DE19983317B3

DE19983317B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Faserausrichtung in einer Papierprobe

Info

Publication number: DE19983317B3
Application number: DE19983317.6T
Authority: DE
Inventors: Antero Komppa
Original assignee: Ambertec Oy
Current assignee: Ambertec Oy
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: SE520541C2; US6643022B1; SE0004643L; DE19983317T1; FI108675B; AU4786799A; SE0004643D0; CA2334878A1; FI981443A; CA2334878C; WO1999067625A1; FI981443A0

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Faserausrichtung in einer Papierprobe (1) mit den Schritten: Bereitstellen eines Messfühlers (5), wobei der Messfühler (5) von der Probe (1) beabstandet und auf eine Oberfläche der Probe (1) ausgerichtet ist, um Licht von einem Probenbereich zu empfangen, der vom Messfühler (5) erfasst wird; Anordnen von mehreren Lichtquellen (2, 3, 4) an umfänglich beabstandeten Positionen, die wenigstens teilweise um den Messfühler (5) angeordnet sind, wobei die Lichtquellen (2, 3, 4) von dem Messfühler (5) radial beabstandet und von der Probe (1) beabstandet sind; Aufeinanderfolgendes An- und Ausschalten von jeder der Lichtquellen (2, 3, 4), damit wiederum jede der Lichtquellen (2, 3, 4) der Reihe nach einen Lichtstrahl schräg auf den Probenbereich projiziert, wobei die bogenförmige Beabstandung der Lichtquellen (2, 3, 4) bewirkt, dass die Lichtstrahlen der Lichtquellen (2, 3, 4) den Probenbereich aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten, wobei das An- und Ausschalten mit einer gemeinsamen Frequenz derart erfolgt, dass eine bestimmte Lichtquelle (2) angeschaltet ist, während die anderen Lichtquellen (3, 4) ausgeschaltet sind, und ausgeschaltet ist, während andere Lichtquellen (3, 4) angeschaltet sind, und wobei das aufeinanderfolgende, wiederholte An- und Ausschalten der Lichtquellen (2, 3, 4) mit der gemeinsamen Frequenz einen Rotationseffekt der Beleuchtung des Probenbereichs bewirkt; Empfangen einer Serie von Lichtsignalen durch den Messfühler (5), mit Licht von der Probe (1), das als Ergebnis der sequentiellen Beleuchtung des Probenbereichs des von den Lichtquellen (2, 3, 4) aus unterschiedlichen Richtungen projizierten Lichts resultiert, wobei die Eigenschaften der empfangenen Lichtsignale von der Orientierung der Fasern in der Probe (1) und der Beleuchtungsrichtung der Probe (1) durch jede der Lichtquellen (2, 3, 4) abhängen; Messen einer Eigenschaft von jedem der empfangenen Lichtsignale; und Verwendung der Eigenschaften der empfangenen Lichtsignale und der damit verbundenen Beleuchtungsrichtungen, um Eigenschaften der Faserausrichtung der Probe (1) zu bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, wie es in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist, und eine Vorrichtung, wie sie in dem Oberbegriff des Anspruchs 15 definiert ist, zur Bestimmung der Faserausrichtung in einer Papierprobe.
In diesem Zusammenhang bezieht sich ”Papierprobe” auf bahnähnliche Erzeugnisse, wie Papier, Karton oder andere Erzeugnisse der Papierindustrie, die aus Materialien auf der Grundlage von Holzcellulose hergestellt werden.
”Faserausrichtung” bezieht sich auf die Ausrichtung der Fasern in einer Papierprobe. Die Fasern sind hauptsächlich in Maschinenrichtung statt in der Querrichtung ausgerichtet. In einer Papierprobe ändern sich der Grad und der Winkel der Faserausrichtung in Bezug auf die Bahnbreite, d. h., in Querrichtung der Papierbahn, und in Bezug auf die Zeit, d. h. in der Längsrichtung der Papierbahn. Die Faserausrichtung ist allgemein in unterschiedlichen Papiersorten verschieden.
