片材測(cè)量的制作方法
【專(zhuān)利摘要】檢測(cè)器接收與被測(cè)量的片材相互作用的光輻射，并響應(yīng)于預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段、預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段、以及兩個(gè)或更多的分離的光波段。測(cè)量單元基于木質(zhì)素的吸收波段中的衰減測(cè)量與木質(zhì)素相關(guān)的值、以及基于干物質(zhì)的吸收波段中的衰減測(cè)量與干物質(zhì)相關(guān)的值，并通過(guò)測(cè)量所述分離的光波段中的衰減來(lái)確定衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性。所述測(cè)量單元基于所述與木質(zhì)素相關(guān)的值、所述與干物質(zhì)相關(guān)的值以及所述衰減的一般相關(guān)性來(lái)形成表示干物質(zhì)含量的值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】片材測(cè)量

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及片材（sheet)測(cè)量。

【背景技術(shù)】
[0002] 纖維素是紙中的干物質(zhì)之一，并且其在紙中的百分比可以通過(guò)將來(lái)自光源的紅外 光定向到紙來(lái)測(cè)量。紙與紅外光之間的相互作用導(dǎo)致了紅外光的衰減取決于波長(zhǎng)和纖維素 的百分比這兩者。纖維素在紅外區(qū)域中的已知的窄的吸收波段處強(qiáng)烈衰減。當(dāng)測(cè)量到纖維 素的吸收波段的衰減時(shí)，可以確定被測(cè)量的紙的纖維素含量。
[0003] 當(dāng)紙包括多種干物質(zhì)以及其量通常未知的木質(zhì)素（lignin)時(shí)，所述測(cè)量面臨嚴(yán) 重的問(wèn)題，并且不能提供可靠的結(jié)果。因此，存在對(duì)更優(yōu)的測(cè)量的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 下面提出了對(duì)本發(fā)明的簡(jiǎn)化的概述，以提供對(duì)本發(fā)明的一些方面的基本理解。其 目的是以簡(jiǎn)化的形式提出本發(fā)明的一些原理，作為對(duì)稍后提出的更詳細(xì)的描述的序言。
[0005] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求1的設(shè)備。
[0006] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求2的設(shè)備。
[0007] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求9的系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求10的系統(tǒng)。
[0009] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求11的方法。
[0010] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求12的方法。
[0011] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求19的方法。
[0012] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求20的方法。
[0013] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求21的設(shè)備。
[0014] 本發(fā)明的方面涉及權(quán)利要求22的設(shè)備。
[0015] 盡管本發(fā)明的各種方面、實(shí)施例和特征被獨(dú)立地?cái)⑹?，但是?yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的 各種方面、實(shí)施例和特征的所有組合是可行的，并在所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0016] 本解決方案提供了優(yōu)點(diǎn)。光學(xué)木質(zhì)素（lignin)測(cè)量變得可行和精確。也可以通 過(guò)考慮木質(zhì)素含量來(lái)獲得對(duì)干物質(zhì)含量的良好的估計(jì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 在下文中將參考附圖借助于示例性實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中：
[0018] 圖IA示出了使用穿過(guò)目標(biāo)傳播的光輻射的測(cè)量配置；
[0019] 圖IB示出了使用反射的光輻射的測(cè)量配置；
[0020] 圖2示出了隨波長(zhǎng)變化的衰減；
[0021] 圖3示出了紫外光中的測(cè)量；
[0022] 圖4A示出了具有色散元件的測(cè)量系統(tǒng)；
[0023] 圖4B示出了具有用于反射光的色散元件的測(cè)量系統(tǒng)；
[0024] 圖5示出了包括具有干擾過(guò)濾器的多通道檢測(cè)器的測(cè)量系統(tǒng)；
[0025] 圖6示出了具有旋轉(zhuǎn)干擾過(guò)濾器的測(cè)量系統(tǒng)；
[0026] 圖7示出了具有多個(gè)窄波段光源和利用光束分離器的檢測(cè)的測(cè)量系統(tǒng)；
[0027] 圖8示出了造紙機(jī)；
[0028] 圖9示出了木質(zhì)素測(cè)量的流程圖；
[0029] 圖10呈現(xiàn)了干物質(zhì)測(cè)量的流程圖；
[0030] 圖11示出了基于片材的木質(zhì)素含量的控制方法的流程圖；以及
[0031] 圖12呈現(xiàn)了基于片材的干物質(zhì)含量的控制方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 現(xiàn)在在下文中將參考附圖更充分地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中示出了本發(fā) 明的一些但不一定是全部的實(shí)施例。實(shí)際上，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不 應(yīng)被解釋為限定于在此提出的實(shí)施例。盡管本說(shuō)明書(shū)可能在數(shù)個(gè)位置引用"一"、"一個(gè)"或 "一些"實(shí)施例，但是這并不一定意味著該特征僅適用于單個(gè)實(shí)施例。不同實(shí)施例的單個(gè)特 征也可以被組合以提供其它的實(shí)施例。
[0033] 圖IA呈現(xiàn)了測(cè)量的基本配置。被測(cè)量的片材100包括纖維素材料，并且可能木質(zhì) 素被置于輸出光輻射的光源102與接收與片材100相互作用的光輻射的檢測(cè)器104之間。 被測(cè)量的片材100可以是例如紙片。在實(shí)施例中，所述紙可以是棉紙。被測(cè)量的片材100 的木質(zhì)素材料可以由木纖維構(gòu)成，所述木纖維可以是被測(cè)量的片材100的原料。所述片材 還可以包含源自所述木纖維的木質(zhì)素。片材100的木質(zhì)素含量可以從百分之零到百分之十 變化。檢測(cè)器104和測(cè)量單元106可以是測(cè)量裝置的部分，測(cè)量裝置還可以包括光源102。
[0034] 光源102可以輸出寬的連續(xù)波段的輻射。輸出的光波段可以包括紅外區(qū)域，所述 紅外區(qū)域包括在約750nm和500μm之間的波長(zhǎng)。在實(shí)施例中，光源102的光波段包括近紅 外區(qū)域、短波長(zhǎng)紅外區(qū)域和中波長(zhǎng)紅外區(qū)域，其包括例如在約750nm和10μπι之間的波長(zhǎng)。 此外或替代性地，來(lái)自光源102的光輸出波段可以包括紫外光。所述紫外光可以包括例如 從約200nm至400nm的波段。
[0035] 作為對(duì)連續(xù)波段的替代，光源102可以輸出在所測(cè)量的光波段中的至少兩個(gè)離散 的光波段。光源102可以包括例如一個(gè)或多個(gè)白熾燈、發(fā)光二極管（LED)、激光器、氣體放電 燈等等。光源102可以另外包括至少一個(gè)光部件，用于通過(guò)對(duì)光束的集中、分散或校準(zhǔn)并將 光束定向到被測(cè)量的片材100來(lái)改變光束的形狀。至少一個(gè)光部件可以包括鏡頭、反鏡、光 束分離器/合成器、光過(guò)濾器、光纖等。
