一種紙張檢測方法及檢測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及造紙領(lǐng)域，尤其涉及一種利用超聲波檢測紙張質(zhì)量的方法及檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在紙張生產(chǎn)過程中，由于原料、輔料、設(shè)備、工藝以及操作方法等諸多因素的影響，使得紙張的漿料配比、輔料、表面施膠、紙張水份含量、紙張的定量等內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在一定的差異。
[0003]目前，在紙張生產(chǎn)過程中，多種過程自動化設(shè)備發(fā)揮著關(guān)鍵作用，保證紙張質(zhì)量符合工藝要求。其中，QCS(質(zhì)量控制系統(tǒng))主要用于檢測控制紙張的定量和水份含量情況，CCD(視覺檢測系統(tǒng))主要用于檢測紙張的外觀質(zhì)量，但是目前仍未有對紙張的內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析檢測的設(shè)備，而紙張的內(nèi)在結(jié)構(gòu)卻是真實地反應(yīng)紙張生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵因素。若在紙張生產(chǎn)過程中因紙張成形關(guān)鍵因素異常而出現(xiàn)質(zhì)量問題，將會導(dǎo)致生產(chǎn)出來的紙張不可用，大大增加了生產(chǎn)成本。進(jìn)一步地，由于目前沒有對紙張內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測的設(shè)備，無法得知是哪個生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，使后續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明利用超聲波對紙張進(jìn)行檢測，根據(jù)不同物理指標(biāo)存在不同頻譜特征這一情況，利用通過紙張后的超聲波信號的能量信號，分析紙張的相應(yīng)物理指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，來規(guī)范、指導(dǎo)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，保證紙張質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明一方面提供了一種紙張檢測方法，所述的檢測方法包括:向待檢紙張表面發(fā)射一超聲波檢測信號，所述超聲波檢測信號的頻率在所述待檢紙張的一物理指標(biāo)對應(yīng)的敏感頻率范圍內(nèi)；接收所述超聲波檢測信號通過所述待檢紙張后的信號并對其進(jìn)行快速傅里葉變換，得到包含基波值和η次諧波值的能量信號；根據(jù)所述能量信號的基波值、η次諧波值、所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍和預(yù)設(shè)η次諧波范圍判斷所述待檢紙張的所述物理指標(biāo)是否滿足預(yù)定條件；其中，η為不小于I的整數(shù)。
[0006]在一實施例中，根據(jù)所述能量信號的基波值、η次諧波值、所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍和預(yù)設(shè)η次諧波范圍判斷所述待檢紙張的所述物理指標(biāo)是否滿足預(yù)定條件，包括:判斷所述能量信號的基波值是否在所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍內(nèi)，并判斷所述能量信號的η次諧波值是否在所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)η次諧波范圍內(nèi)，若所述能量信號的基波值在所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍內(nèi)且所述η次諧波值在所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)η次諧波范圍內(nèi)，則所述待檢紙張的所述物理指標(biāo)滿足預(yù)定條件，即所述待檢紙張的所述物理指標(biāo)達(dá)標(biāo)，否則所述待檢紙張的所述物理指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。
[0007]在一實施例中，當(dāng)所述待檢紙張的所述物理指標(biāo)不達(dá)標(biāo)時，生成一報警信號。
[0008]在一實施例中，所述超聲波檢測信號垂直于所述待檢紙張的表面發(fā)射。
[0009]在一實施例中，所述物理指標(biāo)包括漿料配比、輔料、表面施膠、紙張水份含量及紙張的定量。
[0010]在一實施例中，在向所述待檢紙張表面發(fā)射一超聲波檢測信號之前，還包括:根據(jù)所述物理指標(biāo)對頻率的超聲波信號的敏感程度，建立所述物理指標(biāo)中的漿料配比、輔料、表面施膠、紙張水份含量及紙張的定量與不同頻率范圍的超聲波信號的映射關(guān)系。
[0011]在一實施例中，所述超聲波檢測信號的頻率在25kHz?IMHz之間，并且所述超聲波檢測信號為正弦波或三角波。
[0012]本發(fā)明另一方面還提供一種紙張檢測設(shè)備，所述檢測設(shè)備包括:一超聲波信號發(fā)射單元，用于向待檢紙張表面發(fā)射一超聲波檢測信號，所述超聲波檢測信號的頻率在所述待檢紙張的一物理指標(biāo)對應(yīng)的敏感頻率范圍內(nèi)；一超聲波信號接收單元，與所述超聲波信號發(fā)射單元相對設(shè)置，用于接收所述超聲波檢測信號通過所述待檢紙張后的信號，并對其進(jìn)行濾波放大處理；一信號處理單元，連接所述超聲波信號接收單元，用于對所述超聲波信號接收單元傳輸來的信號進(jìn)行快速傅里葉變換，得到包含基波值和η次諧波值的能量信號，并根據(jù)所述能量信號的基波值、η次諧波值、所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍和預(yù)設(shè)η次諧波范圍判斷所述待檢紙張的所述物理指標(biāo)是否滿足預(yù)定條件；一顯示單元，與所述信號處理單元連接，用于顯示所述能量信號；其中，η為不小于I的整數(shù)。
[0013]在一實施例中，所述的紙張檢測設(shè)備還包括:一報警單元，用于當(dāng)所述能量信號的基波值不在所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍內(nèi)，或者所述能量信號的任一次諧波值不在所述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)η次諧波范圍內(nèi)時，生成報警信息。
