Brevet FR2517431A1 — publié le 19830603

1. La présente invention concerne un procédé de mesu- re en ligne du taux de revêtement avec des combinaisons de matériaux comprenant une ou plusieurs couches de revêtement de surface au-dessus d'un matériau de base, ou un pré-revê- tement placé sur le matériau de base, aptes A émettre des rayonnements d'isotope ou des rayons X secondaires par exci- tation de tubes à rayons X. On sait dans l'art antérieur (voir le brevet fin- landais n' 53 757) mesurer le poids de base d'une couche de Ca CO 3 appliquée comme pré-revêtement 2 sur un carton ou un papier 1 et d'un revêtement de surface 3 contenant du kaolin par utilisation de rayons X qui excitent les rayons X secon- daires caractéristiques du calcium du pré-revêtement 2,1 in- tensité de ce rayonnement étant mesurée à partir du dessus et du dessous de la feuille de carton au moyen de détecteurs 7 et 6, et l'absorption du rayonnement primaire émis par la source de rayonnement 4 par la combinaison des matériaux étant mesurée, à la suite de quoi, les résultats mutuelle- ment indépendants des mesures effectuées permettent de dé- duire le poids de base des couches 1, 2 et 3 en faisant ap- pel à trois équations à trois inconnues. On sait également dans l'art antérieur mesurer le taux de revêtement d'une couche sur du papier en utilisant le rayonnement à rayons X'sec- ondaire caractéristique excité par le rayonnement à rayons X primaire dans une substance de marquage qui est ajoutée au matériau de revêtement. Le procédé de mesure du poids de base de couches de revêtement du brevet N O 53 757 cité ci-dessus présente l'inconvénient que l'opération d'étalonnage du dispositif de mesure du revêtement capable de procéder à une mesure en li- gne de deux couches différentes de revêtement est fastidieux car, pour être applicable, le procédé nécessite une mesure de plusieurs constantes difficiles à déterminer avant de pouvoir résoudre les équations constituant la base du prou cédé, et de déterminer les différents poids de base Le pro- cédéc i en outre sensible aux variations de la géométrie des dispositifs de mesure, étant donné qu'aucun rayonnement 2. primaire ne doit être amené à tomber sur le détecteur de fluorescence du côté opposé de la source. Ce procédé présente l'inconvénient de ne permet- tre que la mesure d'une seule couche et cela-seulement dans le cas o la couche en question donne naissance à des rayons X secondaires en quantité mesurable. La présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients cités ci-dessus et de prévoir un procédé sim- ple et particulièrement approprié à la mesure en ligne, de îo quantités de matériaux de revêtement, ou de taux de revête- ment, dans le cas o une ou plusieurs couches sont présen- tes La présente invention présente un intérêt particulier pour les procédés de fabrication du papier, du carton ou d'autres produits équivalents en papier. La présente invention sera bien comprise à la lec- ture de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 représente un mode particulier de réalisation de la présente invention; La figure 2 représente un autre mode particulier de réalisation de la présente invention; et La figure 3 représente un troisième mode de réali- sation particulier de la présente invention. Dans les dessins, la figure 1 représente le cas o sur une couche de carton constituant le matériau de base 1 sont placées une couche de prérevêtement 2, qui peut être par exemple constituée de Ca CO 3, puis une couche de surface 3, par exemple, en kaolin Lorsqu'après pré-revêtement, la combinaison 1, 2 est irradiée avec une source de rayonnement 4, qui peut être par exemple constituée d'un radio-isotope -Fe, l'atome de calcium du pré-revêtement 2 est amené à émettre ses propres rayons X secondaires caractéristiques, ou rayonnement fluorescent, l'intensité de ce rayonnement étant proportionnelle à la quantité de matériau présent, c'est-à-dire de calcium dans le cas présent Lorsque l'in- tensité du rayonnement fluorescent atteignant le détecteur est fonction de la quantité variable de Ca CO 3, cette quan- 3. tité de Ca CO 3 peut être calculée à partir des impulsions d'intensité fournies par un détecteur 5. La feuille 1 se déplace vèrs une autre unité de revêtement, o le revêtement de surface 3 est appliqué à la feuille 1 Ensuite, la combinaison est irradiée une fois de plus avec le rayonnement provenant d'une source 6, à la sui- te de quoi, les atomes de calcium émettront un rayonnement fluorescent qui traverse la couche de revêtement de surface 3 et est mesuré par un détecteur 7 qui est placé au-dessus de la couche 3 Dans ce cas, une partie des rayonnements primaire et fluorescent est absorbée, suivant une certaine fonction qui peut être déterminée expérimentalement, par le revêtement de surface, et le nombre d'impulsions entrant dans le détecteur 7 décroit Lors de l'évaluation de la di- minution du nombre d'impulsions, il est tenu compte du rap- port des deux rendements de captage pendant la mesure,-les- quels peuvent être déterminés alors qu'une feuille a subi un passage o elle a été simplement revêtue de la couche de base D'après la réduction du nombre d'impulsions trouvée, on peut calculer le taux de revêtement de la surface. Si le matériau de base contient, en quantité im- portante, des charges qui sont à même d'émettre une quanti- té importante de rayons X secondaires mesurables, ou, si le matériau de base 1 est également revêtu sur l'autre côté d'une couche qui est capable d'émettre des rayonnements se- condaires mesurables, il peut être tenu compte de ces ef- fets par irradiation de la feuille avec une source de rayon- nement 8 qui agit avant l'opération de revêtement et par mesure des