Способ определения прозрачности плоских светопропускающих запечатываемых материалов

Авторы патента:

Виноградов Евгений Леонидович (RU)

Тропец Виктория Адамовна (RU)

G01N21/85 - исследование потоков текучих сред или гранулированных твердых материалов

Владельцы патента RU 2525662:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" (СПГУТД) (RU)

Изобретение относится к способам контроля параметров печатной бумаги. Способ определения прозрачности плоских светопропускающих запечатываемых материалов основан на регистрации относительных световых потоков, отраженных образцом бумаги, который сначала размещают на черной подложке, затем на плоском металлическом зеркале, и последующем расчете показателей прозрачности бумаги. После регистрации относительные световые потоки последовательно преобразуют в последовательность электрических сигналов с формированием электронных образов исследуемого материала, представляющих собой таблицы значений коэффициентов отражения света в N равномерно распределенных вдоль строки точках, размещенного сначала на черной подложке, затем на плоском металлическом зеркале, а после преобразований относительных световых потоков определяют коэффициент отражения света материалом, размещенным на черной подложке, и коэффициент отражения материалом на зеркале в N равномерно распределенных вдоль строки точках, а о макронеоднородности исследуемого материала судят по величине стандартного отклонения прозрачности. Технический результат - повышение качества контроля прозрачности за счет выявления макронеоднородностей печатной бумаги. 3 ил.

Изобретение относится к способам контроля параметров печатной бумаги.

Аналогом заявляемому способу является способ измерения прозрачности, ГОСТ 8874-80, в соответствии с которым исследуемый образец бумаги освещают параллельным световым пучком нормально к его поверхности, последовательно измеряют световые потоки, рассеянные образцом в обратном направлении в случаях, когда с противоположной стороны от образца помещают либо плоскую непрозрачную белую, либо черную подложку, и по величине этих потоков рассчитывают прозрачность образца по формуле

$< d c > = (1 - \frac{R_{0}}{R_{\infty}}) \cdot 100$

Способ позволяет судить о прозрачности бумаги, не учитывая ее неоднородность. К тому же для его реализации необходимо иметь белую подложку, отражательная способность которого может варьироваться.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ определения прозрачности <dc> плоских светопропускающих материалов, включая печатную бумагу (патент РФ №2427823, МПК⁸ G01N _21/85, зарегистрирован 27 августа 2011 года), заключающийся в освещении нормально к поверхности исследуемого материала на черной подложке с последующем освещением материала на другой подложке, регистрации относительных отраженных световых потоков и расчете прозрачности исследуемого материала, отличающийся тем, что в качестве другой подложки под исследуемый материал помещают плоское металлическое зеркало, а после регистрации относительных отраженных световых потоков определяют коэффициент отражения света материалом, размещенным на черной подложке R₀, и коэффициент отражении света материалом, размещенным на плоском металлическом зеркале R_m, а о прозрачности dc исследуемого материала судят по величине $d c = 1 - \frac{R_{0}}{R_{m}}$ .

Способ реализуется на фотометрических приборах типа лейкометра Цейса при освещении образцов площадью порядка 10 см. По сравнению с упомянутым выше стандартным способом по ГОСТ 8874-80 он обладает несомненным преимуществом, поскольку исключает неопределенность, связанную с использованием белой подложки. Однако оба способа не дают возможности осуществлять контроль неоднородности бумаги.

Усредненное измерение прозрачности в предложенных способах недостаточно эффективно для печатной бумаги, особенно при иллюстрационной и двусторонней печати. Качество печати на бумагах с одинаковой прозрачностью может значительно различаться из-за присутствия в ее структуре неоднородностей. Из-за различного впитывания краски в пределах листа изображение может выглядеть пятнистым из-за большого размера неоднородностей, а при двусторонней печати локально переходить на оборотную сторону, что негативно сказывается на качестве печати.