Bisher ist ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Faserausrichtung in einer Papierprobe als ein Verhältnis aus der Zugfestigkeit in Maschinenrichtung zu der Zugfestigkeit in der Querrichtung bekannt, d. h. ein Festigkeitsverhältnis. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Ausrichtung bekannt, in dem die Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Ultraschall in einer Bahn in unterschiedlichen Richtungen gemessen wird. Bei diesem Verfahren gibt die erhaltende Entfernungsverzögerung oder das Schallmodularverhältnis den mittleren Ausrichtungswinkel und die Größe an. Vorrichtungen, die zur Ausführung des Verfahrens geeignet sind, werden von z. B. Lorentzen & Wettre und Nomura hergestellt.
Bisher ist auch ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Ausrichtung durch optische Mittel bekannt. Bei dem Verfahren wird ein dünnes, rundes Lichtbündel auf die Papieroberfläche gerichtet, und die Form des Bündels wird von der anderen Seite des Papiers gemessen. Die Elliptizität der Form des Bündels nimmt proportional zu dem Grad der Ausrichtung in der Probe zu. Geräte für diesen Zweck werden z. B. von Honeywell hergestellt.
Ein Problem bei den Verfahren nach dem Stand der Technik ist, dass nur die mittlere Faserausrichtung in einem gewissen Bereich in der Papierprobe bestimmt werden kann. Verfahren nach dem Stand der Technik zur Bestimmung der Faserausrichtung sind in der Praxis schwierig zu verwenden; beispielsweise ist das Verhältnis der Zugfestigkeit nicht einfach zu bestimmen. Das Zugfestigkeitsverhältnis ist kein gutes Maß der Faserausrichtung unter anderen Gesichtspunkten, weil es entweder zusätzlich zu der Faserausrichtung von der Trocknungshistorie des Papiers abhängt, wie dem Schrumpfungsmaß, das in der Bahn auftritt, wenn sie trocknet.
Ein weiteres Problem ist, dass Verfahren nach dem Stand der Technik nicht zur Bestimmung der Oberflächenausrichtung (die Oberflächenausrichtung bezieht sich auf die Faserausrichtung an der Papieroberfläche) und der Differenz der Oberflächenausrichtungen zwischen den Oberflächen geeignet sind.
Jedoch ist die Bestimmung der Oberflächenausrichtung eine wichtige Aufgabe, weil die Bahn in Abhängigkeit von dem vorher verwendeten Typ, der in der Papiermaschine verwendet wird, und von dem Quadratmetergewich der Papierbahn eine merkliche Ausrichtungsdifferenz zwischen ihren Oberflächen aufweisen kann. Dies ist ein Problem insbesondere bei mehrschichtigen Bahnausbildungen, bei denen die Schichten der Bahn unter Verwendung unterschiedlicher Stoffauflaufkästen/Formern oder einem mehrkanaligen Stoffauflaufkasten hergestellt werden. Des Weitern kann ein Unterschied der Oberflächenausrichtung deutlich bei Papier beobachtet werden, das unter Verwendung einer herkömmlichen Stoffauflaufkasten-Formerkombination oder von Lösungs Stoffauflaufkästen hergestellt wird. Beispielsweise kann bei feinem abgestuften Papier und Bogen-Druckpapier ein Unterschied der Oberflächenausrichtung und Änderungen der Ausrichtung in unterschiedlichen Bereichen der Papieroberfläche ein schwerwiegendes Wölben des Bogens hervorrufen, was wiederum ein Umkippen von Papierstapeln neben anderen Dingen ergibt.
Die DE 196 43 474 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Online-Bestimmung der Faserausrichtung und der Anisotropie in einem nicht-gewobenen Bahnmaterial.
Die US 5,394,247 offenbart ein Verfahren, um das Kräuseln von Papier mit spiegelnd und diffus reflektiertem Licht zu messen.
Die DE 196 17 009 C2 offenbart eine photoelektrische Messeinrichtung.
