专利名称：检测至少间接表明材料幅面处理装置中表面特性的至少一个值的设备和方法和优化该装 ...的制作方法
检测至少间接表明材料幅面处理装置中表面特性的至少一 个值的设备和方法和优化该装置运行状况的方法本发明涉及一种通过确定表面的反射特性/反射能力来检测至少间接地表示材 料幅面处理装置中表面特性的至少一个值的设备和方法。本发明还涉及一种优化材料幅面 处理装置运行状况的方法。现有技术中公开了多种材料幅面尤其是纸幅面、纸板幅面或薄纸幅面形式的纤维 幅面的设计方案。在此，与使用情况有关地，表面特性，尤其是光洁度和印刷性能尤其重要。 光洁度是通过反射光能力特征表现的表面光学特性。在此，采用已知的反射测量系统在纤 维幅面的表面区域内通过确定以一个特定角度(一般要么按DIN标准45402是45°，要么 相应于TAPPI T480是75° )的反射来测量光洁度。因此，对于在制造纤维幅面的机器中，尤 其是在精炼表面的处理装置中的各测量位置，在这种处理装置之前和之后分别需要一测量 设备。另外，与之相应地参阅公司 Zehnter GmbH Testing Instruments, CH-4450 Sissach, www, zehntner. com 的出版物“Glanz/Gloss”(Printed IIbQ2007)。该印刷品公开了检测材 料幅面表面特性，尤其是光洁度的原理和选择正确的测量几何尺寸的标准。另一种测量确定表面特性的参数，尤其是平滑度的可能记载在杂质Journal of Imaging Science and Technology, Vol. 48, Nr. 5, September/0ktober2004 年 由 J. S. Arney> Hoon Heo 禾口 P.G.Anderson 发表的"A Micro-Goniophotometer and the measurement of the Print Gloss”中。该出版物公开了采用微型光学测角器的测量，其 中，将待测量的表面，尤其是材料幅面围绕滚筒放置，以便可以同时测量多个反射角。在砑光装置形式的处理装置中，形成大量砑光缝隙的辊子在使用蒸汽，水，温度和 压力的情况下依次对材料幅面产生影响。材料幅面由大量的处理单元导引。但是在此，测 量在砑光过程的末端才发生，亦即，在最后一个处理单元之后。在此，这种测量包含所有在 重叠形式的各处理单元上单独的处理步骤的作用。因此，制定对各处理步骤的评价非常难。 基于此，不能实现对各处理步骤，即处理装置内部的各处理单元的优化。因此，本发明所要解决的技术问题是，以简单器件和小控制技术耗费创造一种评 价处理装置中各处理步骤的方法。为此所需的对确定材料幅面表面特性的值的测量可以通 过最小的耗费实现。本发明通过权利要求1、20和40的特征解决。有利的设计记载在各从属权利要求中。按本发明通过确定反射特性/反射能力，尤其是反射比来检测至少间接地表明材 料幅面处理装置中的表面特性的至少一个值的方法，其特征在于，借助至少一个发射源照 射至少两个不同测量位置上的表面，并且在各测量位置处同时采用探测装置检测至少间接 地表示表面的反射特性/反射能力，尤其是反射比的至少一个值。采用按本发明的方法也可以实现，当处理装置在构成不同测量位置的不同处理单 元上工作时，同时在不同测量位置处检测至少间接地表明表面反射特性的至少一个值，并 因此检测一个表示表面质量的值，以便测得的实际值也可以评价处理装置的各处理单元的 运行状态，此外构成用于控制配属于各处理单元的调节装置的基础。因为仅用了一个探测装置，所以检测该值的耗费很小。测量位置是指所述表面扫过的点、线或平面形状的区域。反射比说明反射了多少入射光线。通常一部分被传递过去和/或被材料幅面吸 收。至少间接地表示一个值或一个特性的值要么是直接表示大小或特征的值，要么是与表 示表面性质的值具有函数关系的值。亦即，由这些值例如通过数学运算或经验计算出的特 征曲线、特征曲线族可以直接推导特性。就检测至少间接地表示表面反射特性的值的测量位置的布置而言，视需求而定有 很多可能性。这些测量位置可以直接相邻地或也可以相互间隔地沿处理装置的纵向和/或 横向布置。所述纵向表示幅面的通过方向(Durchlaufrichtung)并且也称作机器方向。横 向相当于处理装置的宽度方向。此外，在处理装置的纵向上彼此错位的测量位置也可以在 高度方向上相互错位地布置，以使对于各测量位置产生完全不同的测量几何尺寸。在此，测 量几何尺寸的特征用测量位置与发射源之间的距离、测量位置与探测装置之间的距离以及 探测装置与发射源的布置表示。根据第一种尤其有利的设计，在至少两个沿处理装置的机器纵向彼此间隔布置的 测量位置上进行检测。该方案在连续布置且处理材料幅面的处理单元中是尤其有利的，因 为，在材料幅面通过时可以利用检测到的实际值控制工作状态。