[0036] 檢測(cè)器104接收與包括纖維素材料的被測(cè)量的片材100相互作用的光輻射。該相 互作用可以包括來(lái)自片材100的光輻射的反射或穿過(guò)片材100的光輻射的透射。該相互作 用基于也可以被稱(chēng)為普通光學(xué)的線性光學(xué)，即，光輻射的頻率在相互作用期間或之后不改 變。這種普通光學(xué)的部分是吸收光譜學(xué)，本解決方案屬于其中。檢測(cè)104響應(yīng)于檢測(cè)到的 所測(cè)量的光波段的功率而輸出電子信號(hào)，使得檢測(cè)器104響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木 質(zhì)素的光吸收波段以及兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)先確定的除了所述預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波 段之外的分離的光波段。木質(zhì)素的吸收波段是指當(dāng)由于木質(zhì)素而使衰減具有局部的或絕對(duì) 的最大值之處的光波段。總之，物質(zhì)的吸收波段是指當(dāng)由于該物質(zhì)而使衰減具有局部的或 絕對(duì)的最大值之處的光波段。
[0037] 如果光源102的輸出功率或功率分布在測(cè)量的光波段中是已知的，則檢測(cè)器104 輸出的電子信號(hào)與被測(cè)量的光波段中的衰減相關(guān)。
[0038] 當(dāng)被測(cè)量的目標(biāo)100不在光源102與檢測(cè)器104之間時(shí)，隨波長(zhǎng)變化的輸出功率 可以通過(guò)由檢測(cè)器104從輸出光輻射中取得采樣來(lái)測(cè)量。該測(cè)量可以被執(zhí)行，以使得檢測(cè) 器104和光源102在被測(cè)量的目標(biāo)100的邊緣（用虛線示出）上移動(dòng)。在片材100的橫移 測(cè)量中，其可以在每次橫移之后或者不時(shí)地執(zhí)行。不具有被測(cè)量的目標(biāo)100的所述測(cè)量限 定了在每個(gè)測(cè)量的波段△λi處針對(duì)被測(cè)量的目標(biāo)的參考光功率L。
[0039] 在實(shí)施例中，與檢測(cè)器104相似的檢測(cè)器108可以用于取得光源102的輸出光輻 射的采樣，用于替代性的或附加的參考光功率1〇。輸出光輻射的采樣在該實(shí)施例中可以意 味著來(lái)自源102的輸出光功率的一些已知的百分比，例如當(dāng)輸出輻射的其它部分繼續(xù)進(jìn)行 到片材100。
[0040] 附加地或替代性地，所述功率或功率分布可以是預(yù)先已知的，這是因?yàn)橐恍╊?lèi)型 的光源（例如激光器）可以輸出已知的光波段中的已知的光功率或已知的光功率分布。因 此并未更詳細(xì)地呈現(xiàn)光源102的輸出光功率的采樣。
[0041] 檢測(cè)器104可以包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)元件。檢測(cè)器104可以基于半導(dǎo)體技術(shù)。檢 測(cè)器104可以包括至少一個(gè)光電二極管例如PIN二極管、雪崩二極管等。檢測(cè)器104的檢 測(cè)元件可以布置成陣列或矩陣。具有多個(gè)檢測(cè)元件的檢測(cè)器104可以包括分立元件，或者 其可以使用集成電路技術(shù)而被集成在一起。檢測(cè)器104的元件的矩陣可以基于紅外區(qū)域中 的例如InGaAs(砷化銦鎵）、擴(kuò)展InGaAs、HgCdTe(汞鎘碲化物）、PbS(硫化鉛）、PbSe(硒 化鉛）技術(shù)?？梢允褂迷诳梢?jiàn)光區(qū)域和紫外區(qū)域中適合的光電二極管和光電陰極。
[0042] 檢測(cè)器104可以另外包括至少一個(gè)光部件，用于改變光束的形狀和/或?qū)⒐馐?向到至少一個(gè)檢測(cè)元件。所述至少一個(gè)光部件可以是鏡頭、鏡、光束分離器/合成器、光過(guò) 濾器、光纖等。
[0043] 基于來(lái)自檢測(cè)器104的響應(yīng)，測(cè)量單元106測(cè)量光輻射的被檢測(cè)的波段的衰減。檢 測(cè)器104和測(cè)量單元106-起形成了光功率計(jì)，其測(cè)量隨波長(zhǎng)而變化的光功率。衰減是相 對(duì)于片材100的透射率的倒數(shù)值。然而它們二者都可以暗示片材100的相同的屬性，并且 可以被稱(chēng)為衰減。測(cè)量單元106可以包括至少一個(gè)處理器、至少一個(gè)存儲(chǔ)器和至少一個(gè)計(jì) 算機(jī)程序，用于處理所測(cè)量的數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，測(cè)量裝置包括檢測(cè)器104和至少一個(gè)適當(dāng) 的計(jì)算機(jī)程序，這是因?yàn)橹辽僖粋€(gè)計(jì)算機(jī)程序可以被裝載在以其他方式存在的系統(tǒng)中，該 系統(tǒng)與用于處理從檢測(cè)器104反饋的數(shù)據(jù)的造紙機(jī)相關(guān)聯(lián)。
[0044] 在圖1B中，除了測(cè)量基于反射率之外，呈現(xiàn)了與圖1A相似的種類(lèi)的測(cè)量。光源 102針對(duì)被測(cè)量的目標(biāo)100輸出光功率，其反應(yīng)針對(duì)檢測(cè)器104的光輻射?？梢詧?zhí)行基準(zhǔn)測(cè) 量，使得檢測(cè)器104和光源102在被測(cè)量的目標(biāo)的邊緣上移動(dòng)（以虛線示出），并測(cè)量基準(zhǔn) 表面120,其具有預(yù)先確定的反射率。測(cè)量單元106以與圖IA的測(cè)量相似的方式執(zhí)行信號(hào) 處理。
[0045] 下面借助圖2說(shuō)明測(cè)量單元106的操作。連續(xù)的線220呈現(xiàn)了包含木質(zhì)素的采樣 的被測(cè)量的衰減。虛線230呈現(xiàn)不具有木質(zhì)素的紙的被測(cè)量的衰減。y軸上是以任意尺度 的衰減，X軸是以微米為單位的波長(zhǎng)。測(cè)量單元106基于一個(gè)或多個(gè)木質(zhì)素的預(yù)定的光吸 收波段200、202、203中的光輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值A(chǔ)I。每個(gè)波段 200、202、203的與木質(zhì)素相關(guān)的值A(chǔ)I可以與每個(gè)光波段200、202、203上的光功率相關(guān)。
[0046] 測(cè)量單元106還通過(guò)測(cè)量除了與木質(zhì)素相關(guān)的預(yù)定的光吸收波段200、202、203之 外的兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)先確定的分立的光波段208、210、212中的衰減來(lái)確定在至少一個(gè)木 質(zhì)素波段200、202、203的背景中衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性。相應(yīng)地，這些測(cè)量的值也 可以通過(guò)在測(cè)量的波段上積分來(lái)形成。所述積分可以在檢測(cè)器元件中自動(dòng)發(fā)生，或者其可 以在測(cè)量單元106中計(jì)算。
[0047] 在實(shí)施例中，測(cè)量單元106也可以基于除了木質(zhì)素的那些之外的一個(gè)或多個(gè)干物 質(zhì)的預(yù)定的光吸收波段204中的光輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值。測(cè)量單 元106還可以通過(guò)測(cè)量除了預(yù)定的與木質(zhì)素和干物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的波段之外的兩個(gè)或更多個(gè) 預(yù)定的分立的光波段206、208中的衰減來(lái)確定衰減隨波長(zhǎng)變化的一般相關(guān)性。
[0048] 可以基于檢測(cè)器104接收的光功率ΙΛλ?來(lái)測(cè)量被測(cè)量的波段Λλi的衰減，其中 i表示波段的下標(biāo)（index)，并且Λλ表示波段i中的波長(zhǎng)。在實(shí)施例中，可以通過(guò)將針對(duì) 被測(cè)量的片材100的光功率Itl,Λu與檢測(cè)器1〇4所接收的光功率IΛλ?相比較來(lái)測(cè)量被測(cè) 量的波段Δ 的衰減。被測(cè)量的波段Λ 可以包括單色光輻射或連續(xù)波長(zhǎng)范圍。衰減 Ai可以被解釋為吸收率，其在每個(gè)光波段i中可以被確定為：
[0049] Ai= -Iogd Δλ?/Ι〇,Δλ?)
