FI115163B - Spektrierottelevaan mittaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvonta - Google Patents
Spektrierottelevaan mittaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvonta Download PDFInfo
- Publication number
- FI115163B FI115163B FI20012335A FI20012335A FI115163B FI 115163 B FI115163 B FI 115163B FI 20012335 A FI20012335 A FI 20012335A FI 20012335 A FI20012335 A FI 20012335A FI 115163 B FI115163 B FI 115163B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- web
- quality
- map
- measuring
- roll
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 66
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 47
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 26
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 9
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 5
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 20
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 14
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 13
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 12
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 4
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000007794 visualization technique Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/86—Investigating moving sheets
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
- D21G9/0009—Paper-making control systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
- G01N21/8922—Periodic flaws
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/34—Paper
- G01N33/346—Paper sheets
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
115163
SPEKTRIEROTTELEVAAN MITTAUKSEEN PERUSTUVA LAADUN-JA KUNNONVALVONTA
Tekniikan ala 5
Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisesti spektrierottelevaan mittaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvontamenetelmä käytettäväksi jatkuvan kuiturainan, erityisesti paperirainan valmistus- tai jälki käsittelyprosessien yhteydessä.
10
Keksinnön taustaa ia tekniikan tasoa
Paperin, kartongin ja myös muiden vastaavien rainamaisten materiaalien valmistus- ja jälkikäsittelyprosesseissa itse rainaa ja/tai 15 prosessia reaaliaikaisesti valvovien menetelmien ja järjestelmien merkitys kasvaa jatkuvasti pyrittäessä mahdollisimman korkeaan tuotantotehokkuuteen sekä tuotteen korkeaan ja tasaiseen laatuun.
Optisten menetelmien käyttö on eräs varsin tehokkaaksi havaittu tapa 20 nopeasti liikkuvan kuiturainan ja sen radan reaaliaikaisen valvonnan toteuttamiseen. Optisten menetelmien etuina ovat mm. mahdollisuus . suorittaa mittauksia kohteesta kosketuksettomasti sekä mittausten • * · · ;v. suorittaminen nopealla aikavasteella. Tekniikan tasosta tunnetaankin ·.·. useita esimerkkejä optisten menetelmien soveltamisesta rainamaisen [..*.25 materiaalin valmistus- tai jälkikäsittelyprosesseihin.
3.' Tekniikan tasosta tunnetuissa ns. kuvantavissa (engl. imaging), eli *···* kohteesta visuaalista kuvaa tuottavissa menetelmissä kohdetta kuvataan tyypillisesti CCD-tekniikkaan (Charged Coupled Device) perustu-':”:30 villa, ja siten olennaisesti näkyvällä aallonpituusalueella toimivilla matriisi- tai viivakameroilla. Kuvantavia mittauksia suoritetaan joko .3.: paikallisina mittauksina, mutta nykyisin myös kuiturainaa koko sen • · ..... tuotantoleveydellä valvovina mittauksina. Tekniikan tasoa kuvataan esimerkiksi konferenssijulkaisussa "Paper Machine Applications with :...:35 Fullsheet Imaging Measurement" (Chen Shih-Chin et ai, Control I V Systems '98: Information tools to match the evolving operator role, sivut 330 -337, Porvoo, Suomi, 1.-3.9.1998). Kuvantavissa mittauk- 2 115163 sissa käyttäjä pyrkii tunnistamaan kuvista joko itse tai tietokoneessa tapahtuvan kuvankäsittelyn avulla kohteessa esiintyviä ja visuaalisesti havaittavia epänormaaleja ilmiöitä sekä niiden aiheuttajia.
5 Näkyvällä alueella toimivan kuvantavan diagnostiikan lisäksi tekniikan tasosta tunnetaan myös infrapuna-alueella toimivien lämpökameroiden käyttö kuiturainan ja sen radan valvontaan.
Tekniikan tasosta tunnetaan edelleen myös spektrierotteluun perustulo via optisia menetelmiä, joissa kohteen, esimerkiksi paperirainan ominaisuuksia määritellään kvantitatiivisesti mittaamalla ja analysoimalla kohteen emittoiman, läpäisemän tai heijastaman valon sisältämiä tiettyjä aallonpituuskaistoja (spekrikaistoja) tai valon jatkuvampaa aallon-pituusjakaumaa (jatkuvaa spektriä). Spektrierotteleville menetelmille on 15 nimenomaan tyypillistä se, että niissä hyödynnetään kohteesta mitattavan valon, tai yleisemmin sähkömagneettisen säteilyn spektriominai-suuksia kohteen jonkun tietyn laatusuureen määrittämiseksi. Puhtaasti kuvantamiseen perustuvissa menetelmissä valon ilmaisu tapahtuu tyypillisesti ilman varsinaista spektrierottelua ainoastaan yhtä aallon-20 pituuskaistaa käyttäen, joka aailonpituuskaista määräytyy useimmiten ilmaisimen aallonpituusherkkyyden perusteella.
• · • ♦ · • · · ·
Koska em. spektrierotteluun perustuvia menetelmiä voidaan pitää nyt käsillä olevan keksinnön kannalta lähimpänä tekniikan tasoa edusta-25 vina, tarkastellaan niitä seuraavassa hieman tarkemmin.
• · · • · *
Patentissa US4733078 esitetään paperirainan kosteuden mittaamiseen '···' tarkoitettu laitteisto, jossa paperirainan lävitse ohjataan valolähteeltä infrapuna-alueen säteilyä siten, että paperirainan läpäissyttä säteilyä 30 mitataan ajallisesti peräkkäin useammalla spektrikaistalla paperirainan \3: kosteuden määrittämiseksi. Tämän ratkaisun ilmeisenä ongelmana on eri spektrikaistoilla tapahtuvien mittausten eriaikaisuus, jolloin käytettä-essä eri spektrikaistoilla eri ajanhetkinä mitattua informaatiota rainan kosteuden määrittämiseksi, näin saatu mittaustulos ei kuvaa tarkasti 35 rainan tiettyä kohtaa, vaan mittaustulokseen vaikuttaa luonnollisesti • myös rainan mittausaikainen liike.
115163 3
Patentista US3641349 tunnetaan laitteisto, jossa paperirainan läpäissyt infrapuna-alueen säteily jaetaan useampaan optiseen haaraan, jotka kukin optinen haara ohjataan oman aallonpituussuotimensa lävitse omille ilmaisimilleen. Moduloimalla paperirainan lävitse ohjattua 5 säteilyä sopivasti, voidaan mittaus kaikilla tarkasteltavilla spektrikais-toilla suorittaa samanaikaisesti, eli ajallisesti rinnakkain, jolloin mittaustuloksena saatu rainan kosteusarvo edustaa paremmin rainan tiettyä paikallista aluetta. Menetelmän eräänä rajoituksena on se, että tarkasteltavien spektrikaistojen määrä on käytännössä rajoitettu koska mitta-10 uslaitteiston monimutkaisuus kasvaa merkittävästi spektrikaistojen määrää kasvatettaessa. Useista ilmaisimista johtuen mittauslaitteiston kustannukset muodostuvat myös korkeiksi.
Hakijan aikaisemmasta julkiseksi tulleesta patenttihakemuksesta WO 15 99/14579 tunnetaan edelleen mittauslaitteisto, jossa liikkuvan paperi rainan lävitse johdetaan valolähteeltä infrapunasäteilyä ja paperirainan läpäissyt säteily johdetaan edelleen spektrografiin spektrierottelua varten. Tämän ratkaisun avulla voidaan muutaman erillisen spektri-kaistan sijaan mitata säteilyn jatkuvampaa spektriä spektrografin ulos-20 tulotasoon asennetun matriisi-ilmaisimen avulla. Tällöin mittauksessa kaikki tarkasteltavat ns. aallonpituuskanavat tulevat mitatuiksi ajallisesti . yhtä aikaa eli rinnakkain. Mittaustuloksena saadaan siis määritettyä ··*,· mittauspisteen hetkellinen jatkuva spektri tietyltä aallonpituusalueelta, * » jolloin kohteen ominaisuuksien, kuten rainan kosteuden tai muun tar-25 kasteltavan laatusuureen määritystarkkuus em. spektritiedon perus-j teella on parempi kuin käytettäessä laatusuureen määritykseen pelkästään muutamaa spektrikaistaa, jotka mitataan esimerkiksi erillisiä ’···* rinnakkaisia optisia suodattimia käyttäen.
30 Patentista US5019710 tunnetaan laitteisto, jonka avulla spektrierot- • · · teluun perustuva mittaus voidaan suorittaa koko kuiturainan poik-kisuuntaiselta leveydeltä ilman tarvetta optisen mittalaitteen traversoin-tiin, eli mekaaniseen liikuttamiseen rainan poikkisuunnassa. Patentissa • · US5019710 esitetty ratkaisu perustuu valokuitujen käyttöön siten, että • · · 35 mittauskohtaa traversoidaan eri kohdille rainan poikkisuunnassa multi-• pleksaamalla varsinaisen mittauksen suorittavaa valolähteen ja ilmaisinosan käsittävää optista laitetta poikkisuunnassa rainan eri 115163 4 I kohdille järjestettyihin valokuitupareihin, joissa valokuitupareissa eri puolille rainaa sijoitetuista valokuiduista toinen johtaa valon valolähteeltä rainalle, ja toinen vastaavasti valon rainalta ilmaisinosalle.
5 Julkaisusta WO99/02941 on esitetty paperirainan paksuuden mittaaminen edelleen siten, että paperirainaan johdetaan mittaussäde valokuiduilla ja rainan läpäissyt säteily johdetaan edelleen optiselle mittalaitteelle. Tässä ratkaisuissa valokuituja on sovitettu vierekkäin rainan poikkisuunnassa olennaisesti rainan koko poikkisuuntaiselle leveydelle.
10 Mainitussa julkaisussa esitetyn erään suoritusmuodon mukaan rinnakkaisia pienoisspektrometrejä käyttäen toteutetaan rainan poikkisuunnassa kaikissa mittapisteissä jatkuvan spektrin mittaus samanaikaisesti.