在至少两个横向于所述机器方向间隔布置的测量位置上检测至少间接表示表面 的反射特性/反射性能的一个值具有这样的优点，即可以沿横向最佳地监测材料幅面的特 性。根据一种尤其有利的改进设计，在多个机器宽度上的测量位置处进行用于确定横断面 的测量，其中，可以与所得实际值和所需额定值的偏差有关地控制该横断面。仅采用包括至少一个图像拍摄装置的探测装置进行检测，其中，在评估装置中评 估该图像。尤其当该值作为输送值为控制所需时，可以直接在检测所述值之后进行评估。 采用图像拍摄装置，尤其是照相机进行检测，其中，将在每个测量位置上的局部分辨率选为 大于10cm。其意思是，例如在10m宽的纸幅面上可以在幅面宽度上确定至少100个质量值 (例如光洁度)。根据一种有利的设计，应用图像拍摄装置，借助该装置通过相应的图像片段可以 同时以预定义的分辨率，优选大于20*20像素拍摄沿机器纵向/或横向的多个测量位置。然 而，优选总是使用具有足够地预先定义的像素分辨率的图像拍摄设备，以便拍摄测量位置 的一个确定的、预定义的、优选大于lm的成像宽度。这样设计按本发明应用的探测装置，使得可以在各测量位置的至少一个上和/或 在各测量位置上同时检测不同的反射角。这对于材料幅面在拱曲表面，如滚筒上的导引或 用于确定材料幅面滚筒的表面质量是尤其有利的。为此，所述设备优选使用光学测角器。作为至少间接地表示反射特性/反射能力的值，优选检测与反射强度相关的一个 数值，例如反射比。为了当时就将测量值结合在控制和/或调节过程中，优选持续地在各测量位置进 行计算。然而也可考虑按预设的时间间隔计算至少间接地表示表面特性的值。按本发明的方法尤其有利地适用于检测移动表面，尤其是在处理装置运行中的材 料幅面的反射特性。在此，优选在彼此间隔布置的测量位置上确定沿材料幅面的通过方向 的材料幅面表面的反射特性，并且检测两个测量位置之间的表面反射特性的变化，其中，各测量位置之间的变化行为的异常可以看作处理单元故障或处理单元的非理想工作状态的 证据。根据另一种有利的设计，例如为了诊断的目的，也可以确定滚筒和/或材料幅面 卷筒形式的旋转表面的反射特性。此外，作为至少间接地表示表面特征的值，光洁度、粗糙度和印刷性能可以被确定 为反射特性的函数。按本发明用于优化处理装置的运行状态的方法的特征在于，当处理装置工作时这 样在不同测量位置上确定至少间接地表示处理装置的部件的和/或材料幅面的表面特性 的至少一个值，即，借助至少一个发射源照射至少两个不同测量位置处的表面，并且在各测 量位置处同步检测至少间接地表示表面的反射特性的至少一个值，将所述在各测量位置处 至少间接地表示表面反射特性的值设定为控制和/或调节一个至少间接地表示处理装置 的工作状态的大小的输入值。在不同处理单元上同时检测实际值实现了最佳地监测包括该处理单元的处理装 置的运行状态。优选按照权利要求1至19之一计算至少间接地表示处理装置的部件的和 /或材料幅面的表面特性的值。优选也检测一个至少间接地表示材料幅面的表面特性的值的变化，其中，与变化 特性有关地控制处理装置，以便获得勻质的材料幅面表面。在处理装置中，通过至少一个下例的措施来处理移动的表面，尤其是材料幅面表-改变温度；-改变压力；-加湿；-喷蒸汽。若将包括多个分别形成砑光缝隙的砑光辊的砑光装置用作处理装置，则优选将测 量位置设置在不同砑光辊或导辊上。与表面质量的实际值的偏差有关地，可以生成一个用 于控制至少一个下列砑光装置部件的调节值-蒸汽吹箱；-蒸汽-水喷洒装置；-水喷洒装置；-滚筒温度；-辊隙负载，尤其是压力剖面图。若将处理装置例如设计为用于材料幅面卷的卷绕装置，那么在该装置上检测至少 间接地表示材料幅面卷的和/或卷绕装置滚筒的表面特性的至少一个值，并且将之用作控 制卷绕装置的输入值。根据至少间接地表示材料幅面卷的和/或卷绕装置滚筒的表面特性 的值控制所述卷绕装置的下列参数之一_托辊的转速；-卷绕缝隙中的压紧力。优选在处理装置开始运转之前预定义一个初始状态，并且在运行中在各测量点测 量至少间接地表示材料幅面的表面特性的至少一个值，并且监测该值相对于初始状态的变
