Brevet FR2416461A1 — publié le 19790831

La présente invention est relative à un dispositif pour mesurer la porosite d'une bande en mouvement réalisée en papier ou en un matériau analogue perméable à l'air, en particulier en un matériau pour gainer des cigarettes ou des articles similaires, ledit dispositif comportant une source de lumière prévue sur un côté de la bande et un récepteur photo-électrique prévu sur le côté opposé de la bande. Le dispositif suivant l'invention est destiné plus particulierement à déterminer la porosité de papier à cigarettes il peut cependant aussi être mis en oeuvre pour déterminer la porosité d'un matériau prévu pour gainer des cigares, des cigarillos et des bâtonnets filtrants. Au surplus, la porosité de ce que l'on appelle du papier de garniture prévu pour être collé autour de cigarettes ou d'autres articles à fumer similaires pour y rapporter des tampons filtrants, peut aussi être mesurée avec le dispositif suivant l'invention. On connaît déjà des procédés de mesure de la porosité de bandes en mouvement, selon lesquels on capte et détermine photoélectriquement la fraction de lumière d'une source de lumière qui transparait a travers le papier. Le papier à cigarettes et les papiers similaires sont des matériaux très minces dont la porosité est consciemment maintenue importante, afin d'autoriser l'arrivée d'air secondaire dans une cigarette ou dans un article à fumer similaire. Avec du papier de ce genre, la méthode de mesure qui vient d'etre décrite est trop imprécise pour fournir des valeurs de mesure exploitables. Le problème posé à la base de l'invention est de prevoir un dispositif optique de mesure à l'aide duquel on peut déterminer sélectivement la porosité de papier à cigarettes ou de matériaux similaires, tandis que l'influence de fluctuations dans l'épaisseur du papier et dans la luminosité environnante sur le résultat de la mesure doit être annihilée. Ce problème est résolu suivant l'invention par le fait qu'il est prévu, entre la source de lumière et la bande, un premier polarisateur et entre la bande et le récepteur un second polarisateur. Pour rendre la mesure indépendante de fluctuations dans la luminosité de l'environnement, il est prévu suivant un autre mode de réalisation de l'invention qu'au moins un polarisateur puisse être mis en un mouvement périodique par rapport à l'autre polarisateur, si bien que la lumière parvenant de la source de lumière à travers la bande et les polarisateurs sur le récepteur varie périodiquement entre des valeurs minimales et maximales. Un mode de réalisation préféré de ces variations périodiques est concrétisé suivant l'invention par le fait qu'il est prévu un système d'entrainement pour un mouvement de rotation d'un polarisateur. Un circuit de mesure pour déterminer les amplitudes d'une grandeur électrique émise par le récepteur est avantageusement monté à la sortie du récepteur photo-électrique. Le circuit de mesure peut présenter en l'occurrence un filtre ajusté pour laisser le passage des oscillations de la grandeur électrique dont la fréquence coincide au moins approximativement avec la fréquence des variations périodiques de l'intensité lumineuse ; dans ces conditions, un instrument de mesure s,ensible à une grandeur variable électrique (courant ou tension) est monté en aval du filtre dans le circuit. Pour l'exploitation du signal de mesure, en particulier pour obtenir l'influence sur la porosité, ce qui peut avoir lieu par exemple par la perforation commandée de trous supplémentaires, il peut être recommandé de former une valeur moyenne à partir des valeurs mesurées. A cet effet, un circuit formateur de moyennes connu en soi peut être prévu dans le circuit en aval de l'instrument de mesure et se présenter, dans le cas le plus simple, sous la forme d'un circuit RC. Une autre méthode pour former des valeurs moyennes consiste dans le fait que le circuit de mesure présente des dispositifs de détection déterminant les valeurs maximales et minimales de la grandeur électrique, que chaque dispositif détecteur est associé a sa sortie à un dispositif totalisateur et que les signaux de sortie émis par les dispositifs totalisateurs sont appliqués à un circuit formateur de différences. Il rentre également dans le cadre de la présente invention que des tronçons individuels en papier ou en un autre matériau analogue perméable à l'air soient contrôlés du point de vue de leur porosité. L'avantage du dispositif de mesure suivant l'invention tient au fait que la lumière qui passe à travers les trous condi tionnant la porosité du papier peut être determinée dans une grande mesure indépendamment de la lumière passant à travers le papier et de la luminosité environnante. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en regard du dessin annexé qui représente, schématiquement et sim pliement à titre d'exemple, des modes de réalisation d'un dispositif de mesure suivant l'invention. Sur ce dessin La figure 1 est un schéma d'un dispositif de mesure sutvant l'invention et La figure 2 est un schéma d'une variante du circuit de mesure suivant la figure 1. Suivant la figure 1, il est prévu sur un côté d'une bande 2, formant un ruban en papier à cigarettes en mouvement dans le sens de la flèche 1, une source 3 de lumière dont la lu mière est redresse en rayons parallèles par une lentille 4 et projetée sur la bande 2 en passant par un polarisateur 6. La fraction de lumière qui passe à travers la bande est dirigée par l'interme- diaire d'un second polarisateur 7 (parfois désigné aussi par l'ap fellation d'analyseur) sur une lentille 8 qui focalise les rayons lumineux parallèles en un faisceau sur un récepteur 9 photo-éleetrique. Le polarisateur 7 est logé dans un roulement 11 à billes. Sa monture 12 porte sur la face supérieure un couronne dentée 13 dans laquelle engrène un pignon 14. Le pignon 14 peut être entratné par un moteur électrique 16 ; dans ces conditions, il entraine également le polarisateur 7 en un mouvement de rotation constant. Pendant les tours de rotation du polarisateur 7, l'intensité lumineuse de la lumière émise par la source 3 de