15 Yhteenvetona voidaan todeta, että tekniikan tason mukaisia ratkaisuja käyttäen rainan ominaisuuksien määrittämiseksi voidaan toteuttaa erilaisia spektrieroteltuja optisia mittauksia siten, että mittauksissa katetaan olennaisesti rainan koko poikkisuuntainen leveys ja kussakin mit-tapisteessä mitataan joko yksittäisiä spektrikaistoja tai jatkuvaa 20 laajempaa spektrialuetta. Ajallisesti mittaus voidaan edelleen toteuttaa siten, että spektritiedon poikittaisprofiilin mittaus tapahtuu rainan poikkisuunnassa kaikissa mittapisteissä olennaisesti yhtä aikaa (ilman * · · · >*.·; traversointia) ja kussakin mittapisteessä kaikki tarkasteltavat aallonpi- tuudet rekisteröidään olennaisesti yhtä aikaa (ajallisesti rinnakkain).
:·.*! 25 * · ' ! Edellä esitetyissä tekniikan tason mukaisissa spektrierotelluissa mitta uksissa mittaukseen suoritukseen kuluvaa aikaa, jona aikana tarkas- ’···* teltava raina siis etenee jatkuvasti tarkastelupisteen ohitse, on hakijan käsityksen mukaan mittausmenetelmien kehittämistyössä tarkasteltu 30 ainoastaan seuraavissa merkityksissä. Ensinnäkin mittausmenetelmiä on pyritty kehittämään siten, että mittauksissa rekisteröidään tietoa samanaikaisesti rainan koko poikkisuuntaiselta leveydeltä ilman mekaanista traversointia tms. Tavoitteena on tällöin saada mittaus kattamaan tehokkaasti rainan koko pinta-alaa. Toiseksi mittausmene- • · · 35 telmiä on pyritty kehittämään siten, että kussakin rainan poikkisuuntai-sessa mittauspisteessä tarkasteltavat yksittäiset spektrikaistat tai jatkuva spektri pyritään mittaamaan ajallisesti yhtä aikaa, jolloin niiden 5 115161 avulla edelleen määritettävä rainan kiinnostava ominaisuus, kuten kosteus edustaa tarkemmin rainan ko. kohtaa ilman että rainan liike vaikuttaa mittaustulokseen.
5 Keksinnön perusperiaate ia tärkeimpiä etuja
Nyt esitettävän keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on aikaansaada uusi spektrierottelevaan mittaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvontamenetelmä käytettäväksi jatkuvan kuiturainan valmistus- ja/tai 10 jälkikäsittelyprosesseissa.
Keksinnön tarkoituksena on hyödyntää tekniikan tasoa huomattavasti tehokkaammin mahdollisuutta suorittaa rainaan tai sen rataan kohdistuvia optisia spektrieroteltuja mittauksia hyvällä aika- ja paikkaresoluu-15 tiolla. Keksinnön tarkoituksena on siten mahdollistaa edelleen tekniikan tason menetelmiä merkittävästi monipuolisemman ja yksityiskohtaisemman tiedon kerääminen mitattavasta kohteesta, ja edelleen tekniikan tasoa merkittävästi tehokkaampi mittaustulosten tietokoneella tai vastaavalla tapahtuva automaattinen analysointi.
20
Keksinnön erityisenä tarkoituksena on mahdollistaa prosessissa ns. . konesuunnassa ainoastaan hetkellisesti esiintyvien nopeiden ilmiöiden tekniikan tasoa tarkempi havainnointi ja luotettava tunnistus. Keksintö •v. soveltuu kuitenkin myös jatkuvampien ilmiöiden analysointiin. Keksin-25 nön erittäin merkittävänä etuna on se, että keksinnön avulla prosessi- * ; häiriöiden aiheuttaja voidaan nyt tunnistaa tekniikan tasoa helpommin ]..* ja luotettavammin. Näin ollen keksintö mahdollistaa erittäin pitkälle '···* automatisoidun laadun- ja kunnonvalvonnan toteuttamisen.
30 Näiden tarkoitusten toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle ‘*,[·’ on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisen patentti- vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
• ·
Muissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty eräitä keksin- < I < 35 nön edullisia suoritusmuotoja.
I · · • * « · 115163 6
Keksinnön olennaisena perusajatuksena on se, että optisella spekt-rierottelevalla mittalaitteella kerätään liikkuvasta kohteesta, eli rainasta tai sen käsittelyyn liittyvästä elimestä aika- ja paikkaeroteltua spektri-tietoa mainitun kohteen liikkeeseen tahdistetusti. Tämän spektritiedon 5 perusteella muodostetaan edelleen kohteen liikesuunnassa olennaisesti jatkuvaa ja kohteen ainakin yhtä laatusuuretta kuvaavaa 2-ulot-teista ns. laatusuurekarttaa.
2-ulotteisella laatusuurekartalla tarkoitetaan tässä yhteydessä tiedon 10 tallennustapaa, jossa tieto on tallennettuna koordinaatistossa, jonka koordinaatiston ensimmäinen akseli kuvaa paikkaa kohteen (kuten esimerkiksi rainan) poikkisuunnassa, ja koordinaatiston toinen akseli kuvaa paikkaa kohteen liikesuunnassa. Laatusuurekartan kussakin, mainittujen kahden koordinaatin avulla määritetyssä pisteessä on tal- 15 lennettuna tieto ko. laatusuureen arvosta.
Mainittu laatusuure voi olla esimerkiksi rainan kosteus tai rainan pääl- lystemäärä, jotka mainitut laatusuureet määritetään rainasta esimerkiksi infrapuna-alueella suoritettavien spektrieroteltujen läpäisy- tai 20 heijastusmittausten perusteella. Laatusuurekartta kertoo siten esimer kiksi rainan kosteuden vaihtelun eri kohdilla rainaa kone- ja poikittais- . suunnissa.
• ·» · «« « * · · * · • ♦
Tarkasteltava laatusuure voi olla myös joku muu rainan, rainan pääl-25 lysteen tai rainan käsittelyyn liittyvän elimen ominaisuus, jota määrite- • > · tään esimerkiksi näkyvällä alueella suoritettavien spektrieroteltujen mittausten avulla. Laatusuure voi siten olla esimerkiksi kohteen väri, # · ’···’ opasiteetti, vaaleus, kiilto tai sileys.
» 30 Keksinnön mukaisesti kohteen ominaisuuksien määrittämiseksi ja/tai kohteessa olevien virheiden havaitsemiseksi mainitusta jatkuvasta laatusuurekartasta tunnistetaan edelleen ainakin yhden laatusuureen paikallisia, erityisesti kohteen liikesuunnassa esiintyviä poikkeamia • · ja/tai epäjatkuvuuskohtia, ja näiden mainittujen poikkeamien ja/tai »· * 35 epäjatkuvuuskohtien aiheuttaja tunnistetaan mainittujen ilmiöiden lii- I » t : kesuuntaisen jaksollisuuden perusteella.
115163 7 2-ulotteisen laatusuurekartan tahdistaminen kohteen liikkeeseen mahdollistaa siten sen, että laatusuurekartasta voidaan tehokkaasti ja tarvittaessa automaattisesti tunnistaa siinä konesuunnassa esiintyviä jaksollisia ja lyhytaikaisia ilmiöitä, ja näiden jaksollisesti toistuvien ilmiöi-5 den aiheuttajat voidaan edelleen tunnistaa ilmiöiden jaksollisuuden perusteella.
Mitattavan kohteen ollessa esimerkiksi liikkuva kuituraina, rainassa tietyin välimatkoin esiintyvä virheen aiheuttajaksi voidaan tunnistaa ke-10 hänopeudeltaan rainan suhteen tunnetulla nopeudella pyörivä tela, jonka telan pinnan vaurioitunut tai likaantunut kohta aiheuttaa ohikulkevaan rainaan mainitun telan kehän pituutta vastaavin välimatkoin jaksollisesti toistuvan virheen.
15 Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa kohteesta muodostettua laatusuurekarttaa tai sen muodostamisessa käytettävää spektri-tietoa keskiarvotetaan konesuunnassa tietyn tutkittavalle kohteelle ominaisen jaksonpituuden ylitse voimakkuudeltaan heikompien jaksollisten ilmiöiden havaitsemiseksi. Keskiarvotuksessa käytettävä jakson-20 pituus voidaan valita vastaamaan esimerkiksi tietyn telan kehän pituutta. Keskiarvotus poistaa tehokkaasti mittaustulokseen sisältyvää satunnaiskohinaa.
• · · • · · • · · • · ··.·. Keksinnön mukaista menetelmää käyttäen laatusuurekartasta voidaan )./.25 hakea mitattavan kohteen itsensä, tai sitä prosessissa edeltävän kom-• ; ponentin aiheuttamia jaksollisia ilmiöitä. Hyvällä herkkyydellä tapahtu- ) ‘ van spektritiedon keräämisen ja tulosten keskiarvotuksen ansiosta kuiturainasta voidaan havaita myös mittauskohtaan nähden kauempana sijaitsevien (edeltävien) komponenttien aiheuttamia jaksollisia :··: 30 ilmiöitä. Tämä mahdollistaa prosessin useampien vaiheiden (pidem-·))): män ratapituuden) valvonnan ainoastaan yhtä mittauspaikkaa käyttäen.
! Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa itse liikkuvan rainan valvontaan, tai rainan käsittelyyn osallistuvien ja sen kanssa kosketuk-:)))·· 35 sissa olevien pyörivien/liikkuvien elinten kuten telojen ja erilaisten ku-!'·[: doksien (viirat, huovat) kunnonvalvontaan. Keksintö soveltuu myös Tai nasta muodostettavien rullien ominaisuuksien valvontaan.
115163 8
Kuiturainan käsittelyyn liittyvän elimen toimintahäiriö voidaan havaita joko mainittua elintä suoraan mittaamalla tai mainitun elimen ohikulkevaan rainaan aiheuttavan merkkauksen perusteella.