8化。在此，可以自由地定义初始状态的比较值。按本发明另一种设计，可以将处理装置对材料幅面的表面性能产生较小影响的调 整看作初始状态。一种可选的方案是，将没有材料幅面通过的状态看作初始状态，并且用一种具有 已知的尽可能均勻的表面特性的材料覆盖测量区域内待评估的测量位置。借助这种覆盖来 进行参考测量。此外，为了定义初始状态，可以形成仍未被材料幅面包裹的滚筒的表面。出于关联的目的，可以持续地检测在特定时间点形成实际值的各测量结果，并且 与机器内部或实验室中的标准测量系统预设的测量值进行比较。用相同探测单元观察多于一个的测量位置时的测量几何尺寸的差别可以在测量 结果中采用适合的手段抵消，其中，进行参照测量和/或应用理论模型和/或预先已知的试 验特性曲线。根据一种尤其有利的设计，在各种波长或光谱中评估表面的反射特性。此外，在按本发明的方法中，从表面的反射特性中确定纤维幅面的至少一个质量 值，例如光洁度、平滑度、粗糙度、印刷性能、发黑度、纤维定向。在此也可以将从其它测量装 置或数据源中获得的可使用的测量值，如与面积相关的质量、湿度、温度、厚度、构造、成份、 光洁度、平滑度、粗糙度、印刷性能、发黑度、纤维定向用作附加信息，以便通过恰当地考量 和关联各相关信息更准确地确定质量值。检测至少间接地表示材料幅面的处理装置中的表面的至少一个值的设备包括至 少一个指向该表面的发射源和进行表面反射特性探测的探测单元，该设备的特征在于，发 射源和探测装置共同配属于多个测量位置。以测量位置为参考基准，发射装置相对于探测 装置布置成小于150度的角，并且机器中的测量位置和探测装置之间的距离为大于5米。由 此保证，探测装置不会处于极端条件中。按本发明的方法在此可以在材料幅面的一侧和/或两侧上实施。以下根据附图进一步阐述本发明的解决方案，下列详细地示出
图1简示出按本发明设计的设备的基本构造，该设备用于在处理装置中检测至少 间接表明表面的特征和/或质量的至少一个值；图2a和2b例示性地示出探测装置的设计；图3示出检测至少间接地表明砑光装置中的表面特性和/或表面质量的至少一个 值的设备的布置；图4a和4b示出沿表面横向测量的可能性；图5根据方块图示出检测值的处理过程；图6示出光学测角器的工作原理；图7根据信号流程图示出优化处理装置工作状态的方法；图8示出优化处理装置工作状态的另一种方法。图1简示出按本发明设计的设备1的基本构造，该设备用于从表面反射特性中检 测至少间接表明该表面2的特征和/或质量的至少一个值。在此，设备1用于在材料幅面6 的处理装置5中至少两个不同的，尤其是相互间隔布置的测量位置3和4上检测该值。该 测量位置3，4可以根据大小和方向的不同表示点、线或平面形状的区域。在此，各单独的测 量位置3，4可通过位置固定的坐标系统XYZ中的坐标表示。参照应求出表面2的反射特性的装置或设备来确定XYZ坐标系统。若按一种尤其有利的设计方案的表面2直接是指尤其 为纤维幅面，例如纸幅面、纸板幅面或薄纸幅面形式的材料幅面6的表面2，并因此是指移 动经过机器的表面2，则坐标系统XYZ由各处理装置5并因此由制造这种幅面的机器部分的 处理装置5确定，在该装置中检测至少间接表明材料幅面6的表面2的特性和/或质量的 至少一个值。在此，X方向由与机器纵向相应的材料幅面6的导引方向表示。该方向也称 作机器方向MD方向。Y方向表示垂直于机器方向MD的方向，并且也称作⑶。图1借助右视图简示出设备1的基本构造，该设备1用于检测一个至少间接表明 表面2特性的值并具有配属于处理装置5的分配装置。为此，设备1包括至少一个尤其是 光源形式的发射装置7。优选这样选择和设计光源7，使得该光源适合在两个测量位置3和 4上照亮表面2。距离al表示发射装置7和测量位置3之间的距离，距离a2表示发射装置 7和测量位置4之间的距离。由光源7发射，并且射在表面2上的光线8，9射到表面2上沿 机器方向MD相互间隔布置的测量位置3和4处。材料幅面6的表面2是移动的表面。在该 表面上至少部分地反射入射光线8，9。为此，光线8，9倾斜地，亦即，以入射角、射到测量 位置3处的表面2上，并且以入射角a 2射到测量位置4处的表面2上。相对于表面2上的 垂线，入射垂线L，此处！^和！^测得角度a。两个测量位置3，4上的光线8，9在表面2上 的这两个位置区域内反射，并且反射光线10，11再以一个所谓的反射角^或日2射出。单 独的反射角^或02也由表面2上的垂线1^或1^确定。在此，入射光线8或9、垂线L” L2以及反射或射出的光线10，11位于一个平面内。对于测量位置3其位于E3平面，对于测 量位置4其位于E4平面。与表面2的不透明度有关，光线8，9可以被完全反射，或者部分 被传递和吸收。由共同配属于两个测量位置3和4之一的探测装置12检测反射光线10，11。探测 装置12可以设计成各种样式。该探测装置可以是图像拍摄装置13。图像拍摄装置13例 如可以设计成照相机的形式，采用该照相机同步检测单独的测量位置3和4的反射光线10 或11，其中，通过相应的分配装置14建立图像拍摄装置13和测量位置3和4之间的关系， 并且可以实现精确地分配由反射光线10，11计算和推导出的反射值。可以用在测量位置3， 4区域内反射特性，尤其是反射比RG的函数来表示测量位置3，4区域内的表面2的表面质 量。按另一种设计，探测单元12视图像处理种类而定存在不同的可能。根据图2a中 第一种设计，探测装置可以仅配设有图像拍摄装置13以及分配装置14和用于优选立即传 递所测定的信息的通信接口形式的接口 15。