薄型微孔材料透氣度檢測方法
2023-05-15 13:07:31 1
專利名稱：薄型微孔材料透氣度檢測方法
技術領域：
本發明涉及薄型微孔材料透氣度檢測方法，特別是一種能夠對打孔水松紙透氣度進行在線實時檢測的方法。
背景技術：
現有的檢測透氣度的儀器所採用的方法主要為本特生法或肖伯爾法，如《廣東造紙》1995年第2期所載《用本特生法測定紙的透氣度》一文所述。根據該方法所造的透氣度檢測儀器主要由壓縮機、穩壓閥、流量計、透氣度測量頭等組成。紙樣放於膠墊和測量頭之間壓緊，一面與大氣接觸，所受壓力為常壓，另一面所受的壓力為大氣壓加操作壓力。由於紙樣兩邊存在壓差，有氣流通過紙樣。通過紙樣的氣流的大小由流量計表示出來，流量計的讀數經過變換即得到紙樣的透氣度值。這一檢測方法有這樣的問題一方面由於各種原因，實際操作壓差不等於標準操作壓差，給檢測帶來誤差；另一方面，該方法只能對透氣度進行事後抽樣檢測，對一卷長達幾千米的水松紙來說，如果在打孔過程中透氣度出現波動，僅憑事後幾次抽樣進行檢測很難將其反映出來。
為解決後一問題，芬蘭研製出一種透氣度在線測量儀器，見《中華紙業》2000年第4期《芬蘭創製紙張透氣度在線測定器》一文。其原理為施加紙面一定表面積內很低壓力的空氣(1Kpa)，測定已知空氣體積在此氣壓下通過紙張的時間，並將通過的時間轉化成透氣度指標。操作方法為先做出系統的測定，並與檢驗室用傳統測定方法測出的一系列數值相對比，找出這種紙張在線測定的空氣透過時間與取樣測定紙張透氣度的相互關係，製成對照表。隨後，可直接從打孔機上的測定值一空氣透過時間，讀出所要求的透氣度測定值。比透氣度測定系統由測量頭子、控制箱和自控系統組成，按不同的紙張品種採用不同的測量頭子及控制系統。這種測定裝置的優點是能連續測定紙張的透氣度；缺點為需要根據不同的紙張品種採用不同的測量頭子及控制系統，對於需要經常更換打孔紙型的廠家，用該儀器很不方便。
相似的透氣度在線測量儀器還有瑞典研製的一種透氣度測量儀器，見《中華紙業》2000年第11期《紙張透氣度的在線測量》一文。該儀器的工作原理是緊貼住測量輻板表面移動的紙張在輻板一定面積的測量槽施以恆定吸力作用下測量一定體積的空氣穿透紙張所需的時間，然後將此時間轉換成各種不同的代表滲透性或阻力的單位。工作原理和芬蘭的透氣度在線測量儀器大同小異，也是在對傳統抽氣吸氣方法的改進基礎上研製而成。儀器複雜笨重，存在較大的誤差因素。
發明內容
本發明的目的是要提供一種全新的透氣度檢測方法，主要是提供一種採用光電檢測方法對打孔水松紙透氣度進行在線檢測的方法。
本發明的薄型微孔材料透氣度檢測方法採用光電檢測方法，包含光源、光電轉換器件和後續處理電路，即利用光源發出的光經待檢測物品調製後照射到光電轉換器件上信號的改變，由光電轉換器件輸出經放大器，進入減法器與基準值比較，再送入A/D轉換器將模擬量轉換成數據量，然後送入計算處理器依據該材料的透氣度與透光度的關係計算出透氣度並輸出。
所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，在光源的照射光路上有準直裝置，使檢測光源為平行光或準平行光。
所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，在光電轉換器件的接收光路上有聚焦裝置。
所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，其光源光的波長和光電轉換器中心接收波長最佳區域在380nm_10μm。
所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，在光路上設有光闌，以便提高檢測精度。
所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，光源和光電轉換器件分別放置於被檢測物的兩惻，然後對透射光進行計算處理。
所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，其光源和光電轉換器件放於被檢測物的同一側，然後對反射光進行計算處理。
本方法簡單、精確度高、實現了在線檢測。
圖1是本發明一實例的工作原理示意圖，圖2是本發明另一實例的工作原理示意圖圖中光源1、準直透鏡2、聚焦透鏡4、光電轉換器件5、光闌3。光源1｀、準直透鏡2｀、聚焦透鏡4｀、光電轉換器件5｀、光闌3｀、前置放大器7和7｀、減法器8、A/D轉換器9、計算處理器10，顯示或控制裝置11、被測物12、基準信號產生器13。
具體實施例方式
光源發出的光經變換裝置照射到水松紙上，光電轉換器件檢測經水松紙調製後的光信號並將其轉換為電信號。當水松紙未打孔時，光電轉換器件檢測到的光通量相對較小，此時輸出的電信號為不包含水松紙透氣度信息的背景信號；當水松紙被打孔後，照射到光電轉換器件上的光通量隨水松紙上打孔徑大小及孔的分布密度而變化，而水松紙上打孔孔徑大小及孔的分布密度和打孔水松紙的透氣度直接相關，所以此時光電轉換器件輸出的電信號包含有打孔水松紙透氣度的信息。將光電轉換器件輸出的水松紙未打孔時和打孔後的信號分別放大，送入比較器，經比較輸出的電信號可代表打孔水松紙的透氣度。將比較器輸出的信號進行A/D轉換，經軟體處理環節處理後即可得到真實的透氣度值，然後可送入顯示裝置顯示或送入空制裝置進行各種控制。
