Brevet FR2529340A1 — publié le 19831230

Procédé et dispositif de mesure de la quantité de colle déposée lors de la fabrication du carton ondulé La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispo sitif de mesure de la quantité d'eau au mètre carré contenue dans des ban parallèles d'un produit aqueux déposées sur un substrat, et en particulie: de mesure de la quantité de colle au mètre carré déposée sur le papier cai nelure lors de la fabrication du carton ondulé. La fabrication du carton ondulé simple-face aussi bien que de ble-face, ou plus, passe par le depôt de bandes de colle sur le sommet de ondulations du papier-cannelure. De façon à optimiser la fabrication et à éviter les défauts dans le carton ondulé, un contrôle régulier de la quar té de colle déposée au mètre carré sur le papier cannelure est indispensable. Dans l'état actuel de la technique, le contrôle de ce dépôt t colle est effectué par pesage d'un échantillon de carton juste encollé, ax et après séchage de cet échantillon, ce qui permet d'estimer le poids de c le déposée sur l'échantillon, la colle utilisée étant un produit aqueux de composition déterminée. Une telle mesure par traitement d'échantillons est très longue, et ne permet donc pas une intervention immédiate en cas de co tatation de mauvais encollage. La présente invention a pour but de permettre une mesure inst tanée de la quantité de colle déposée au mètre carré sur le sommet des ondulations du papier cannelure, la mesure apparaissant sous forme d'un sign électrique, ce qui permet d'envisager son utilisation aisée dans un dispos tif électronique de réglage automatique de la colleuse. L'invention s'appl que aussi, d'une manière plus générale, a la mesure de la quantité d'eau contenue dans des bandes parallèles d'un produit aqueux déposées sur un su trat. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qutil consist à mesurer la différence entre les caractéristiques des ondes réfléchies ou transmises par le matériau garni des bandes de colle, ou autre produit aqu à partir de deux ondes électromagnétiques émises vers le matériau avec des polarisations rectilignes et orthogonales, ou substantiellement orthogonal l'une d'elles étant substantiellement parallèle aux bandes de colle, et do la longueur tonde commune est au moins égale à la somme des intervalles d finissant trois à cinq bandes successives. Invention comporte également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comporte - un générateur hyper-fréquence, - un circuit micro-ondes branché sur ledit générateur et permettant I'emis- sion, en direction du matériau, de deux ondes de meme fréquence et polarisées rectilignement à angle droit, ou substantiellement à angle droit, l'une de ces deux ondes étant substantiellement parallèle aux bandes de produit aqueux. - un dispositif de détection d'une et meme caractéristique électrique de chacune des deux ondes réfléchies ou transmises par ledit matériau à partir desdites ondes émises, ainsi que de soustraction de ces deux caractéristiques. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de quelques exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique d'une installation d'encollage pour carton ondulé double-face utilisant le procédé de Itinvention, - la figure 2 est un schéma explicatif aidant à la compréhension du procédé de l'invention, - la figure 3 représente schématiquement un premier dispositif de mesure conforme à ltinvention, - la figure 4 représente schématiquement un second dispositif de mesure conforme à l'invention, - la figure 5 est une représentation schématique d'une variante du disposai. tif de la figure 4, - la figure 6 est une vue en perspective d'un Té à cinq bras utilisable pour les dispositif conformes à l'invention schématisées dans les figures 7 et 8 - la figure 7 est une vue schématique d'un autre exemple de dispositif de mesure selon l'invention, - la figure 8 représente schématiquement un dernier exemple de dispositif de mesure conforme à l'invention. En se reportant tout d'abord à la figure 1, on a désigné par la référence 1 une bande de carton simple-face défilant dans le sens de la flèche autour d1un rouleau entraineur 2. De manière très classique, de la colle est déposée sur le sommet des ondulations de la bande 1 par l'inter- médiaire d'un cylindre rotatif 3 dont la partie inférieure trempe dans le e bac de colle 4. De manière très classique également, l'épaisseur/du film de colle déposée par le cylindre 3 est réglée par un cylindre auxiliaire 5, dit "cylindre docteur", dont l'entraxe avec le cylindre 3 est réglable par l'intermédiaire d'un dispositif classique à excentrique, non représenté, et commandé à distance par exemple par