在该实施形式中，接口 15包括至少一个将所测 定的参数传输到图像处理装置18的接收装置17中的发送装置16。在此，接收装置17可以 集成在一个单独的、与探测装置12间隔布置的装置18中。与之相反，图2b示出一种带集成的图像处理装置18的探测装置12的设计方案。 该探测装置包括图像拍摄装置13、配给各测量位置4和3的分配装置14，其中，分配装置14 也可以已经与拍摄装置构成一个单元。在此，图像处理装置18集成在探测装置12中，亦即， 已经可以在该探测装置中进行图像拍摄、存储和评估。该探测装置12也优选配设有通信接 口 15，可以从该通信接口 15中读出由图像处理过程算出的特性值。图3示出砑光装置19中检测表明纤维幅面表面2的特性，尤其是质量或至少间接 表明该特性的至少一个值的设备1具体的应用。在此至少“间接表明”意思是，它并不必直接是特性值，而也可以是描述特性值或特性参数的、例如与特性值存在直接的函数或比例 关系的值。在此，示例性地示出用于砑光材料幅面6的砑光装置19。砑光机19包括多个砑光 滚筒20. 1至20. 6，其中，每两个砑光滚筒形成一个砑光缝隙21. 1至21.5。在此，材料幅面 导引穿过砑光缝隙21. 1至21. 5，并且受到表面处理。在此，材料幅面6在砑光缝隙21. 1至 21. 5中的处理可由不同过程参数，尤其是压力p和温度T描述。通过该措施，当材料幅面6 穿过砑光装置19时精炼其表面。在导辊上实现材料幅面在砑光缝隙21. 1至21. 5之间的 导引，此处例如对于三个测量位置3，4，22用27，28和29表示该导辊。在此，表面特性随着 沿通过方向到达砑光装置19的位置变化。为了在砑光过程中测量表面2特性的变化，尤其 是在表面2上达到的光洁度G或粗糙度R，砑光装置19配有一个按本发明的设备1。在此， 在所示的实施形式中示例性地设有三个测量位置，第一测量位置3、第二测量位置4和第三 测量位置22，该位置在此例如沿处理装置5的机器方向MD以砑光装置19的形式相互间隔 地布置。处理装置5的机器方向MD由材料幅面穿过该处理装置5的通过方向确定。为此 在所示的实施形式中，设计一个XYZ坐标系统，其中，X方向确定沿机器方向的延伸。在此， 第一测量位置3布置在到达或穿过第一砑光缝隙21. 1之后的区域内。第三测量位置22布 置在最后一个要穿过的砑光装置19的砑光缝隙21. 5之后，并且另一个第二测量位置4配 属于第一和第三测量位置之间的处理站。发射装置7将光线发射到材料幅面6的表面2上的测量位置3，4和22处。在此可 见光源7与测量位置3，4和22，即表面2上射中的区域之间的不同距离，此外可见光线8， 9和23以一个此处由于简明性而未示出的入射角a” 02和a 3射到表面2上。光线8，9 和23在表面2上反射，并且由探测装置12检测由此反射出的光线10，11和24。探测装置 12在此设计为照相机形式。此外，在此可见测量位置3，4和22上的表面2和探测装置12 之间的不同距离，以及不同的、但此处未标出的反射角。通过探测装置12从反射光线10， 11和24中确定至少间接地表明表面2的反射特性的，尤其是各测量位置3，4和22上反射 比的至少一个值，并且从中可以得出测量点3，4，22上材料幅面的表面2的参数或特性的结 论。图3示例性地示出沿机器方向在相互间隔的测量位置3，4，22上测量，并由此在处 理装置5内部的不同测量位置上测量的实施方案。由分别配属于测量位置3，4和22的、一 般要进一步评估的测量结果可以得出材料幅面处理装置5的工作状态的优化可能性和操 作方式的结论。这尤其在没有在测量位置22处算出相应于所要求的表面质量的参数的情 况下适用。根据一种尤其有利的改进方案，在机器方向不仅设计测量位置3，4和22，而是将 测量位置3，4和22优选设计为在一部分机器宽度上，亦即，横向于机器纵向MD延伸的测量 区域。这与在Y方向相应的处理装置5上的坐标系统相符。在图4a中简示出一个例子。在 此，各测量位置3，4设计为在待评估的表面2的一部分宽度上延伸的测量区域。为了按图 4b中尤其有利的设计监测整个宽度，横向(⑶方向)于机器方向MD优选布置至少两个或多 个探测装置12，并且可以实现对在机器方向MD上具有相同坐标的测量区域内的整个机器 宽度进行图像拍摄。由此例如可以对整个表面宽度，尤其是材料幅面宽度作出砑光性能的 报告。这可以通过形成横向剖面来实现。