[0014]在一實施例中，所述超聲波信號發(fā)射單元包括多路超聲波發(fā)射器。
[0015]本發(fā)明利用超聲波信號在不同煤質(zhì)中的傳播規(guī)律，分析其透過待檢紙張獲得波形，實現(xiàn)對待檢紙張物理指標(biāo)的檢測分析，進(jìn)而對紙張的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行起到指導(dǎo)的作用，以保證紙張質(zhì)量合格。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1所示為本發(fā)明實施例紙張檢測方法的流程示意圖；
[0018]圖2所示為本發(fā)明實施例用于制造十元面值人民幣的合格鈔票紙的預(yù)設(shè)基波范圍及預(yù)設(shè)一次諧波范圍?預(yù)設(shè)五次諧波范圍的示意圖；
[0019]圖3所示為本發(fā)明實施例紙張檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]在紙張生產(chǎn)過程中，當(dāng)與紙張成形有關(guān)的某個物理指標(biāo)異常時，會導(dǎo)致紙張的質(zhì)量問題，使生產(chǎn)出來的紙張不可用，這大大增加了紙張的生產(chǎn)成本。本發(fā)明提供了一種紙張檢測方法，該方法的主要原理是通過發(fā)射超聲波信號，對待檢紙張進(jìn)行照射，再分析通過待檢紙張后的超聲波信號的頻譜特性，從而得到待檢紙張的某一物理指標(biāo)的超聲波檢測參數(shù)，可判斷該物理指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，以對紙張的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)起到指導(dǎo)、規(guī)范的作用。
[0022]圖1所示為本發(fā)明實施例紙張檢測方法的流程圖，該方法主要包括以下步驟:
[0023]首先，向待檢紙張表面發(fā)射一超聲波檢測信號，該超聲波檢測信號的頻率在待檢紙張的一物理指標(biāo)對應(yīng)的敏感頻率范圍內(nèi)(步驟101)。
[0024]與紙張內(nèi)在質(zhì)量因素相關(guān)的物理指標(biāo)包括但不限于漿料配比、輔料、表面施膠、紙張水份含量及紙張的定量，根據(jù)不同物理指標(biāo)對超聲波頻率的敏感程度不同，在檢測待檢紙張的某一物理指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)時，需要發(fā)射該物理指標(biāo)對應(yīng)的敏感頻率范圍內(nèi)的超聲波檢測信號。
[0025]其次，接收上述超聲波檢測信號通過待檢紙張后的信號，并對該信號進(jìn)行快速傅里葉變換，可以得到包含基波值和η次諧波值(例如一次諧波、二次諧波及更高階次的諧波等)的能量信號，其中，η為不小于I的整數(shù)(步驟102)。
[0026]最后，根據(jù)上述能量信號的基波值、η次諧波值、上述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍和預(yù)設(shè)η次諧波范圍判斷上述待檢紙張的該物理指標(biāo)是否滿足預(yù)定條件(步驟103)。
[0027]利用本發(fā)明提供的紙張檢測方法，可以對紙張的不同物理指標(biāo)進(jìn)行快速檢測，獲得紙張的不同物理指標(biāo)對應(yīng)的頻譜特征，根據(jù)該頻譜特征指導(dǎo)生產(chǎn)，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，規(guī)范生產(chǎn)流程。
[0028]在一實施例中，根據(jù)上述能量信號的基波值、η次諧波值、上述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍和預(yù)設(shè)η次諧波范圍判斷上述待檢紙張的該物理指標(biāo)是否滿足預(yù)定條件時，需要判斷上述能量信號的基波值是否在上述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍內(nèi)，并判斷上述能量信號的η次諧波值是否在上述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)η次諧波范圍內(nèi)，如果上述能量信號的基波值在上述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)基波范圍內(nèi)，并且上述η次諧波值在上述物理指標(biāo)對應(yīng)的預(yù)設(shè)η次諧波范圍內(nèi)，則該待檢紙張的所述物理指標(biāo)滿足預(yù)定條件，即待檢紙張的所述物理指標(biāo)達(dá)標(biāo)，否則待檢紙張的所述物理指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。
[0029]在一實施例中，當(dāng)待檢紙張的某一物理指標(biāo)不達(dá)標(biāo)時，可以生成一報警信號，以通知工作人員及時發(fā)現(xiàn)問題，減小生產(chǎn)損失。
[0030]在利用上述紙張檢測方法對紙張的某一物理指標(biāo)進(jìn)行檢測時，超聲波檢測信號通常垂直于紙張的表面發(fā)射。
[0031]在一實施例中，對紙張的各物理指標(biāo)進(jìn)行檢測時，所采用超聲波檢測信號的頻率在25kHz?IMHz之間，并且該超聲波檢測信號為正弦波或三角波。
[0032]在檢測待檢紙張的各物理指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)之前，需預(yù)先測定合格紙張的不同物理指標(biāo)所對應(yīng)的基波范圍及諧波范圍并本地存儲，以作為判斷待檢紙張是否合格的判斷準(zhǔn)則。
[0033]本發(fā)明僅以檢測用于制造十元面值人民幣的待檢鈔票紙的漿料配比是否達(dá)標(biāo)為例進(jìn)行說明，并非用于限制本發(fā)明。
[0034]具體實施時，根據(jù)紙張的不同物理指標(biāo)對不同頻率的超聲波的敏感程度不同，在檢測待檢鈔票紙的漿料配比之前，需要確定漿料配比對應(yīng)的敏感頻率范圍。向一組合格樣本中的一張鈔票紙的表面發(fā)射頻率在上述敏感頻率范圍內(nèi)的超聲波檢測信號，然后接收該超聲波檢測信號通過該鈔票紙后的信號并對其進(jìn)行快速傅里葉變換，得到一組包含基波值和η次諧波值的能量信號。按照上述方法，對該組合格樣本中的其它鈔票紙進(jìn)行超聲波檢測，并分別進(jìn)行快速傅里葉變換，得到多組包含基波值和η次諧波值的能量信號。在上述多組能量信號中，最大的基波值為aO，最小的基波值為