DE1015235B - Measuring device for determining the transparency of paper - Google Patents

Description

Meßgerät zur Bestimmung der Transparenz von Papier Gegenstand der Erfindung ist ein Meßgerät zur Bestimmung der Transparenz von Papierbahnen, das in erster Linie dazu verwendet wird, die sogenannte Wolkigkeit des Papiers objektiv zu bestimmen. Measuring device for determining the transparency of paper. Subject of the Invention is a measuring device for determining the transparency of paper webs, the primarily used to objectively determine the so-called cloudiness of the paper to determine.

Jedem Hersteller und Verbraucher von Papier und Karton ist es bekannt, daß die einmal bei der Herstellung gegebene Gefügestruktur eine große und vielseitige Wirkung auf diese Gebilde ausübt und nahezu alle Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses beeinflußt, z.B. die Festiglçeit, Reißlänge, Falzzahl, den Berstdruck usw.; auch die Transparenz, die Saugfähigkeit bei innerer und äußerer Veredelung durch Imprägnieren, Beschichten, Welligkeit, Bedruckbarkeit u. a. m. hängen von der Gefügestruktur ab. It is known to every manufacturer and consumer of paper and cardboard that the microstructure once given during production is a large and varied one Has an effect on these structures and almost all properties of the finished product influences, e.g. strength, tear length, number of folds, bursting pressure, etc .; even the transparency, the absorbency with internal and external finishing by impregnation, Coating, waviness, printability, etc. m. depend on the microstructure.

Es ist einleuchtend, daß bei einer weitaus überwiegenden Mehrzahl aller Papiere und Kartons ein im Gefüge und somit in der Durchsicht sehr gleichmäßig und wolkenfrei gearbeitetes Material bevorzugt wird. Es kann darauf verzichtet werden, die große Anzahl aller derjenigen Faktoren zu erwähnen, die auf die Gefügebildung der Papierbahn auf Papiermaschinen positiven oder negativen Einfluß nehmen; die vorliegende Aufgabenstellung geht dahin, ein in seinem Aufbau einfaches, zuverlässig arbeitendes und wirtschaftlich herstellbares Meßinstrument zu schaffen, das sowohl dem Papiermaschinenpersonal als auch in Betriebslaboratorien tätigen oder anderweitig in der Papierherstellung und -verarbeitung beschäftigten Personen gestattet, die Gefügebildung der Papierbahn bei der Herstellung oder nach der Fertigstellung an Hand einer übersichtlichen Anzeige-oder Registriereinrichtung zu überprüfen und gegebenenfalls sofort korrigieren zu können, bevor durch anfallenden Ausschuß größerer Schaden entsteht. It is evident that in the vast majority of cases of all papers and cardboard in the structure and thus very evenly in the view and cloud-free material is preferred. It can be dispensed with to mention the large number of all those factors which have an effect on the formation of the structure have a positive or negative influence on the paper web on paper machines; the The task at hand is to provide a reliable, simple structure to create working and economically producible measuring instrument that both work by the paper machine staff as well as in company laboratories or otherwise Persons employed in the manufacture and processing of paper are permitted to use Structure of the paper web during manufacture or after completion Hand a clearly arranged display or registration device to check and to be able to correct it immediately, if necessary, before larger rejects occur Damage occurs.

Dieses Meßinstrument gibt also ein klares Bild über den Zustand, die Transparenz und deren Schwankungen über die Länge und Breite der Materialbahn als die bisher vielfach übliche rein visuelle Beurteilung.So this measuring instrument gives a clear picture of the condition that Transparency and its fluctuations over the length and width of the material web as the purely visual assessment that has often been common up to now.

Mit Hilfe des Gerätes soll ermöglicht werden, unter anderem die Papiermaschinenarbeit stets schnell auf das gewünschte Optimum der strukturellen Gleichmäßigkeit des Produktes einzustellen.With the help of the device should be made possible, among other things, the paper machine work always quickly to the desired optimum of the structural evenness of the product to adjust.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen, vollautomatisch arbeitenden Meßgerätes geht von den auch bei bekannten Geräten zur Prüfung der Transparenzen von Filmen angewandten Grundsätzen aus. Bei derartigen Geräten werden zwei von zwei Lichtquellen gleicher Strahlungsintensität ausgesandte Lichtströme von zwei Photozellen in elektrische Ströme umgewandelt, die einem Quotientenmeßwerk zugeleitet werden. The structure of the fully automatic measuring device according to the invention goes from the well-known devices for checking the transparencies of films applied principles. Such devices use two out of two light sources Luminous fluxes emitted by two photocells with the same radiation intensity into electrical ones Converted currents that are fed to a quotient measuring mechanism.