[0050] 更精確地，衰減41可以從公式1從=10，似16\卩-([片 ￡'75/+2尸1如/)義求 解，其中exp是基于例如歐拉數(shù)（約為2. 71828)或10的指數(shù)函數(shù)，j是所測(cè)量的片 材100中的物質(zhì)的下標(biāo)，N是物質(zhì)的數(shù)目，as」是散射系數(shù)，aa^是吸收系數(shù)，X是光輻射 在被測(cè)量的片材100中傳播的距離。系數(shù)as」和aa」與物質(zhì)j的濃度相關(guān)。由于距離 X可以忽略，因此被測(cè)量的衰減八1是散射系數(shù)的和ΣΙ·』和吸收系數(shù)的和， A1 =-IogClMi/I(UM) = (Σ二，+Σ二，> 其中該對(duì)數(shù)函數(shù)基于例如歐拉數(shù)（約為 2. 71828)或10。項(xiàng)Itl,Λλ?通常可以忽略，使得其值可以例如被假設(shè)為1。在該測(cè)量中，可 以測(cè)量木質(zhì)素的衰減。此外，可以測(cè)量纖維素材料的衰減。然而，諸如色彩材料之類(lèi)的其它 物質(zhì)導(dǎo)致了衰減的一般的波長(zhǎng)相關(guān)性，這可能導(dǎo)致基線衰減的移位和傾斜。色彩物質(zhì)可以 是用于在所述片材上打印諸如字母數(shù)字符號(hào)的可讀字符和/或圖像的墨水。
[0051] 發(fā)減然后可以表不為A= (asjasi+asjaajaai+aa。），其中as。是其它物質(zhì)的散射 系數(shù)，&81是木質(zhì)素的散射系數(shù)，as。是纖維素的散射系數(shù)，aa。是其它物質(zhì)的吸收系數(shù)，aai 是木質(zhì)素的吸收系數(shù)，并且aa。是纖維素的吸收系數(shù)。由于系數(shù)as。+&81+&8。+&&。+&& 1+83。是 與波長(zhǎng)相關(guān)的，因此隨波長(zhǎng)而變化的光功率的導(dǎo)數(shù)或差商取決于散射系數(shù)as。和吸收系數(shù) aa。，而不管其余的系數(shù)aspas。、aaJPaa。是常量還是變量。散射系數(shù)as。和吸收系數(shù)aa。 的值取決于紙中的其他物質(zhì)。這是對(duì)在片材的表面或內(nèi)部包括諸如墨水等色彩物質(zhì)的紙的 測(cè)量會(huì)面臨問(wèn)題的原因。然而，可以確定由其他物質(zhì)導(dǎo)致的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性。
[0052] 在實(shí)施例中，測(cè)量單元106通過(guò)測(cè)量除了預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波 段200、202、203、204之外的兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)先確定的分離的光波段206、208、210、212中的 衰減來(lái)確定在測(cè)量的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波段200、202、203、204的環(huán)境中衰減相對(duì) 于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性。衰減的一般相關(guān)性意味著在不具有對(duì)木質(zhì)素和諸如纖維素等干物質(zhì) 的吸收的情況下衰減曲線220的基本特性。例如，如果測(cè)量單元106測(cè)量波段200中的與 木質(zhì)素相關(guān)的值以及波段204中的與干物質(zhì)相關(guān)的值，則測(cè)量單元106可以在考慮三個(gè)分 離的光波段206、208和210中的其它物質(zhì)的情況下測(cè)量衰減。光波段200可以包括波長(zhǎng) 1660nm(6000.OcnT1)，光波段204可以包括波長(zhǎng)210011111(4760011-1)，光波段206可以包括波 長(zhǎng)225011111(44400^ 1)，光波段208可以包括波長(zhǎng)550011111(18200^1)，并且光波段210可以包 括波長(zhǎng)156011111(6400011- 1)。對(duì)于測(cè)量包括波長(zhǎng)145011111(6900011-1)波段中的最大木質(zhì)素吸收 率的環(huán)境，也可以測(cè)量除了木質(zhì)素和干物質(zhì)的預(yù)先確定的光吸收波段200、202、203、204之 外的具有波長(zhǎng)130011111(7690011- 1)的分離的波段212。
[0053] 測(cè)量單元106可以確定作為期望類(lèi)型的函數(shù)的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性，該 函數(shù)的參數(shù)基于除了預(yù)先確定的與木質(zhì)素相關(guān)或木質(zhì)素和干物質(zhì)相關(guān)的光吸收波段200、 202、203、204之外的被測(cè)量的光波段206、208、210、212中的衰減值。在實(shí)施例中，函數(shù)的類(lèi) 型可以是線性函數(shù)Ae=bλ+c，其中A。是與片材中的其他物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的衰減，λ是波長(zhǎng)，b 是第一參數(shù)，c是第二參數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)要求線性函數(shù)（=直線基線）216穿過(guò)木質(zhì)素的吸收 波段之外的光波段212和210中的測(cè)量點(diǎn)來(lái)確定參數(shù)b和c。根據(jù)另一示例，可以通過(guò)要求 線性函數(shù)（=直線基線）218穿過(guò)在木質(zhì)素的吸收波段之外的光波段210和218中的測(cè)量 點(diǎn)來(lái)確定參數(shù)b和c。根據(jù)另外的示例，可以通過(guò)要求線性函數(shù)（=直線基線）222穿過(guò)在 干物質(zhì)的吸收波段之外的光波段208和206中的測(cè)量點(diǎn)來(lái)確定參數(shù)b和c。
[0054] 在實(shí)施例中，衰減的一般相關(guān)性的基線可以包括從至少兩個(gè)線性函數(shù)形成的分段 線性函數(shù)。在這種情況下，衰減的一般相關(guān)性的曲線可以是連續(xù)的，但是斜率可以在不同的 段中變化。
[0055] 在實(shí)施例中，函數(shù)的類(lèi)型也可以是非線性初等函數(shù)或非初等函數(shù)f(λ)。非線性初 等函數(shù)的示例是多項(xiàng)式函數(shù)，其次數(shù)（degree)與1和0不相同。以相似的方式，可以要求 任意的函數(shù)f(A)穿過(guò)至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)206、208、210、212。測(cè)量的波段的帶寬可以例如從 約Inm到IOOnm間變化。
[0056] 測(cè)量單元106可以基于至少兩個(gè)光波段來(lái)測(cè)量衰減的一般相關(guān)性。一個(gè)波段206 可以使得其每個(gè)波長(zhǎng)長(zhǎng)于預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波段200至204的任意波 長(zhǎng)。至少一個(gè)波段208、210可以使得其每個(gè)波長(zhǎng)在預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段202 (或 針對(duì)波段208的200)與預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段204之間。第三可能的波段212 使得其每個(gè)波長(zhǎng)短于預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的吸收波段200至204中的任意波長(zhǎng)。可 以在波段208、200、204和210中以相似的方式執(zhí)行該測(cè)量。
[0057] 測(cè)量單元106可以通過(guò)從與木質(zhì)素相關(guān)的值A(chǔ)l中除去衰減的一般相關(guān)性來(lái)形成 修正的與木質(zhì)素相關(guān)的值A(chǔ)le。對(duì)應(yīng)地，測(cè)量單元106可以通過(guò)從與干物質(zhì)相關(guān)的值A(chǔ)c中 除去衰減的一般相關(guān)性來(lái)形成修正的與干物質(zhì)相關(guān)的值A(chǔ)cc。修正的與木質(zhì)素相關(guān)的值 Alc可以在測(cè)量的波段λ?至λ2上積分，Ale=K2(Xb)-Zd(X))^,其中與木質(zhì)素相關(guān)的 光吸收波段200從λ?至X2，fs(x)是光波段200中的光衰減分布，fd(x)例如是根據(jù)在測(cè) 量的波段212和210或210和208或208和206處的值確定的期望的函數(shù)。修正的與干物 fXl 質(zhì)相關(guān)的值A(chǔ)cc可以以數(shù)學(xué)形式表示為Aee=Iil 其中與干物質(zhì)相關(guān)的 光波段206從λ1至λl，fs(x)是光波段204中的光衰減分布，fd(x)是根據(jù)在測(cè)量的波段 208和206處的值確定的期望的函數(shù)。