优选将各探测装置12配给沿横向，亦即，横向于机器纵向延伸的测量区域3. n， 4. n。作为用于确定至少间接地表示表面2的质量或特性的至少一个值的参数，可以处 理至少间接地表示反射光线10，11的值，尤其是反射比。这例如在图5中用方块图再次给 出。由此可见，在此分别至少计算出h和3 2形式的反射角作为光线10和11的初始值， 并且可能计算出测量几何尺寸，亦即，表示测量装置设置的参数，例如发射源的距离a以及 测量位置3，4和探测装置12之间的距离b。此外，由图像拍摄装置13确定能够推断各种特 性的参数。在此，作为特性例如可以将表面2的粗糙度R或平滑度G确定为反射比RG直接 的函数。尤其如果将测量位置3，4区域内的表面2拱曲地设计，则按本发明所谓的微型光 学测角装置用作探测装置12。在此，微型光学测角装置配给测量位置3和4。微型光学测角 器的功能例如早先已在杂志Journal of Imaging Science and Technology，第48册，第五 版第 458 页题为 “AMicro-Goniophotometer and the measurement of the Print Gloss，， 的文章中公开。由此可见，各光线通过校准装置25投射到测量位置3和未示出的测量位置 4上。由此在测量位置3和4的区域内总是相同指向的光线射到表面2上。坐标系统在此 移到拱曲面的中点。X方向延伸经过直径。Y方向在横向上延伸。入射光线在表面2上反 射，并且再以反射光线10和11射出。该反射光线通过尤其是照相机形式的图像拍摄装置 13检测，并且制作与角度、有关的图像。这个角度、在此相当于拱曲表面2的主倾角。在此，通过光学测角器制作二维图像。在此，光学测角器测量反射光线10和11作 为表面2上的垂线L与探测装置12之间的夹角，即发射源7与该垂线的夹角的函数，也就 是说入射角和反射角和/或表面2倾斜的角度Y。在此根据该值之一可以产生两维的反射 因子函数(Reflektionsfaktorfunktion)，其经过拱曲的表面2包含特定的线路。在各图中例举地描述了可以计算至少间接地表示表面2的反射特性的值的方案。 重要的是，同时在至少两个不同测量位置3，4测量该值，并且进行评估。由此得出不同方 案。尤其在机器方向MD上布置带有相同坐标的测量位置3，4时可以以相同方式形成经过 整个宽度的横断面。按另一种尤其有利的设计，例如可以在幅面通过的方向上评估处理装 置5的工作状态。此外，也可以在测量区域内探测处理装置5工作状态的变化并且主动地 对该变化产生影响或者也可以考虑到期望的、预定义的、待调节的功能参数在该区域中以 优化的方式运行该设备。在此，按图7中第一种设计，至少在沿纵向，亦即，机器的MD方向和/或沿横向，亦 即机器的CD方向彼此错位布置的两个测量位置3和4上监测测量区域3，4内表面2的反 射特性。为此，分别持续监控至少间接地表示测量位置3和4区域内表面2上的反射特性 的一个或多个值X3和X4的实际值，并且采用设备1检测。这是所述区域内表面2的平滑 度G或粗糙度R的函数，并且产生实际值G3和G4或R3和R4。随后，根据期望的额定预设值 Rs。113，Rs。m或Gs。113，Gs。114与算出值进行比较。若比较得到一个偏差，则确定用于在测量位 置3和4的区域内控制处理装置5的调节值Y3或Y4。因为尤其在砑光装置19中可以通过 各砑光缝隙中的压力和温度调节该函数，所以在各个测量区域3和4可以采用不同的措施。 在此，可以至少仅在一个测量区域3，4区域内，或者优选在两个区域内改变参数。与之相关 地，将相应的测量结果集成到砑光装置19运行状态的控制中。
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根据图8为每个测量位置3，4预定义了一个初始状态。初始状态在此用A表示。 该预定义的初始状态在此通过初始状态值X3A和X4A表示。将该值作为比较值或参考值用 作其它方法的基础。该值可被预定义或在机器工作时确定。以下更进一步阐述确定过程。 随后以正常工作状态驱动该机器或处理装置5，并且测量至少间接地表示测量位置3，4或 测量区域内的表面2的反射特性的至少一个值X3，X4的实际值。这种测量持续进行并且与 代表初始状态A的值X3A，X4B比较，其中，由这种比较计算出要持续计算的偏差变量A X3和 AX4。然后，根据该偏差变量AX3和AX4的变化，可以推导出砑光装置19中的直线穿过 的表面2的表面特性的变化，并因此通过待制造的材料幅面6的长度算出其误差。可以用 不同方法算出初始状态A。根据第一种设计，仅在运行步骤A中对处理装置5的测量位置3 和4上的材料幅面的表面2进行参照测量。在此，至少在测量区域3或4内优选这样调节 该测量，以便对材料幅面6产生尽可能小的影响。这例如可以在砑光装置19中这样进行， 使得在测量区域3中减小超过原本正常工作状态的压力p和温度T。也可以考虑，此处在还 没有达到工作温度的砑光装置19启动时进行测量。在通过具有已知的和尽可能均勻的表面特性的器件覆盖测量区域3或4时，存在 确定初始值xA3，另一种可能。参考测量在该覆盖器件上进行。随后也在机器正常工 作时持续测量，并且监控在正常工作时的信号相对初始状态的变化。用其它已知材料进行 参考测量，那么在此可以最佳地再加入一个步骤。根据另一种可能的设计，可以检测滚筒，尤其是砑光辊的表面，并且将之定义为初 始状态。在本实施形式中，材料幅面仍没有导引经过砑光装置19。附图标记清单