Während diese bekannten Geräte den Zweck haben, verschiedene Transparenzen miteinander zu vergleichen, beispielsweise einen Prüffilm mit einem Normalfilm, ist das erfindungsgemäße Meßgerät auf die bei Papierbahnen u. dgl. vorliegenden Verhältnisse abgestellt und ermöglicht durch seine besondere Ausbildung den Wolkigkeitsgrad einer Materialbahn zu bestimmen, und zwar ebenfalls mit Hilfe von zwei Lichtquellen. While these known devices have the purpose of providing different transparencies to compare with each other, for example a test film with a normal film, is the measuring device according to the invention to those present in paper webs and the like Conditions and enables the degree of cloudiness due to its special training to determine a material web, also with the help of two light sources.

Gemäß der Erfindung ist das Meßgerät dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Wolkigkeitsgrades des Papiers die eine Lichtquelle eine möglichst große Fläche und die andere Lichtquelle eine mögiichst kleine, insbesondere punktförmige Fläche abtastet, wobei der in einem Lichttransformatoraggregat entstehende Gleichstrom direkt und der in dem anderen Aggregat entstehende wellige Gleichstrom, der sich aus einem Gleichstrom und einem überlagerten Wechselstrom zusammensetzt, in seine einzelnen Bestandteile zerlegt, der Gleichstrom vernichtet und der Wechselstrom nach einer Glättung dem Quotienten meßwerk zugeführt wird. According to the invention, the measuring device is characterized in that to determine the degree of cloudiness of the paper, use one light source as possible large area and the other light source as small as possible, in particular punctiform Area scans, with the direct current generated in a light transformer unit directly and the undulating direct current generated in the other unit, which is composed of a direct current and a superimposed alternating current into its dismantled individual components, the direct current destroyed and the alternating current is fed to the quotient measuring mechanism after smoothing.

Das zu untersuchende Papier- oder Kartonmaterial wird dabei zwischen eine Lichtquelle, welche mit einer auswechselbaren Kreisblende beliebigen Durch messers, vorzugsweise jedoch mit einem solchen von 1 bis 2 mm, abgedeckt ist, und ein Photoelement oder eine Photozelle gelegt bzw. zwischen diesen geführt, wobei das Photoelement bzw. die Photozelle an ein möglichst empfindliches Galvanometer angeschlossen ist. The paper or cardboard material to be examined is between a light source, which with an exchangeable circular aperture any through knife, but preferably with one of 1 to 2 mm, is covered, and a photo element or a photocell placed or guided between them, wherein the photo element or the photo cell to a galvanometer that is as sensitive as possible connected.

Justiert man vor dem Einlegen oder Hindurchführen des Papiers das Galvanometer ohne Licht auf Null bzw. mit Licht auf 100, so repräsentiert das durch die Probe transmittierte Licht und der dieser Lichtenergie proportionale, am Instrument ablesbare Strom unmittelbar den Transparentwert in Prozent ten. Aus, um ein Beispiel zu nennen, 50 auf diese Weise ermittelten Einzelpunktwerten läßt sich rech- nerisch sowohl das arithmetische Gesamtmittel als auch die mittlere Streuung der Einzelwerte berechnen, Drückt man nun diese Streuung in Prozenten der mittleren Gesamttransparenz aus, so bedeutet dann dieser Wert den sogenannten »Wolkigkeitsgrad«. Adjust this before inserting or guiding the paper through Galvanometer without light to zero or with light to 100, so represented by the sample transmitted light and that which is proportional to this light energy on the instrument readable current immediately shows the transparent value in percent. Off, for an example to name, 50 individual point values determined in this way can be calculated nerious both the arithmetic total mean and the mean spread of the individual values Calculate, If you now express this scatter as a percentage of the mean total transparency off, then this value means the so-called "degree of cloudiness".