Die US 5,475,233 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, um die Faserausrichtung von Papier zu bestimmen, indem die Intensität eines Lichtstrahls an wenigstens acht auf einem Kreis verteilten Positionen gemessen wird.
Die Zielsetzung der Erfindung ist, die obenerwähnten Probleme auszuschließen und ein neues ausführbares Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Faserausrichtung zu offenbaren, die leichter bei industriellen Anwendungen auszuführen sind. Eine weitere Zielsetzung der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Bahn zur Bestimmung der Faserausrichtung neben der mittleren Faserausrichtung getrennt für die obere und/oder untere Oberfläche einer Papierprobe anzugeben.
Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung sind durch das gekennzeichnet, was in den Ansprüchen angegeben ist.
Der Erfindung liegt die Bestimmung der Faserausrichtung in einer Papierprobe zugrunde.
Gemäß der Erfindung wird die Oberfläche der Probe unter einem schrägen Winkel beleuchtet, wobei mehr als eine Lichtquelle verwendet wird. Die Beleuchtung wird auf der Oberfläche der Probe gedreht, indem die Lichtquellen elektronisch der Reihe nach mittels eines Schalters ein- und ausgeschaltet werden. Die Intensität des von der Probenoberfläche reflektierten Lichts wird mittels zumindest eines Messfühlers gemessen, und auf der Grundlage der gemessenen Lichtintensität und der momentanen Belichtung der Beleuchtung wird die Faserausrichtung in der Probe unter Verwendung einer Berechnungseinrichtung bestimmt.
Auf der Grundlage der gemessenen Lichteintensität und der momentanen Beleuchtungsrichtung ist es möglich, den Richtungswinkel und/oder den Grad der Faserausrichtung in der Probe zu bestimmen. Die Oberfläche der Probe kann beleuchtet werden und/oder die Intensität des von der Probenoberfläche reflektierenden Lichts kann fortlaufend gemessen werden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Oberfläche der Probe unter Verwendung von Lichtquellen vom Luminenzdiodentyp beleuchtet. Wenn es erwünscht ist, kann die Probe mit polarisiertem oder nichtpolarisiertem Licht beleuchtet werden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Intensität des von der Oberfläche der Probe reflektierten Lichts unter Verwendung einer Luminenzdiode gemessen. Die Luminenzdiode ist z. B. im Wesentlichen senkrecht zu der Probenoberfläche angeordnet. Bei einer Ausführungsform sind zumindest zwei Messfühler im Wesentlichen in Form einer Leiste angeordnet, und die Leiste ist in einer Position im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Probe angeordnet.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Lichtquellen und der Messfühler in einer im Wesentlichen einheitlichen Einrichtung angeordnet, die eine Messvorrichtung bildet. Bei einer Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung ein bewegbares Steuerungselement, wobei die Messvorrichtung im Wesentlichen in Verbindung mit dem Steuerungselement angeordnet ist. Die Messvorrichtung kann als solche von bewegbaren Teilen frei sein. Das Steuerungselement kann ausgelegt sein, dass es durch eine frühere bekannte Technik bewegbar ist, z. B. unter Verwendung einer Hydraulikvorrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Messung im Wesentlichen oberhalb und unterhalb der Probe durchgeführt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Probe eine sich bewegende Bahn.
Mit dem Verfahren und/oder der Vorrichtung der Erfindung kann die Faserausrichtung an verschiedenen Oberflächen der Probe getrennt bestimmt werden, so dass es möglich wird, getrennte Oberflächenausrichtungen und einen Oberflächenausrichtungsunterschied zusätzlich zu der mittleren Faserausrichtung zu bestimmen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass sie eine on-line Bestimmung der Faserausrichtung sogar bei einer sich bewegenden Probe und ohne Brechen der Probe erlaubt.
Ein weiterer Vorteil ist ein unwesentlicher Bedarf an Wartung der Messvorrichtung, weil die Messvorrichtung vollständig oder teilweise frei von bewegbaren Teilen ist. Ein weiterer Vorteil ist eine raumsparende Baugröße und Herstellungseinfachheit der Vorrichtung. Das Gerät kann ohne weiteres zu bestehender Ausrüstung, z. B. in der Papierindustrie, ohne irgendwelche wesentlichen Änderungen hinzugefügt werden, so dass eine leichte, schnelle und vorteilhafte Ausführung des Verfahrens erlaubt wird.