Техническим результатом заявляемого способа является устранение недостатков известного способа определения прозрачности печатной бумаги, а именно повышение качества контроля прозрачности, за счет выявления макронеоднородностей печатной бумаги за счет измерения стандартного отклонения прозрачности σ, представляющего собой количественную характеристику макронеоднородности бумаги.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения прозрачности плоских светопропускающих запечатываемых материалов, основанном на регистрации относительных световых потоков, отраженных образцом бумаги, который сначала размещают на черной подложке, затем на плоском металлическом зеркале с последующим расчетом показателей прозрачности бумаги $d c = 1 - \frac{R_{0}}{R_{m}}$ , где R₀ коэффициент отражения света материалом, размещенным на черной подложке, a R_m коэффициент отражения света материалом на зеркале, а после регистрации относительные световые потоки последовательно преобразуют в последовательность электрических сигналов с формированием электронных образов исследуемого материала, представляющих собой таблицы значений коэффициентов отражения света в N равномерно распределенных вдоль строки точках, размещенного сначала на черной подложке, затем на плоском металлическом зеркале, а после преобразований относительных световых потоков определяют коэффициент отражения света материалом, размещенным на черной подложке R₀ и коэффициент отражения материалом на зеркале R_m в N равномерно распределенных вдоль строки точках, а о макронеоднородности исследуемого материала судят по величине стандартного отклонения прозрачности $σ = \sqrt{\frac{\sum_{n = 1}^{N} {(< d c > - d c_{n})}^{2}}{N (N - 1)}}$ от ее среднего значения $< d c > = \frac{\sum_{n = 1}^{N} d c_{n}}{N}$ , где <dc> - средняя прозрачность, dc_n - прозрачность в n-й точке, а N - число измеренных точек в строках исследуемого материала на образце, равномерно распределенных вдоль линии сканирования, в которых регистрируют относительные отраженные световые потоки.

Существенным признаком заявляемого способа является вычисление макронеоднородности за счет совместного использования плоского металлического зеркала и сканирующего устройства, создающего электронный образ исследуемого материала. Известно использование плоского металлического зеркала без создания электронного образа для расчета прозрачности плоских светопропускающих материалов. Таким образом, заявляемая совокупность признаков, включая вычисление макронеднородности σ исследуемого материала по формуле $σ = \sqrt{\frac{\sum_{n = 1}^{N} {(< d c > - d c_{n})}^{2}}{N (N - 1)}}$ является существенной для достижения результата, указанного выше.

На фиг.1 и фиг.2 представлена схема контроля прозрачности с использованием планшетного сканера и разных подложек - черной (фиг.1, позиция 3) и зеркальной (фиг.2, позиция 4). На фиг.3 представлен электронный образ исследуемого материала. Исследуемый материал 1 освещается нормально к поверхности световым пучком 2 (фиг.1 и фиг.2). Под световым пучком 2 с противоположной стороны от материала помещают сначала черную подложку 3 (фиг.1, позиция 3), а затем плоское металлическое зеркало 4 (фиг.2, позиция 4). Свет, рассеянный материалом в обратном направлении 5 (фиг.1 и фиг.2, позиция 5), регистрируют сканирующим устройством 6 (фиг.1 и фиг.2, позиция 6). После чего с помощью сканирующего устройства (фиг.1 и фиг.2, позиция 6) происходит формирование электронных образов исследуемого материала (фиг.3), которые представляют собой таблицы значений коэффициентов отражения исследуемого материала в точках, равномерно распределенных вдоль строки (фиг.3, позиция 7).