Im folgenden soll das Dargestellte an Hand eines Beispiels näher erläutert werden: Aus 50 gemessenen Einzelwerten der Transparenz eines Papiers in Prozenten wurde ein Gesamtmittelwert von 53,36 O/D errechnet. Alle Einzeiwerte, die oberhalb des Gesamtmittelwertes liegen, dienten zur Ermittlung eines oberen Mittelwertes, der vorliegend mit 67,35 °/o, errechnet wurde. In gleicher Weise wurde mit allen unterhalb des Gesamtmittelwertes liegenden Einzelwerten verfahren. Die Rechnung ergab einen unteren Mittelwert von 40,46 °/n. Aus diesen beiden Werten ergibt sich als Differenz die mittlere Streuung mit 26,78°/ oder, bezogen auf den Gesamtmittelwert, der relative Wolkigkeitsgrad durch Mulliplizierung der mittleren Streuung mit 100 und Dividierung durch den Gesamtmittelwert. Nach dem vorliegenden Beispiel wird mithin ein relativer Wolkigkeitsgrad von 50,4°/ errechnet. In the following, what is shown will be explained in more detail using an example The following are explained: From 50 measured individual values of the transparency of a paper in Percent, an overall mean of 53.36 O / D was calculated. All single values, which are above the overall mean were used to determine an upper one Mean value, which in the present case was calculated to be 67.35%. In the same way it was proceed with all individual values below the overall mean. the Calculation resulted in a lower mean value of 40.46 ° / n. From these two values the difference is the mean spread of 26.78 ° / or, based on the Overall mean, the relative degree of cloudiness by multiplying the mean Dispersion by 100 and division by the total mean. According to the present In the example, a relative degree of cloudiness of 50.4 ° / is calculated.

Es hat sich gezeigt, daß sich die nach der dargestellten Methode ermittelten Werte sehr gut mit der visuellen Beurteilung decken, wie dies an zahllosen Beispielen nachgewiesen werden konnte. It has been shown that according to the method shown The determined values coincide very well with the visual assessment, as is the case with countless numbers Examples could be demonstrated.

Um jedoch ein für die Praxis brauchbares Gerät zu schaffen, das den Wolkigkeitsgrad sofort abzulesen bzw. zu registrieren gestattet, wird erfindnngsgemäß vorgeschlagen, das Gerät in nachfolgend näher beschriebener Weise auszubilden. However, in order to create a device that can be used in practice, the According to the invention, the degree of cloudiness can be read off or registered immediately proposed to train the device in the manner described in more detail below.

Die durch die Papiermaschine laufende Papierbahn wird unmittelbar nacheinander an einer beliebigen Stelle der Bahnbreite von zwei Lichtquellen angestrahlt, die jede für sich in einem Gehäuse untergebracht sind und die jeweils im gegenseitigen Verhältnis zueinander stets die gleiche Strahlungsintensität besitzen. Jedes Gehäuse trägt einen auswechselbaren Deckel, der eine kreisrunde Blendenöffnung besitzt. Diesen beiden Lampen gegenüber, und zwar auf der anderen Seite der Papierbahn, sind zwei Photoelemente oder Photozellen angeordnet. Je eine Lampe und ein Photoelement bilden ein selbständiges Aggregat. Während das eine Aggregat eine sehr weite Blendenöffnung hat, besitzt das andere eine sehr enge Offnung. Die unterschiedliche Wirkung dieser beiden Aggregate besteht beim Durchlauf eines in der Transparenz wolkigen Papiers darin, daß das Aggregat mit der weiten Blendenöffnung infolge seiner großen Receptoffläche einen glatten Gleichstrom entsprechend der mittleren Gesamttransparenz des Papiers liefert, das Aggregat mit der kleinen Blendenöffnung hin gegen einen je nach Wolkigkeit mehr oder weniger welligen Gleichstrom, also einen Gleichstrom, dem ein der Wolkigkeit entsprechender Wechselstrom überlagert ist. The paper web running through the paper machine becomes immediate successively illuminated by two light sources at any point along the width of the web, each housed in a housing and each in each other Always have the same radiation intensity in relation to one another. Every case carries a replaceable cover that has a circular aperture. Opposite these two lamps, on the other side of the paper web, are two photo elements or photocells arranged. One lamp and one photo element each form an independent unit. While one unit has a very wide aperture the other has a very narrow opening. The different effects of this Both aggregates exist when passing through a paper that is cloudy in transparency in that the unit with the wide aperture due to its large Receptoffläche a smooth direct current corresponding to the average overall transparency of the paper supplies, the unit with the small aperture against one depending on the cloudiness more or less wavy direct current, i.e. a direct current, one of the clouds corresponding alternating current is superimposed.