5
Keksinnön mukainen mittaus voidaan suorittaa tarkasteltavan kohteen liikesuuntaan nähden koko kohteen poikkisuuntaiselta leveydeltä tai vain osalta mainittua leveyttä. Mitattaessa kohteen, esimerkiksi kuiturainan koko leveydellä suoritetaan mittaus edullisesti käyttämällä sel-10 laista mittausjärjestelyä, jossa spektritiedon poikittaisprofiilin mittaus tapahtuu olennaisesti samanaikaisesti rainan koko leveydeltä. Tällöin kohteen liikesuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa ja liikkeen mukaisessa konesuunnassa esiintyvät ilmiöt voidaan luotettavasti erottaa toisistaan.
15
Seuraava esimerkkien avulla suoritettava keksinnön yksityiskohtaisempi selitys havainnollistaa alan ammattimiehelle edelleen selvemmin keksinnön edullisia suoritusmuotoja sekä keksinnöllä tunnettuun tekniikan tasoon nähden saavutettavia etuja.
20
Piirustusten Ivhvt kuvaus
Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin pii-··.·. rustuksiin, joissa *·/;' 25 ' i kuva 1 esittää periaatteellisesti keksinnön eräitä mahdollisia suoritusmuotoja, • « * · kuva 2 esittää periaatteellisesti erästä keksinnön mukaisessa mene-30 telmässä sovellettavaa spektrierottelevaa mittalaitetta, • · · • · • · · kuva 3 esittää periaatteellisesti erään kuvan 2 mukaiseen • · ..... mittalaitteeseen soveltuvan spektrometrin toimintaperiaatetta, 35 kuva 4 esittää periaatteellisesti keksinnön mukaisesti muodostettua jatkuvaa 2-ulotteista laatusuurekarttaa, 115163 9 kuva 5 esittää periaatteellisesti kuvan 4 mukaisesta jatkuvasta laatusuurekartasta tietyn jakson ylitse keskiarvottamalla saatavaa jaksotettua laatusuurekarttaa, ja 5 kuva 6 esittää periaatteellisesti kuvan 4 mukaisesta jatkuvasta laatusuurekartasta erään toisen jakson ylitse keskiarvottamalla saatavaa jaksotettua laatusuurekarttaa.
Keksinnön yksityiskohtainen selitys 10
Kuvassa 1 on periaatteellisesti esitetty keksinnön eräitä mahdollisia suoritusmuotoja, jotka vastaavat spektrierottelevan mittalaitteen kuvaan 1 merkittyjä eri sijoituspaikkoja A, B ja C. Keksintöä selostetaan seuraavassa aluksi käyttäen esimerkkinä kuvaan 1 merkittyä 15 sijoituspaikkaa A ja tarkasteltavana laatusuureena rainan 11 kosteutta.
Asemaan A sijoitettu spektrierotteleva mittalaite 10 on järjestetty keräämään mittauskohteena olevasta liikkuvasta rainasta 11 spektri- tietoa keksinnön mukaisen jatkuvan laatusuurekartan muodostamiseksi 20 rainasta 11. Raina 11 voi olla paperin tai kartongin valmistuksessa eri muodoissa esiintyvä kuituraina, joka voi mittauskohdasta riippuen olla /.·. mittauskohdalta myös mittalaitteeseen 10 nähden vastakkaiselta puo- : v! lelta tuettu viiran, telan tai muun elimen avulla.
• \\25 Kuvassa 2 on esitetty periaatteellisesti eräs spektrierottelevan mitta- ’· *| laitteen 10 mahdollinen toteutustapa. Mittalaitteeseen 10 kuuluu sätei- ] ’ lylähde 20, joka tutkittavan laatusuureen ollessa rainan kosteus lähet- tää säteilyä edullisimmin infrapuna-alueella. Säteilyn aallonpituus voi olla esimerkiksi välillä 1-2.5 pm, mutta tarvittaessa aallonpituus voi •:* :30 tarkasteltavasta laatusuureestä riippuen olla myös tätä lyhyempi tai pidempi. Säteilylähde voi olla esimerkiksi mustan kappaleen säteilijä, ; . halogeenilamppu tai joku muu tarkoitukseen soveltuva säteilylähde.
»
Mittauksen tapahtuessa infrapuna-alueella, säteilylähteen 20 jälkeen '.]]’· 35 on tarvittaessa sovitettu katkoja 21 katkomaan tai moduloimaan sätei-lyä ajallisesti sinänsä tunnetulla tavalla. Säteilylähteen 20 säteily johdetaan kohteeseen 11,16,17 ensimmäisillä valokuiduilla 23. Mainittu 115163 10 kohde voi olla kuvassa 1 esitetyllä tavalla itse paperiraina 11 tai sen käsittelyyn liittyvä joku muu elin kuten tela 16 tai viirakudos 17. Kohteesta 11,16,17 heijastunut säteily johdetaan edelleen toisilla valokuiduilla 24 spektrometrille 25.
5
Sekä ensimmäisten valokuitujen 23 että toisten valokuitujen 24 päät on sovitettu mittapäihin 26. Mittapäihin voi olla sovitettuna lisäksi tarvittava muu mittausoptiikka, kuten linssi- tai peilijärjestelyt säteilyn ohjaamiseksi optisten kuitujen 23,23 päiden ja kohteen 11,16,17 välillä. Mitta-10 päät 26 määrittävät mittauksessa käytettävät kohteen poikittaissuuntaiset rinnakkaiset mittauspisteet 28.
Spektrometri 25 käsittää kuvan 3 mukaisesti ainakin spektrografin 30 ja matriisidetektorin 31. Spektrografi 30 on järjestetty kuvaamaan 15 sisääntuloaukkoonsa 32 toisista valokuiduista 24 kohdistetun valonsäteen matriisidetektorille 31 spektrierotellusti siten, että kuvaan 3 merkityssä suunnassa Y matriisidetektorille 31 muodostuu paikka-akseli ja suunnassa X vastaavasti aallonpituusakseli. Tällöin esimerkiksi toisiin valokuituihin kuuluvan kuidun 24a lähettämä säteily kuvau-20 tuu matriisidetektorille 31 spektriksi 24b, jossa spektrissä eri aallonpituudet pisimmästä aallonpituudesta λ, lyhimpään aallonpituuteen λ2 ·.·. ovat jakautuneina matriisidetektorin 31 eri kohtiin aallonpituusakselin X
lvi suunnassa. Vastaavalla tavalla esimerkiksi toisen valokuidun 24c : lähettämä säteily kuvautuu matriisidetektorille spektriksi 24d. Spektro- \ \ 25 grafi 30 voi olla esimerkiksi PGP-tyyppinen spektrografi (Prism-Grating- • · · • Prism), hilaspektrografi, tai joku muu tunnetun tekniikan mukainen : : tarkoitukseen soveltuva laite.
• ♦
Spektrierotteleva mittalaite 10 mahdollistaa siis kohteen 11,16,17 ·:··: 30 spektritiedon mittaamisen kohteen liikesuuntaan nähden poikittaisessa ·“*: suunnassa useassa rinnakkaisessa mittauspisteessä ajallisesti * . samanaikaisesti. Mittalaitteella määritetään siis kohteen spektritiedon hetkellinen poikittaisprofiili. Spektritiedon perusteella määritettävän laatusuureen ollessa esimerkiksi kosteus, spektritieto mitataan edulli-35 simmin lähi-infrapuna-alueella, esimerkiksi aallonpituusalueella 1.0-1.7 pm tai alueelta 1.0-2.4 pm.
115163 11
Keksinnön mukainen jatkuva 2-dimensioinen laatusuurekartta muodostetaan siis kohteesta peräkkäisinä ajanhetkinä määritettyjen spekt-ritiedon poikittaisprofiilien avulla. Spektritiedon yksittäinen poikittaispro-5 tiili käsittää poikittaisessa suunnassa rinnakkaisia mittauspisteitä, joissa kussakin rinnakkaisessa mittauspisteessä tallennetaan olennaisesti yhtä aikaa kohteen jatkuva spektri tietyltä alueelta esimerkiksi spektrografin avulla, tai useampia erillisiä spektrikaistoja esimerkiksi rinnakkaisia optisia suotimia käyttämällä.
10
Tarkasteltavan laatusuureen ollessa esimerkiksi rainan 11 kosteus, keksinnön mukainen jatkuva 2-dimensioinen laatusuurekartta kuvaa siten rainan 11 kosteuden vaihtelua paikkaerotellusti sekä rainan 11 poikkisuunnassa että konesuunnassa.
15
Keksinnön mukaisen laadun- tai kunnonvalvonnan toteuttamiseksi automaattisesti spektritietoa keräävä spektrometri 25 on järjestetty kuvassa 2 esitetyn mukaisesti tiedonsiirtoyhteyteen tietojenkäsittely-laitteen 27 kanssa. Tietojenkäsittelylaitteessa 27 spektritieto muunne- 20 taan ensin jatkuvaksi 2-dimensioiseksi laatusuurekartaksi, jota mainittua laatusuurekarttaa analysoidaan edelleen kohteen 11,16,17 ominaisuuksien määrittämiseksi ja/tai kohteessa olevien virheiden havaitse- « · · jlV miseksi, sekä näiden mainittujen ilmiöiden aiheuttajan tunnistamiseksi.
: Tietojenkäsittelylaite 27 voi olla esimerkiksi mikrotietokone tai vas- *‘25 taava, joka on varustettu tarkoitukseen sopivilla ohjelmilla.
'· · Spektrierottelevan mittalaitteen 10 tietojenkäsittelylaite 27 voi edelleen olla järjestetty tiedonsiirtoyhteyteen 13 rainan 11 käsittelyä ohjaavan muun laitteiston kanssa. Tämä mahdollistaa esimerkiksi säätötoimenpiteiden suorittamisen automaattisesti laatusuurekartasta määritettyjen ·:···30 mittaustulosten perusteella. Tiedonsiirtoyhteyden 13 avulla voidaan ···*; toteuttaa myös käyttäjän hälytys tai muita toimenpiteitä tietyt ennalta määritetyt raja-arvot ylitettäessä.