1装置
2上表面
3测量位置，测量区域
4测量位置，测量区域
5处理装置
6材料幅面
7发射装置
8入射光线
9入射光线
10反射光线
11反射光线
12探测装置
13图像拍摄装置
14分配装置
15接口
16发送装置
17接收装置
18图像处理装置
19砑光装置
20. 1-20. 6砑光辊
21. 1-21. 5砑光缝
22测量位置
23光线
24反射光线
25校准装置
27导向辊
28导向辊
29导向辊
A方法步骤
a,距离
a2距离
a3距离
B印刷性能
距离
M巨离
M巨离
e3平面
E4平面
G平滑度
G3实际值
G4实际值
GS0113,4实际值
光垂线
L2光垂线
L3光垂线
R粗糙度
R3实际值
R4实际值
RG反射比
Rsoll3,4实际值
x3实际值
x4实际值
xa3起始值
xa4起始值
y3调节值
y4调节值
a 1入射角
a 2入射角
^反射角反射角
权利要求
一种通过确定表面(2)的反射特性，尤其是反射比来检测至少间接地表示材料幅面处理装置(5)中的所述表面(2)的特性的至少一个参数的方法，其特征在于，借助至少一个发射源(7)照射在至少两个不同测量位置上的所述表面(2)，并且采用探测装置(12)在所述各测量位置(3，4，22)处检测至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一个参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在至少两个沿所述材料幅面处理装置(5)的 机器纵向(MD)彼此间隔布置的测量位置(3，4，22)上检测至少间接地表示所述表面(2)的 反射特性，尤其是反射比的至少一个参数。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在至少两个横向于所述机器方向(CD) 间隔布置的测量位置(2，3，22)上检测至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反 射比的至少一个参数。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在多个横向于机器方向(CD)的 测量位置(3，4，22)处检测至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少 一个参数，用于确定所述表面(2)的横断面。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，采用包括至少一个图像拍摄装 置(13)的探测装置检测所述至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至 少一个参数，其中，在一评估装置(18)中评估所述图像。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，采用一个图像拍摄装置(13)尤其是照相机 检测所述至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一个参数并且在 每个测量位置(3，4，22)的点分辨率大于10cm。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，应用图像拍摄装置(13)，采用该图像拍 摄装置通过各相应的图像片段可以同时以预定义的分辨率，优选大于20*20像素每质量值 拍摄沿机器纵向(MD)/或横向(CD)的多个测量位置。
8.如权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，使用具有充分预先定义的像素分辨 率的图像拍摄装置，以便在所述测量位置上形成一确定的、预定义的、优选大于Im的成像 宽度。
9.如权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，在所述各测量位置(3，4，22)的至 少一个上和/或各测量位置上同时检测不同的反射角(β ，β2)。
10.如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，检测所述至少间接地表示反射特 性，尤其是反射比的参数作为所述反射强度的大小。
