片状材料的双面属性的独立测量制造技术

一种双面片材表面属性传感器，其能够同时测量在片材的顶面和底面上的相同片材位置处的移动片材的两面。引导至片材每一面的能量可以包括ＵＶ、可见光、红外、射频、微波、宽带或Ｘ射线。传感器在移动片材的每一侧具有源以及相关联的检测器，每个源提供在不同调制频率的能量，并且相关联的检测器仅对该频率进行响应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及材料片的顶面和底面质量属性的测量，更特别地涉及 这些质量属性的独立测量。
技术介绍
在片材制造或片材加工过程中，片材表面质量参数的测量(例如， 纸幅两面的光泽)可以利用扫描或者非扫描系统来实现。测量系统可以包括能量源和能量检测器12，如图1示意性示出的，其中10 是移动的片材。图1示出了能量源和能量检测器12的侧视图(a) 和正视图(b)。如正视图(b)所示，能量源和检测器12位于移动 的片材10的同一侧。表面质量对于片材的两面经常都很重要。例如，纸张两面的光泽。 通常，片材产品不是完全不透明的，并且具有一定程度的透光性。 由于来自相对面测量能量通过片材的泄漏的串扰，这使得很难进行 准确和独立的双面质量测量。在图2中示出了图1所示的同样的侧 视图(a)和正视图(b),不同之处在于，代替在移动片材10—侧 的单个组合源和检测器12,图2示出了在移动片材IO—侧的组合源 和检测器20a以及在移动片材10另 一侧的另 一组合源和检测器20b。 由于移动片材10具有一定程度的透光性，来自组合源和检测器20a 的源的信号可能通过片材10泄漏到组合源和检测器20b中的检测 器，使得该组合对片材10的底面光泽的测量不准确，反之亦然。量设备。物理分开可以通过分开横向加工方向上的测量位置来完成， 但是这样做，则测量在横向上不对准，不能代表片材每一面上的相 同物理位置。如果测量位置在加工方向上物理分开，则传感器组件的整个尺寸就会增加。这是不利的，其增大了成本，限制了可以为给定过程安排的传感器数量。在图3中示出了在加工方向上物理分 开的一对传感器探测头的测量，在图4中示出了在横向加工方向上 物理分开的一对传感器探测头的测量。在这两种情况中，测量能量 和检测可以从相对于加工方向或片材的任何位置关系进行定向或才企测。对串扰的另一补救是针对移动片材10的顶面和底面测量利用不 同的测量能量，例如利用光的不同波长，以及选择性地仅检测每一 面上特定能量类型。其缺点是使得双面测量对于片材10的每一面上 的片材质量参数有不同的反应。还有一种方法是通过周期性使能和禁用移动片材10的一面或另一面的能量源，以便临时去除来自不希望一面的串扰源，从而消除 串扰。这导致中断一面的测量，并且要求顶面和底面之间细致的操 作同步或定时。而且，此方法需要复杂的数据处理以便估计或推算 遗漏测量区域的值。双面属性的测量有时伴随有使用测量自片材10的两面的信息的 计算。该计算包括估计片材IO的小尺寸均匀度，或者测量厚度、平 坦度、波度或其他空间属性。这些导出的测量会不准确，除非如图2 所示的在相同物理片材位置处执行分开的顶面和底面测量。图3和 图4中分别示出的加工方向和横向方向偏移安排在这种情况下具有 不利之处。希望通过在相同位置处测量片材的两面来实现一种紧凑 的测量系统。具体的紧凑双面传感器的物理布置的例子可以参见美 国专利No. 6,588,118，其标题为"Non-Contacting Sheet Sensing And RelatedMethod (非接触片材感测及相关方法)，，，其公开内容在此 处通过引用一并包含在内。本专利技术提供 一 种针对移动片材的双面属性测量的当前可用方法 的上述所有问题的通用的补救方案。本专利技术的方法和装置适合于多 种不同片材属性的测量以及测量中所利用的不同能量类型。一种测量移动薄片的属性的方法，其中传感器探测头安装在该薄 片的两侧以测量该薄片上的相同位置，该传感器探测头具有至少一 个用于提供能量的源以及至少 一 个相关联的用于检测从待测量的薄片反射的能量的检测器。该方法从该薄片 一 侧的至少 一 个源提供在第 一 频率调制的能量；同时从该薄片另 一侧的至少 一个源提供在不同于第 一频率的第 二频率调制的能量；在该薄片 一 侧的至少 一 个检观'J器仅检测从该薄片反射的、在第一 频率调制的能量；在该薄片另 一 侧的至少 一 个检测器仅检测从该薄片反射的、在第 二频率调制的能量。