: Edullisesti tietojenkäsittelylaite 27 on varustettu käyttöliitynnällä, kuten :"’: 35 näytöllä ja näppäimistöllä tietojen esittämiseksi käyttäjälle ja käyttäjän ;v. suorittamien asetusten ja toimintakomentojen vastaanottamiseksi.
115163 12
Laatusuurekartan tahdistamiseksi keksinnön mukaisesti mitattavan kohteen 11,16,17 liikkeeseen spektrierotteleva mittalaite 10 on yhdistetty kohteen liikenopeutta mittaavaan elimeen. Kuvan 1 mukaisesti mainittu elin voi olla esimerkiksi rainan 11 kanssa kosketuksissa, ja 5 rainan etenemisnopeutta vastaavalla kehänopeudella pyörivän telan 14 keskiöön asennettu pulssianturi 15. Pulssianturi 15 on järjestetty tuottamaan yksi tai useampia pulsseja kutakin telan 14 yhtä kierrosta kohti. Kun telan 14 kehän pituus on tunnettu, voidaan pulssianturilta 15 saatavien pulssien perusteella määrittää rainan 11 tarkka etenemisnopeus.
10
Vaihtoehtoisesti spektrierotteleva mittalaite 10, ja sen sisältämä tieto-jenkäsittelylaite 27 voi saada tahdistuksessa tarvittavan liikenopeustie-don tiedonsiirtoyhteyden 13 kautta rainan 11 käsittelyä ohjaavalta laitteistolta, kuten esimerkiksi paperikoneen säätöjärjestelmältä.
15
Spektrierotteleva mittalaite 10 voi olla järjestetty mittaamaan rainaa 11 (tai muuta kohdetta) koko rainan poikkisuuntaiselta ns. tuotantolevey-deltä, tai mittaus voi olla kohdistettu myös tuotantoleveyttä kapeammalle alalle.
20
Kuvassa 1 asemassa B spektrierotteleva mittalaite 10 on järjestetty mittamaan telan 16 pintaa telan 16 pyörimisnopeuteen tahdistetusti : v! siten, että tietojenkäsittelylaitteelle 27 muodostetaan jatkuvaa laatusuu- ··.·. rekarttaa telan 16 pinnasta. Tahdistuksen ansiosta jatkuvasta laatusuu-'.25 rekartasta voidaan erottaa kutakin telan 16 yhtä pyörähdystä vastaava ’* osuus ns. jaksotetuksi 2-ulotteiseksi laatusuurekartaksi. Näissä peräk käisissä jaksotetuissa laatusuurekartoissa 2-dimensioisen kartan tietty sama kohta vastaa siis aina telan 16 pinnan tiettyä ja samaa kohtaa. Jaksotettuja laatusuurekarttoja voidaan edelleen analysoida tietojenkä-*:··:30 sittelylaitteella 27 esimerkiksi keskiarvottamalla mainittuja laatusuure-karttoja siten, että peräkkäisissä jaksotetuissa kartoissa kohteen samaa kohtaa vastaavat laatusuuren arvot, siis esimerkiksi kosteusar-! vot keskiarvotetaan keskenään.
:[”:35 Kuvassa 1 asemassa C spektrierotteleva mittalaite 10 on järjestetty mittamaan rainan 11 kanssa vuorovaikutuksessa olevan liikkuvaa kudosta 17 kudoksen 17 pyörimisnopeuteen tahdistetusti. Kudos 17 voi 115163 13 olla esimerkiksi ns. kuivatushuopa tai -viira. Samoin kuin edellä tieto-jenkäsittelylaitteelle 27 muodostetaan nyt keksinnön mukaisesti jatkuvaa laatusuurekarttaa, esimerkiksi kosteuskarttaa, josta jatkuvasta laatusuurekartasta voidaan edelleen erottaa kudoksen 17 yhtä pyöräh-5 dystä vastaavia yksittäisiä jaksotettuja laatusuurekarttoja tarkempaa analyysiä ja/tai keskiarvotusta varten.
Hyvällä aika- ja paikkaerottelukyvyllä määritetystä 2-ulotteisesta laatusuurekartasta voidaan nyt keksinnön mukaisesti havaita konesuun-10 nassa ainoastaan hetkellisesti tai myös jatkuvammin esiintyviä ilmiöitä. Seuraavassa selostetaan tarkemmin keksinnön mukaisesti muodostettujen laatusuurekarttojen analysointia nyt kuviin 4-6 viitaten.
Kuvassa 4 on esitetty periaatteellisesti keksinnön mukainen jatkuva 2-15 ulotteinen laatusuurekartta 40. Tässä esimerkissä mainittu kartta voidaan ajatella muodostetuksi kuvassa 1 asemaan A sijoitetulla spekt-rierottelevalla mittalaitteella 10 ja tahdistamalla kuvaus rainan 11 liikkeeseen. Tarkasteltavana laatusuureena käytetään seuraavassa esimerkinomaisesti rainan kosteutta, jolloin mittalaitteen 10 mittaamat 20 aallonpituudet on valittu sopivasti tätä tarkoitusta silmällä pitäen lähi-infrapuna-alueelta.
• ·
Seuraavissa esimerkeissä laatusuurekartta 40 kuvaa siis rainan 11 * · ·’·.·. kosteuden paikallista jakaumaa tietyllä tunnetulla rainan 11 pituudella. \ \ 25 Kuvan 4 laatusuurekartassa 40 vaakasuunta (ensimmäinen ulottuvuus) ’· ; vastaa siis rainan eri alueita konesuunnassa, ja pystysuunta (toinen ulottuvuus) vastaavasti rainan eri alueita poikkisuunnassa.
• · • * ·
Jatkuvaan laatusuurekarttaan 40 mustilla soikioilla 41 ja mustilla suo-*:·: 30 rakaiteilla 42, sekä vaaleilla erikokoisilla ympyröillä 43 merkityt alueet kuvaavat kohtia, joissa spektrierottelevan mittalaitteen 10 havaitsema kosteus eroaa mittaustarkkuuden rajoissa laatusuurekartan 40 valkoi-! sena esitetyn taustan 44 kosteudesta. On selvää, että todellisuudessa laatusuurekartan 40 tausta 44 koostuu suuresta määrästä kosteusta-35 soitaan toisistaan jossain määrin eroavista pisteistä ja alueista. Samoin :*·*: esimerkiksi jaksoittain toistuvat mustilla soikioilla merkityt alueet 41 eivät toistu täsmälleen saman kokoisina ja kosteusarvoltaan samanlai- 115163 14 sinä eri kohdilla laatusuurekarttaa 40. Kuvassa 4 tausta 44 ja alueet 41,42,43 on lähinnä piirustusteknisistä syistä ja selvyyden vuoksi esitetty kosteustasoltaan ja muodoiltaan yksinkertaistettuina.
5 Tässä esimerkissä kuvan 4 jatkuvassa laatusuurekartassa 40 jaksoittain toistuvat alueet 41 aiheutuvat kuvassa 1 esitetyn telan 16 pinnoitteen paikallisesta vauriosta/likaantumisesta 4T. Vastaavasti alueet 42 aiheutuvat kuvassa 1 esitetyn kudoksen 17 paikallisesta vauriosta/likaantumisesta 42'. Alueet 44 kuvaavat rainassa 11 esiintyviä, tyy-10 pillisesti suhteellisen pieniä eri syistä aiheutuvia satunnaisia kosteus-vaihteluja.
Keksinnön mukaisesti jatkuvaa laatusuurekarttaa 40 voidaan nyt analysoida muodostamalla siitä jaksotettuja laatusuurekarttoja, ja edelleen 15 keskiarvottamalla jaksotettuja laatusuurekarttoja keskenään. Jaksotettujen laatusuurekarttojen rainan 11 etenemissuuntaa vastaava jakson-pituus valitaan sen mukaan, mistä rainan 11 kanssa kosketuksista olevasta radan osasta tai elimestä kulloinkin halutaan tarkempaa tietoa.
20 Kuvassa 5 on esitetty keskiarvotettu jaksotettu laatusuurekartta 50, joka muodostettu jakamalla jatkuva laatusuurekartta 40 jakson 45 pituisiin osakarttoihin 47. Jakson 45 pituus vastaa tässä tapauksessa nyt j IV telan 16 kehän pituutta.
» «· » • ♦ \25 Keskiarvotetun ja jaksotetun laatusuurekartan 50 muodostamiseksi i osakartat 47 on keskiarvotettu yhteen siten, että peräkkäisissä osakar- toissa 47 samaa kuva-alkiota vastaavat kohdat keskiarvotetaan keske-nään. Ts. peräkkäisissä osakartoissa 47 sama kuva-alkio vastaa tässä esimerkissä aina telan 16 pinnan samaa kohtaa. Keskiarvotuksen tu-:- :30 loksena saadussa jaksotetussa laatusuurekartassa 50 telan 16 vau-.···. rion/likaantumisen 41' aiheuttama kosteuspoikkeama havaitaan selkeästi erottuvana alueena 41'", jonka kosteus poikkeaa ympäristönsä ‘ [ kosteudesta. Sen sijaan kudoksen 17 paikallinen vaurio/likaantuminen 42' havaitaan heikompana koko keskiarvotetun laatusuurekartan 50 :*·*: 35 poikki esiintyvänä juovamaisena ilmiönä 42'". Tämä johtuu siitä, että käytettäessä keskiarvotuksessa jaksonpituutena telan 16 kehän pituutta 45, kudoksen 17 vaurion/likaantumisen 42' esiintymisjakso ei 115163 15 korreloi mainitun jaksonpituuden 45 kanssa.