un moteur électrique 6. A la sortie du cylindre 2, le papier-couverture 7 est plaqué contre les ondulations encollées de la bande 1 par l'intermédiaire du cylindre 8. La bande de carton double-face 9 ainsi constituée est ensuite passée à travers un dispositif de séchage non apparent sur le dessin. Conformément au procédé de mesure de l'invention, pour la comprc hension duquel on se reportera également à la figure 2, un premier applicateur micro-ondes 10 émet une première onde électromagnétique à polarisation rectiligne et dont le champ électrique El est parallèle aux lignes d'humidité 11 dues au dépôt de colle 111, et un second applicateur micro-ondes 12 émet une deuxième onde à polarisation rectiligne, de même fréquence que la première, mais dont le champ électrique E2 est perpendiculaire aux lignes d'humidité 11. Les ondes réfléchies par la bande de carton encollée 9 sont captéee par les applicateurs 10 et 12 et soustraites dans un bloc électronique détecteur et comparateur 13 qui réalise par exemple la différence des puissances électriques réfléchies. La puissance électrique réfléchie par le carton 9 à partir de Inonde El émise par l'applicateur 10 est liée aux lignes d'humidité l1 dues au dépôt de colle, parallèles au champ El, ainsi qu'à l'humidité propre du substrat constitué par le carton ondulé 9 en faisant abstraction de la colle. Par contre, la puissance réfléchie à partir de l'onde E2 perpendiculaire aux lignes d'humidité 11, est pratiquement indépendante de ces dernières, mais est liée au substrat de la meme façon que pour l'onde El. La différence des puissances réfléchies effectuée dans le bloc électronique 13 donne alors la valeur de la puissance réfléchie par les lignes de colle 111 seules. La longueur d'onde émise par les applicateurs 10 et 12 est choisie de fanon à ce que les bandes 111 forment une grille assez serrée pour sic poser suffisamment au passage des ondes à travers la bande 9. Dans le cas du carton ondulé courant, les lignes de colle sont espacées de 3 à 9 millimètres et présentent une largeur de 1 ou 2 Hillimètres. De manière à ce qu'ur longueur d'onde J émise englobe au moins trois à cinq lignes de colle 11, on choisira pour J une valeur de quelques centimètres, selon le cas. Avantageusement, on choisira la longueur d'onde de trois centimetres, soit une fréquence voisine de 1000 MHz pour laquelle on trouve aisément tous les composants nécessaires dans le commerce. Au lieu d'opérer, dans le bloc électronique 13, la différence des puissances réfléchies ou transmises à partir des ondes El et E2 on peut opérer la différence d'autres caractéristiques électriques de celles-ci. En particulier, dans le cas le plus courant où les deux ondes El et E2 sont émises én concordance de phase, généralement à partir d'un même générateur micro-ondes, on pourra mesurer la différence de phase entre les ondes réfléchies ou transmises ce qui donne généralement une mesure plus précise. Le signal électrique fourni en 14 par le bloc électronique 13 est donc dépendant de la quantité d'eau contenue dans les lignes de colle 111, et par suite de la quantité de colle déposée, le pourcentage de produit sec dans le mélange aqueux constituant la colle étant supposé invariable et connu à l'avance. Un bloc électronique 15 de commande et de calcul reçoit l'information 14 en provenance du bloc 13, ainsi qu'une information 16 en provenance d'une entrée de données 17 indiquant le pourcentage d'eau dans la colle, une information 18 en provenance d'une entrée de données 19 indiquant la largeur de la bande de carton 9, et une information 20 fournissant, à partir dtun capteur de vitesse 22 et d'un bloc électronique associé 21, la vitesse de défilement de la bande de carton 9. Le calculateur 15 déduit de ces informations le poids de colle déposée au mètre carré sur le carton et, par exemple, fournit en conséquence au moteur 6 par sa sortie 23 un signal de correction de liespace e, ce qui permet de diminuer ou d'augmenter la quantité de colle déposée au mètrecarré. On décrira maintenant quelques exemples non limitatifs de dispositifs micro-ondes permettant la mise en oeuvre de l'invention. La figure 3 représente un dispositif opérant, comme c'est le cas pour l'installation de la figure 1, par réflexion des ondes transmises. I1 comporte un générateur hyperfréquence 24, émettant une onde de longueur d'onde égale à trois centimètres, et alimentant, par 11 intermédiaire d'un diviseur de puissance par deux 25, de guides d'ondesrectangulaires 26 fonctionnant sur le monde fondamental H10 et d'une torsade 27 opérant une rotation de 90 degrés, deux cornets émetteurs 28 et 29, le cornet 28 émettant une onde à champ électrique El parallèle