[0058] 在實(shí)施例中，測(cè)量單元106可以將每個(gè)修正的木質(zhì)素值A(chǔ)lc形成為針對(duì)預(yù)先確定 的木質(zhì)素的光吸收波段200、202、203、204而基于已知類(lèi)型的函數(shù)形成的對(duì)應(yīng)值A(chǔ)lf與對(duì)應(yīng) 的與木質(zhì)素相關(guān)的值A(chǔ)l之間的差。該值A(chǔ)lf可以通過(guò)設(shè)置光波段200、202、203、204作為 用于已知類(lèi)型的函數(shù)f(AAk) =Alfk的自變量來(lái)形成，其中k是預(yù)先確定的光吸收波段的 下標(biāo)。在實(shí)施例中，測(cè)量單元106可以將每個(gè)修正的干物質(zhì)值A(chǔ)cc形成為針對(duì)預(yù)先確定的 干物質(zhì)的光吸收波段204而基于已知類(lèi)型的函數(shù)形成的值A(chǔ)cf與對(duì)應(yīng)的與干物質(zhì)相關(guān)的值 Ac之間的差。以數(shù)學(xué)形式，修正的木質(zhì)素值A(chǔ)lc可以表示為Alc=A1-Alf。以數(shù)學(xué)形式，修 正的干物質(zhì)值A(chǔ)cc可以表示為Acc=Ac-Acf。圖3示出了對(duì)紫外光中的包含木質(zhì)素的采樣 的測(cè)量。y軸是以任意尺度的衰減，X軸是以納米為單位的波長(zhǎng)?？梢栽陬A(yù)先確定的木質(zhì)素 的光吸收波段300中測(cè)量與木質(zhì)素相關(guān)的值A(chǔ)l。光波段300可以包括約280^1(3571?!^1) 的波長(zhǎng)，并且光帶寬可以例如從亞納米到十納米變化?？梢栽诓话举|(zhì)素的光吸收波段 300的最大木質(zhì)素吸收的兩側(cè)測(cè)量衰減隨波長(zhǎng)變化的一般相關(guān)性。除了最大木質(zhì)素吸收波 段之外的第一光波段302可以包括例如約為265nm的波長(zhǎng)。除了最大木質(zhì)素吸收波段之外 的第二光波段304可以包括例如約為300nm的波長(zhǎng)。
[0059] 測(cè)量單元106可以將衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性確定為期望類(lèi)型的函數(shù)，該函 數(shù)的參數(shù)基于除了預(yù)先確定的與木質(zhì)素相關(guān)的吸收波段300之外的測(cè)量的波長(zhǎng)波段302、 304中的衰減值。在實(shí)施例中，該函數(shù)的類(lèi)型可以是線性函數(shù)A。=bX+c，其中A。是與諸如 彩色物質(zhì)的其它物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的衰減，λ是波長(zhǎng)，b是第一參數(shù)，c是第二參數(shù)。參數(shù)b和c 可以通過(guò)要求線性函數(shù)（=直線基線）306穿過(guò)在木質(zhì)素的衰減波段之外的光波段302和 304中的測(cè)量點(diǎn)來(lái)確定。
[0060] 對(duì)應(yīng)地如先前說(shuō)明的，測(cè)量單元106可以形成修正的木質(zhì)素值A(chǔ)lc作為針對(duì)預(yù)先 確定的木質(zhì)素的光吸收波段300而基于已知類(lèi)型的函數(shù)形成的對(duì)應(yīng)的值A(chǔ)lf與對(duì)應(yīng)的與木 質(zhì)素相關(guān)的值A(chǔ)l之間的差。以數(shù)學(xué)形式，修正的木質(zhì)素值A(chǔ)lc可以被表示為Alc=Al-Alf。
[0061] 例如，針對(duì)光波段202的Alf可以被計(jì)算為Alf(202) = (al+r(a2_al))，其中 Alf(202)表示光波段202中的Alf，k是系數(shù)，al是波段212中的衰減值，a2是波段210中 的衰減值。系數(shù)r可以是光波段212和202之間的距離I與光波段212和210之間的距離 L的比率I/L。在此情況下，可以以類(lèi)似的方式計(jì)算Alf和Acc。
[0062] 在實(shí)施例中，干物質(zhì)含量可以通過(guò)給出不同的光波段中的測(cè)量的系數(shù)來(lái)形成。因 此，可以基于至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值、至少一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值、以及衰減的一般相 關(guān)性來(lái)形成表示干物質(zhì)含量的值。具有用于不同的測(cè)量值的系數(shù)的算法可以如下：
[0063]X=Cac^a1AAa2Aja3Ada4A4) / (IDc^b1AAb2Adb3Ajb4A4)
[0064] 其中Al表不對(duì)一般相關(guān)性的測(cè)量，A2表不與木質(zhì)素吸收峰值相關(guān)聯(lián)的光波段 中的測(cè)量，A3表示與干物質(zhì)吸收峰值相關(guān)聯(lián)的光波段中的測(cè)量，A4表示對(duì)一般相關(guān)性 的測(cè)量?？梢栽诩s1820nm(208)處測(cè)量A1，可以在約2175nm(203)處測(cè)量A2,可以在約 2100nm(204)處測(cè)量A3,以及可以在2250nm(206)處測(cè)量A4。分子可以被解釋為表示修正 的與木質(zhì)素相關(guān)的值，分母可以被解釋為表示修正的與干物質(zhì)相關(guān)的值?？梢岳缁诰?有預(yù)先確定的采樣的測(cè)試測(cè)量來(lái)確定系數(shù)apapaya^adPb(|、131、132、133、13 4。一般地，變量 X可以具有分子和分母中的至少兩項(xiàng)：X=(af···+BnAnVOdci+…+bNAN)，其中N是項(xiàng)數(shù)，且N 至少為1。變量X可以直接是干物質(zhì)含量。
[0065] 然而在實(shí)施例中，可以使用多項(xiàng)式擬合來(lái)使變量X和測(cè)量的預(yù)先確定的木質(zhì)素含 量的基準(zhǔn)采樣的值匹配在一起。系數(shù)(V··dM的數(shù)目取決于擬合多項(xiàng)式的次數(shù)M，其至少為 一。系數(shù)dfdM進(jìn)而可以基于預(yù)先確定的采樣的測(cè)試測(cè)量來(lái)確定。多項(xiàng)式的次數(shù)例如可以 為2。然后表示干物質(zhì)值DRY的值可以被計(jì)算為：DRY=deMX+c^X2。
[0066] 圖4A示出了其中檢測(cè)器104可以包括散射部件400和多個(gè)檢測(cè)器元件402的實(shí) 施例，其中散射部件400將光輻射散射到不同的光波段△λ?到△λΜ的頻譜中。散射部 件400可以包括棱鏡或光柵。檢測(cè)器104可以包括分光計(jì)。檢測(cè)器元件402可以形成陣列 或矩陣。每個(gè)檢測(cè)器元件402接收散射的光輻射的光波段之一，并響應(yīng)于其而輸出與所述 光波段的光功率相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。該電信號(hào)可以被饋入測(cè)量單元106。來(lái)自適當(dāng)?shù)臋z測(cè)器 元件402的電信號(hào)可能單獨(dú)成為與關(guān)于測(cè)量波段中的衰減的數(shù)據(jù)相關(guān)的信號(hào)。替代性地， 來(lái)自多個(gè)檢測(cè)器元件402的信號(hào)可以包括與一個(gè)被測(cè)量的光波段有關(guān)的信息。
[0067] 圖4Β示出了其中使用來(lái)自目標(biāo)100的反射的光輻射來(lái)執(zhí)行圖4Α的測(cè)量的實(shí)施 例。
[0068] 圖5示出了其中檢測(cè)器104可以包括多通道檢測(cè)器500和用于多通道檢測(cè)器500 的每個(gè)通道510、512、514、516的光干擾過(guò)濾器502、504、506、508的實(shí)施例。通道的數(shù)目針 對(duì)木質(zhì)素測(cè)量而言至少為三，針對(duì)干物質(zhì)測(cè)量而言至少為四。至少一個(gè)光干擾過(guò)濾器502 可以具有與木質(zhì)素的吸收相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的光通過(guò)波段200、202、203、300。 至少兩個(gè)光干擾過(guò)濾器506、608中的每個(gè)可以具有除了預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段 200、202、203、300之外的預(yù)先確定的分離的光通過(guò)波段206、208、210、212、302、304。
[0069] 至少一個(gè)光干擾過(guò)濾器504可以具有與干物質(zhì)的吸收相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)預(yù) 先確定的光通過(guò)波段204。至少一個(gè)光干擾過(guò)濾器506可以具有除了預(yù)先確定的木質(zhì)素和 干物質(zhì)的光吸收波段200、202、203、204、300之外的一個(gè)或更多個(gè)預(yù)先確定的分離的光通 過(guò)波段206、208、210、212、302、304。至少一個(gè)另外的光干擾過(guò)濾器508也可以具有除了預(yù) 先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波段200、202、203、204、300之外的一個(gè)或更多個(gè)預(yù)先 確定的分離的光通過(guò)波段206、208、210、212、302、304。干擾過(guò)濾器508的至少一個(gè)光通過(guò) 波段與干擾過(guò)濾器506的至少一個(gè)光通過(guò)波段不相同。通道510至516可以將其響應(yīng)饋送 到測(cè)量單元106,測(cè)量單元106如上述地處理檢測(cè)到的光波段。
[0070] 干擾過(guò)濾器的通過(guò)波段的典型帶寬例如Δ λ在Inn至IOOnn之間?？梢宰杂傻?選擇該帶寬?？梢宰杂傻卣{(diào)節(jié)通過(guò)波段的中間波長(zhǎng)，使得可以向檢測(cè)器104傳遞適當(dāng)?shù)販y(cè) 量的光波段。
[0071] 圖6示出了利用旋轉(zhuǎn)（revolving)干擾過(guò)濾器盤(pán)600的實(shí)施例。光源是能夠輸出 所有測(cè)量的波段的光輻射的寬波段光源。檢測(cè)器104能夠輸出與其接收的光功率相關(guān)的電 子信號(hào)。盤(pán)600可以具有至少四個(gè)干擾過(guò)濾器502、504、506、508，每個(gè)均能夠傳遞一個(gè)測(cè) 量的光波段。在圖5的說(shuō)明中已經(jīng)說(shuō)明了過(guò)濾器。當(dāng)盤(pán)600轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，干擾過(guò)濾器502、504、 506、508相繼將測(cè)量的光波段向測(cè)量的片材100傳遞。檢測(cè)器104對(duì)應(yīng)地逐一檢測(cè)測(cè)量的 光波段。與檢測(cè)的光波段相關(guān)的電子信號(hào)可以被饋送到測(cè)量單元106,測(cè)量單元106如上面 描述地處理檢測(cè)的光波段。