Kuvassa 6 on esitetty vastaavalla tavalla muodostettu keskiarvotettu ja jaksotettu laatusuurekartta 60, joka laatusuurekartta on muodostettu 5 jakamalla jatkuva laatusuurekartta 40 jaksonpituutta 46 vastaaviin osa-karttoihin 48. Nyt jaksonpituuden 46 korreloidessa kudoksen 17 vau-rion/likaantumisen 42’ esiintymisen jaksollisuuden kanssa, on vastaava kosteuspoikkeama 42'" selvästi havaittavissa keskiarvotetussa laa-tusuurekartassa 60. Jatkuvassa laatusuurekartassa 40 jaksonpituuden 10 45 välein esiintyvien alueiden 41 keskiarvotettuun ja jaksotettuun laa- tusuurekarttaan 60 aiheuttama kosteuden muutos on tässä tilanteessa taas vastaavasti jakaantunut koko jaksotetun laatusuurekartan 60 pituutta vastaavalle alueelle.
15 Jatkuvassa laatusuurekartassa 40 satunnaisesti esiintyvät kosteuspoik-keamat 44, jotka eivät korreloi jaksotettujen laatusuurekarttojen 50 ja 60 muodostuksessa käytettävien jaksonpituuksien 45,46 kanssa, tasoittuvat keskiarvotetuissa laatusuurekartoissa 50 ja 60 taustoiksi 51 ja 61. Riittävän pitkää keskiarvotusta käyttämällä on siten keksinnön 20 mukaisessa menetelmässä mahdollista tehokkaasti pienentää laatusuurekartoissa esiintyvää satunnaiskohinaa. Tällaista satunnaisko-hinaa syntyy esimerkiksi tilanteessa, jossa mittausta häiritsee spekt-rierottelevan mittalaitteen 10 ja mitattavan kohteen 11,16,17 välillä » *•3. esiintyvä vesisumu tai vesiroiskeet. Tällainen tilanne on tyypillinen suo- \ \ 25 ritettaessa mittauksia esimerkiksi paperikoneen märässä päässä.
*· *; Satunnaiskohinaa voi aiheuttaa myös itse spektrierotteleva mittalaite
Ml·· 10 tilanteessa, jossa spektritiedon mittaamiseksi käytettävissä oleva valomäärä on vähäinen.
:·: 30 Mittaustulosten tarkkuutta parantavaa keskiarvotusta voidaan suorittaa ·'*]: myös siten, että mitattavan kohteen liikkeeseen nähden tahdistetusti kerättävää spektritietoa keskiarvotetaan jaksotetusti jo ennen tarkas-! telun kohteena olevan laatusuureen määrittämistä kyseisestä spektri-tiedosta. Tällainen "raakasignaalin" keskiarvotus parantaa mittaustark-35 kuutta etenkin sellaisessa tilanteessa, jossa optisen spektrierotellun pT mittauksen tuloksena saatavan spektritiedon signaali/kohinasuhde on heikko. Tällainen tilanne saattaa syntyä esimerkiksi silloin, kun spektri- 115163 16 tietoa halutaan mitata suurella paikka-, aika- tai aallonpituusresoluuti-olla, jolloin ilmaisimelle/ilmaisimille saapuvan valon määrä on vähäinen.
5 Keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa siis mittauskohteessa, kuten rainassa 11 havaittavien ilmiöiden aiheuttajan tunnistamisen mainittujen ilmiöiden jaksollisuuden perusteella. Ilmiöt voivat aiheutua mittauskohtaa välittömästi edeltävistä elimistä, tai myös mittauskoh-dasta kauempana sijaitsevista elimistä. Koska tyypillisesti mittauskoh-10 taan nähden kauempana olevan elimen rainaan 11 aiheuttama ’’jälki” on jossain määrin heikentynyt saapuessaan mittauskohtaan, vaatii sen havaitseminen tyypillisesti sitä pidempää keski arvotusta mitä kauempana mittauskohdasta jäljen aiheuttanut elin sijaitsee.
15 Vaikka edellä keksintöä on lähinnä selostettu mitattavan kohteen liikesuunnassa esiintymisajaltaan lyhyiden, eli laikkumaisten virheiden ha-vaitsemistarkoituksessa, on selvää, että keksintöä voidaan käyttää myös liikesuunnassa pidempiaikaisten ja jatkuvampien, eli erilaisten vanamaisten virheiden havaitsemiseksi. Liikesuunnassa yhtenäisessä 20 vanamaisessa virheessä virheen liikesuuntainen jaksollisuus, ja siten virheen aiheuttaja voi olla tunnistettavissa esimerkiksi vanan leveyden jaksollisena vaihteluna ja/tai vanan liikesuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa tapahtuvana jaksollisena ’’mutkitteluna”. Ei-yhtenäisissä ·.·. vanoissa, eli pätkinä esiintyvissä vanoissa jaksollisuus voi olla tunnis- • * \ \ 25 tettavissa esimerkiksi vanan alkamis- ja/tai päättymishetkien perus-teella.
Menetelmän avulla havaittavat virheet voivat edelleen olla laikkujen tavoin poikkisuunnassa kapea-alaisia, tai virheet voivat myös ulottua 30 poikkisuunnassa laajemmalle alueelle aina tuotantoleveyteen saakka. Menetelmän avulla havaittavia poikkisuunnassa leveämpiä virheitä voi olla esimerkiksi nippivärähtelyistä tms. aiheutuva rainan ns. raipottumi-. nen, jota selostetaan jäljempänä tarkemmin keksinnön sovellusesimerkkien yhteydessä.
O 35 f·*: Keksinnön kannalta on siten olennaista ainoastaan se, että tarkastelta van laatusuureen paikallisen vaihtelun perusteella havaittavassa 115163 17 virheessä voidaan tunnistaa jonkinlaista liikesuuntaista jaksollisuutta, jonka avulla virheen aiheuttaja voidaan edelleen määrittää.
Edullisesti keksinnön mukainen mittaus suoritetaan siten, että spekt-5 rierottelevan mittalaitteen 10 tietojenkäsittelylaitteen 27 muistiin tallennetaan tietyn mittainen osa jatkuvaa laatusuurekarttaa 40. Tämän jälkeen muistiin tallennettua jatkuvaa laatusuurekarttaa 40 analysoidaan jakamalla se tietyn jakson mittaisiksi jaksotetuiksi osakartoiksi 47,48. Jaksotettuja osakarttoja 47,48 voidaan edelleen keskiarvottaa 10 keskiarvotettujen ja jaksotettujen laatusuurekarttojen 50,60 muodostamiseksi. Kuten edellä on mainittu, keskiarvotus voidaan suorittaa myös spektritiedolle, jolloin laatusuure jaksottua laatusuurekarttaa varten määritetään vasta "raakasignaalille" suoritetun keskiarvotuksen jälkeen. Jaksotettujen laatusuurekarttojen muodostamisessa käytettävä 15 jaksonpituus 45,46 voidaan valita tietojenkäsittelylaitteen 27 muistiin etukäteen tallennetuista jaksonpituuksista, jotka jaksonpituudet vastaavat tarkkailtavan laitteiston eri pyörivien/liikkuvien telojen tai kudosten kehäpituuksia tms. Jatkuvaa laatusuurekarttaa 40 analysoidaan vuoron perään mainittuja tunnettuja eri jaksonpituuksia käyttäen.
20
Vaihtoehtoisesti on myös mahdollista, että tietojenkäsittelylaite 27 käy .*:*· automaattisesti läpi jaksonpituuksia tietyllä käyttäjän määrittämällä :v. vaihteluvälillä etsien mitä tahansa sellaista jakson pituutta, jolla keskiar- ··.·. votetussa ja jaksotetussa laatusuurekartassa 50,60 havaitaan selkeä • · 25 korrelaatio. Tällainen korrelaatio havaittaessa sen aiheuttaja pyritään ’* ; tunnistamaan vastaavan jaksonpituuden perusteella tietojenkäsittely-laitteen 27 muistiin prosessilaitteistosta etukäteen tallennettujen tieto-:···; jen perusteella. Korrelaatiosta ilmoitetaan tarvittaessa myös käyttäjälle.
:··: 30
Alan ammattimiehelle on luonnollisesti selvää, että tietojenkäsittelylaite 27 voidaan toteuttaa siten, että tietojenkäsittelylaitteen 27 muistiin tal-. lennettua jatkuvaa laatusuurekarttaa 40 prosessoidaan tehokkaasti rinnakkain yhtä aikaa esimerkiksi useampaa jaksonpituutta 45,46 yhtä 35 aikaa laskennassa käyttämällä. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi rinnakkain toimivilla kahdella tai useammalla prosessorilla, jotka analysoivat eri menetelmin samaa muistiin tallennettua jatkuvaa laatusuure- 115163 18 karttaa 40. Tietojenkäsittelylaite 27 voidaan toteuttaa edelleen myös siten, että muistiin tallennettua jatkuvaa laatusuurekarttaa 40 analysoitaessa, spektrometrin 25 tuottamaa signaalia tallennetaan samanaikaisesti toisaalle tietojenkäsittelylaitteen 27 muistiin, jolloin spektro-5 metrin 25 tuottamaa mittausinformaatiota ei mainitun analysoinnin aikana hukata. Em. suoritusmuodot mahdollistavat olennaisesti reaaliaikaisen mittausinformaation tuottamisen mittauskohteesta, mikä edelleen mahdollistaa nopean automaattisen tai käyttäjän toimesta manuaalisesti tapahtuvan puuttumisen valvottavan prosessin kulkuun.
10
Keksinnön sovellusesimerkkejä
Seuraavassa esitetään vielä eräitä sovellusesimerkkejä keksinnön mukaisen menetelmän soveltamisesta paperin, kartongin tai vastaavan 15 materiaalin valmistus- ja/tai jälkikäsittelyprosesseissa.