11.如权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，持续在各测量位置(3，4，22)上 检测所述至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一个参数。
12.如权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，按一定时间间隔地检测所述至少 间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一个参数。
13.如权利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，在移动的表面(2)上检测所述至 少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一个参数。
14.如权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，在材料幅面表面(2)形式的移动 表面(2)上测算出所述至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一 个参数。
15.如权利要求1至14之一所述的方法，其特征在于，沿所述材料幅面(6)的通过方向 在彼此间隔布置的测量位置(3，4，22)上确定所述至少间接地表示所述表面(2)的反射特 性，尤其是反射比的至少一个参数，并且检测所述测量位置(3，4，22)之间表面(2)的反射 比的变化。
16.如权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，在滚筒和/或材料幅面卷筒形式 的旋转表面上确定所述至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一 个参数。
17.如权利要求1至16之一所述的方法，其特征在于，将光洁度(G)作为至少间接地表 示所述表面(2)的特性的参数确定为所述反射比的函数。
18.如权利要求1至17之一所述的方法，其特征在于，将粗糙度作为至少间接地表示所 述表面(2)的特性的参数确定为所述反射比的函数。
19.如权利要求1至18之一所述的方法，其特征在于，将印刷性能和/或压光黑道和/ 或纤维定向作为至少间接地表示所述表面(2)的特性的参数确定为所述反射比的函数。
20.一种用于优化材料幅面(6)的处理装置(5)的运行状况的方法，其特征在于，这样 确定至少间接地表示材料幅面处理装置的部件的和/或材料幅面(6)的表面特性的至少一 个参数，即，借助至少一个发射源(7)照射至少两个不同测量位置处的表面(2)，并且在所 述各测量位置(3，4，22)处同步检测至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射 比的至少一个参数，将所述至少间接地表示所述表面(2)特性的参数设定为控制和/或调 节一个至少间接地表示所述材料幅面处理装置(5)工作状况的参数的输入参数。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，按照权利要求1至19之一计算所述至少 间接地表示所述材料幅面处理装置(5)的部件和/或材料幅面(6)的所述表面(2)特性的 参数。
22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，检测所述至少间接地表示所述材料 幅面(6)的表面(2)特性的变化，并根据该变化特性控制所述材料幅面处理装置(5)。
23.如权利要求20至22之一所述的方法，其特征在于，在所述材料幅面处理装置(5) 中，用至少一个下列措施处理所述材料幅面(6)-改变温度；-改变压力；-加湿；-喷蒸汽。
24.如权利要求20至23之一所述的方法，其特征在于，将包括多个分别形成砑光缝隙 (21. 1至21. 5)的砑光辊(20. 1至20. 6)的砑光装置用作材料幅面处理装置，其中，将所述 测量位置(3，4，22)优选设置在不同砑光辊和/或导辊上。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，根据至少间接地表示所述表面(2)的反射 特性，尤其是反射比的参数的实际值与额定值的偏差，生成用于控制和/或调节至少一个 下列部件的运行状况和/或参数的调节参数-蒸汽吹箱；_蒸汽-水喷洒装置；-水喷洒装置；-滚筒温度；-辊隙负载，尤其是压力剖面图。