Der von dem ersten weitblendigen Aggregat gelieferte Strom wird nun direkt einem der bekannten elektrischen Quotientenmeßwerke, wie Dreheisen-, Drehmagnet-, Drehspul- oder Elektrodynamikmeß werk, zugeleitet, während der Strom des zweiten, engblendigen Aggregats vor der Zuleitung zu dem Quotientenmeßwerk noch umgewandelt werden muß. The current supplied by the first wide-bladed unit is now directly to one of the well-known electrical quotient measuring mechanisms, such as moving iron, rotating magnet, Moving coil or electrodynamic measuring mechanism, supplied, while the current of the second, Narrow-blended unit in front of the supply line to the quotient measuring mechanism must become.

Da von diesem letzteren nur der überlagerte Wechselstrom als Maß für die Wolkigkeit interessiert, wird dieser Strom zunächst einer Siebung zur Trennung von Gleichstrom- und Wechselstrom unterworfen.Since of the latter only the superimposed alternating current as a measure for If the cloudiness is of interest, this stream is first subjected to a sieving for separation subjected to direct current and alternating current.

Der Gleichstrom wird dabei durch Kurzschluß über eine Drossel vernichtet, während der Wechselstrom mit Hilfe einer Niederfrequenzverstärkung verstärkt wird. Der nach Wahl verstärkte Wechselstrom wird schließlich in einer dritten Stufe geglättet und endlich dem vorerwähnten Quotientenmeß werk zugeleitet.The direct current is destroyed by a short circuit via a choke, during the alternating current is amplified with the help of a low frequency amplification. The alternating current, which has been amplified as required, is finally smoothed in a third stage and finally fed to the quotient measuring mechanism mentioned above.

Dieses Meßinstrument besitzt eine Skalenteilung, die z. B. von 0 bis 1000/o oder von -100-0+100 reicht, so daß der die Wolkigkeit ausdrückende Strom in Relation zum Durchschnittsstrom der allgemeinen Grundtransparenz gebracht und direkt angezeigt wird. This measuring instrument has a scale division that z. B. from 0 to 1000 / o or from -100-0 + 100, so that the stream expressing the cloudiness brought in relation to the average current of the general basic transparency and is displayed directly.

Eine beispielsweise Lahoratoriumszwecken dienende Ausführung besitzt prinzipiell den gleichen Aufbau wie das zuvor beschriebene Betriebsgerät, lediglich mit dem Unterschied, daß kreisrunde, durch Motorantrieb mit gewünschter Drehzahl rotierende Scheiben des zu untersuchenden Materials abgetastet werden. Has an execution for example lahoratory purposes basically the same structure as the control gear described above, only with the difference that circular, by motor drive with the desired speed rotating disks of the material to be examined are scanned.

Die dargestellte Art der Stromumwandlung soll nur einen prinzipiellen Weg aufzeigen; sie kann selbstverständlich auf Grund des derzeitigen Entwicklungsstandes auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik in anderen Variationen ausgeführt werden. The type of power conversion shown is only intended to be a basic one Show the way; it can of course be based on the current state of development in the field of communications engineering can be carried out in other variations.

In der Zeichnung ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. In the drawing is a particularly preferred embodiment of the subject matter of the invention.

