FI89632C - Foerfarande foer bildning av en signal - Google Patents

Description

89 632

MENETELMÄ SIGNAALIN MUODOSTAMISEKSI - FÖRFARANDE FÖR BILDNING AV EN SIGNAL

Keksinnön kohteena on menetelmä liikkuvan 5 rainan poikkisuuntaista neliömassaa karakterisoivan signaalin muodostamiseksi, jossa menetelmässä rainan neliömassaa mitataan traversoivalla neliömassa-anturil-la ja muodostetaan rainan neliömassaa karakterisoiva signaali. Erityisesti keksintö koskee paperi-, karton-10 ki- tms. sellukuitupohjäisestä materiaalista valmistetun rainan neliömassan mittausta.

Nykyisin liikkuvaa paperirainaa detektoidaan paperikoneissa tavallisesti traversoivaila neliömassa-anturilla. Traversoivalla anturilla tarkoitetaan antu-15 ria, joka mittaa jatkuvasti neliömassaa tai jotain siihen verrannollista suuretta siten, että mittauskohta siirtyy jatkuvasti edestakaisin rainan laidasta laitaan. Tällöin saatava signaali on yhdistelmä konesuun-1 täisestä, so. pitkittäisestä ja poikittaissuuntaisesta 20 vaihtelusta. Näitä osuuksia ei voida erottaa toisistaan käsittelemällä pelkkää signaalia. Saatua signaalia käytetään sekä konesuuntaisen että poikittaissuuntaisen vaihtelun säätämiseksi. Tämän johdosta traversoivan neliömassa-anturin antamaa signaalia joudutaan käsitte-25 lemään erityisesti neliömassavaihtelujen määrittämiseksi rainan poikittaissuunnassa.

Ongelman ratkaisemiseksi on tunnettua laskea useamman traversoinnin keskiarvo, so. useammalta tra-versointikerralta määritetään neliömassavaihtelu, ja 30 näistä lasketaan keskiarvoinen tai keskimääräinen poikittaissuuntainen neliömassavaihtelu; saatua arvoa käytetään rainan poikittaissuuntaisena neliömassavaih-teluna. Neliömassavaihtelun mittaus tällä tavalla on aikaa vievää menetelmän edellyttämien useampien traver-35 sointikertojen tyypillisesti 10 - 20 mittauksen vuoksi.

Edelleen on tunnettua käyttää traversoivan neliömassa-anturin lisäksi paikallaan pysyvää neliömas- 2 8 9 6 3 2 sa-anturia, jolloin traversoivan anturin antamasta signaalista vähennetään paikallaan pysyvän neliömassa-anturin signaali. Tämä menetelmä on kallis sen edellyttämien useampien anturien vuoksi eikä kovin luotettava, 5 koska jäännösvaihtelu häiritsee mittausta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi menetelmä jatkuvan liikkuvan rainan poikkisuuntaisen neliömassan karakte-10 risoivan signaalin muodostamiseksi käyttäen hyväksi traversoivan neliömassaa mittaavan anturin ulostulosignaalia .

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimukseen 1.

15 Keksintö perustuu siihen perusajatukseen, että traversoivan neliömassaa mittaavan anturin muodostamasta signaalista vähennetään referenssisignaali, joka vastaa rainan konesuuntaista neliömassan vaihtelua koko radan keskiarvona. Referenssisignaali on lyhyellä aika- # 20 jaksolla verrannollinen neliömassaan, mutta riippuvuus voi pitkällä aikavälillä muuttua hyvinkin voimakkaasti. Referenssisignaaliksi voidaan ottaa esim. vianetsintä-järjestelmän rainan konesuuntaista keskimääräistä rainan transmittanssia karakterisoiva signaali, joka voi-25 daan saada helposti nykyisin paperikoneessa jo olevista laitteista. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää esim. paperikoneen imutelan alipainetta karakterisoivaa mit-tasignaalia, joka voidaan edullisesti käsitellä häiriöiden poistamiseksi. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää 30 kahta referenssisignaalia perälaatikon paineesta ja sakeudesta.

Signaalin käsittelyn yhteydessä käytetään edullisesti ns. adaptiivisen kohinanpoiston periaatetta. Tällöin referenssisignaali syötetään edullisesti 35 viivästyksen jälkeen adaptiiviselle suodattimelle, jossa siitä muodostetaan ns. viivelinjan ja lineaarisen kombinaattorin tai ns. neuroverkon avulla uusi signaa- 3 09632 li, joka vähennetään traversoivasta signaalista ulostulosignaalin muodostamiseksi. Ulostulosignaali johdetaan edullisesti adaptiiviselle suodattimelle virhearvona lineaarisen kombinaattorin kertoimen adaptoimiseksi.