[0072] 圖7示出了利用成成組光源元件700的實(shí)施例，其具有窄的光輸出波段。光源元 件700可以是具有在測(cè)量中使用的波長(zhǎng)的激光器或發(fā)光二極管。光源106已經(jīng)具有反射器 702,例如用于周?chē)囊粋€(gè)光源元件的鏡、以及用作光源元件700的剩余部分的光束分離器 704、706、708。光束分離器704至708用作光束組合器，使得來(lái)自不同的光源元件700的所 有光波段被定向到被測(cè)量的片材100的相同的部分。對(duì)于木質(zhì)素測(cè)量，可以需要兩個(gè)光束 分離器和反射器作為最小要求。對(duì)于測(cè)量木質(zhì)素和纖維素這二者，可以需要三個(gè)光束分離 器和反射器作為最小要求。
[0073] 檢測(cè)器106可以具有成組的檢測(cè)器元件718和反射器716,例如用于周?chē)囊粋€(gè)光 檢測(cè)器元件的鏡，以及用于光檢測(cè)器元件718的剩余部分的光束分離器710、712、714。光束 分離器710至714將測(cè)量的光束分離成不同的測(cè)量的光波段，并將每個(gè)波段定向到一個(gè)檢 測(cè)器元件718。對(duì)于木質(zhì)素測(cè)量，可以需要三個(gè)檢測(cè)器元件、兩個(gè)光束分離器和反射器作為 最小要求。對(duì)于測(cè)量木質(zhì)素和干物質(zhì)這兩者而言，可以需要四個(gè)檢測(cè)器元件、三個(gè)光束分離 器和反射器作為最小要求。
[0074] 作為對(duì)多個(gè)窄波段光源的取代，可以使用寬波段光源。如果使用寬波段光源，則可 以不需要鏡702和光束分離器704至708。檢測(cè)器104仍然保持與圖6相同。
[0075] 如果如同在圖6中所示使用了多個(gè)窄波段光源700,則檢測(cè)器104可以與圖3所示 的相似，即，檢測(cè)器104包括分光計(jì)。
[0076] 在實(shí)施例中，至少一個(gè)光源可以在至少一個(gè)測(cè)量的波長(zhǎng)波段上擴(kuò)展。
[0077] 圖8示出了造紙機(jī)的原理結(jié)構(gòu)。紙漿流或多個(gè)紙漿流可以通過(guò)導(dǎo)線槽（wire pit) 800被饋送到造紙機(jī)中，導(dǎo)線槽之前通常是用于紙漿流的混合桶830和機(jī)器桶832。紙 漿可以包含回收的紙。機(jī)器泵成批地生產(chǎn)并被通過(guò)重量控制或級(jí)別改變程序而用于短循 環(huán)?；旌贤?30和機(jī)器衆(zhòng)（machinepulp)832也可以被分離的混合反應(yīng)堆（圖8中未示 出）所取代，并且通過(guò)借助于閥門(mén)或一些其它流調(diào)節(jié)裝置828單獨(dú)地饋送每個(gè)紙漿流來(lái)控 制機(jī)器紙漿的批處理。在導(dǎo)線槽800中，機(jī)器紙漿與水相混合，以提供具有期望的一致性的 短循環(huán)（從成形器（f〇rmer)810到導(dǎo)線槽800的虛線）。從由此產(chǎn)生的紙漿中，可以通過(guò)清 潔設(shè)備802去除沙子（水力旋流器）、空氣（排氣桶）或其它粗糙材料（壓力篩），并且借 助于泵804將紙漿抽吸到流料箱（headbox) 806中。在流料箱806之前，如果期望的話，可 以向紙漿添加過(guò)濾器TA例如高嶺土、碳酸鈣、滑石、白堊、二氧化鈦、硅石等，和/或保持劑 RA例如無(wú)機(jī)物、自然有機(jī)或合成的水溶性有機(jī)聚合物。所述TA和RA屬于所述片材中的干 物質(zhì)，并且它們中的物質(zhì)可以被單獨(dú)地或被以具有或不具有纖維素的期望的組合測(cè)量。所 述過(guò)濾器可以用于改善成形、表面屬性、不透明性、亮度和可印刷性，以及用于減少制造成 本。保持劑RA對(duì)于其部分而言增大了細(xì)料和填料的保持力，并同時(shí)以已知的自身方式加速 了脫水處理。過(guò)濾器和保持劑這二者由此均影響紙幅（web)和紙的表面拓?fù)洹?br> [0078] 從流衆(zhòng)箱806開(kāi)始，紙衆(zhòng)被饋送穿過(guò)流衆(zhòng)箱的薄片（slice) 808并進(jìn)入成形器810 中，成形器810可以是長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)或縫隙形成器。在成形器810中，紙幅（web) 10被脫水， 并且灰燼、細(xì)料和纖維被去除而進(jìn)入短循環(huán)。在成形器810中，紙漿被作為紙幅10而饋送到 導(dǎo)線上，并且紙幅10被初步干燥并在壓機(jī)（press) 812中被擠壓。紙幅10在干燥部分814 中被初步干燥。通常存在至少一個(gè)測(cè)量部分816、818、820、822、824，通過(guò)其可以測(cè)量紙幅 10的木質(zhì)素含量和干物質(zhì)含量。
[0079]在本申請(qǐng)中表示造紙機(jī)和造紙板機(jī)這兩者以及還表示紙漿制造機(jī)的造紙機(jī) 還可以包括例如前置砑光機(jī)（precalender) 838、涂覆部分/部840和/或后置砑光機(jī) (postcalender) 842。然而，不一定存在任何涂覆部分840,并且在此情況下不一定存在多于 一個(gè)的砑光機(jī)838、842。在涂覆部分840中，可以包含例如高嶺土、白堊或碳酸鹽、淀粉、和 /或乳液的涂覆色彩可以應(yīng)用到紙表面上。涂覆色彩的使用通常降低了紙的粗糙度并改善 了光澤度。
[0080]在砑光機(jī)838、842中，其中未涂覆的或涂覆的紙幅在用期望的力壓緊的輥之間行 進(jìn)，紙的表面拓?fù)淅绱植诙瓤梢员桓淖?。砑光機(jī)838、842還可以影響紙的厚度和/或光 澤。在砑光機(jī)838、842中，紙幅的屬性可以通過(guò)對(duì)紙幅加濕來(lái)改變，或者借助于溫度和輥之 間的壓區(qū)負(fù)載/壓力來(lái)改變，使得施加到紙幅的壓力越大，紙就越變得越平滑和越有光澤。 加濕和溫度上升進(jìn)一步減小了粗糙度和改善了光澤度。此外，顯然造紙機(jī)的操作本身對(duì)于 本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是已知的，因此在本上下文中不再更詳細(xì)地描述。
[0081] 圖8還示出了用于造紙機(jī)的控制系統(tǒng)。影響質(zhì)量和級(jí)別變化的因素包括紙漿流的 量和比率、過(guò)濾器的量、保持劑的量、機(jī)器速度、回流的量和干燥能力。控制器826可以控制 至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元，所述調(diào)節(jié)單元可以調(diào)節(jié)所述片材的至少一個(gè)屬性，所述屬性之一可以 是干物質(zhì)含量?？刂破?26可以借助閥門(mén)828來(lái)控制紙漿流的批處理，借助閥門(mén)836來(lái)控 制過(guò)濾器TA的批處理，借助閥門(mén)834控制保持劑RA的批處理，借助調(diào)節(jié)裝置828控制不同 的紙漿的饋送?？刂破?26還可以控制薄片808的尺寸、具有所述機(jī)器速度的移動(dòng)所述薄 片的電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)回流的量的閥門(mén)、以及塊814中的干燥處理?？刂破?26利用包括檢測(cè)器 104并且通常還包括光輻射源102的測(cè)量裝置816至824來(lái)監(jiān)控濕度?？刂破?26還可以 在別處（例如在執(zhí)行控制的相同點(diǎn)）測(cè)量紙幅10的屬性。
[0082] 控制器82可以被認(rèn)為是基于造紙機(jī)的自動(dòng)數(shù)據(jù)處理的控制布置或其一部分?？?制器826可以接收數(shù)字信號(hào)或?qū)⒔邮盏哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。控制器826可以包括微 處理器和存儲(chǔ)器，并根據(jù)適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)程序來(lái)處理信號(hào)?？刂破?26可以例如基于PID(比 例-積分-微分）、MPC(模型預(yù)測(cè)控制）或GPC(-般預(yù)測(cè)控制）控制。
[0083] 圖9示出了木質(zhì)素測(cè)量的流程圖。在步驟900中，光輻射被允許與所測(cè)量的包括 纖維素材料和可能的木質(zhì)素的片材相互作用。在步驟902中，基于與所測(cè)量的片材相互作 用的光輻射在一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段處的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與木 質(zhì)素相關(guān)的值。在步驟904中，通過(guò)測(cè)量在除了所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸 收波段之外的兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)先確定的分離的光波段中的衰減來(lái)確定與所測(cè)量的片材相 互作用的光輻射的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性。在步驟906中，通過(guò)從所述至少一個(gè)與 木質(zhì)素相關(guān)的值中去除所確定的衰減的一般相關(guān)性來(lái)形成表示木質(zhì)素含量的值。