Unterhalb einer laufenden Papierbahn 1 ist in einem Gehäuse 2, das in seinem Deckel 3 eine relativ große kreisrunde Blende 4 trägt, eine Glühlampe 5 angebracht. Oberhalb der Papierbahn 1 befindet sich ein Photoelement 6, das mit einem Quotientenmeßwerk 7 verbunden ist. Neben dem ersten Aggregat befindet sich ein zweites, das prinzipiell den gleichen Aufbau zeigt wie das erste, lediglich mit dem einen Unterschied, daß sein Deckel 8 nur eine sehr kleine Blendenöffnung 9 besitzt. Das Photoelement 10 dieses Aggregates steht mit einem Gerät 11 in Verbindung, das aus drei Stufen besteht und das der Siebung, Niederfrequenzverstärkung und Glättung des eingeleiteten welligen Gleichstromes dient. Der so behandelte Strom wird danach dem Quotientenmeßwerk 7 zugeleitet. Below a running paper web 1 is in a housing 2, which in its cover 3 carries a relatively large circular aperture 4, an incandescent lamp 5 attached. Above the paper web 1 is a photo element 6, which is with a quotient measuring unit 7 is connected. Next to the first unit is located a second, which in principle shows the same structure as the first, only with the one difference that its cover 8 has only a very small aperture 9 owns. The photo element 10 of this unit is connected to a device 11, which consists of three stages and that of screening, low frequency amplification and smoothing of the introduced undulating direct current is used. The stream thus treated is thereafter fed to the quotient measuring unit 7.

Durch das erfindungsgemäße Gerät ist die eingangs gestellte Eründungsaufgabe einwandfrei gelöst worden. Seine Brauchbarkeit konnte in Versuchen eindeutig unter Beweis gestellt werden. Durch seine Anwendung ist es endlich möglich geworden, von der subjektiven Beurteilung der Materialien zu einer obj ektiven zu gelangen. With the device according to the invention, the initially set out task is to be found has been solved properly. Its usefulness could clearly under test To be proven. Its application has finally made it possible to use the subjective assessment of the materials to arrive at an objective one.

PATENTANSPRSCHE: 1. Meßgerät zur Bestimmung der Transparenz von Papier, bei dem zwei von zwei Lichtquellen gleicher Strahlungsintensität ausgesandte Lichtströme in zwei Photozellen in elektrische Ströme umgewandelt und diese einem Quotientenmeßwerk zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Wolkigkeitsgrades des Papiers die eine Lichtquelle eine möglichst große Fläche und die andere Lichtquelle eine möglichst kleine, insbesondere punktförmige Fläche abtastet, wobei der in einem Lichttransformatoraggregat entstehende Gleichstrom direkt und der in dem an deren Aggregat entstehende wellige Gleichstrom, der sich aus einem Gleichstrom und einem überlagerten Wechselstrom zusammensetzt, in seine einzelnen Bestandteile zerlegt, der Gleichstrom vernichtet und der Wechselstrom nach einer Glättung dem Quotientenmeßwerk zugeführt wird. PATENT CLAIMS: 1. Measuring device for determining the transparency of paper, in which two luminous fluxes emitted by two light sources of the same radiation intensity converted into electrical currents in two photocells and this is a quotient measuring mechanism are supplied, characterized in that to determine the degree of cloudiness of the paper, one light source has as large an area as possible and the other light source scans the smallest possible, in particular point-shaped, area, with the in one Light transformer aggregate resulting direct current and the in the other Aggregate resulting undulating direct current, which is made up of a direct current and a composed of superimposed alternating current, broken down into its individual components, the direct current is destroyed and the alternating current, after smoothing, the quotient measuring mechanism is fed.

Claims (1)

2. Verwendung des Meßgerätes nach Anspruch 1, derart, daß eine laufende Papierbahn durch die Lichttransformatoraggregate hindurchgeführt wird. 2. Use of the measuring device according to claim 1, such that an ongoing Paper web passed through the light transformer aggregates will. 3. Verwendung des Meßgerätes nach Anspruch 1, derart, daß eine kreisrunde Materialprobe durch Drehung durch die Lichttransformatoraggregate hindurchgeführt wird. 3. Use of the measuring device according to claim 1, such that a circular Material sample passed through the light transformer aggregates by rotation will. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 636 170; französische Patentschriften Nr. 851 072, 868 977, 992 107; Archiv für Technisches Messen, I 36-1, September 1935. Documents considered: German Patent No. 636 170; French Patent Nos. 851 072, 868 977, 992 107; Archive for technical matters Messen, I 36-1, September 1935.