Dual spectrometer color sensor

G - Physics – 01 – N

Patent

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Details

G01N 21/86 (2006.01) G01N 21/25 (2006.01)

Patent

CA 2195771

Disclosed is an apparatus for measuring on-line the color and color-related properties of a moving sheet. Contrast ratio reflectance measurements are made for providing opacity corrections substantially in real time for a full color spectrum. An optical color sensor in accordance with the invention includes a pair of synchronized spectrometers, the first spectrometer being aligned to view a region of the sheet backed with a higly reflective ("white") material and the second spectrometer being aligned to view a region of the sheet backed with a highly absorptive ("black") material. The use of two spectrometers permits substantially simultaneous "black" and "white" measurements for a full color spectrum. The optical color sensing system further includes two light sources, a flashlamp and a continuously energized tungsten filament lamp. Light beams from the two sources are combined to form a sheet-illuminating third beam approximating the D65 standard source. The intensity of the flashlamp is electronically controlled to maintain the balance of UV to visible light that characterizes the standard source. The color sensor further includes a sheet backing system including a rotatable standard wheel carrying a white standard tile. Provision is made to permit rotation of the standard wheel and to standardize the sensor off-sheet while maintaining isolation of the white standard tile from the paper mill environment. The sheet backing system includes a paper guide plate defining an annular vortex space into which air is introduced from a pressurized source. A low pressure region thereby produced in the vortex space draws the paper sheet toward the guide plate. At the same time, circulating air spirals outwardly from the vortex space to form a thin air film or air bearing between the sheet and the paper guide. Sheet flutter is thereby minimized and damage to the sheet is prevented.

Cette invention concerne un appareil de mesure directe de la couleur et des caractéristiques liées à la couleur d'une feuille en mouvement. On effectue les mesures du pouvoir réfléchissant et de l'indice d'opacité de façon à établir des corrections d'opacité pratiquement en temps réel pour un spectre de couleurs complet. Un capteur optique de couleurs, conforme à la présente invention, comporte une paire de spectromètres synchronisés, le premier spectromètre étant aligné de façon à visualiser une région de la feuille doublée d'une matière hautement réfléchissante (dite "blanc") et le second spectromètre étant aligné de façon à visualiser une région de la feuille doublée d'une matière hautement absorbante (dite "noir"). L'utilisation des deux spectromètres permet d'effectuer des mesures pratiquement simultanées de "blanc" et de "noir" pour un spectre de couleurs complet. Le système de détection optique des couleurs comporte également deux sources lumineuses, une lampe éclair et une lampe au tungstène continuellement sous tension. Les faisceaux lumineux des deux sources sont combinés de façon à constituer un troisième faisceau d'éclairage de la feuille de caractéristiques proches d'une source à la norme D65. On régule électroniquement l'intensité de la lampe éclair pour maintenir l'équilibre du rayonnement ultraviolet par rapport à la lumière visible qui caractérise la source normalisée. Le capteur de couleurs comporte en outre un système de doublage des feuilles comportant une roue rotative normalisée portant un pavé blanc normalisé. Dans le capteur selon l'invention, on prévoit également la possibilité de rotation de la roue normalisée ainsi que la normalisation du capteur en position extérieure à la feuille, le pavé blanc étant constamment isolé de l'environnement de la fabrique de papier pendant ladite normalisation. Le système de doublage des feuilles comporte une plaque faisant office de guide pour le papier, ladite plaque définissant un espace annulaire à écoulement tourbillonnaire à l'intérieur duquel l'air est injecté depuis une source sous pression. La zone de basse pression ainsi produite dans ledit espace attire la feuille de papier vers la plaque faisant office de guide. Dans le même temps, l'air de circulation s'échappe en tourbillonnant de l'espace à écoulement tourbillonnaire pour former une fine couche d'air ou un galet soufflant entre la feuille et le guide du papier. On parvient ainsi à minimiser le flottement de la feuille et à empêcher que cette feuille ne soit endommagée.

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