lumière, polarisée par le polarisateur 6, traversant les trous dans la bande et parvenant sur le récepteur 9 subit une variation périodique allant de valeurs maximales (les polarisateurs se trouvant parallèles) à des valeurs minimales (les polarisateurs étant croisés) et à nouVeau a des valeurs maximales et ainsi de suite. Cependant, seule la fraction de lumière passant à travers les trous qui provoquent la porosité dans la bande 2, participe à ces variations, tandis que la fraction passant à travers le papier et la luminosité de l'environnement n'y ont aucune part. Le signal électrique délivré par le récepteur 9 photoélectrique accuse les memes variations que la lumière, tandis que les amplitudes (differences entre les valeurs maximales et minimales) fournissent une mesure des valeurs de la porosité. Pour déterminer lesdites amplitudes, le signal électrique est appliqué à un circuit filtrant 17 électrique réglé à une fréquence de passage qui correspqnd de maniere aussi précise que possible à la fréquence des variations périodiques de l'intensité lumineuse. Par conséquent, les variations dans l'intensité lumineuse qui sont provoquées, non par des fluctuations de la porosité, mais par exemple par des variations de la perméabilité à la lumière de la bande, consécutives à des variations dans l'épaisseur de la bande, sont supprimées à l'indication dans un instrument de mesure 18 monté en aval dans le circuit. Un circuit 19 formateur de moyennes peut être monté à la sortie de l'appareil de mesure, ce qui est tout particulierement recommandé dans le cas oU une operation de perforation est censee etre asservie avec le signal de mesure. La figure 2 illustre un autre mode pour déterminer les amplitudes des variations dans l'intensité lumineuse ou des variations électriques qui en sont induites. A cet effet, une came de commande 21, qui déclenche des impulsions de commande en passant au droit de detecteurs 23 ou 24 d'approche correspondants, est prévue sur la monture 12 du polarisateur 7 rotatif. La came de commande 21 déclenche en l'occurence des impulsions dans les détecteurs 23 d'approche montes l'un en face de l'autre, lorsque les polarisateurs sont parallèles (passage de lumière au maximum) et, dans les détecteurs 24 d'approche également montés l'un en face de l'autre, mais à 90" par rapport aux détecteurs 23 d'approche, lorsque les polarisateurs sont croisés (passage de lumière au minimum).Les impulsions des détecteurs 23 et 24 d'approche sont appli quées aux entres de commande a de circuits "ET" électroniques 26, respectivement 27, aux entrées b desquels est appliqué le signal de sortie du récepteur 9. Les signaux de mesure émis par le récepteur 9 en présence d'un passage maximum de lumière par les polarisateurs parviennent à un circuit totalisateur 28 au moment où la caDe de commande 21 passe au droit des détecteurs 23 d'approche, et les signaux de mesure émis par le récepteur 9 en présence d'un passage minimum de lumière par les polarisateurs parviennent à un circuit totalisateur 29 au moment où la came de commande 21 passe au droit des détecteurs 24 d'approche. Les valeurs instantanées des signaux qu'émet le récepteur 9 juste au moment où la came de commande 21 passe au droit d'un détecteur 23, respectivement 24 d'approche, sont totalisées dans lesdits circuits totalisateurs. Par conséquent, le circuit totalisateur 28 contient les valeurs des maximums, le circuit totalisateur 29 les valeurs des minimums. Dans un circuit 31 formateur de différences qui est monté en aval dans le circuit, les valeurs moyennes des amplitudes (écarts entre valeurs maximales et minimales) sont déterminées, si bien que le signal sortant du circuit formateur de différences est proportionnel aux valeurs moyennes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour mesurer la porosité d'une bande en mouvement realisee en papier ou en un matériau analogue perméable à l'air, en particulier en un matériau pour gainer des cigarettes ou des articles similaires, dispositif comportant une source de lumière prévue sur un côté de la bande et un récepteur photo-élec- trique prévu sur le côté opposé de la bande, caractérisé par le fait qu'il est prévu entre la source (3) de lumière et la bande (2) un premier polarisateur (6) et entre la bande et le récepteur (9) un second polarisateur (7). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins un polarisateur (7) peut être mis en un mouvement périodique par rapport à l'autre polarisateur, si bien que l'intensité de la lumière parvenant à travers la bande et les polarisateurs sur le récepteur varie périodiquement entre des valeurs minimales et maximales. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il est prévu un système d'entraînement (16) pour créer un mouvement relatif en vue d'un mouvement de rotation d'un polarisateur (7). 4. Dispositif suivant les revendications 2 et 3, caractérise par le fait qu'un circuit de mesure pour déterminer les amplitudes d'une grandeur électrique émise par le récepteur (9) est monte à la sortie du récepteur (9) photo-électrique. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le circuit de mesure présente un filtre (17) réglé pour laisser passer les oscillations de la grandeur électrique dont la fréquence coincide au moins approximativement avec la fréquence des variations périodiques de l'intensité lumineuse, et par le fait qu'un instrument de mesure (18) sensible à une grandeur électrique variable (courant, tension) est monté en aval du filtre dans le circuit. 6. Dispositif suivant la revendicaiton 5, caractérisé par le fait que l'instrument de mesure (18) est un circuit (19) formateur de valeurs moyennes. 7. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le circuit de mesure présente des dispositifs (21...27) de détection déterminant les valeurs maximales et minimales de la grandeur électrique, que des dispositifs (28, 29) totalisateurs. des valeurs maximales, respectivement minimales, sont montés à la sortie des dispositifs detecteurs et que les signaux de sortie des dispositifs totalisateurs sont appliqués à un circuit (31) formateur de différences.