圖1給出了具體實施例，光源1發出的光經準直透鏡2準直後變為一束平行光(或準平行光)，照射到被檢測物如水松紙表面的打孔位置。在水松紙的另一面設一接收探頭，該探頭由聚焦透鏡4和光電轉換器件5組成。在準直透鏡2和聚焦透鏡4之間設一光闌3。光源1｀發出的光經準直透鏡2｀準直後變為一束平行光(或準平行光)，照射到水松紙表面的未打孔位置。在水松紙的另一面設一接收探頭，該探頭由聚焦透鏡4｀和光電轉換器件5｀組成。在準直透鏡2｀和聚焦透鏡4｀之間設一光闌3｀。光電轉換器件5和5｀輸出的電信號分別送入前置放大器7和7｀，由前置放大器7和7｀輸出的模擬電信號送入減法器8，將兩路測量值相減，減法器8輸出的信號即為代表水松紙透氣度的電信號。該電信號經A/D轉換器9後輸出一數位訊號，然後經計算處理環節10，依據該材料的透氣度與透光度的關係計算出透氣度，最後輸出的信號即為水松紙的真實透氣度值，可送入顯示和、或控制裝置11，根據需要進行顯示和、或控制。
附圖1中接收光電轉換器件和光源分別位於水松紙的兩邊，但是若將其放置在水松紙的同一邊也是可以的。
附圖1中光闌3和3｀的放置位置在準直透鏡2、2｀和聚焦透鏡4、4｀之間，但是若將其放置在光源1、1｀和準直透鏡2、2｀之間，或放置在聚焦透鏡4、4｀和光電轉換器件5、5｀之間也是可以的。
附圖1中所示光源1、1｀為發散型點光源，但是若將其換為面光源也是可以的。
附圖1中包含有準直透鏡2、2｀、光闌3、3｀和聚焦透鏡4、4｀，但是若將其全部去掉或去掉其中某一個也是可以的。
附圖2給出另一種實施方式，即基準信號用一個基準電壓產生電路代替由光源1｀、準透鏡2｀、聚焦透鏡4｀、光電轉換器件5｀、光闌3｀、光電轉換器件5｀、前置放大器7｀等基準信號產生光路。只要基準電壓確定合適，檢測效果同樣準確。同理，不用基準信號產生光路、電路，根據經驗確定一個基準值存在減法器或計算處理器中也可以實現本發明。
本實施方式光源中心發射波長和光電轉換器件中心接收波長最好處於光譜中380nm_10μm區，但是若將其換為其他區也是可以的。
本發明改變了傳統的氣壓法，提出了用透光度取代氣壓法的全新思路，然後經光電轉換檢測薄型微孔材料透氣度的方法。因此，凡是採用透光度為信號檢測薄型微孔材料透氣度的方法，均屬於本發明的保護範圍。
本發明的電路部分均為現有技術，因此無論怎麼變化均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種薄型微孔材料透氣度檢測方法，包括信號檢測和計算處理，其特徵在於採用光電檢測方法，包含光源、光電轉換器件，然後由電路對信號進行處理，即利用光源發出的光經待檢測物品調製後照射到光電轉換器件上信號的改變，由光電轉換器件輸出經放大器、進入減法器與基準值比較，再送入A/D轉換器將模擬量轉換成數據量，然後送入計算處理器依據該材料的透氣度與透光度的關係計算出透氣度並輸出。
2.根據權利要求1所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，其特徵是在光源的照射光路上有準直裝置，使檢測光源為平行光或準平行光。
3.根據權利要求1或2所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，其特徵是在光電轉換器件的接收光路上有聚焦裝置。
4.根據權利要求1—3之一所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，其特徵是光源光的波長和光電轉換器中心接收波長均在380nm—10μm區。
5.根據權利要求1—4之一所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，其特徵是光路上設有光闌。
6.根據權利要求1—5之一所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，其特徵是光源和光電轉換器件分別放置於被檢測物的兩惻，然後對透射光進行計算處理。
7.根據權利要求1—5之一所述的薄型微孔材料透氣度檢測方法，其特徵是光源和光電轉換器件放於被檢測物的同一側，然後對反射光進行計算處理。
全文摘要
本發明提供一種薄型微孔材料透氣度檢測方法,即採用光電檢測方法,光源發出的光經待檢測物品調製後照射到光電轉換器件上,光電轉換器件輸出的信號經放大器、在減法器中與基準值比較,再送入A/D轉換器將模擬量轉換成數據量,然後進入計算器依據該材料的透氣與透光關係計算出透氣度並輸出。光源的照射光路上有準直裝置,檢測光為平行光,光電轉換器件的接收光路上有聚焦裝置。光源和光電轉換器件可分別放置於被檢測物的兩側或同側。光源發射光的波長和光電轉換器中心接收波長處於光譜中380nm－10μm區。
文檔編號G01N21/31GK1328255SQ0111437
公開日2001年12月26日 申請日期2001年7月24日 優先權日2001年7月24日
發明者韓要軒, 鄧國華, 陳澤民, 胡新平 申請人:武漢華工雷射工程有限責任公司