Kuiturainan kuivaamisessa käytettävässä kudoksessa, kuten esimerkiksi kuivatushuovassa esiintyvä paikallinen tukkeuma tai vaurio voidaan havaita mittaamalla keksinnön mukaisesti suoraan kuivatushuo-20 van pintaa. Tällöin huovasta sen yhden pyörähdyksen aikana muodostetussa jaksotetussa laatusuurekartassa, tai useamman pyöräh-·,·, dyksen perusteella määritetyssä jaksotetussa ja keskiarvotetussa tl» laatusuurekartassa havaitaan esimerkiksi kosteuden paikallinen poik-keama. Sama kuivatushuovan toimintahäiriö voidaan havaita myös • · \ ·] 25 kuivatushuovan ohikulkevaan kuiturainaan suorittaman jaksollisen ’’merkkauksen” perusteella itse käsiteltävää kuiturainaa mittaamalla. Huovan tms. tukkeutunutta kohtaa vastaavassa kuiturainan kohdassa rainan kosteus poikkeaa ympäröivän rainan alueen kosteudesta, mikä havaitaan laatusuurekartassa poikkeama. Mitä kauempana virheen '··* j 30 synnyttävästä komponentista rainan mittausta suoritetaan, sitä pidempi .···. keskiarvotus tyypillisesti vaaditaan ilmiön havaitsemiseksi sen heiken-" *, tyessä etäisyyden kasvaessa.
IMI»
• I
f
Kuivatushuopaa tai muuta rainan kanssa vuorovaikuttavaa kudosta, tai ; 35 mainitun kudoksen rainaan aiheuttamaa merkkausta mittaamalla voi- *»» daan havaita myös esimerkiksi mainittua kudosta puhdistavien pesu-suihkujen toimintahäiriöt, ja/tai kudosta ja rainaa toisiaan vasten puris- » 115163 19 tavan puristinosan poikkiprofiilin virheet. Puristinosaan tyypillisesti kahden vastakkaisen telan väliin muodostuvan nipin poikkiprofiiliin voi aiheutua virhettä esimerkiksi telojen pituusakselin suuntaisesta kaareutumasta (vääränlainen ns. bombeeraus) tai telojen pintaan paikallisesti 5 tarttuneesta liasta tms. materiaalista.
Koepaperikoneella suoritetuissa kokeissa on mm. havaittu, että keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan havaita paperikoneen huopien pesussa käytettävien korkeapaineisten vesisuihkujen vaikutus 10 huopien kanssa vuorovaikuttavan paperirainan kosteusprofiilissa.
Nippivärähtelyjen, eli nippivoiman ajallisesti tapahtuvien ei-toivottujen muutosten vaikutus voidaan havaitaan laatusuurekartassa nipin kautta kulkevan kudoksen tai käsiteltävän rainan ns. raipottumisena. Raipoit-15 tumisella tarkoitetaan poikkisuuntaisten raitojen muodostumista tarkasteltavaan kohteeseen nippivoiman ajallisesta vaihtelusta, ja siten edelleen esimerkiksi kuivatustehon vaihtelusta johtuen. Nippivärähtelyjen jaksonpituus on tyypillisesti nipin muodostavien telojen kehäpi-tuutta huomattavasti lyhyempi.
20
Paperin ja/tai kartongin valmistus- ja/tai jälkikäsittelyprosesseissa käy- ;:v tettäviä kudoksia, joiden yhteydessä keksinnön mukaista menetelmää • · » ; voidaan soveltaa, ovat edellä mainitun kuivatushuovan lisäksi myös erilaiset viirat ja hihnatelat. Keksinnön avulla on mahdollista havaita 25 myös imutelan tukokset imutelan kuiturainaan aiheuttaman merkkauk-"*: sen perusteella tahdistamalla kuiturainaan kohdistettu mittaus imutelan : * *: pyörimiseen.
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu myös ns. pehmeäpintaisten .···. 30 pinnoitettujen ns. ”soft”-telojen kunnonvalvontaan. Pehmeäpintaisia teloja käytetään esimerkiksi paperin kalanteroinnissa, jossa paperiraina ohjataan yhden tai useamman ns. kalanterinipin lävitse. Kalanterinippi muodostetaan kovapintaisen metallitelan ja pehmeäpintaisen pinnoi-.···. tetun telan väliin. Nippi on mahdollista muodostaa myös kahden peh- :v. 35 meäpintaisen telan väliin. Nykyisissä kalantereissa käytettävissä peh-meäpintaisissa teloissa metallinen telarunko on päällystetty tyypillisesti polymeerimateriaalilla. Telan polymeeripinnoite voi käytön aikana vau- 1 15163 20 rioitua esimerkiksi ylimääräisen kiinteän materiaalin kulkiessa nipin lävitse aiheuttaen nippivoiman hetkellisen ja paikallisen kasvamisen, eräänlaisen paineiskun, joka vaurioittaa paikallisesti telapinnoitetta. Pinnoitevaurion voi aiheuttaa myös jostakin syystä kohonnut pinnoit-5 teen lämpötila, joka paikallisesti nousee liian korkeaksi käytetylle polymeerimateriaalille. Pinnoitetun telan lämpötilaan vaikuttaa mm. telaan tarttuneen likakerroksen aiheuttama lämmönsiirto-ominaisuuksien muuttuminen, tai muunlaiset muutokset nippikontaktissa erityisesti silloin, kun käytetään lämmitettyjä vastateloja.
10
Keksinnön mukaista menetelmää käyttäen pehmeäpintaisen ”soft”-pin-noitetun telan kuntoa voidaan valvoa mittaamalla telan pyörimisnopeuteen tahdistetusti telan pintaa ja muodostamalla telan pinnasta siten keksinnön mukainen jaksotettu 2-ulotteinen laatusuurekartta. 15 Tarvittaessa useampia telan yhtä kierrosta vastaavia jaksotettuja laatusuurekarttoja voidaan keskiarvottaa aikaisemmin selostetulla tavalla. Telapinnoitteen virheet havaitaan esimerkiksi ympäristöstään poikkeavina telapinnoitteen heijastusominaisuuksina joko paikallisina telapinnoitteen alueina, telapinnoitteen raipottumisena tai koko telan 20 leveydellä ilmenevinä konesuuntaisina vaihteluina.
Keksinnön mukaista menetelmää käyttäen pystytään pinnoitettujen te- i. iojen yhteydessä havaitsemaan myös sellaiset nopeat ilmiöt, joita tek- • · niikan tason mukaisilla menetelmillä ei nykyisin pystytä kunnolla ha-25 vaitsemaan. Tällaisia ilmiöitä ovat esimerkiksi päällystetyn paperirainan käsittelyssä paperirainan telalle mukanaan kuljettaman päällystemate-:..T haalin määrän paikallinen vaihtelu, ts. ns. märät päällystetäplät, pääl-lystevanat tai muut nopeat päällystehäiriöt. Kalanterinipin läpi kulkies-·:··· saan ja pinnoitettuun telaan kiinni tarttuessaan em. päällystehäiriöt voi-.·*. 30 vat lopputuotteen laadun vaihtelun lisäksi aiheuttaa myös suoranaista telapinnoitteen vaurioitumista.
• ·
Keksinnön mukaista menetelmää käyttäen tällainen ongelmatilanne voidaan nopeasti havaita ja siten pienentää todennäköisyyttä pinnoite-
• · I
35 vaurion syntymiselle tai ehkäistä alkavan pinnoitevaurion pahenemista. Ongelmatilanteen nopea havainnointi vähentää myös huonolaatuisen lopputuotteen syntymistä.
9 115163 21
Pinnoitetun telan kunnosta olennaisesti reaaliajassa saatavan tiedon avulla pystytään myös telojen huolto suunnittelemaan paremmin siten, että vältytään ennakoimattomilta ja ylimääräisiltä seisokeilta. Telapin-5 noitteiden kuntoa voidaan valvoa myös käsiteltävää kuiturainaa mittaamalla, jolloin telapinnoitteissa esiintyvät virheet havaitaan kuiturai-nan jaksollisena merkkautumisen avulla. Kuiturainaa kuvaamalla tapahtuvan valvonnan etuna on se, että tällöin yhdessä mittauspaikassa suoritettavilla mittauksilla pystytään valvomaan pidempää ratapituutta. 10 Esimerkiksi kalanterissa useampien soft-telojen kuntoa voidaan valvoa yhtä kalanterin jälkeen sijoitettua mittauspaikkaa käyttäen.
Keksintö soveltuu edelleen myös päällystetyn rainan päällysteessä ilmenevien paikallisten virheiden havaitsemiseen. Tällöin mittaus 15 voidaan suorittaa esimerkiksi näkyvällä aallonpituusalueella heijastus-mittauksena, jolloin rainan päällysteen paikallinen virhe havaitaan rainan heijastavuudesta ilmenevänä paikallisena poikkeamana.
Nyt käsillä olevan keksinnön avulla on siis mahdollista valvoa aikai-20 sempaa huomattavasti monipuolisemmin paperin- tai kartongin tai vastaavan kuiturainan valmistus- tai jälkikäsittelyprosesseissa käytettä- • · : viä erilaisia komponenttien sekä itse valmistettavan tai käsiteltävän rai- : nan ominaisuuksia.
» * 25 Tietyssä mittauskohdassa mittausleveys voidaan valita kulloisenkin tarpeen mukaisesti sopivaksi. Mittausta voidaan suorittaa kohteen lii-.···. kesuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa esimerkiksi yhden metrin levyiseltä alueelta, jota aluetta siirretään vuorotellen poikkisuunnassa . eri kohtiin tuotantoleveyttä. Hetkellisesti mittausta voidaan laajentaa ta- 30 pahtuvaksi koko radan leveydeltä, jolloin voidaan havaita myös poikki- ·;·’ suunnassa laajempia poikkeamia. Tietyllä kohtaa rataa sen poikittais- ·:··: suunnassa havaitun ilmiön analysoimiseksi tarkemmin mittaus voidaan :··· kohdistaa vain mainittuun poikittaissuuntaiseen alueeseen.
35 Mitattavan kohteen liikkeeseen tapahtuvan tahdistuksen ansiosta kek- : * sinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa myös tilanteessa, jossa kohteen liike on kiihtyvä tai hidastuva.
115167 22
Keksinnön eri edellä esitettyjen suoritusmuotojen yhteydessä esitettyjä toimintatapoja ja laitteiston rakenteita eri tavoin yhdistelemällä voidaan aikaansaada erilaisia keksinnön suoritusmuotoja, jotka ovat keksinnön 5 hengen mukaisia. Tämän vuoksi edellä esitettyjä esimerkkejä ei tule tulkita keksintöä rajoittavasti, vaan keksinnön suoritusmuodot voivat vapaasti vaihdella jäljempänä patenttivaatimuksissa esitettyjen keksinnöllisten piirteiden puitteissa.