一种用于测量移动薄片的属性的装置。该装置包括第 一传感器探测头和第二传感器探测头，用于安装在该薄片的相 对两侧以测量该薄片上的相同位置，第 一 和第二传感器探测头的每 一个包括至少一个用于提供能量的源以及至少一个相关联的用于检 测从薄片反射的能量的检测器；以及第 一 传感器探测头的至少 一 个源提供在第 一 频率调制的能量，以 及第二传感器探测头的至少一个源提供在不同于第 一频率的第二频 率调制的能量；第 一传感器探测头的至少 一个检测器仅检测从该薄片反射的、在 第一频率调制的能量，以及第二传感器探测头的至少一个检测器仅 检测从该薄片反射的、在第二频率调制的能量。一种用于测量移动薄片的属性的系统。该系统具有用于制造移动薄片的机器，该机器包括装配在机器上的一个或多 个框架，从而该一个或多个框架的每一个横跨该移动薄片；一个或多个质量控制系统，用于控制该移动薄片的一个或多个属 性；以及一个或多个传感器，装配在该一个或多个框架的至少一个上。该8一个或多个传感器的每一个具有第 一传感器探测头和第二传感器探测头，安装在该一个或多个框 架的至少 一 个上，使得探测头位于薄片的相对两侧以测量该薄片上 的相同位置，第一和第二传感器探测头的每一个包括至少一个用于 提供能量的源以及至少 一 个相关联的用于检测从薄片反射的能量的 检测器；以及第 一 传感器探测头的至少 一 个源提供在第 一 频率调制的能量，以 及第二传感器探测头的至少 一个源提供在不同于第 一频率的第二频 率调制的能量；第 一传感器探测头的至少 一个检测器仅检测从该薄片反射的、在 第 一频率调制的能量，以及第二传感器探测头的至少一个检测器仅检测从该薄片反射的、在第二频率调制的能量。 附图说明图1示出现有技术的位于移动片材一侧的源和检测器，其用于在 片材制造或片材加工过程中测量片材表面质量参数。图2示出现有技术的位于移动片材每 一 侧的源和检测器，其用于 在片材制造或片材加工过程中测量片材表面质量参数。图3示出现有技术的源和检测器在加工方向上物理分开的安排； 以及图4示出在横向方向上的这种安排。图5示出根据本专利技术实施的位于移动片材相对两侧的第一和第 二源和检测器组合。图6 (a) 、 (b)和(c)示出图5的上部和下部传感器的波形 实例。图7 (a) 、 (b)和(c)示出图5所示的整个处理链的所得传 感器信号输出。图8示出片材制造系统的实例，其包括造纸机以及能够与本专利技术 的传感器一起使用的质量控制系统。具体实施例方式根据本专利技术实施的双面片材表面属性传感器能够在片材的顶面 和底面上的相同片材位置处测量移动片材的两面。引导至每一面的能量可以包括uv、可见光、红外、射频、微波、宽带或者x射线。 本专利技术的应用包括但不限于测量多个片材属性，这些属性包括光泽 度、亮度、平滑度、紋理、色彩、涂覆量、皱紋、表面湿度以及非 接触厚度。这些属性是本领域技术人员公知的，根据引导至片材的 每一面的能量以及所使用的检测器的类型，这些属性可以相互独立 地测量或者可以同时测量不止一种属性。例如，如果能量源是宽带 光，则可以同时测量湿度和亮度二者。现在参考图5，其示出了移动片材IO、第一组合源和检测器传感 器30以及第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量移动薄片的属性的方法，其中传感器探测头安装在所述薄片的两侧以测量所述薄片上的相同位置，该传感器探测头包括至少一个用于提供能量的源以及至少一个相关联的用于检测从待测量的所述薄片反射的能量的检测器，所述方法包括：　从所述薄片一 侧的所述至少一个源提供在第一频率调制的能量；　同时从所述薄片另一侧的所述至少一个源提供在不同于所述第一频率的第二频率调制的能量；　在所述薄片的所述一侧的所述至少一个检测器仅检测从所述薄片反射的、在所述第一频率调制的能量；以及　 　在所述薄片的所述另一侧的所述至少一个检测器仅检测从所述薄片反射的、在所述第二频率调制的能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AA赫尔斯特罗姆，
申请(专利权)人：ABB有限公司，
类型：发明
国别省市：IE[爱尔兰]