Ein weitere Vorteil der Erfindung ist die Reproduzierbarkeit und Stabilität der von dem Messfühler gemessenen Lichtintensität.
Im Folgenden ist die Erfindung mit Hilfe ausführlicher Beispiele ihrer Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
1 ein Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung in Seitenansicht darstellt,
2 und 3 Ausführungsformen von Vorrichtungen der Erfindung in Draufsicht darstellen,
4 eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt,
5 eine on-line Ausführungsform einer Vorrichtung entsprechend der Erfindung darstellt, und
6 eine Einzelheit der in 5 dargestellten Ausführungsform darstellt.
1 stellt eine Ausführungsform des Geräts der Erfindung zur Messung der Faserausrichtung dar. Bei dieser Ausführungsform werden Luminenzdioden-Lichtquellen 2 und 3 verwendet. Luminenzdioden-Lichtquellen können sehr schnell ohne wesentliche Verzögerungen ein- und ausgeschaltet werden. Die Anzahl der Lichtquellen ist größer als eins, vorzugsweise zumindest drei.
1 zeigt ferner, dass die Lichtquellen die Oberfläche der Probe 1 unter einem schrägen Winkel 11 von z. B. ungefähr 45 Grad beleuchten. Es ist natürlich möglich, die Probenoberfläche unter Winkeln anderer Größe ebenso zu beleuchten. Das Beleuchtungsbündel kann typischerweise einen kleinen Durchmesser aufweisen, z. B. unter 10 mm.
Die Probe ist bei dieser Ausführungsform eine sich bewegende Papierbahn, von deren Oberfläche das Licht im Wesentlichen senkrecht in Aufwärtsrichtung reflektiert wird. Der Einfallswinkel des Lichts auf der Papieroberfläche und der Abstrahlwinkel des reflektierten Lichts von der Oberfläche können sich voneinander unterscheiden, beispielsweise ist das Verhältnis des Einfallswinkels zu dem Abstrahlwinkel 45°/90°. Die Intensität des von der Oberfläche reflektierten Lichts wird unter Verwendung zumindest eines Messfühlers 5 gemessen, der bei der Ausführungsform in 1 eine Luminenzdiode ist, die vorzugsweise senkrecht zu der Probe angeordnet ist. Die Messung wird in einem Messbereich mit einem Durchmesser unterhalb von 10 mm durchgeführt.
Die Oberfläche der Probe 1 kann beleuchtet und/oder die Intensität des von der Probenoberfläche reflektierten Lichts kann fortlaufend gemessen werden.
2 stellt eine Ausführungsform der Vorrichtung der Lichtquellen 2, 3 und 4 in Bezug auf den Messfühler 4 dar, wenn von oben betrachtet wird. Die Lichtquellen können gleichbeabstandet in einer Kreisanordnung auf dem Umfang eines gedachten Kreises z. B. so angeordnet werden, dass der Messfühler im Zentrum der Lichtquellen in der Mitte des Kreises bleibt. Bei einem bevorzugten Fall können die Lichtquellen auch in einer Halbkreisanordnung auf dem Umfang eines gedachten Kreises angeordnet werden, wie es z. B. in 3 dargestellt ist, wobei der Messfühler in der Mitte des gedachten Kreises angeordnet ist.