26.如权利要求20至22之一所述的方法，其特征在于，将所述材料幅面处理装置(5) 设计为用于材料幅面卷的卷绕装置，并且检测至少表示材料幅面卷和/或卷绕装置滚筒的 表面特性的至少一个参数，并且将之用作控制所述卷绕装置的输入参数。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，根据至少间接地表示材料幅面卷和/或卷 绕装置滚筒的所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一个参数控制所述卷绕装置 的下列参数之一-托辊的转速；_所述卷绕缝隙中的压紧力。
28.如权利要求20至27之一所述的方法，其特征在于，以所述测量位置(3，4，22)为参 考基准，所述发射装置(7)相对于所述探测装置(12)布置成小于150度的角，并且所述机 器中的测量位置(3,4,22)和探测装置(12)之间的距离(b3，b4)大于5米。
29.如权利要求20至28之一所述的方法，其特征在于，在所述材料幅面处理装置(5) 开始运转之前预定义一个初始状态，并且在运行时在各测量位置上测量至少间接地表示所 述材表面(2)反射特性，尤其是反射比的至少一个参数，其中，监测所检测的实际值相对于 所述初始状态的变化。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，自由地定义所述表示所述表面(2)初始状 态的参数。
31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，将在因所述材料幅面(6)表面⑵受到较 小影响而引起对所述处理装置(5)的调整时所测算的实际参数设为表示所述表面(2)的初 始状态的参数。
32.如权利要求29所述的方法，其特征在于，将没有材料幅面(6)通过时对所述处理装 置(5)的调整时所测算的实际参数设为表示所述表面(2)初始状态的参数，其中，用具有已 知的、尽可能均勻的表面特性的盖板覆盖所述测量位置(3，4，22)，其中，借助所述盖板来进 行参考测量。
33.如权利要求29所述的方法，其特征在于，使描述所述仍未被所述材料幅面(6)包裹 的滚筒的表面的参数成为表示所述表面(2)初始状态的参数。
34.如权利要求20至33之一所述的方法，其特征在于，出于关联的目的连续重复各 次测量，并且与所述材料幅面处理装置(5)的内部或实验室中的标准测量系统的测量值比较。
35.如权利要求20至34之一所述的方法，其特征在于，在测量结果中采用补偿手段补 偿在用所述相同的探测单元(12)观察多于一个的测量位置(3，4，22)时所述测量几何尺寸 的差别，其中，采用按权利要求27至34之一所述的参照测量和/或应用理论模型和/或应 用预先已知的试验特性曲线。
36.如权利要求20至35之一所述的方法，其特征在于，在所述探测单元之前应用至少 短时偏振的光线和/或偏振滤光器。
37.如权利要求20至36之一所述的方法，其特征在于，评估所述表面在不同波长或光 谱时的反射特性。
38.如权利要求20至37之一所述的方法，其特征在于，从所述表面(2)的反射特性中 确定至少间接地表示所述材料幅面(6)质量的至少一个参数，尤其是光洁度、平滑度、粗糙 度、印刷性能、发黑度、纤维定向形式的参数。
39.如权利要求20至38之一所述的方法，其特征在于，将从其它测量装置或数据源中 获得的其它测量参数实际值，如与面积相关的质量、湿度、温度、厚度、构造、成份、光洁度、 平滑度、粗糙度、印刷性能、发黑度、纤维定向作为附加信息加以考虑，以便通过适当的考虑 和联系各相关信息更准确地确定至少间接地表示所述材料幅面(6)的质量的参数。
40.一种检测至少间接地表示材料幅面处理装置(5)中的表面(2)的特性的至少一个 参数的设备，其包括至少一个指向所述表面(2)的发射源(7)和检测所述表面(2)的反射 特性，尤其是反射比的探测单元(12)，其特征在于，发射源(7)和探测装置共同配属于多个 测量位置(3，4，22)。
41.如权利要求40所述的设备，其特征在于，以测量位置(3，4，22)为参照基准，所述 发射装置(7)相对所述探测装置(12)布置成小于150度的角，并且所述机器中的测量位置 (3,4,22)和探测装置(12)之间的距离(b3，b4)大于5米。
全文摘要
本发明涉及一种通过确定表面(2)的反射特性，尤其是反射比检测至少间接地表示材料幅面处理装置(5)中的表面(2)的特性的至少一个值的方法和设备。本发明的特征在于，借助至少一个发射源(7)在至少两个不同测量位置上(3，4，22)照射所述表面(2)，并且采用探测装置(12)同时在所述各测量位置处(3，4，22)检测至少间接地表示所述表面(2)的反射特性，尤其是反射比的至少一个值。本发明还涉及一种用于优化材料幅面处理装置的方法。
文档编号D21G9/00GK101946170SQ200880126851
公开日2011年1月12日 申请日期2008年10月9日 优先权日2007年12月14日
发明者鲁道夫·芒奇 申请人:沃依特专利有限责任公司