Заявляемый способ реализован на планшетном сканере, работающем на отражение. Свет расщепляется на два пучка лучей и одна часть пучка лучей попадает на материал, который отражает падающий свет по всем направлениям (фиг.1 и фиг.2, позиция 2), другая часть пучка лучей проходит далее, после чего регистрируют относительные отраженные световые потоки (фиг.1 и фиг.2, позиция 5). В способе размещают исследуемый образец в сканирующем устройстве (фиг.1 и фиг.2, позиция 6), сверху образца располагают сначала черную подложку (фиг.1 и фиг.2, позиция 3), а затем плоское металлическое зеркало (фиг.1 и фиг.2, позиция 4). После регистрации отраженных бумагой относительных световых потоков (фиг.1 и фиг.2, позиция 5) с помощью планшетного сканера (фиг.1 и фиг.2, позиция 6) преобразуют относительные отраженные световые потоки с последующим формированием электронного образа изображения, представляющего собой таблицу значений коэффициентов отражения света исследуемого материала в N равномерно распределенных вдоль строки точках (фиг 3, позиция 7) и получают величины коэффициентов отражения света этим материалом в точках вдоль линии сканирования (фиг 3. позиция 7) длиной, расстояние между точками составляет порядка 1 мм. О макронеоднородности судят по значению стандартного среднеквадратичного отклонения $σ = \sqrt{\frac{\sum_{n = 1}^{N} {(< d c > - d c_{n})}^{2}}{N (N - 1)}}$ прозрачности $d c = 1 - \frac{R_{0}}{R_{m}}$ от средней прозрачности $< d c > = \frac{\sum_{n = 1}^{N} d c_{n}}{N}$ , где R₀ - коэффициент отражения света листом бумаги, находящейся на черной подложке в n-й точке, R_m - коэффициент отражения света в той же точке после замены подложки на зеркало; <dc> - средняя прозрачность, dc_n - прозрачность в n-й точке, N - число измеренных точек на образце.

Расчет макронеоднородности по предлагаемому способу

Таблица 1
Показатели структурных и геометрических свойств образцов
№ образца	Наименование бумаги	Масса образца 5×5 см, г	Толщина листа, мм	Плотность, кг/м³
1	80 г/м², офсетная	0,205	0,11	754
2	60 г/м², типографская	0,120	0,07	686
3	80 г/м², офсетная	0,290	0,15	773

Таблица 2
Характеристики макронеоднородности образцов бумаги
Бумага	R_mn	R_on	<dc>	δ
1	98,82	93,44	0,05	0,003
2	86,48	81,83	0,05	0,003
3	97,83	93,44	0,05	0,003

Длина линий сканирования 19 см, расстояние между точками контроля прозрачности 0,19 см.

Заявляемый способ иллюстрируется полученными экспериментальными данными о прозрачности и макронеоднородности различных запечатываемых материалов - бумаги разных видов.

Способ определения прозрачности плоских светопропускающих запечатываемых материалов, включающий регистрацию относительных световых потоков, отраженных образцом бумаги, размещенным сначала на черной подложке, затем на плоском металлическом зеркале, и последующий расчет показателей прозрачности бумаги
$d c = 1 - \frac{R_{0}}{R_{m}}$ ,
где R₀ - коэффициент отражения света материалом, размещенным на черной подложке, a R_m - коэффициент отражения света материалом на зеркале, отличающийся тем, что после регистрации относительные световые потоки последовательно преобразуют в последовательность электрических сигналов с формированием электронных образов исследуемого материала, представляющих собой таблицы значений коэффициентов отражения света в N равномерно распределенных вдоль строки точках, размещенного сначала на черной подложке, затем на плоском металлическом зеркале, а после преобразований относительных световых потоков определяют коэффициент отражения света материалом, размещенным на черной подложке R₀, и коэффициент отражения материалом на зеркале R_m в N равномерно распределенных вдоль строки точках, а о макронеоднородности исследуемого материала судят по величине стандартного отклонения прозрачности
$σ = \sqrt{\frac{\sum_{n = 1}^{N} {(< d c > - d c_{n})}^{2}}{N (N - 1)}}$
от ее среднего значения
$< d c > = \frac{\sum_{n = 1}^{N} d c_{n}}{N}$ ,
где <dc> - средняя прозрачность, dc_n - прозрачность в n-й точке, а N - число измеренных точек в строках исследуемого материала на образце, равномерно распределенных вдоль линии сканирования, в которых регистрируют относительные отраженные световые потоки.