Die Beleuchtung wird auf der Oberfläche der Probe gedreht, indem die Lichtquellen aufeinanderfolgend mittels eines elektronischen Schalters 12 ein- und ausgeschaltet werden (1). Da die Einschaltzeit insbesondere von Luminenzdioden-Lichtquellen sehr kurz ist, wird eine hohe, virtuelle Drehgeschwindigkeit ohne bewegbare Teile erreicht, wenn sich die Lichtstrahlen aus unterschiedlichen Richtungen fortpflanzen, d. h., Lichtquellen werden ein- und ausgeschaltet und die Beleuchtung dreht sich im Wesentlichen um den Fleck auf der Probenoberfläche herum, der von dem Messfühler beobachtet wird. Bei der Vorrichtung der Erfindung ist es möglich, irgendwelche Luminenzdioden-Lichtquellen und elektronische Schalter zu verwenden, die auf diesem Gebiet bekannt sind, wobei ihre Einzelheiten in diesem Zusammenhang nicht beschrieben werden.
Wenn sich das Lichtbündel dreht, fällt das Licht auf die Probenoberfläche aus verschiedenen Richtungen, so dass es von der Probenoberfläche in unterschiedliche Richtungen in Abhängigkeit von der Faserausrichtung und der Richtung des Lichts reflektiert wird, das auf die Faser gerichtet wird. Eine maximale Reflexion tritt ein, wenn das Licht von einer Seitenrichtung senkrecht auf die Faser fällt.
Bei der Ausführungsform dieses Beispiels wird die Intensität des Lichts, das von dem beleuchteten Fleck auf der Oberfläche einer Probe reflektiert wird, gemessen, auf die ein Beleuchtungsbündel abwechselnd aus drei Richtungen angewendet wird. Auf der Grundlage der Messung oder der Messreihen der Lichtintensität und der momentanen Beleuchtungsrichtung ist es möglich, den Richtungswinkel und/oder den Grad der Faser/Oberflächenausrichtung zu bestimmen. Die Bestimmung der Faser/Oberflächenausrichtung kann auf der Grundlage der Messergebnisse unter Verwendung einer getrennten Berechnungseinrichtung durchgeführt werden, die irgendeine bekannte Recheneinrichtung 13 (1) sein kann, die hier nicht ausführlich beschrieben wird.
Um polarisiertes Licht zu erzeugen, kann ein Polarisationselement 14 (1), z. B. ein Polarisationsfilter, vor jeder Luminenzdioden-Lichtquelle 2 und 3 angeordnet werden. Andere Lösungen zur Erzeugung polarisierten Lichts, wie eine unmittelbar polarisiertes Licht erzeugende Lichtquelle, kann auch bei dem Verfahren verwendet werden. Natürlich kann nichtpolarisiertes Licht ebenso verwendet werden.
4 stellt eine Ausführungsform der Einrichtung der Erfindung dar. Bei dieser Ausführungsform sind die Messfühler 5 und 6 paarweise oberhalb und unterhalb der Papierprobe 1 angebracht, wobei der erste 5 der Messfühler oberhalb der Papierprobe und der zweite 6 unterhalb von ihr angeordnet ist. Die Messfühler sind gegenüber der Papierbahn 1 so angeordnet, dass gegenüberliegende Messfühler auch eine Stütze für die Papierbahn während der Abmessung bilden, wodurch verhindert wird, dass die Probe in dem Messzwischenraum flattert. Die Messfühler messen die Oberflächenausrichtung in beiden Oberflächen gleichzeitig. Die Messfühler oberhalb und unterhalb der Probe können in einer abgestuften Weise in Bezug zueinander in der Bewegungsrichtung der Probe angeordnet werden, wie es in der Figur gezeigt ist, so dass die das Papier durchdringenden Lichtstrahlen die Messung nicht stören.
5 zeigt eine on-line Ausführungsform der Einrichtung der Erfindung. Die Messvorrichtung ist im Wesentlichen in Verbindung mit einem bewegbaren Steuerelement 15 angebracht. Bei dieser Ausführungsform bilden der Messfühler 5, die Lichtquellen 2, 3 und 4, der elektronische Schalter 12 und die Recheneinrichtung 13 eine im Wesentlichen einheitliche Messvorrichtung. Die Messvorrichtung kann natürlich nur aus einem Messfühler und/oder den Lichtquellen bestehen.
Die Messvorrichtung selbst ist vorzugsweise frei von bewegbaren Teilen, so dass die Notwendigkeit der Wartung verringert wird.