[0084] 圖10示出了干物質(zhì)測(cè)量的流程圖。在步驟1000中，光輻射被允許與所測(cè)量的包 括干物質(zhì)和可能的木質(zhì)素的片材相互作用。在步驟1002中，基于與所測(cè)量的片材相互作用 的光輻射在一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段中的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與木質(zhì) 素相關(guān)的值。在步驟1004中，基于與所測(cè)量的片材相互作用的光輻射在一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確 定的干物質(zhì)的光吸收波段中的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值。在步驟1006中，通 過(guò)測(cè)量在除了預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波段之外的兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)先確定的 分離的光波段處的衰減來(lái)確定與所測(cè)量的片材相互作用的光輻射的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一 般相關(guān)性。在步驟1008中，基于所述至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值、所述至少一個(gè)與干物質(zhì) 相關(guān)的值以及所述衰減的一般相關(guān)性來(lái)形成表示干物質(zhì)含量的值。
[0085] 圖11表示基于片材的木質(zhì)素含量的控制方法的流程圖。該方法步驟1100包括圖 9的步驟，并且還包括基于所測(cè)量的木質(zhì)素含量來(lái)控制至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元的步驟1102。在 步驟1104中，所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元基于控制來(lái)調(diào)節(jié)所測(cè)量的片材的至少一個(gè)屬性。
[0086] 圖12表示基于所述片材的干物質(zhì)含量的控制方法的流程圖。該方法步驟1200 包括圖10的步驟，并且還包括基于所測(cè)量的干物質(zhì)含量來(lái)控制至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元的步驟 1202。在步驟1204中，所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元基于控制而調(diào)節(jié)所測(cè)量的片材中的干物質(zhì)含 量。
[0087] 能夠執(zhí)行在圖9和10中至少一個(gè)中示出的步驟的測(cè)量單元106和控制器700、826 可以被實(shí)現(xiàn)為電子數(shù)字計(jì)算機(jī)、或可包括工作存儲(chǔ)器（RAM)、中央處理單元（CPU)和系統(tǒng)時(shí) 鐘。CPU可以包括寄存器集、算術(shù)邏輯單元和控制器?？刂破骰螂娐肥軓腞AM傳送到CPU的 程序指令序列的控制?？刂破骺梢园糜诨A(chǔ)操作的大量微指令。微指令的實(shí)現(xiàn)可以取 決于CPU設(shè)計(jì)而變化?？梢酝ㄟ^(guò)編程語(yǔ)言對(duì)所述程序指令進(jìn)行編碼，所述編程語(yǔ)言可以是 高級(jí)編程語(yǔ)言例如C、Java等，或者是低級(jí)編程語(yǔ)言例如機(jī)器語(yǔ)言或編譯器。電子數(shù)字計(jì)算 機(jī)也可以具有操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)可以為用程序指令編寫(xiě)的計(jì)算機(jī)程序提供系統(tǒng)服務(wù)。
[0088] 測(cè)量單元106和控制器700、826可以包括表示所有以下的電路：（a)僅有硬件的 電路實(shí)現(xiàn)，例如僅用模擬和/或數(shù)字電路的實(shí)現(xiàn)；以及（b)電路和軟件（和/或固件）的組 合，例如（如適用）：（i)(多個(gè)）處理器的組合；或（ii)(多個(gè)）處理器/軟件的部分，包括 一起工作以使得設(shè)備執(zhí)行各種功能的（多個(gè)）數(shù)字信號(hào)處理器、軟件和（多個(gè)）存儲(chǔ)器；以 及（c)需要軟件或固件以用于操作的電路，例如（多個(gè)）微處理器或（多個(gè)）微處理器的 部分，即使所述軟件或固件物理上并不存在。
[0089] 作為進(jìn)一步示例，術(shù)語(yǔ)"電路"也將涵蓋僅處理器（或多個(gè)處理器）或者處理器的 部分和它（或它們）伴隨的軟件和/或固件的實(shí)現(xiàn)。
[0090] 實(shí)施例提供了在分布介質(zhì)上體現(xiàn)的計(jì)算機(jī)程序，包括當(dāng)被加載到電子設(shè)備中時(shí)被 配置用于控制設(shè)備執(zhí)行上述的實(shí)施例的程序指令。
[0091] 所述計(jì)算機(jī)程序可以以源代碼形式、目標(biāo)代碼形式、或以一些中間形式，并且其可 以被存儲(chǔ)在一些類(lèi)型的載體中，所述載體可以是任何能夠執(zhí)行所述程序的實(shí)體或裝置。這 種載體例如包括記錄介質(zhì)、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器和軟件分布包。取決于所需要的處理 功率，計(jì)算機(jī)程序可以在單個(gè)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)中執(zhí)行，或者可以分布在許多計(jì)算機(jī)中。
[0092] 所述設(shè)備也可以被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)集成電路，例如應(yīng)用專(zhuān)用的集成電路 ASIC(應(yīng)用專(zhuān)用集成電路）。其它硬件實(shí)施例也是可行的，例如由分離的邏輯組件構(gòu)建的電 路。這些不同的實(shí)現(xiàn)的混合也是可行的。當(dāng)選擇實(shí)現(xiàn)的方法時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將考慮 例如針對(duì)設(shè)備的尺寸和功耗所設(shè)置的需求、必需的處理能力、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)量。
[0093] 對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然由于技術(shù)先進(jìn)性，本發(fā)明的原理可以以各種方 式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明及其實(shí)施例不限于上面描述的示例，而是可以在本發(fā)明的范圍之內(nèi)變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于測(cè)量包括纖維素材料和可能的木質(zhì)素的片材的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括： 檢測(cè)器和測(cè)量單元； 所述檢測(cè)器被配置用于接收與所測(cè)量的片材相互作用的光輻射，并響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè) 預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段、以及除了所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波 段之外的兩個(gè)或更多個(gè)分離的光波段； 所述測(cè)量單元被配置用于基于所述檢測(cè)器的響應(yīng)： 基于所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段中的紫外光的光輻射的衰減來(lái) 測(cè)量至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值； 確定作為已知類(lèi)型的函數(shù)的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性，所述函數(shù)的參數(shù)基于在除 了所述預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段之外的測(cè)量的波長(zhǎng)處的衰減值；并將每個(gè)修正的木 質(zhì)素值形成為與木質(zhì)素相關(guān)的值與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸 收波段形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差；以及 通過(guò)從所述至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值中去除所述衰減的一般相關(guān)性來(lái)形成表示木 質(zhì)素含量的值。