10 Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä spektrierotteleva mittalaite voidaan esimerkiksi luonnollisesti toteuttaa myös muilla tavoilla kuin kuvassa 2 esitetyllä tavalla. Järjestämällä esimerkiksi julkaisusta WO 99/14579 tunnettuja mittalaitteita mitattavan kohteen poikkisuunnassa riittävä määrä rinnakkain, voidaan kohteesta kerätä 15 keksinnön mukaisen laatusuurekartan muodostamisessa tarvittavaa spektritietoa. Mittaus on tarvittaessa toteutettavissa myös ilman valokuitujen käyttöä.
Mittauksessa käytettävä spektrierotteleva mittalaite (tai mittalaitteet) voi 20 edelleen perustua spektrografin 30 ja matriisi-ilmaisimen 31 tai vastaavien komponenttien käytön sijaan myös rinnakkaisten optisten suoti-;;v mien ja niiden jälkeen asennettujen erillisten ilmaisimien käyttöön esi-: · merkiksi patentissa US3641349 esitetyllä tavalla.
• t 25 Keksinnön mukaista menetelmää soveltava mittaus ei ole rajoittunut *:··: pelkästään infrapuna-alueella suoritettaviin mittauksiin, vaan riippuen tarkasteltavasta laatusuureesta mitattava aallonpituusalue voidaan valita vapaasti kulloisenkin sovelluksen mukaisesti. Tarkasteltavan laatusuureen ollessa paperirainan kosteus tai päällystemäärä mittauk-30 set suoritetaan edullisesti infrapuna-aallonpituusalueella. Päällysteen ominaisuuksia mitattaessa mittausaallonpituudet voivat olla valittu vastaamaan esimerkiksi selluloosalle, kalkille tai lateksille ominaisia aallonpituuksia. Mitattaessa paperirainan väriä, vaaleutta, kiiltoa tai .···. sileyttä, tai telapinnoitteen kuntoa mittaus voidaan suorittaa esimerkiksi :v. 35 myös näkyvällä aallonpituusalueella. Mittaukset voidaan kulloisenkin tarpeen mukaan suorittaa esimerkiksi rainan tai huovan ylä- ja/tai ala- 115163 23 pinnalta.
Keksinnön mukaisesti spektritietoa tarkasteltavasta kohteesta voidaan kerätä mittaamalla kohteen läpäissyttä, heijastamaa tai muutoin lähet-5 tämää sähkömagneettista säteilyä. Mittauksessa mahdollisesti tarvittava valolähde tai valolähteet sijoitetaan tällöin kulloiseenkin mittaustapaan sopivalla ja tarkoituksenmukaisella tavalla.
On selvää, että kuvissa 4-6 esitettyjä paikan funktiona 2-ulotteisia 10 laatusuurekarttoja voidaan esittää myös ns. 3-ulotteisina laatusuure-karttoina, jolloin 2-ulotteisen kartan kussakin pisteessä laatusuureen arvo esitetään graafisesti omalla kolmannella koordinaattiakselillaan.
• · • · · · • · · • · • · • m • · * m * · · • · · 1 ·
Claims (16)
- 24 11516?
- 1. Menetelmä kuiturainan (11) valmistus- ja/tai jälkikäsittelyprosessis-sa, jossa menetelmässä jatkuvaa ja liikkuvaa rainaa (11) havainnoi- 5 daan laadun- tai kunnonvalvontatarkoituksessa siten, että — kerätään rainasta (11) sen liikkeeseen tahdistetusti spektritietoa rainan (11) läpäissyttä, heijastamaa tai muutoin lähettämää sähkömagneettista säteilyä aika- ja paikkaerotellusti ainakin yhdellä optisella spektrierotte- 10 levällä mittalaitteella (10) mittaamalla, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi — muodostetaan mainitun spektritiedon perusteella rainasta (11) sen liikesuunnassa olennaisesti jatkuvaa ja rainan (11) ainakin yhtä laatusuuretta paikan funktiona kuvaavaa 2- 15 ulotteista laatusuurekarttaa (40), — jaetaan rainasta (11) näin muodostettu jatkuva laatusuurekartta (40) analysointia varten tietyn jakson mittaisiksi peräkkäisiksi jaksotetuiksi osakartoiksi (47,48) siten, että mainittujen osakarttojen (47,48) muodos- 20 tamisessa käytettävä jaksonpituus (45,46) valitaan vastaamaan ohikulkevan rainan (11) käsittelyyn liittyvälle : : elimelle (16,17) ominaista jaksollista vaikutuspituutta, ja — rainan käsittelyyn liittyvän elimen (16,17) toimintahäiriön : v , havaitsemiseksi mainitun elimen ohikulkevaan rainaan (11) 25 aiheuttaman jaksollisen merkkauksen (41,42) perusteella ‘ : tunnistetaan mainituista jaksotetuista osakartoista (47,48) rainan (11) ainakin yhden laatusuureen paikallisia, • » *···' erityisesti rainan (11) liikesuunnassa esiintyviä poikkeamia ja/tai epäjatkuvuuskohtia (41,42). Γν 30
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että . !·. jaksotettujen osakarttojen (47,48) muodostamisessa käytettävä jak- » I 1 sonpituus (45,46) valitaan vastaamaan ohikulkevan rainan (11) käsit-telyyn liittyvän etenevässä tai pyörivässä liikkeessä olevan elimen v.: 35 (16,17) kehän/vaipan liikesuuntaista pituutta tai mainitun elimen värähtelylle tai vastaavalle häiriölle ominaista liikesuuntaista vaikutuspituutta. 115163 25
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jaksotettujen osakarttojen (47,48) muodostamisessa käytettävä jak-sonpituus (45,46) valitaan käyttäjän määrittämältä vaihteluväliltä etsien 5 sellaista jaksonpituutta, jolla jaksotetussa osakartassa (47,48) havaitaan liikesuunnassa erottuva laatusuureen poikkeama ja/tai epäjatkuvuuskohta (41,42).
- 4. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetel-10 mä, tunnettu siitä, jaksotettuja osakarttoja (47,48) muodostettaessa spektritietoa keskiarvotetaan osakarttojen (47,48) muodostamisessa käytettävän jaksonpituuden (45,46) ylitse.
- 5. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetel-15 mä, tunnettu siitä, että peräkkäisiä jaksotettuja osakarttoja (47,48) yhdistetään edelleen keskiarvotetuksi ja jaksotetuksi laatusuurekartaksi (50,60).
- 6. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että laatusuurekarttaa (40,47,48,50,60) muodostetaan rainasta (11) sen liikesuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa peräkkäisinä ajanhetkinä mitattujen spektritiedon poikittaisprofiilien perusteella, jolloin yksittäinen poikittaisprofiili käsittää rainan (11) liik- » · keeseen nähden poikittaisessa suunnassa rinnakkaisia mittauspisteitä *: 25 (28), joissa kussakin mittauspisteessä (28) tallennetaan tietyllä aallon- j pituusalueella kohteen olennaisesti jatkuvaa spektriä tai jatkuvasta . spektristä erotettuja aallonpituuskaistoja. t
- 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että : 30 yksittäisen poikittaisprofiilin kaikki rinnakkaiset mittauspisteet (28) ja kussakin mittauspisteessä (28) mitattavat kaikki aallonpituudet tallen-netaan olennaisesti yhtä aikaa. ‘ 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, : 35 että yksittäisellä poikittaisprofiililla katetaan kerralla rainan (11) olennaisesti koko poikittaissuuntainen leveys. 115163 26
- 9. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmän avulla valvotaan rainan (11) päällystettä.
- 10. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmän avulla valvotaan rainan (11) käsittelyn yhteydessä käytettävää kudosta (17), kuten esimerkiksi viiraa tai huopaa.
- 11. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmän avulla valvotaan rainan (11) käsittelyn yhteydessä käytettävää telaa, imutelaa tai telapinnoitetta (16).
- 12. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että menetelmän avulla valvotaan rainasta (11) muodostuvaa rullaa tai vastaavaa.
- 13. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmän avulla valvottava laatusuure on kos- 20 teus tai päällystemäärä.
- 14. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan (11) läpäissyttä, heijastamaa tai muutoin : ·. lähettämää sähkömagneettista säteilyä mitataan olennaisesti • · 25 infrapuna- tai lähi-infrapuna-alueen aallonpituuksilla. * · » I ·
- 15. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan (11) läpäissyttä, heijastamaa tai muutoin lähettämää sähkömagneettista säteilyä mitataan olennaisesti näkyvän I 30 alueen aallonpituuksilla.
