一种移动的纸幅(100)的测量装置包括：光辐射源(102)，该光辐射源朝向测量装置的散射元件(104)输出光辐射。散射元件(104)散射光辐射，并且散射元件(104)的透射表面(104A)以散射的方式将光辐射朝向移动的纸幅(100)引导。散射元件(104)的所述透射表面(104A)和纸幅(100)的表面之间的距离(D)是已知的，并且所述透射表面(104A)和装置的检测器(106)在纸幅(100)的相对侧上。检测器(106)接收从移动的纸幅(100)侧向散射的至少一部分光辐射。检测器(106)基于关于接收到的光辐射的光谱信息和已知的距离(D)来确定纸幅(100)的水分值和干重。
【技术实现步骤摘要】
纸幅的测量装置和方法
本专利技术涉及一种移动的纸幅的测量装置和方法。
技术介绍
已经尝试光学地评估纸幅的某些物理性质。然而，从纸幅对几种物理性质一起的组合进行光学测量已经失败或证明太不可靠。因此，需要开发测量。
技术实现思路
本专利技术试图提供一种改进的测量。本专利技术由独立权利要求限定。实施例在从属权利要求中被限定。附图说明下面仅通过示例的方式，参考附图描述本专利技术的示例实施例，其中：图1A示出了纸幅测量装置的示例；图1B示出了纸幅测量装置的另一示例；图1C示出了从纸幅散射的被接受的光辐射的光线与纸幅的法线的偏离(角度)的示例；图1D示出了如何从纸幅的目标区域收集散射的光辐射的示例；图2示出了散射元件的示例；图3示出了检测器的示例；图4示出了纸幅测量装置可以利用的衰减谱的示例和光波段的示例；图5示出了检测器可以包括多个半导体传感器单元的示例；图6示出了可以组合来自多个光学子源的光辐射的组合器的示例；图7示出了具有数据处理的检测器的示例；以及图8示出了测量方法的流程图的示例。具体实施方式以下实施例仅仅是多个示例。虽然说明书可能在多个地方提到了“一个”实施例，但是这并不一定意味着每次提及的都是相同的实施例，或者这个特征仅仅适用于单个实施例。还可以把不同实施例的单个特征组合起来提供其他实施例。此外，词语“包括”和“包含”应理解为不将所描述的实施例限制为仅仅包括所提到的那些特征，而是这些实施例还可以包含没有具体提及的特征/结构。如果实施例的组合不会导致结构或逻辑矛盾，则认为所有这些组合是可能的。应当注意，尽管多个附图示出了各种实施例，但它们是仅仅示出一些结构和/或功能实体的简化图。这些图中示出的操作连接可以是逻辑或物理连接。除了这些图和文中描述的那些功能和结构之外，所描述的装置还可以包括其他功能和结构，这对于本领域技术人员是显而易见的。应当理解的是，用于测量和/或控制的一些功能、结构和信令的细节与实际专利技术是无关的。因此，这里不需要对它们进行更加详细的讨论。图1A示出了纸幅100的测量装置的示例。纸幅100也可以称为纸张。在测量期间可以移动的纸幅100可以包括例如薄纸纸幅(tissuepaperweb，生活用纸纸幅)。薄纸纸幅又至少部分地由植物纤维、木本植物纤维和/或木纤维制成。该装置包括光辐射源102，该光辐射源102朝向测量装置的散射元件104输出光辐射。纸幅100不在光辐射源102和散射元件104之间。光辐射源102可以是发射被测量或检测的波长的任何源。光辐射源102可以包括宽波段源。光辐射源102可以发射可见光谱和红外光谱。例如，光辐射源102可以包括至少一个卤素灯、至少一个led、它们的组合等。散射元件104散射光辐射，并且散射元件104的透射表面104A以散射的方式将光辐射朝向移动的纸幅100引导。来自透射表面104A的散射光辐射的平均散射方向可以大致平行于纸幅100的法线N1，但是散射方向和法线N1之间的偏差或变化是可允许的。在实施例中，散射元件104可以使光辐射在散射元件104内散射。在实施例中，散射元件104可以使光辐射在散射元件104的表面处散射。在实施例中，散射元件104可以使光辐射在散射元件104的表面处和在散射元件104内散射。引起光辐射散射的表面可以是透射表面104A。散射元件104的所述透射表面104A的法线N2可以平行于纸幅100的法线N1，但是法线N1和法线N2之间的偏差或变化是可允许的。如果法线N1和法线N2之间存在保持恒定的非零角度或其变化是已知的，则可以校准测量，以便可以消除或减少非零角度偏差或法线N1与法线N2之间的变化对测量的影响，从而允许根据测量获得合适的结果。然而，在测量期间，假设已知散射元件104的透射表面104A与纸幅100的表面之间的距离D或保持其已知。已知距离D可能意味着距离D是恒定的或以确定的方式根据时间而变化。如果距离D以确定的方式变化，则可以补偿其对测量的潜在干扰影响。可以在任何时刻分别确定变化距离D的影响，也可以在时间窗口中对其进行统计近似。通过保持确定的距离D，由散射元件104散射的光辐射的光线在纸幅100上具有已知的和/或确定的分布，这改善了测量。通过保持距离D恒定，由散射元件104散射的光辐射的光线在纸幅100上具有恒定的分布，这也改善了测量。所述透射表面104A和装置的检测器106在与所述法线N1和N2平行的方向上位于纸幅100的相对侧上。检测器106接收从移动的纸幅100侧向散射的光辐射的至少一部分。检测器106可以拒绝直接穿过而没有散射通过移动的纸幅100的光辐射。非散射的光辐射110主要在平行于纸幅100的法线N1的方向上传播。在实施例中，检测器106可以具有阻挡组件(图中未显示)，该阻挡组件防止没有散射穿过移动的纸幅100的光辐射传播到传感器152(请参见图1D)。阻挡组件可以由对于测量中使用的光辐射不透明的材料制成。附加地或可替代地，检测器106可以仅从与纸幅100的法线N1的方向偏离至少预定角度的方向接收侧向散射的光辐射(见图1C)。