true RU2035721C1 (en) | 1995-05-20 |
Family
ID=21604279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5042287 RU2035721C1 (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Method of checking transparency of flat light-translucent materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2035721C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002092180A3 (en) * | 2001-05-17 | 2004-04-29 | Koninkl Philips Electronics Nv | Device and method for digitizing an object |
RU2525662C2 (en) * | 2012-10-29 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" (СПГУТД) | Method for determining transparency of flat light-transmitting print-receiving materials |
-
1992
- 1992-05-15 RU SU5042287 patent/RU2035721C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Курицкий А.Л. и др. Оптические методы и приборы в целлюлозно-бумажной промышленности. М.: Лесная промышленность, 1980, с.70-71. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002092180A3 (en) * | 2001-05-17 | 2004-04-29 | Koninkl Philips Electronics Nv | Device and method for digitizing an object |
RU2525662C2 (en) * | 2012-10-29 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" (СПГУТД) | Method for determining transparency of flat light-transmitting print-receiving materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4302108A (en) | Detection of subsurface defects by reflection interference | |
JPH03267745A (en) | Surface property detecting method | |
CN1318840C (en) | Synchronous optical measurement and ispection method and means | |
US4402607A (en) | Automatic detector for microscopic dust on large-area, optically unpolished surfaces | |
JPH0820371B2 (en) | Defect inspection device and defect inspection method | |
GB1473233A (en) | Gauging method and apparatus | |
US4522497A (en) | Web scanning apparatus | |
US4570074A (en) | Flying spot scanner system | |
US4330205A (en) | Optical apparatus for measuring the size and location of optical in an article | |
FI78355B (en) | METHOD FOER MAETNING AV GLANS OCH APPARATUR FOER TILLAEMPNING AV METODEN. | |
RU2035721C1 (en) | Method of checking transparency of flat light-translucent materials | |
JP2873450B2 (en) | Defect inspection device using light | |
JP2711140B2 (en) | Fine particle measuring device | |
JPH02114146A (en) | Method and device for measuring crack length and strain in structure part and test piece | |
JPS6280507A (en) | Measuring method for cracking on road surface | |
JPH0812152B2 (en) | Reflected light flaw detector | |
JPS6352004A (en) | Measuring instrument | |
JPH0252241A (en) | Surface defect inspection instrument | |
JPS61207951A (en) | Defect inspecting device for transparent object | |
JPS6021792Y2 (en) | Defect detection device | |
JPH0776758B2 (en) | Defect detection method for sheet | |
JPS62118243A (en) | Surface defect inspecting instrument | |
JPH0795040B2 (en) | Micro foreign matter inspection device | |
JPH05188004A (en) | Foreign matter detecting device | |
JPS55149023A (en) | Infrared ray spectroscopic method |