Изобретение относится к устройству и к способу для экономичного inline-измерения методом ближней инфракрасной спектроскопии, в частности, для экономичного inline-измерения методом ближней инфракрасной спектроскопии ингредиентов, качественных параметров или в целом свойств зерен злаков и проч., а также их составляющих в потоках продукта (3) в мукомольных производствах или на комбикормовых заводах.

Система и способ охарактеризовывания размолотого материала в размольной установке // 2510502

Группа изобретений относится к системе и к способу охарактеризовывания частиц в потоке продуктов помола зерна в установке для его помола, где охарактеризовывание включает в себя охарактеризовывание частиц зерна по размеру.

Способ и устройство измерения фоновой мутности жидкости // 2504755

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения параметров взвеси в жидкости. Способ определения фоновой мутности заключается в выделении частицы заданных размеров, с помощью фильтра, для чего применяют гравитационное разделение частиц взвеси в ламинарном потоке жидкости с заданной стабилизированной скоростью ее движения.

Система и способ онлайнового анализа и сортировки свойств свертывания молока // 2497110

Изобретение относится к анализу свойств свертывания молока и заключается в способе сортировки молока в режиме онлайн на основании прогнозируемых свойств коагуляции.

Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету // 2495398

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к переработке сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты, и может быть применено в химической, строительной, пищевой, фармацевтической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности.

Способ и устройство для анализа и разделения зерна // 2492453

Способ определения степени гомогенизации гетерогенных смесей по оптолептической информации об их поверхности // 2489705

Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных гетерогенных смесей и может быть использовано в лакокрасочной, фармацевтической промышленности при анализе степени однородности как готовой многокомпонентной гетерогенной композиции, так и ее полуфабрикатов.

Способ определения качества смешивания сыпучих материалов // 2487340

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам анализа качества смеси сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты.

Устройство для определения высоты слоя вещества // 2478191

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Спектрометрическое устройство для анализа текучей среды // 2473058

Изобретение относится к спектрометрии. .

Датчик с переменной длиной пути // 2532585

Изобретение относится к датчикам с переменной длиной пути для оптического анализа материала на месте. Предоставляется датчик, имеющий головку датчика, в которой образовано отверстие для приема образца, подлежащего анализу. Головка содержит пару оптических интерфейсов, каждый из которых расположен на соответствующей противолежащей внутренней поверхности отверстия, чтобы ограничивать путь для светового излучения через отверстие. По меньшей мере один из пары оптических интерфейсов содержит элемент, пропускающий световое излучение в интересующей области (областях) длин волн, и размещен для того, чтобы позволять световому излучению перемещаться между внутренней частью головки датчика и отверстием. Датчик также содержит подвижную диафрагму, в которой один из пары оптических интерфейсов расположен для перемещения с ее помощью, и привод размещен в головке датчика и в оперативном соединении с диафрагмой, чтобы управлять ее перемещением для изменения длины пути для светового излучения. Технический результат - уменьшение отрицательных воздействий отражения между интерфейсами, а также получение более количественных и качественных показателей образца. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ оценки степени обогатимости минерального сырья оптическим методом и устройство для его реализации // 2540489

Группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для предварительной оценки обогатимости руд твердых полезных ископаемых и определения параметров их селекции. Согласно способу определяют полезность и зоны различения каждого минерального объекта из партии образцов. Формируют цветные изображения, по меньшей мере, двух сторон каждого минерального объекта и определяют их суммарную площадь и суммарную площадь изображений всех сторон минеральных объектов, признанных полезными. Преобразуют исходные RGB массивы в цветовые пространства HLS и Yuv с сохранением исходных RGB массивов. Осуществляют цветокоррекцию каждого из девяти исходных массивов, получая при этом совокупность откорректированных RGB, HLS, Yuv массивов. Для каждого минерального объекта определяют их технологические параметры и производят оценку степени обогатимости. Технический результат - повышение оперативности, достоверности и точности измерений. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения качества гомогенизации гетерогенных смесей // 2544290