Bei der Ausführungsform in 5 wird das Steuerelement 15, das in einer Messposition gehalten ist, nahe zu der Papierprobe 1 gebracht, die sich z. B. auf einem starren Zylinder 10 mit einem großen Durchmesser in einer Papiermaschine bewegt. Bei dieser Ausführungsform kommt die Messvorrichtung mit der Probe nicht in Berührung. Das Steuerelement kann bewegt werden, bei dieser Ausführungsform angehoben und abgesenkt werden, wie es notwendig ist. Die on-line Ausführungsform der Einrichtung kann verwendet werden, die Lichtintensität von einer sich bewegenden Papierprobe zu messen, wie einer Bahn, die in dem Langsiebabschnitt einer Papiermaschine läuft.
6 stellt eine Einzelheit der 5 dar. Bei der Ausführungsform in 6 ist statt eines einzelnen Messfühlers 5 eine Messfühlerleiste, d. h. eine Messvorrichtung, die aus einer Anzahl von Messfühlermodulen 7 besteht, d. h. Messfühlern, die nebeneinander angebracht sind, mit einem Steuerelement 15 verbunden. Die Messfühlerleiste ist an dem Steuerelement so angebracht, dass die Leiste im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Probe 1 ist. Bei dieser Ausführungsform kann die Größe der Messfühlermodule z. B. 50 × 100 mm sein. Eine Messfühlerleiste mit Messfühlermodulen, die an ihr angebracht sind, kann für eine fortlaufende Messung des Oberflächenausrichtungsprofils über die gesamte Breite einer Papierbahn verwendet werden, z. B. mit einem Abstand von 50 mm, um beispielsweise eine genaue Überwachung der Einstellwirkungen der Stoffauflaufkastenlippe der Papiermaschine auszuführen.
Jeder Messfühlermodul 7 kann natürlich Lichtquellen, einen elektronischen Schalter und/oder eine Recheneinrichtung neben einem Messfühler oder Messfühlern umfassen. Alternativ kann für jeden Messfühler oder Messfühlermodul an der Leiste die Messfühlerleiste 8 mit einer gegebenen Anzahl von Lichtquellen und anderen Bauteilen der Vorrichtung der Erfindung versehen sein. Mehrere Messfühlerleisten können in Verbindung mit der Vorrichtung der Erfindung verwendet werden.
Bei der Ausführungsform in 5 wird die Intensität des von der Papieroberfläche reflektierten Lichts auf beiden Seiten der Bahn 1 gemessen, wobei zwei Steuerelemente 15 verwendet werden, die auf beiden Seiten der Bahn angeordnet sind, z. B. im Wesentlichen in der Nähe von zwei aufeinanderfolgenden Walzen oder Zylindern, so dass das erste Steuerelement oberhalb der Bahn und das zweite unterhalb von ihr ist.
Die unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung erhaltenen Ergebnisse zur Bestimmung der Faserausrichtung sind mit Faserausrichtungen verglichen worden, die unter Verwendung einer handelsüblichen Schallmodul-Messvorrichtung bestimmt wurden. Die erhaltenen Ergebnisse geben an, dass das Verfahren nach der Erfindung und das früher bekannte Verfahren zur Bestimmung einander entsprechen.
Des Weiteren haben Reproduzierbarkeitsmessungen, die an genau demselben Fleck durchgeführt wurden, gezeigt, dass die Lichtintensität, die unter Verwendung eines Messfühlers entsprechend der Erfindung gemessen wurde, reproduzierbar und stabil ist.
Das Verfahren und die Einrichtung der Erfindung sind bei unterschiedlichen Ausführungsformen zur Bestimmung irgendeiner Faserausrichtung anwendbar, insbesondere der Oberflächenausrichtung bei einer Papierbahn.