- 16. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmän avulla havaittujen ilmiöiden perusteella rainan (11) valmistus- ja/tai jälkikäsittelyprosessia säädetään, ja/tai : : 35 mainituissa prosesseissa käytettävien elinten tai komponenttien **: huoltotarvetta määritetään joko käyttäjän toimesta tai automaattisesti. 115163 27
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20012335A FI115163B (fi) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Spektrierottelevaan mittaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvonta |
| PCT/FI2002/000966 WO2003046529A1 (en) | 2001-11-29 | 2002-11-29 | Quality and condition monitoring based on spectrum separating measurement |
| US10/497,188 US7155356B2 (en) | 2001-11-29 | 2002-11-29 | Quality and condition monitoring based on spectrum separating measurement |
| AU2002349075A AU2002349075A1 (en) | 2001-11-29 | 2002-11-29 | Quality and condition monitoring based on spectrum separating measurement |
| EP02781362A EP1456630A1 (en) | 2001-11-29 | 2002-11-29 | Quality and condition monitoring based on spectrum separating measurement |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20012335A FI115163B (fi) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Spektrierottelevaan mittaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvonta |
| FI20012335 | 2001-11-29 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20012335A0 FI20012335A0 (fi) | 2001-11-29 |
| FI20012335A FI20012335A (fi) | 2003-06-18 |
| FI115163B true FI115163B (fi) | 2005-03-15 |
Family
ID=8562365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20012335A FI115163B (fi) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Spektrierottelevaan mittaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvonta |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7155356B2 (fi) |
| EP (1) | EP1456630A1 (fi) |
| AU (1) | AU2002349075A1 (fi) |
| FI (1) | FI115163B (fi) |
| WO (1) | WO2003046529A1 (fi) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5177949B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2013-04-10 | アングルトライ株式会社 | スペクトル波形パターンのピーク位置補正方法およびプログラム |
| US7938935B2 (en) * | 2007-10-11 | 2011-05-10 | Honeywell Asca Inc. | Infrared measurement of paper machine clothing condition |
| DE102007055820A1 (de) * | 2007-12-14 | 2009-06-18 | Voith Patent Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung zumindest einer die Eigenschaften einer Oberfläche in einer Materialbahnbehandlungseinrichtung wenigstens mittelbar charaktersierenden Größe und Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise einer Materialbahnbehandlungseinrichtung |
| TWI426227B (zh) * | 2010-12-30 | 2014-02-11 | Ind Tech Res Inst | 移動樣品之形貌的量測方法及其裝置 |
| US9540769B2 (en) | 2013-03-11 | 2017-01-10 | International Paper Company | Method and apparatus for measuring and removing rotational variability from a nip pressure profile of a covered roll of a nip press |
| FI125811B (fi) * | 2013-05-29 | 2016-02-29 | Valmet Automation Oy | Rainan mittaus |
| US9797788B2 (en) | 2014-05-02 | 2017-10-24 | International Paper Company | Method and system associated with a sensing roll including pluralities of sensors and a mating roll for collecting roll data |
| US9804044B2 (en) | 2014-05-02 | 2017-10-31 | International Paper Company | Method and system associated with a sensing roll and a mating roll for collecting data including first and second sensor arrays |
| US10378980B2 (en) | 2014-05-02 | 2019-08-13 | International Paper Company | Method and system associated with a sensing roll and a mating roll for collecting roll data |
| US10370795B2 (en) | 2015-06-10 | 2019-08-06 | International Paper Company | Monitoring applicator rods and applicator rod nips |
| US9677225B2 (en) | 2015-06-10 | 2017-06-13 | International Paper Company | Monitoring applicator rods |
| US9863827B2 (en) | 2015-06-10 | 2018-01-09 | International Paper Company | Monitoring machine wires and felts |
| US9534970B1 (en) | 2015-06-10 | 2017-01-03 | International Paper Company | Monitoring oscillating components |
| US9816232B2 (en) | 2015-06-10 | 2017-11-14 | International Paper Company | Monitoring upstream machine wires and felts |
| US9696226B2 (en) | 2015-06-10 | 2017-07-04 | International Paper Company | Count-based monitoring machine wires and felts |
| FI128850B (fi) | 2016-05-06 | 2021-01-29 | Procemex Oy Ltd | Konenäkömenetelmä sekä järjestelmä valmistusprosessien valvomiseksi |
| US10501274B2 (en) * | 2017-07-06 | 2019-12-10 | Honeywell International Inc. | Continuous web sheet defect analytics, classification and remediation for enhancing equipment efficiency and throughput |
| US11920299B2 (en) * | 2020-03-06 | 2024-03-05 | Ibs Of America | Formation detection system and a process of controlling |
| EP4379360A1 (en) * | 2022-12-02 | 2024-06-05 | Covestro (Netherlands) B.V. | Single-sided reflectance measurement apparatus |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3641349A (en) | 1969-09-29 | 1972-02-08 | Measurex Corp | Method for measuring the amount of substance associated with a base material |
| SE463269B (sv) | 1984-04-11 | 1990-10-29 | Sensodec Oy | Foerfarande och anordning foer att lokalisera fel i funktionen hos en pappersmaskins maskindelar |
| US4733078A (en) | 1986-08-25 | 1988-03-22 | Accuray Corporation | Measurement of moisture-stratified sheet material |
| US4801809A (en) | 1987-07-13 | 1989-01-31 | Process Automation Business, Inc. | Sheet inspection apparatus and methods providing simultaneous resolution of measurement zones and wavelength bands |
| US5019710A (en) | 1989-03-30 | 1991-05-28 | Measurex Corporation | Optical system for detecting properties of traveling sheet materials |
| FI91919C (fi) | 1990-04-23 | 1994-08-25 | Tapio Makkonen | Menetelmä paperin analysoimiseksi |
| DE69324557T2 (de) * | 1992-12-31 | 1999-09-23 | Zellweger Uster, Inc. | Kontinuierliche zweidimensionale Überwachung von dünnem Gewebe textilen Materials |
| DE19510009C2 (de) * | 1995-03-23 | 2000-05-11 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Prozeßführung einer Papiermaschine |
| US5696591A (en) | 1996-01-05 | 1997-12-09 | Eastman Kodak Company | Apparatus and method for detecting longitudinally oriented flaws in a moving web |
| DE19634997C2 (de) * | 1996-08-30 | 1999-08-05 | Voith Sulzer Papiermasch Gmbh | Regeleinrichtung mit einer Sensoren-Mehrzahl |
| SE507524C2 (sv) * | 1996-10-15 | 1998-06-15 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | Sätt och mätmaskin för analysering av pappersbana |
| US5960374A (en) | 1997-02-14 | 1999-09-28 | International Paper Company | System for time synchronous monitoring of product quality variable |
| DE19830323A1 (de) | 1997-07-07 | 1999-01-14 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Dicke von Papier oder Pappe durch Messung an einer laufenden Materialbahn |
| WO1999010833A1 (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-04 | Datacube, Inc. | Web inspection system for analysis of moving webs |
| FI112975B (fi) * | 1997-09-15 | 2004-02-13 | Metso Automation Oy | Menetelmä ja laitteisto paperin laatuominaisuuksien mittaamiseksi liikkuvasta paperiradasta paperikoneella |
| WO1999028730A2 (en) * | 1997-11-27 | 1999-06-10 | Hoogovens Staal B.V. | Process and device for producing a strip-like material avoiding repeated surface defects |
| US6411860B1 (en) * | 1998-02-10 | 2002-06-25 | Abb Industrial Systems, Inc. | Method for extracting and classifying sheet variation patterns from two-dimensional sheet measurements |
| WO2000031521A1 (en) | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Honeywell Inc. | Non-scanning, on-line multiple wavelength sheet monitoring system |
| FI990159A (fi) | 1999-01-28 | 2000-07-29 | Valmet Automation Inc | Menetelmä kuiturainan laadun valvomiseksi |
| FI112281B (fi) * | 1999-06-11 | 2003-11-14 | Metso Automation Oy | Menetelmä ja laitteisto paperirainan ominaisuuksien mittaamiseksi |
| US6452679B1 (en) * | 1999-12-29 | 2002-09-17 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method and apparatus for controlling the manufacturing quality of a moving web |
| FI120053B (fi) * | 2000-12-22 | 2009-06-15 | Metso Automation Oy | Menetelmä ja laitteisto liikkuvan paperirainan kosteusprofiilin säätämiseksi |
| FI114741B (fi) * | 2001-05-11 | 2004-12-15 | Metso Automation Oy | Lämpökuvaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvontamenetelmä |
-
2001
- 2001-11-29 FI FI20012335A patent/FI115163B/fi not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-11-29 WO PCT/FI2002/000966 patent/WO2003046529A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-11-29 EP EP02781362A patent/EP1456630A1/en not_active Withdrawn
- 2002-11-29 US US10/497,188 patent/US7155356B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-29 AU AU2002349075A patent/AU2002349075A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7155356B2 (en) | 2006-12-26 |
| FI20012335A0 (fi) | 2001-11-29 |
| US20050021262A1 (en) | 2005-01-27 |
| EP1456630A1 (en) | 2004-09-15 |
| FI20012335A (fi) | 2003-06-18 |
| WO2003046529A1 (en) | 2003-06-05 |
| AU2002349075A1 (en) | 2003-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI115163B (fi) | Spektrierottelevaan mittaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvonta | |
| FI114741B (fi) | Lämpökuvaukseen perustuva laadun- ja kunnonvalvontamenetelmä | |
| CA2620191C (en) | Method and apparatus for measuring the crepe of a moving sheet | |
| US6198537B1 (en) | Optical inspection system for the manufacture of banded cigarette paper | |
| US4857747A (en) | Method and apparatus for analyzing the formation of a web of material via generating a formation index | |
| US5960374A (en) | System for time synchronous monitoring of product quality variable | |
| EP3805733B1 (en) | Quality measuring method and quality measuring device for long sheet material | |
| EP2026059B1 (en) | Method and apparatus for electromagnetic detection for use in the manufacture of fibrous web | |
| KR20110127186A (ko) | 단파 적외선 감지를 채택하는 광학 검사 시스템 | |
| EP3425112B1 (en) | Process and system for monitoring characteristics of defects in a web which is moving in a web-making machine and for identifying the causes of the web defects | |
| JP2011501130A (ja) | 紙および板のマイクログロス測定 | |
| US10697119B2 (en) | Method for monitoring a Yankee cylinder using a graphical representation of a treatment effect | |
| JP2010532829A (ja) | 移動する紙ウェブの速度を測定する装置及び方法 | |
| US7317198B2 (en) | Method for determining the scale of an observation area | |
| US20110132561A1 (en) | Method and device for detecting at least one variable at least indirectly characterizing the properties of a surface in a material web treatment device and method for optimizing the operating method of a material web treatment device | |
| CA2361706A1 (en) | Method and apparatus for identifying deformation of a moving sheet | |
| US20240303797A1 (en) | Measurement of Textile Cord Count for Rubber Sheet Calendering | |
| Waller | On-line papermaking sensors: An historical perspective | |
| FI108475B (fi) | Menetelmõ paperiradan mittaamiseksi | |
| WO2005083401A1 (en) | Detection of a deviation in a material using a spectral camera |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: METSO AUTOMATION OY |
|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 115163 Country of ref document: FI |
|
| MM | Patent lapsed |