Изобретение относится к области определения качества гомогенизации многокомпонентных гетерогенных смесей и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности при получении и анализе степени однородности как готовой многокомпонентной гетерогенной композиции, так и ее полуфабрикатов. В способе перед гомогенизацией в гетерогенную смесь вводят люмоген, затем осуществляют дистанционное сканирование поверхности смеси, сопровождающееся подсветкой поверхности смеси, обработку полученного изображения с помощью компьютерных цифровых моделей и вычисление энтропии только того оптолептического слоя, в котором спектр излучения люмогена представлен максимально, и по ее значению определяют степень однородности перемешиваемой гетерогенной смеси. Изобретение обеспечивает повышение точности контроля степени однородности гетерогенной композиции, возможность его применения в условиях запыленности, неровной поверхности или подвижности смеси и автоматизацию процесса определения качества гомогенизации. 4 ил., 2 табл.

Гибкий контейнер для образца // 2557603

Группа изобретений относится к системе для удержания образца текучего вещества при проведении измерения и способу подачи образца текучего вещества в оптический сканирующий аппарат. Система содержит прозрачную гибкую трубку для удержания образца текучего вещества, держатель трубки для удержания трубки, первый и второй расплющивающие элементы. При этом первый и второй расплющивающие элементы можно перемещать относительно друг друга, тем самым изменяя первое состояние прозрачной гибкой трубки на второе состояние, где по меньшей мере первый размер в поперечном сечении трубки меньше во втором состоянии, чем в первом состоянии. Система дополнительно содержит оптический сканирующий аппарат, содержащий устройство регистрации изображений для получения изображений образца текучего вещества, содержащегося в гибкой трубке. Заявленная группа изобретений позволяет обеспечить более простой и качественный анализ образца текучего вещества. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ разделения минерального сырья оптическим методом // 2560744

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам разделения минерального сырья оптическим методом. Согласно способу получают цифровое RGB-изображение объекта и преобразуют его в пространство HLS. Как минимум для одного из каналов пространства HLS находят соотношение количества элементов, попадающих в заданный диапазон по цветовой координате, к общему количеству элементов в канале, относящихся к объекту. Минеральное сырье разделяют сравнением полученного соотношения с заданным критерием. При этом дополнительно осуществляют преобразование HLS-изображений в область пространственных частот и производят разделение минерального сырья на основании сравнения полученных спектров мощности со спектрами мощности эталонных объектов. Технический результат - повышение эффективности сортировки минерального сырья. 4 ил.

Способ определения степени гомогенизации многокомпонентных гетерогенных смесей // 2564455

Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных гетерогенных смесей и может быть использовано в химической, фармацевтической, лакокрасочной и других отраслях промышленности при получении и анализе степени однородности как готовой многокомпонентной гетерогенной композиции, так и ее полуфабрикатов. Способ включает дистанционное сканирование поверхности смеси, сопровождающееся подсветкой поверхности смеси поочередно источниками света с разной длиной волны, обработку полученного изображения с помощью компьютерных цифровых моделей и вычисление энтропии оптолептической информации. О степени гомогенизации смеси судят по энтропии оптолептической информации, полученной при подсветке источником света с таким спектром излучения, при котором изменение энтропии оптолептической информации будет выражено максимально. Изобретение обеспечивает повышение точности контроля степени однородности гомогенизируемой гетерогенной композиции. 1 табл.