rayons X secondaires au moyen d'un détecteur 9. Lorsque cela a été effectué, des variations du matériau de base 1 ne peuvent être à l'origine d'erreurs dans la mesure du taux de revêtement Dans ce cas, le rendement du dispo- sitif de captage contrôlant le carton d'origine doit égale- ment être pris en compte. Dans le cas de la figure 2, sur un matériau de ba- se 1 peut être appliquée, par exemple, une couche de Ca CO 3, puis une couche 3 contenant du Ti O Il est possible, par 4. irradiation avec une source 5 de la combinaison des couches 2 et 3, de mesurer les taux de revêtement de la façon sui- vante La quantité de matériau de la couche de revêtement 3 est fonction de la quantité de Ti O 2 contenue dans cette couche Si l'on mesure la quantité de rayons X suivant une énergie de 4,5 ke V émise par le Ti O 2, cela permet de calcu- ler la quantité de revêtement 3 Le rayonnement primaire. provenant de la source 5 excite également le calcium du revêtement de base 2, lequel émet un rayonnement secondai- re avec une énergie de 3,7 ke V La connaissance de l'absorp- tion des rayonnements primaire et secondaire par le revê- tement de surface 3, dont la quantité est déjà connue, per- met de calculer la quantité de Ca CO 3 qui est capable de provoquer, à partir de la partie inférieure de ce revêtement 3, le rayonnement secondaire qui a été mesuré Si nécessai- re, l'effet du carton brut peut être éliminé par le proces- sus qui a été appliqué dans le premier cas représenté par la figure 1. Dans le cas de la figure 3, unmatériau de base 1 contient une substance capable d'émettre un rayonnement se- condaire, soit comme charge, soit comme revêtement de fond, soit comme matériau dont a été imprégné le matériau de base. Quand le matériau est irradié par une source 3, et que le rayonnement secondaire est mesuré par un détecteur 4, on ob- tient une information sur le rayonnement secondaire émis par le matériau de base. Alors que la feuille se déplace vers l'unité de revêtement, o un revêtement de surface 2 est appliqué, la combinaison est irradiée par une source 5, à la suite de quoi les atomes de la feuille émettront un rayonnement fluo- rescent sous l'influence du-rayonnement primaire qui a pé- nétré le revêtement de surface 2 Le nombre d'impulsions re- çues par un détecteur 6 diminuera alors qu'une partie des rayonnements primaire et fluorescent est absorbée dans la couche de revêtements surface selon une fonction donnée pouvant être déterminée expérimentalement Le taux de revé- tement est calculé sur la base de la réduction des impul- 5. sions, en tenant compte du rapport des rendements de capta- ge. Le plus grand intérêt présenté par la présente invention réside dans le fait que les erreurs dues aux va- riations du matériau de base non revêtu ont été éliminées, ce qui permet d'obtenir une précision extrêmement élevée des mesures De plus, la nécessité de répéter les opéra- tions d'étalonnage les plus fastidieuses est très minimi- sée, étant donné que les rapports des rendements de capta- ge et les activités des isotopes peuvent être obtenus par ordinateur, en particulier, dans le premier cas, point par point à travers la feuille, à la suite de quoi les caracté- ristiques de précision des faisceaux peuvent être notable- ment réduites Les deux ou trois constantes qui sont les plus fastidieuses à déterminer dépendent principalement de la composition chib Lique des matériaux de revêtement et, par conséquent, la nécessité d'une nouvelle détermination est minimale. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 6. REVENDICATIONS 1 Procédé de détermination de quantités de ma- tériau dans une première couche de revêtement appliquée à du carton ou à un matériau de base équivalent aussi bien que dans une seconde couche de revêtement appliquée à la première couche de revêtement, comprenant les étapes de sou- mettre la première couche de revêtement à un rayonnement X primaire dérivé d'une source extérieure et passant par la seconde couche de revêtement, de manière à exciter un rayon- nement fluorescent caractéristique dans la première couche de revêtement, et de mesurer l'intensité du rayonnement fluorescent au moyen d'un détecteur placé au-dessus de la seconde couche de revêtement, à la suite de quoi la détermi- nation est basée sur l'absorption du rayonnement X primai- re et du rayonnement fluorescent lors de leur propagation à travers la seconde couche du revêtement,caractérisé en ce que, en plus de l'excitation du rayonnement fluorescent de la première couche de revêtement, le rayonnement X primaire est utilisé pour exciter un rayonnement fluorescent caracté- ristique dans la seconde couche de revêtement, qui est mesu- ré au moyen d'un détecteur et utilisé comme base pour la dé- termination de la quantité de matériau dans la seconde cou- che de revêtement tandis qu'une mesure du rayonnement fluo- rescent de la première couche de revêtement est effectuée pour une détermination d'une quantité de matériau dans la première couche de revêtement à l'aide de la quantité de ma- tériau dans la seconde couche de revêtement telle que déter- minée. 2 Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que le rayonnement fluorescent est excité dans les première et seconde couches simultanément en utilisant un rayonnement X primaire dérivé d'une seule source de rayon- nement. 3 Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce que le matériau de base est composé d'une âme en car- ton ou en papier,qui est transportée le long d'une ligne ayant des emplacements pour application des couches de revê- tement et une paire d'une source de rayonnement et d'un détecteur pour effectuer les mesures, la paire étant pla- cée au-dessus de la ligne de transport.