2. -種用于測(cè)量包括纖維素材料和可能的木質(zhì)素的片材的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括： 檢測(cè)器和檢測(cè)單元； 所述檢測(cè)器被配置用于接收與被測(cè)量的片材相互作用的光輻射，并響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè) 預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段、一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段、以及除了 所述預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波段之外的兩個(gè)或更多個(gè)分離的光波段； 所述測(cè)量單元被配置用于基于所述檢測(cè)器的響應(yīng)： 基于所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段中的紫外光的光輻射的衰減來(lái) 測(cè)量至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值； 基于所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段中的光輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少 一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值； 確定作為已知類(lèi)型的函數(shù)的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性，所述函數(shù)的參數(shù)基于在除 了所述預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段之外的測(cè)量的波長(zhǎng)處的衰減值；并將每個(gè)修正的木 質(zhì)素值形成為與木質(zhì)素相關(guān)的值與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸 收波段而形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差；以及將每個(gè)修正的干物質(zhì)值形成為與干物質(zhì)相關(guān)的值 與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段而形成的對(duì)應(yīng)的值之間的 差；以及 基于所述至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值、所述至少一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值、以及所述衰 減的一般相關(guān)性來(lái)形成表不干物質(zhì)含量的值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，所述測(cè)量單元被配置用于：通過(guò)從所述與木質(zhì)素和干 物質(zhì)相關(guān)的值中去除所述衰減的一般相關(guān)性來(lái)形成修正的與木質(zhì)素和干物質(zhì)相關(guān)的值；以 及 基于至少一個(gè)修正的與木質(zhì)素相關(guān)的值和至少一個(gè)修正的與干物質(zhì)相關(guān)的值來(lái)形成 表示干物質(zhì)含量的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述設(shè)備包括被配置用于輸出用于穿過(guò)所測(cè)量的 目標(biāo)傳輸?shù)墓飧Ｉ涞墓庠础?br> 5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述測(cè)量單元被配置用于基于以下光波段中的至 少兩個(gè)來(lái)測(cè)量衰減的一般相關(guān)性：其每個(gè)波長(zhǎng)長(zhǎng)于預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波 段的任意波長(zhǎng)的波段，其每個(gè)波長(zhǎng)介于預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段與預(yù)先確定的干物 質(zhì)的光吸收波段之間的波段，以及其每個(gè)波長(zhǎng)短于預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波 段的任意波長(zhǎng)的波段。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述檢測(cè)器包括多個(gè)檢測(cè)器元件和散射元件， 所述散射元件被配置用于將所述光輻射散射到包括所測(cè)量的光波段的光波段中，并且所述 檢測(cè)器元件被配置用于接收所述光波段并對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述檢測(cè)器包括具有至少三個(gè)通道的多通道檢測(cè) 器和用于所述檢測(cè)器的每個(gè)通道的光干擾過(guò)濾器；所述至少三個(gè)光干擾過(guò)濾器具有一個(gè)或 多個(gè)預(yù)先確定的與木質(zhì)素的吸收相關(guān)聯(lián)的光通波段、以及除了所述預(yù)先確定的與木質(zhì)素的 吸收相關(guān)聯(lián)的光波段之外的兩個(gè)或更多個(gè)分離的光通波段；并且所述檢測(cè)器的通道被配置 用于將所述通道的響應(yīng)饋送到所述測(cè)量單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述檢測(cè)器包括具有至少四個(gè)通道的多通道檢測(cè) 器和用于所述檢測(cè)器的每個(gè)通道的光干擾過(guò)濾器；所述至少四個(gè)光干擾過(guò)濾器具有一個(gè)或 多個(gè)預(yù)先確定的與木質(zhì)素的吸收相關(guān)聯(lián)的光通波段、一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的與干物質(zhì)的吸 收相關(guān)聯(lián)的光通波段、以及除了所述預(yù)先確定的光波段之外的兩個(gè)或更多個(gè)分離的光通波 段；并且所述檢測(cè)器的通道被配置用于將所述通道的響應(yīng)饋送到所述測(cè)量單元。
9. 一種包括權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元 和控制器，所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元被配置用于調(diào)節(jié)被測(cè)量的片材的至少一個(gè)屬性，并且所 述控制器被配置用于基于所測(cè)量的木質(zhì)素含量來(lái)控制所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元。
10. -種包括權(quán)利要求2所述的設(shè)備的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元和 控制器，所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元被配置用于調(diào)節(jié)所測(cè)量的片材中的所述干物質(zhì)含量，并且 所述控制器被配置用于基于所測(cè)量的干物質(zhì)含量來(lái)控制控制所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元。
11. 一種用于測(cè)量包括纖維素材料和可能的木質(zhì)素的片材的方法，所述方法包括： 允許光輻射與所測(cè)量的片材相互作用； 基于一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段中的與所測(cè)量的片材相互作用的紫 外光的光輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值； 由測(cè)量單元確定作為已知類(lèi)型的函數(shù)的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性，所述函數(shù)的參 數(shù)基于在除了所述預(yù)先確定的與木質(zhì)素相關(guān)聯(lián)的吸收波段之外的所測(cè)量的波長(zhǎng)處的衰減 值；并將每個(gè)修正的木質(zhì)素值形成為與木質(zhì)素相關(guān)的值與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先 確定的木質(zhì)素的光吸收波段而形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差； 通過(guò)從所述至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值中去除所確定的衰減的一般相對(duì)性來(lái)形成表 示木質(zhì)素含量的值。
12. -種用于測(cè)量包括纖維素材料和可能的木質(zhì)素的片材的方法，所述方法包括： 允許光輻射與所測(cè)量的片材相互作用； 基于在一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段中的與所測(cè)量的片材相互作用的 紫外光的光輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值； 基于一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段中的與所測(cè)量的片材相互作用的光 輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值； 由測(cè)量單元確定作為已知類(lèi)型的函數(shù)的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性，所述函數(shù)的參 數(shù)基于在除了預(yù)先確定的與木質(zhì)素和干物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的吸收波段之外的所測(cè)量的波長(zhǎng)處的 衰減值；將每個(gè)修正的木質(zhì)素值形成為與木質(zhì)素相關(guān)的值與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù) 先確定的木質(zhì)素的光吸收波段而形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差；以及將每個(gè)修正的干物質(zhì)值形 成為與干物質(zhì)相關(guān)的值與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段而 形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差；以及 基于所述至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值、所述至少一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值以及所述衰減 