Способ определения коэффициента неоднородности смеси сыпучих материалов // 2607400

Изобретение относится к области лабораторных исследований процессов смешения различных сыпучих материалов в химической промышленности, в промышленном производстве строительных материалов и в других отраслях промышленности. Определяют коэффициент неоднородности полидисперсной смеси сыпучих материалов в смесителе барабанного типа. Производят деление смеси сыпучего материала в смесителе поперечными сечениями на равные по толщине участки отбора проб. Устанавливают съемные пластины на границе каждого участка. Отбирают пробы равных объемов смеси из идентичных точек каждого выделенного участка по всей его толщине с помощью пробоотборников. Пробоотборники состоят из капсул с подвижными поршнями и вставлены в отверстия в съемном пробоотборном диске. Коэффициент неоднородности смеси вычисляют для каждой точки отбора, в среднем по каждому сечению и в среднем по смесителю в целом, по формуле: ,где - среднее арифметическое значение концентрации ключевого компонента в пробах, %; ci - значение концентрации ключевого компонента в i-й пробе, %; n - число проанализированных проб. Обеспечивается увеличение точности определения коэффициента неоднородности смеси. 6 ил.

Способ визиометрического анализа качества потока руды и устройство для его осуществления // 2620024

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам и способам для визиометрического анализа качества руды в процессах обогащения полезных ископаемых. Способ визиометрического анализа качества потока руды включает освещение анализируемого участка руды в двух режимах и фиксацию изображений. При проведении визиометрического анализа минерального состава руды исследуемый участок руды освещают рассеянным световым потоком, частично сфокусированным на анализируемом участке. При осуществлении анализа крупности кусков руды анализируемый участок освещают близким к плоскопараллельному световым потоком, направленным к плоскости анализируемого участка руды под углом 40-50°. Устройство для визиометрического анализа качества потока руды включает корпус, закрепленные в нем источник освещения, основной и дополнительный отражатели и цифровую видеокамеру. Переключение между режимами измерения осуществляется с помощью контроллера. Технический результат изобретения заключается в повышении точности анализа минерального состава и параметров крупности руды. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Способ исследования осаждения сферического облака твердых частиц в жидкости // 2620761

Изобретение относится к области исследований закономерностей движения совокупности твердых частиц в жидкой среде при их гравитационном осаждении. При реализации способа исследования осаждения сферического облака твердых частиц указанные частицы предварительно вводят в сферический контейнер, выполненный в виде двух вложенных друг в друга перфорированных полусферических оболочек с возможностью вращения одной из них вокруг оси симметрии. Контейнер с направленной вниз подвижной оболочкой помещают в кювету с жидкостью и перемешивают частицы с жидкостью в контейнере путем воздействия ультразвуковых колебаний, генерируемых пьезоэлектрическими преобразователями в виде поляризованных по толщине полых пьезокерамических полусфер, закрепленных на внутренних стенках контейнера через звукопоглощающие прокладки. Поворотом подвижной оболочки на 180 градусов открывают контейнер с возможностью введения сферического облака частиц в кювету с жидкостью. Форму и скорость осаждения облака частиц определяют визуализацией процесса видеосъемкой через прозрачные стенки кюветы. Начальную концентрацию частиц в облаке и время открытия контейнера определяют по алгебраическим формулам, включающим физические характеристики частиц и жидкости. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения основных характеристик и динамики осаждения совокупности частиц. 2 ил.

Способ и устройство для обработки собранных корнеплодных культур // 2621485

Изобретение относится к способу обработки собранных корнеплодных культур. Способ включает в себя этапы, на которых оптически формируют гиперспектральные или многоспектральные изображения объемного потока собранной корнеплодной культуры для получения множества пикселей изображений, каждый из которых имеет спектральный профиль. Анализируют пиксели изображений для идентификации дискретных объектов в объемном потоке. Каждый идентифицируемый объект относят к категории либо приемлемые корнеплодные культуры, либо неприемлемые корнеплодные культуры, посредством того, что генерируют статистический профиль, связанный с объектом, на основании спектрального профиля пикселей, сгруппированных в пределах объекта. Объекты, отнесенные к категории неприемлемые, удаляют из объемного потока, чтобы обеспечить отсортированный поток собранной корнеплодной культуры. Технический результат заключается в обработке большого объема корнеплодной культуры с возможностью сортировки инородного материала от покрытой грязью корнеплодной культуры с минимальным повреждением самой культуры. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 12 ил.