aux lignes de colle 111, et le cornet 29 émettant une onde à champ électrique E2 perpendiculaire à ces lignes de colle. De manière optionnelle, on peut,afin d'éviter une perte trop importante d'information par transmission à travers la bande 9, intercaler derrière cette dernière une feuille métallique réfléchissante 30, ou tout autre réflecteur d'ondes. Les ondes réfléchies sont captées par l'intermédiaire de cou pleurs directifs (31, 32) et appliquées à des diodes détectrices (33, 34) qui fournissent au bloc électronique comparateur 35 des signaux proportion nels à la puissance électrique des ondes réfléchies. Le bloc de comparaison 35 réalise la différence des signaux en provenance des diodes 33 et 34 respectivement, ce qui permet, comme expliqué précédemment, d'élaborer un signal électrique représentatif de la quantité d'eau contenue au mètre-car dans les lignes de colle 11. La figure 4 représente un dispositif semblable à celui de la figure 3, mais operant par transmission des ondes a travers la bande de ca ton, au lieu d'opérer par réflexion de celles-ci. Ce dispositif est donc composé des mêmes éléments (24 à 29) que le dispositif précédent, fonction pilant de la même manière, mais ici on capte à l'aide des cornets (36, 37 et l'on détecte à l'aide des diodes (38, 39) les ondes transmises, à par tir des ondes émises, par la bande encollée 9. Les puissances électriques ainsi détectées sont, de meme que précédemment, soustraites dans un bloc électronique de comparaison 40, semblable au bloc 35 précédent.Pour les mêmes raisons que celles explicitées précédemment, on obtient ainsi un signal électrique représentatif de la quantité d'eau contenue au mètre carré dans les lignes de colle 111. La figure 5 représente un dispositif pratiquement identique à celui de la figure 4, mais utilisant un pont de phase 41 mesurant le déphasage entre les deux ondes transmises, au lieu de mesurer leurs puissances. Ce pont de phase comporte, de manière très classique, un Té magique 42, deux diodes détectrices (43, 44), et un bloc électronique de comparaison 64 effectuant la différence des ssignaux issus des diodes 43 et 44. De même que précédemment, le signal électrique fourni par le comparateur 64 est représentatif de la quantité d'eau contenue au mètre carré dans les li gnes de colle 111. Toutes les réalisations précédentes utilisent deux cornets di: tincts pour émettre et recevoir les deux ondes polarisées rectilignement e à angle droit. Il est possible de simplifier le montage en n'utilisant qu'l seul cornet dans ce but, émettant et recevant donc les deux ondes à la foi: Outre l'avantage de la simplification, ce mode de travail présente l'avant ge de faire les mesures de réflexion ou transmission sur les mêmes bandes de colle pour chacune des ondes émises El et E2. Un dispositif commode, connu mais peu répandu, permettant d'ol tenir deux ondes polarisées rectilignement et à angle droit dans un même guide, est le Té à cinq bras, représenté sur la figure 6. Comme on le voit sur le dessin, ce Té à cinq bras se compose d'une croix grecque 45 en guide rectangulaire standard, couplée à un guide circulaire 46 de diamètre égal à la largeur des quatre guides composant la croix, et dont l'axe est parallèle aux petits côtés de ces guides. Si l'on envoie des ondes en A et B, celles-ci ressortent par le guide circulaire 46 avec des polarisations rectilignes et croisées à angle droit comme indiqué, et selon le mode correspondant au mode fondamental. La figure 7 montre très schématiquement un exemple de montage, conforme à l'invention, fonctionnant par réflexion et n'utilisant quiun seul cornet 47, cônque en ltespèce, pour émettre et recevoir les deux ondes de champs électriques El et E2. On utilise, couplé au générateur 24, un Té à cinq bras 49 tel que celui de la figure 6 et dont les deux bras non excités sont fermés sur des impédances adaptées 48. Les ondes à polarisation croisées issues du Té 49 sont appliquées au cornet 47 par l'intermédiaire d'un guide circulaire 50. Les deux ondes réfléchies sont captées séparément par deux coupleurs (51, 52), réalisés en guide circulaire suivant la technique classique, et sont détectées par des diodes (33, 34) comme dans tous les cas précédents.Les signaux détectés sont ensuite soustraits dans le bloc électronique associé, qui n'a pas été représenté sur le dessin. En particulier dans le cas de faibles dépôts, on aura souvent intérêt a effectuer la mesure sur les ondes transmises et non pas sur celles réfléchies, les mesures par transmission étant en général plus précises. La figure 8 représente très schématiquement un montage réalisable dans ce but, toujours par utilisation d'un cornet émetteur 47, commun