Способ бесконтактного определения направления ориентации волокон в бумаге

Способ бесконтактного определения направления ориентации волокон в бумаге

Реферат

 

Сущность изобретения: способ заключается в облучении оптическим лучом последовательно исследуемого участка бумаги. Преобразование полученных сигналов приемников в цифровые данные. Перед облучением на исследуемые участки, бумаги предварительно наносят спиртовой раствор красителя. 2 табл. 1 ил.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в лабораторных условиях для определения ориентации волокон в бумаге.

Известен способ определения организации волокон, например, введением окрашенных волокон в бумажную массу и другой способ, с помощью использования дифракции рентгеновских лучей, направляемых на бумагу.

Первый из указанных способов является трудоемким и недостаточно точным, поскольку ориентация волокон определяется подсчетом окрашенных волокон в поле зрения на поверхности бумаги.

Другой способ обеспечивает достаточную точность, но является сложным и дорогим по аппаратурному оформлению. Кроме того, этот способ предъявляет повышенные требования к организации вопросов охраны труда.

Ближайшим аналогом является способ бесконтактного определения направления ориентации волокон в бумаге путем последовательного облучения заданных исследуемых участков оптическим лучом и последующей обработки полученных в отраженном свете данных посредством преобразования оптической информации в цифровую.

В данном способе используют электромагнитное излучение, при этом излучатель и приемник располагают по обе стороны или по одну сторону бумаги.

В случае расположения источника и приемника по разные стороны бумаги указанный способ не обеспечивает достаточно высокую точность определения при исследовании бумаги с повышенным значением массы (толщины бумаги).

При расположении источника излучения и приемника по одну сторону бумаги и исследования в отраженном свете снижается точность определения ориентации волокон по всей толщине бумаги. Высокая точность определения обеспечивается лишь для поверхностного слоя бумаги.

Задача изобретения заключается в повышении точности определения направления ориентации волокон в бумаге.

Сущность способа состоит в предварительном нанесении на исследуемые участки бумаги спиртового раствора красителя с последующим определением направления ориентации волокон с помощью источника и приемника излучения и обработки полученных данных путем преобразования оптической информации в цифровую. Спиртовой раствор красителя, наносимый на бумагу, проникает во всю толщину бумаги и ограничивает участки исследования, размеры и окраска которого позволяют эффективно использовать оптические излучатель и приемник. Интенсивность окраски способствует выявлению направления ориентации волокон по всей толщине бумаги. Это основывается на особенностях распространения жидкости в различных по композиции видах бумаги.

Окраска исследуемых участков по всей толщине бумаги позволяет проводить определение ориентации волокон в отраженном свете и располагать излучатель и приемник по одну сторону бумаги. При этом можно исключить использование лазерного излучения, которое бывает целесообразным в некоторых известных способах.

Нанесение раствора красителя на бумагу, имеющую в композиционном составе минеральные наполнители и клеи, приводит к снижению отрицательного влияния указанных компонентов бумажной массы на точность определения ориентации волокон, поскольку раствор красителя распространяется вдоль волокон, расположенных в композиционном составе массы.

На чертеже изображено устройство для определения направления ориентации волокон.

На пластине 1 основания установлен цилиндр 2 на оси 3, закрепленной в стойках 4, для расположения на его поверхности исследуемой бумаги, привод 5 и датчик угла поворота 6. Над цилиндром 2 расположено приспособление для нанесения спиртового раствора красителя на бумагу. Оно включает емкость 7 и капиллярный наконечник 8. Для осевого перемещения наконечника 8 служит электромагнит 9.

На пластине 10 основания установлены излучатель 11 и приемник 12, которые обеспечивают получение электромагнитных волн видимого спектра излучения с длиной волн 400-700 нм.

Результаты примеров 1-6 приведены в табл. 1.

Приемник 12, датчик угла поворота 6, электромагнит 9 и привод 5 соединены с микропроцессором (не показан).

Способ осуществляют в следующей последовательности.

На поверхности цилиндра 2 закрепляют исследуемый образец бумаги. В исходном положении по сигналу с микропроцессора электромагнит 9 притягивает емкость 7 с наконечником 8 к поверхности бумаги на заданное время, зависящее от свойств исследуемого образца. При контакте капиллярного наконечника 8 на поверхность бумаги наносится спиртовой раствор красителя. По сигналам с микропроцессора происходит поворот цилиндра 2 с заданным шагом (углом поворота), зависящего от избранного количества участков, исследуемых на данном образце. С подходом первого участка бумаги с нанесенным спиртовым раствором красителя в зону облучения по сигналу с микропроцессора источник 11 облучает участок. Отраженный луч от бумаги поступает на приемник 12 и сигналы приемника - на микропроцессор, который производит их математическую обработку. Таким же образом последовательно все намеченные участки образца бумаги. Большое количество участков позволяет определить ориентацию волокон с достаточно высокой точностью.

Для сравнения результатов примеров 7-8 с данными, полученными примерах 10-12 (по прототипу), в табл. 2 указаны коэффициенты вариации для угла и степени ориентации волокон. Коэффициенты вариации были определены как отношение среднеквадратического отклонения к среднеарифметическому значению для каждого примера.

В примерах 10-12 значения коэффициентов вариации выше значений этих коэффициентов в примерах 7-8, что указывает на более широкий разброс полученных данных по прототипу.

Использование способа обеспечивает повышение точности определения направления ориентации волокон в бумаге. (56) Симпозиум австрийской фирмы "И. М. Фойт А. Г. " по производству картона, М. , 1988, с. 3.

Патент ФРГ N 2214191, кл. G 01 M 33/34, 1974.

Формула изобретения

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ ВОЛОКОН В БУМАГЕ путем последовательного облучения заданных исследуемых участков оптическим лучом и последующей обработки полученных в отраженном свете данных посредством преобразования оптической информации в цифровую, отличающийся тем, что перед облучением на исследуемые участки наносят спиртовой раствор красителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3