5 Eräässä edullisessa keksinnön sovellutuksessa oletetaan, että kone- ja poikkisuuntainen neliömassa-vaihtelu ovat korreloitumattomia, kuten on luonnollista. Referenssisignaalin ja konesuuntaisen signaalin välillä oletetaan olevan yhteys

N

mMD (t) = ^ ai Xref (t-Ät-JÄt) i*l 10

Kaavassa m^ (t) = konesuuntainen neliömassa ajan funktiona; N on aikavakio, joka määräytyy neliömassa-antu-rin ja referenssianturin välisen matkaeron, rainan nopeusvaihteluiden ja konesuuntaisen neliömassavaihte-15 lun korrelaatioajän mukaan; ja a :t ovat kertoimia. xref(t) on referenssianturin signaalin arvo hetkellä t. At on signaalin xref(t) kohdistettava viivästys, joka määräytyy anturin matkaeron ja rainan keskimääräisen nopeuden perusteella. 6t on digitaalisen signaalinkä-20 sittelyn näytteenottoväli. Kertoimet a± riippuvat hitaasti ajasta, esim. voidaan olettaa vakioksi 5-10 traversoinnin ajaksi. Kertoimet aA adaptoidaan hitaiden vaihteluiden osalta esim. LMS tai SER-algoritmin mukaan: (ηδ t)'

An - ^n+l “ + Γ1 y N

ä„(nbt) 25 jolloin μ on kerroin, jolla vaikutetaan adaptoitumisen 4 39632

Xzef(nb t - At - bt)

Xzef{nbt - At - 2δt) κ

Xn= ; en = mtz (nb t) -£) ai(nbt)Xre i=1

Xref(jib t - At - Nbt) nopeuteen ja tarkkuuteen, ja mtr(n6t) on traversoivan mittapään signaali hetkellä nöt.

Tällöin saatu signaali en, so. järjestelmän ulostulo antaa puhtaan poikkisuuntaisen signaalin.

5 Edelleen järjestelmä adaptoituu referenssin ja ko-nesuuntaisen neliömassasignaalin välisen yhteyden hitaisiin muutoksiin. Edelleen järjestelmä adaptoituu parametrien At ja N oikeilla valinnoilla koneen nopeuden aiheuttamiin referenssin ja neliömassasignaalin 10 välisen viiveen muutoksiin.

Konesuuntaisen neliömassan ja referenssin välinen riippuvuus voidaan olettaa myös epälineaariseksi

N

mhd= fiY, xzt)fu - Ht - ibt)), ‘. i=l 15 jossa f on monotoninen funktio. Tällöin kertoimet adaptoidaan ns. neuroverkon backpropagation-menetelmällä.

Keksinnön ansiosta traversoivan neliömassa-anturin muodostamasta signaalista voidaan muodostaa ao. liikkuvan rainan neliömassaprofiilin luotettava arvo 20 huomattavasti lyhyemmässä ajassa kuin nykyisin käytettävillä menetelmillä, so. laskettaessa useamman traver-soinnin keskimääräinen neliömassaprofiili .

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkin avulla viitaten kuvaan 1, 25 joka esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteutusta käytännössä.

Kuvassa 1 traversoivalta neliömassa-anturilta 1 saatu signaali SI johdetaan yhteenlaskuyksikköön 2 ja _ 89632 5 edelleen ulostuloon 3. Referenssianturilta 4, esim. keskimääräistä valon transmittanssia mittaavalta rainan vikadetektorilta tai imutelan alipaineanturilta saatu signaali johdetaan viivästyksen 5 jälkeen adaptiivisel-5 le suotimelle b, johon johdetaan myös ulostuloon 3 johdettu signaali virhesignaalina. Adaptiiviselta suoti-melta saatu signaali S2 johdetaan yhteenlaskuyksikköön 3 vähennettäväksi signaalista SI. Ulostulosignaali vastaa erittäin tarkoin rainan poikkisuuntaista ne-10 liomassaprofiilia.

Suoritusesimerkki on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan keksintöä, ja keksinnön sovellutukset voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa .

15

Claims (8)

1. Menetelmä liikkuvan rainan poikkisuuntaista neliömassaa karakterisoivan signaalin muodostamiseksi, 5 jossa menetelmässä rainan neliömassaa mitataan traver-soivalla neliömassa-anturilla ja muodostetaan rainan neliömassaa karakterisoiva signaali, tunnettu siitä, että muodostetusta traversoivasta signaalista vähennetään rainan neliömassan konesuuntaista vaihtelua 10 koko radan keskiarvona karakterisoiva referenssisig- naali.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että transversoivasta signaalista vähennetään rainan konesuuntaista keskimääräistä 15 valon transmittanssia karakterisoiva referenssisignaa- li.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että transversoivasta signaalista vähennetään reikädetektorin antama keski- 20 määräinen transmittanssi tai muutetaan alipainetta karakterisoiva referenssisignaali.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan neliömassan konesuuntaista vaihtelua karakterisoiva refe- 25 renssisignaali syötetään viivästyksen jälkeen adaptii viselle suotimelle, ja siitä muodostetaan ns. viive-linjan avulla signaali, joka vähennetään traversoivasta signaalista, jolloin saadaan ulostulosignaali.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että ulostulosignaali syötetään adaptiiviselle suotimelle virhearvona.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rainan koneja poikkisuuntainen vaihtelu oletetaan korreloitumatto- 35 miksi ja referenssisignaalin ja konesuuntaisen signaalin välillä oletetaan olevan yhteys i 8 9 6 6 2 N Mhd (Ο =Σ ai xrei(t-At-iöt) i-i jossa kertoimet muuttuvat hitaasti ajan funktiona.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neliömassan ja referenssisignaalin välillä oletetaan olevan yhteys 5 N = a, Xief{t - Lt - ibt)) , jossa f on monotoninen funktio.

8 9 652