Die Ausführungsformen der Erfindung können innerhalb des Bereichs der folgenden Ansprüche abgeändert werden.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Faserausrichtung in einer Papierprobe (1) mit den Schritten: Bereitstellen eines Messfühlers (5), wobei der Messfühler (5) von der Probe (1) beabstandet und auf eine Oberfläche der Probe (1) ausgerichtet ist, um Licht von einem Probenbereich zu empfangen, der vom Messfühler (5) erfasst wird; Anordnen von mehreren Lichtquellen (2, 3, 4) an umfänglich beabstandeten Positionen, die wenigstens teilweise um den Messfühler (5) angeordnet sind, wobei die Lichtquellen (2, 3, 4) von dem Messfühler (5) radial beabstandet und von der Probe (1) beabstandet sind; Aufeinanderfolgendes An- und Ausschalten von jeder der Lichtquellen (2, 3, 4), damit wiederum jede der Lichtquellen (2, 3, 4) der Reihe nach einen Lichtstrahl schräg auf den Probenbereich projiziert, wobei die bogenförmige Beabstandung der Lichtquellen (2, 3, 4) bewirkt, dass die Lichtstrahlen der Lichtquellen (2, 3, 4) den Probenbereich aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten, wobei das An- und Ausschalten mit einer gemeinsamen Frequenz derart erfolgt, dass eine bestimmte Lichtquelle (2) angeschaltet ist, während die anderen Lichtquellen (3, 4) ausgeschaltet sind, und ausgeschaltet ist, während andere Lichtquellen (3, 4) angeschaltet sind, und wobei das aufeinanderfolgende, wiederholte An- und Ausschalten der Lichtquellen (2, 3, 4) mit der gemeinsamen Frequenz einen Rotationseffekt der Beleuchtung des Probenbereichs bewirkt; Empfangen einer Serie von Lichtsignalen durch den Messfühler (5), mit Licht von der Probe (1), das als Ergebnis der sequentiellen Beleuchtung des Probenbereichs des von den Lichtquellen (2, 3, 4) aus unterschiedlichen Richtungen projizierten Lichts resultiert, wobei die Eigenschaften der empfangenen Lichtsignale von der Orientierung der Fasern in der Probe (1) und der Beleuchtungsrichtung der Probe (1) durch jede der Lichtquellen (2, 3, 4) abhängen; Messen einer Eigenschaft von jedem der empfangenen Lichtsignale; und Verwendung der Eigenschaften der empfangenen Lichtsignale und der damit verbundenen Beleuchtungsrichtungen, um Eigenschaften der Faserausrichtung der Probe (1) zu bestimmen.
Verfahren, wie in Anspruch 1 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren der Richtungswinkel und/oder der Grad der Faserausrichtung in der Probe (1) bestimmt wird/werden.
Verfahren, wie in Anspruch 1 oder 2 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenoberfläche beleuchtet und/oder die Intensität des von der Probenoberfläche reflektierten Lichts fortlaufend gemessen wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–3 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenoberfläche unter Verwendung von Lichtquellen vom Luminenzdiodentyp beleuchtet wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–4 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenoberfläche im Wesentlichen unter einem Winkel von ungefähr 45 Grad beleuchtet wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–5 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenoberfläche mittels dreier Lichtquellen (2, 3, 4) beleuchtet wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–6 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (2, 3, 4) in gleichen Abständen in einer Kreisanordnung angeordnet sind.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–7 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (2, 3, 4) in einer Halbkreisanordnung angeordnet sind.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–8 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (1) mit polarisiertem Licht beleuchtet wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–9 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des von der Probenoberfläche reflektierten Lichts mittels einer Luminenzdiode gemessen wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–10 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (5) in einer im Wesentlichen senkrechten Position in Bezug auf die Probenoberfläche angeordnet wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–11 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Messfühler (5, 6) im Wesentlichen in der Form einer Leiste angeordnet werden und die Leiste in einer Position im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Probe (1) angeordnet wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–12 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung im Wesentlichen oberhalb und/oder unterhalb der Probe (1) durchgeführt wird.
Verfahren, wie in einem der Ansprüche 1–13 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (1) eine sich bewegende Bahn ist.