aux deux ondes orthogonales, et dans ce cas par utilisation d'un autre cornet récepteur 53 pour les deux ondes transmises. Comme on le voit sur le dessin, la partie réceptrice est totalement symétrique de la partie émettrice. Elle utilise en particulier un Té à cinq bras 54 identique au Té 49. Dans cet exemple, les ondes issues du Té 54 sont appliquées à un pont de phase semblable à celui de la figure 5, et donc composé d'un Té magique 42, de diodes détectrices 43 et 44, et d'un soustracteur 64. Evidemment, un tel pont de phase pourrait très bien etre utilisé dans le montage à coupleurs et diodes détectrices de la figure 7, et vice-versa. Dans ces deux dernières réalisations, il est bien évident que l'on peut remplacer les guides (50), coupleurs (51, 52) et cornets (47, 53), tous de type circulaire, par des élements semblables, mais de type carré il suffit pour cela d'adjoindre aux Té à cinq bras utilisés des transitions "guide circulaire-guide carré", ces artifices etant du domaine courant de l'homme de métier. La mesure serait alors un peu plus précise, car les champs électriques sont rigoureusement croisés en tous points du guide carré, ce qui n'est vrai que pour deux plans dans le cas du guide circulaire. REVENDICATIONS 1.- Procédé de mesure de la quantité d'eau au mètre-carré contenue dans des bandes parallèles d'un produit aqueux déposées sur un substrat, en particulier de mesure de la quantité de colle au mètre-carré déposée sur le papier cannelure lors de la fabrication du carton ondulé, caractérisé en ce qui il consiste à mesurer la différence entre les caractéristiques des ondes électromagnétiques réfléchies ou transmises par le matériau (9) garni des bandes de colle (111), ou autre produit aqueux, à partir de deux ondes électromagnétiques (E1, E2) émises en direction dudit matériau avec des polarisations rectilignes et substantiellement orthogonales, dont l'une d'elles (El) est substantiellement parallèle aux bandes (111) de commune produit aqueux, et dont la longueur d'onde - (n) est au moins égale à la somme des intervalles séparant trois à cinq bandes successives. 2.- Procédé de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mesure la différence des puissances électriques des deux ondes réfléchies ou transmises par ledit matériau. 3.- Procédé de mesure selon la revendication 1, appliqué au cas où les deux ondes sont émises en concordance de phase, caractérisé en ce que l'on mesure la différence de phase entre les deux ondes réfléchies ou transmises par ledit matériau. 4.- Procédé de mesure, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, de la quantité de colle au mètre carré déposée sur le papier cannelure lors de la fabrication du carton ondulé, caractérisé en ce que la longueur d'onde commune utilisée est de trois cen timètres. 5.- Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qui il comporte - au moins un générateur hyperfréquence (24) - au moins un circuit micro-ondes (25 à 29) branché sur ledit générateur, ou les dits générateurs, et permettant l'émission, en direction du matériau (9), de deux ondes électromagnétiques (El, E2) de meme fréquence et polarisées rectilignement à angle droit,-ou substantiellement à angle droit, l'une des deux ondes (El) étant émise de manière substantiellement parallèle aux bandes de produit aqueux, - au moins un dispositif (31 à 35) de détection d'une et meme caractéristique électrique de chacune des deux ondes réfléchies ou transmises par ledit matériau à partir desdites ondes émises, ainsi que de soustraction de ces deux caractéristiques électriques. 6.- Dispositif selon la revendication 5, appliqué à l'encol- lage du carton ondulé, caractérisé en ce qu'il est couplé à un dispositif électronique (15) de réglage automatique de la quantité de colle déposée. 7.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu il utilise un dispositif (31, 33, 32, 34, 35 ou 38, 39, 40) de détectio et soustraction des puissances électriques des deux ondes réfléchies ou transmises, 8.- Dispositif selon la revendication 5, appliqué au cas de l'utilisation d'un dispositif (24, 25) d'émission des deux ondes (El, E2) en concordance de phase caractérisé en ce qu'il utilise un dispositif (41, 43, 44, 64) de mesure d la différence de phase entre les deux ondes réfléchies ou transmises. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il utilise un seul et même émetteur et/ou récepteur (47, 53) pour les deux ondes croisées. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, du type comportant au moins un dispositif de détection des ondes réf lé- chies, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un réflecteur d'ondes (30) placé derrière ledit matériau (9).