的一般相關(guān)性，形成表示干物質(zhì)含量的值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括通過(guò)從所述與木質(zhì)素和干物質(zhì)相關(guān) 的值中去除所確定的衰減的一般相關(guān)性來(lái)形成修正的與木質(zhì)素和干物質(zhì)相關(guān)的值；以及 基于所述至少一個(gè)修正的與木質(zhì)素相關(guān)的值、所述至少一個(gè)修正的與干物質(zhì)相關(guān)的值 來(lái)形成表示干物質(zhì)含量的值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括：由測(cè)量單元確定作為已知類(lèi)型的 函數(shù)的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相對(duì)性，所述函數(shù)的參數(shù)基于在除了所述預(yù)先確定的與木質(zhì) 素相關(guān)聯(lián)的吸收波段之外的所測(cè)量的波長(zhǎng)處的衰減值；以及將所述每個(gè)修正的木質(zhì)素值形 成為與木質(zhì)素相關(guān)的值與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段而 形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括：由所述測(cè)量單元基于以下光波段 中的至少兩個(gè)來(lái)測(cè)量衰減的一般相對(duì)性：其每個(gè)波長(zhǎng)長(zhǎng)于預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光 吸收波段的任意波長(zhǎng)的波段，其每個(gè)波長(zhǎng)介于預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段與預(yù)先確定 的干物質(zhì)的光吸收波段之間的波段，以及其每個(gè)波長(zhǎng)短于預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光 吸收波段的任意波長(zhǎng)的波段。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，所述方法還包括在所述檢測(cè)器中將所述光輻射 散射到頻譜中，并且由每個(gè)檢測(cè)器元件接收并響應(yīng)所述頻譜的光波段。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述檢測(cè)器包括多通道檢測(cè)器和用于所述檢測(cè) 器的每個(gè)通道的光干擾過(guò)濾器；至少一個(gè)光干擾過(guò)濾器具有一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的與木質(zhì) 素的吸收相關(guān)聯(lián)的光通波段、以及除了預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段之外的兩個(gè)或更多 個(gè)分離的光通波段；以及由所述通道將其響應(yīng)饋送到所述測(cè)量單元。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述檢測(cè)器包括多通道檢測(cè)器和用于所述檢測(cè) 器的每個(gè)通道的光干擾過(guò)濾器；至少一個(gè)光干擾過(guò)濾器具有一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的與木質(zhì) 素的吸收相關(guān)聯(lián)的光通波段、一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的與干物質(zhì)的吸收相關(guān)聯(lián)的光通波段、 以及除了所述預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波段之外的兩個(gè)或更多個(gè)分離的光通 波段；以及通過(guò)所述通道將其響應(yīng)饋送到所述測(cè)量單元。
19. 一種方法，所述方法包括權(quán)利要求11的步驟，并且還包括：基于所測(cè)量的木質(zhì)素含 量來(lái)控制至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元，所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元基于所述控制來(lái)調(diào)節(jié)所測(cè)量的片材的 至少一個(gè)屬性。
20. -種方法，所述方法包括權(quán)利要求11的步驟，并且還包括：基于所測(cè)量的木質(zhì)素含 量來(lái)控制至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元，所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元基于所述控制來(lái)調(diào)節(jié)所測(cè)量的片材中 的干物質(zhì)含量。
21. -種用于測(cè)量包括纖維素材料和可能的木質(zhì)素的片材的設(shè)備，所述設(shè)備包括： 至少一個(gè)處理器；以及 至少一個(gè)包括計(jì)算機(jī)程序代碼的存儲(chǔ)器，其中所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器和所述計(jì)算機(jī)程序 代碼利用所述至少一個(gè)處理器而被配置用于使得所述設(shè)備至少執(zhí)行： 允許光輻射與所測(cè)量的片材的相互作用； 基于一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段中的與所測(cè)量的片材相互作用的紫 外光的光輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值； 確定作為已知類(lèi)型的函數(shù)的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性，所述函數(shù)的參數(shù)基于在除 了所述預(yù)先確定的與木質(zhì)素相關(guān)聯(lián)的吸收波段之外的所測(cè)量的波長(zhǎng)處的衰減值；并將每個(gè) 修正的木質(zhì)素值形成為與木質(zhì)素相關(guān)的值與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先確定的木質(zhì) 素的光吸收波段而形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差； 通過(guò)從所述至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值中去除所確定的衰減的一般相對(duì)性來(lái)形成表 示木質(zhì)素含量的值。
22. -種用于測(cè)量包括纖維素材料和可能的木質(zhì)素的片材的設(shè)備，所述設(shè)備包括： 至少一個(gè)處理器；以及 至少一個(gè)包括計(jì)算機(jī)程序代碼的存儲(chǔ)器，其中所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器和所述計(jì)算機(jī)程序 代碼利用所述至少一個(gè)處理器而被配置用于使得所述設(shè)備至少執(zhí)行： 允許光輻射與所測(cè)量的片材相互作用； 基于在一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波段中的與所測(cè)量的片材相互作用的 紫外光的光輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值； 基于一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段中的與所測(cè)量的片材相互作用的光 輻射的衰減來(lái)測(cè)量至少一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值； 通過(guò)測(cè)量除所述預(yù)先確定的木質(zhì)素和干物質(zhì)的光吸收波段之外的兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)先 確定的分離的光波段中的衰減來(lái)確定與所測(cè)量的片材相互作用的所述光輻射的衰減相對(duì) 于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性； 確定作為已知類(lèi)型的函數(shù)的衰減相對(duì)于波長(zhǎng)的一般相關(guān)性，所述函數(shù)的參數(shù)基于在除 了預(yù)先確定的與木質(zhì)素的吸收波段之外的所測(cè)量的波長(zhǎng)處的衰減值；將每個(gè)修正的木質(zhì)素 值形成為與木質(zhì)素相關(guān)的值與基于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先確定的木質(zhì)素的光吸收波 段而形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差；以及將每個(gè)修正的干物質(zhì)值形成為與干物質(zhì)相關(guān)的值與基 于所述已知類(lèi)型的函數(shù)為預(yù)先確定的干物質(zhì)的光吸收波段而形成的對(duì)應(yīng)的值之間的差；以 及 基于所述至少一個(gè)與木質(zhì)素相關(guān)的值、所述至少一個(gè)與干物質(zhì)相關(guān)的值以及所述衰減 的一般相關(guān)性，形成表示干物質(zhì)含量的值。
【文檔編號(hào)】G01N21/31GK104508458SQ201380039328
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
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