[發明專利]一種用于造紙生產線的紙張色度在線檢測系統

有效

• 申請號: 200910167607.8
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101655455A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 張亮;杜平
• 申請（專利權）人: 綿陽海天斯威福特自動化有限公司
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49;G01N21/01;G01J3/50
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所
• 代理人: 伍孝慈

技術領域

本發明涉及一種測量系統，具體涉及一種用于造紙生產線的在線檢測系統。?

背景技術

紙張的光學性能包括白度、色度、不透明度等，屬于紙張的漫反射特性，是文化紙、新聞紙、裝飾紙、高檔銅板紙等紙種非常重要的指標。根據色度學原理，色度測量包括照明與觀測條件、觀測者(人或觀測儀器)、觀測對象，國際照明協會(CIE)制定有詳細的標準，根據這些標準，造紙行業針對紙張的光學性能制定有相應的國家標準，紙張色度測量必須滿足這些標準要求。?

現在用于紙張色度測量的儀器有兩種，一種是色度計，另一種是光譜分光測色儀。色度計獲得色度值的方法是由儀器內部光學模擬積分來完成的，也就是用濾色器來校正儀器光源和探測元件的光譜特性，使輸出電信號大小正比于顏色的三刺激值，所以與人的視覺相協調。目前，先進的色度計內部裝有計算機及多組濾色片模擬的分光效果與人眼非常接近，測量精度可達千分之一。?

光譜分光測色儀國內產品較多，如JY2000。根據國際照明委員會(CIE)規定的顏色測量標準，依照ISO2469(GB/T7973)標準規定的幾何光學特性要求來開發的。該光譜分光測色儀主要針對實驗室環境使用條件進行設計，基于傳統的積分球技術，測試紙張必須緊貼測量窗口。這種儀器測量精度高，在實驗室獲得廣泛使用，但這種光學架構無法用于生產線進行在線測量。?

而且這兩種儀器的存在著以下缺陷：?

(1)必須接觸測量?

測量時檢測對象必須緊貼在檢測窗口，才能進行正常測量。而生產線上要?求非接觸測量。這是因為接觸測量容易劃傷測量對象，而且紙張表面的膠狀物、纖維、粉塵容易污染檢測窗口影響測量精度。?

(2)只能多層測量?

在測量紙張色度時需要多層紙張疊在一起進行測量，來消除紙張的透光性影響，尤其是透光性較強的低定量文化紙，疊加層數更多，對于單層測量，測量精度無法保證。而生產線上只能進行單層測量。?

(3)測量環境要求苛刻?

主要針對實驗室環境應用，對于造紙生產線上環境溫度高達70度以上，灰塵大、濕度大、靜電強的惡劣工作環境，測量精度無法保證。?

(4)檢測手段滯后?

現有檢測手段是在生產過程的一個階段完成后，成紙下線，進行取樣，送實驗室檢測才能知道紙張的色度值，而在這段生產過程中無法預知，即事后檢測，嚴重滯后，不能及時調整工藝，影響產品質量，甚至產生次品，降低生產效率。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種根據造紙生產線的工藝條件、工作環境、工藝過程，針對性地設計的在造紙生產線上使用的紙張色度在線檢測系統，能夠及時準確地檢測生產過程中紙張色度等指標，滿足了生產的迫切需要，提高產品質量和生產效率。?

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：?

一種用于造紙生產線的紙張色度在線檢測系統，該系統包括在線檢測系統?

用于帶動在線檢測系統運動的掃描架和控制系統、計算機數據處理系統；該?掃描架包括支撐和安裝在線檢測系統的裝置、驅動傳動裝置以及控制電氣結構；控制系統通過接口接收掃描架中控制電氣結構的信號，通過接口將信號傳輸至掃描架的驅動傳動裝置，再帶動支撐和安裝在線檢測系統的裝置運動；控制系統通過接口與在線檢測系統進行數據通信，接收在線檢測系統的檢測反饋信號，再通過網絡接口將反饋信號傳給計算機數據處理系統進行處理。?

更進一步的技術方案是：所述的在線檢測系統分為上檢測頭、下檢測頭；所述的上檢測頭內部包括三個單元，第一單元包括恒流源、光源、透鏡、光纖，第二單元包括雙路微型分光器和光電探測器；第三單元包括單片機系統和數據接口；紙張的漫反射光經過透鏡聚焦，光纖傳輸，分光器分光，在光電探測器光敏面形成光譜帶，經過曝光后，在光電探測器中形成電脈沖信號，由單片機系統進行數字化采集和控制，通過數據接口與計算機數據處理系統通訊。?

所述上檢測頭內部的光信號檢測分為兩路，一路經第一光纖前端裝有的透鏡，在垂直于紙張方向收集紙張反射的光信號，經過第一光纖送入第一分光器，第一分光器分光，經第一光電探測器光敏面形成光譜帶，經過曝光，將光譜帶轉換為電信號，經過第一A/D轉換器的數字化處理，數字信號在第一緩存中存儲；另一路經第二光纖前端裝有的透鏡，在垂直于紙張方向收集紙張反射的光信號，經過第二光纖送入第二分光器，第二分光器分光，在第二光電探測器光敏面形成光譜帶，第二光電探測器將光譜帶轉換為電信號，經過第二A/D轉換器的數字化處理，數字信號在第二緩存中存儲。?