Розробка оптичних методів і засобів багатопараметричного технологічного контролю основних параметрів стрічкових матеріалів

Abstract

Об’єкт дослідження: Оптичні методи та засоби вимірювання параметрів стрічкових і листових матеріалів: блиску, товщини і вологості. Мета роботи: Розробка методів і засобів технологічного контролю характеристик блиску, товщини і вологості матеріалів. Метод дослідження: Аналіз спектральних і інтегральних характеристик відбиття від матеріалу, абсорбції і пропускання випромінювання у видимому та інфрачервоному діапазоні. Запропоновано ефективний метод вимірювання блиску при технологічному контролі. Доведено доцільність сумісного вимірювання блиску і кольоровості. Вперше запропонований метод одночасного вимірювання блиску і кольоровості в технологічному потоці. Визначено і розраховано похибки вимірювання, які мають місце в умовах промислового виробництва (рух і коливання матеріалу, зміна параметрів повітря, вібрації обладнання та ін.). Запропоновано методики їх усунення або зниження до значень, що знаходяться в межах основної похибки: 1% для виміру блиску, 0,5% для товщини і 0,5% для вологості. Досліджена кореляційна залежність блиску і гладкісті паперу. Показано, що її характеристики (коефіцієнт кореляції k=0,972 з похибкою m=0,003 i надійностю k/m=323) вказують на можливість використання оптичних вимірювань блиску для технологічного контролю гладкості паперу. Показано необхідність комплексного вимірювання в інфрачервоному діапазоні параметрів товщини і вологості волокнистих матеріалів. Розроблено методику визначення цих параметрів, яка дозволяє зменшити похибку вимірювання вологості у два рази. Розроблено стандартні зразки – імітатори вологості речовини для побудови та усунення похибок номінальної градуювальної характеристики вологомірів. Це дало можливість підвищити точність вимірювання вологості на 40%. Випробування на ВАТ «Троїцька паперова фабрика» (Росія) підтвердило необхідність їх використання у якості еталонів вологості. Розроблено і виготовлено вимірювальну оптичну систему безперервного технологічного контролю основних параметрів (блиск, товщина, вологість) стрічкових і листових матеріалів, яка має суттєві переваги перед існуючими. Випробування в умовах промислового виробництва на ВАТ «Корюковська фабрика технічних паперів», ВАТ «Троїцька паперова фабрика» (Росія), ВАТ «Укрпластик» підтвердили її придатність для технологічного контролю. Впровадження вимірювальних систем контролю планується на підприємствах целюлозно-паперової, поліграфічної, хімічної, деревообробної та інших галузей.