在实施例中，前向散射光辐射110(也包括非散射光辐射)与纸幅100的法向N1的角度偏差ND可以被认为与检测器106的可接受的角度偏差NA至多大致相同。可接受的角度偏差NA可以与检测器106的数值孔径相同。检测器106可以拒绝前向散射的光辐射。散射元件104可以包括半透明材料和/或板，其透射表面104A在光学上是粗糙的。散射元件104可以由例如玻璃、蓝宝石、熔融石英、氮化镓和/或聚合物制成。散射元件104可以包括全息图以引起散射。散射可能是由介质中的颗粒引起的。颗粒可以包括合适材料的粉末或纤维。颗粒可以包括多晶材料，例如大理石和/或氟化钙。材料的选择取决于测量的波长，以便具有所需的散射效果。散射元件104可引起单次或多次散射。单次散射使光辐射的光线在一定程度上随机化，多次散射使光辐射的光线更加随机化。当散射元件104基于多次散射时，可以认为散射元件104使光辐射扩散。在这种情况下，散射元件104也可以称为扩散器。扩散光辐射的散射元件106可以被认为是朗伯扩散器(Lambertiandiffuser)。当纸幅100不在散射元件102和检测器106之间时，散射元件104能够进行校准测量。然后，检测器106直接从散射元件104接收散射的光辐射。可以将来自纸幅100的散射的光辐射的强度与直接从散射元件104散射的散射光辐射的强度进行比较。在比较中可以检测纸幅100的干物质和水的影响，因为纸幅100中的干物质和水引起在测量的波段处的强度变化。当与光功率源102在校准测量期间直接照射检测器106的现有技术测量相比时，散射元件104减轻了对检测器106的动态范围的要求。即，当纸幅100不在光功率源102与检测器106之间并且光功率源102直接照射检测器106时，在光检测器106处接收到的光功率相当高。然后，当纸幅100本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种移动的纸幅(100)的测量装置，其特征在于，所述装置包括光辐射源(102)，所述光辐射源被配置为朝向所述测量装置的散射元件(104)输出光辐射；/n所述散射元件(104)被配置为散射光辐射，并且所述散射元件(104)的透射表面(104A)被配置为以散射的方式将光辐射朝向移动的纸幅(100)引导；/n所述散射元件(104)的所述透射表面(104A)和所述纸幅(100)的表面之间的距离(D)是已知的，并且所述透射表面(104A)和装置的检测器(106)在纸幅(100)的相对侧上；/n所述检测器(106)被配置为接收从移动的纸幅(100)侧向散射的至少一部分光辐射，并拒绝直接穿过而没有散射通过移动的纸幅(100)的光辐射；/n所述检测器(106)被配置为基于关于接收到的光辐射的光谱信息和已知的距离(D)确定纸幅(100)的水分值和干重。/n
【技术特征摘要】
20190923 FI 201957951.一种移动的纸幅(100)的测量装置，其特征在于，所述装置包括光辐射源(102)，所述光辐射源被配置为朝向所述测量装置的散射元件(104)输出光辐射；
所述散射元件(104)被配置为散射光辐射，并且所述散射元件(104)的透射表面(104A)被配置为以散射的方式将光辐射朝向移动的纸幅(100)引导；
所述散射元件(104)的所述透射表面(104A)和所述纸幅(100)的表面之间的距离(D)是已知的，并且所述透射表面(104A)和装置的检测器(106)在纸幅(100)的相对侧上；
所述检测器(106)被配置为接收从移动的纸幅(100)侧向散射的至少一部分光辐射，并拒绝直接穿过而没有散射通过移动的纸幅(100)的光辐射；
所述检测器(106)被配置为基于关于接收到的光辐射的光谱信息和已知的距离(D)确定纸幅(100)的水分值和干重。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述检测器(106)被配置为仅从与所述纸幅(100)的法线(N1)的方向偏离至少预定量的方向接收侧向散射的光辐射。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述检测器(106)被配置为接收侧向散射的光辐射的光线，其中，中间光线的方向至少以对应于前向散射光辐射(110)的角度偏差(ND)的角度偏离纸幅(100)的法线(N1)的方向。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述检测器(106)被配置为接收侧向散射的光辐射的光线，其中，中间光线的方向偏离所述纸幅(100)的法线(N1)的方向至少8°。
5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述装置包括距离装置(200)，并且所述距离装置(200)被配置为保持散射元件(104)的透射表面(104A)和纸幅(100)的表面之间的距离(D)恒定。
6.根据权利要求1或4所述的测量装置，其特征在于，所述散射元件(104)的透射表面(104A)与所述纸幅(100)被配置为彼此接触。
7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述装置包括距离测量单元(204)，并且所述距离测量单元(204)被配置为测量散射元件(104)的透射表面(...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·门蒂莱，P·索帕加威，
申请(专利权)人：维美德自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI
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