Vorrichtung zur Bestimmung der Faserausrichtung in einer Papierprobe (1), umfassend: Einen Messfühler (5), der von der Probe (1) beabstandet und auf eine Oberfläche der Probe (1) ausgerichtet ist, um Licht von einem Probenbereich zu empfangen, der vom Messfühler (5) erfasst wird; Mehrere Lichtquellen (2, 3, 4), die an umfänglich beabstandeten Positionen wenigstens teilweise um den Messfühler (5) angeordnet sind, wobei die Lichtquellen (2, 3, 4) von dem Messfühler (5) radial beabstandet und von der Probe (1) beabstandet sind; Eine Einrichtung zum elektronischen und aufeinanderfolgenden An- und Ausschalten jeder der Lichtquellen (2, 3, 4), damit wiederum jede der Lichtquellen (2, 3, 4) der Reihe nach einen Lichtstrahl schräg auf den Probenbereich projiziert, wobei die bogenförmige Beabstandung der Lichtquellen (2, 3, 4) bewirkt, dass die Lichtstrahlen der Lichtquellen (2, 3, 4) den Probenbereich aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten, wobei das An- und Ausschalten mit einer gemeinsamen Frequenz derart erfolgt, dass eine bestimmte Lichtquelle (2) angeschaltet ist, während die anderen Lichtquellen (3, 4) ausgeschaltet sind, und ausgeschaltet ist, während andere Lichtquellen (3, 4) angeschaltet sind, und wobei das aufeinanderfolgende, wiederholte An- und Ausschalten der Lichtquellen (2, 3, 4) mit der gemeinsamen Frequenz einen Rotationseffekt der Beleuchtung des Probenbereichs bewirkt; wobei der Messfühler (5) dazu ausgebildet ist, eine Serie von Lichtsignalen mit Licht von der Probe (1) zu empfangen, das als Ergebnis der sequentiellen Beleuchtung des Probenbereichs des von den Lichtquellen aus unterschiedlichen Richtungen projizierten Lichts resultiert, wobei die Eigenschaften der empfangenen Lichtsignale von der Orientierung der Fasern in der Probe (1) und der Beleuchtungsrichtung der Probe (1) durch jede der Lichtquellen (2, 3, 4) abhängen; und Eine mit dem Messfühler verbundene Einrichtung (13), um Eigenschaften der Faserausrichtung der Probe (1) aus den Eigenschaften der empfangenen Lichtsignale und den damit verbundenen Beleuchtungsrichtungen zu bestimmen.
Vorrichtung, wie in Anspruch 15 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (2, 3, 4) Lichtquellen vom Luminenzdiodentyp sind.
Vorrichtung, wie in Anspruch 15 oder 16 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungswinkel (11) der Lichtquelle (2, 3, 4) im Wesentlichen ungefähr 45 Grad ist.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–17 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung drei Lichtquellen (2, 3, 4) umfasst.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–18 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Vorrichtung vorgesehenen Lichtquellen (2, 3, 4) in gleichen Abständen in einer Kreisanordnung angeordnet sind.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–19 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Vorrichtung vorgesehenen Lichtquellen (2, 3, 4) in einer Halbkreisanordnung angeordnet sind.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–20 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Polarisationselement (14) umfasst, das im Wesentlichen in Verbindung mit der Lichtquelle (2, 3, 4) angeordnet ist.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–21 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (5, 6,) eine Luminenzdiode ist.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–22 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest zwei Messfühler (5, 6, 7) umfasst, die im Wesentlichen nebeneinander in der Form einer Leiste (8) angeordnet sind.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–23 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2, 3, 4) und der Messfühler (5, 6) in einer im Wesentlichen einheitlichen Einrichtung angeordnet sind, die eine Messvorrichtung bildet, so dass der Messfühler im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Probe (1) ist.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–24 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein bewegbares Steuerelement (15) umfasst, wobei die Messvorrichtung im Wesentlichen in Verbindung mit dem Steuerelement angeordnet ist.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–25 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung im Wesentlichen von bewegbaren Teil frei ist.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 15–26 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine fortlaufend arbeitende Vorrichtung ist.