Brevet FR2573529A1 — publié le 19860523

1. La présente invention concerne un dispositif de mesure de la teneur en humidité et/ou du poids de base du papier. Le dispositif de la présente invention est plus par- ticulièrement destiné à la détermination gravimétrique et automatique des paramètres en question. En laboratoire, on détermine généralement la te- neur en humidité et/ou le poids de base du papier en pesant un échantillon du papier lorsqu'il est humide et sec ainsi qu'en calculant les quantités requises en utilisant les ré- sultats de la pesée et des mesures de l'échantillon à titre de base. De plus, on connait des procédés en ligne pour la détermination de la teneur en humidité et/ou du poids de ba- se du papier directement à partir du voile en papier, par exemple à l'aide de quantités optiques, par exemple le rayon- nement infrarouge et des quantités radioactives. L'étalonna- ge des dispositifs de mesure, par exemple par les procédés gravimétriques est une condition préliminaire de leur uti- lisation dans des procédés en ligne. De plus, les méthodes courantes en ligne ne donnent pas des résultats suffisamment précis, lorsqu'on s'efforce d'obtenir des mesures de la 2. teneur en humidité et du poids de base qui soient du même ordre de précision que les procédés en laboratoire. La présente invention a pour objet un dispositif permettant de déterminer automatiquement la teneur en humi- dité et le poids de base du papier, dispositif qui est plus précis que les dispositifs courants en ligne et plus rapi- des que les procédés de laboratoire. La présente invention est basée sur un dispositif de mesure fonctionnant automatiquement, qui comprend des éléments de commande permettant une commande automaticque. Le dispositif comporte des éléments pour découper un échan- tillon d'une certaine-taille dans une feuille échantillon, ainsi que pour peser l'échantillon et imprimer les résul- tats obtenus. De plus, un dispositif de séchage est avan- tageusement inclus à l'intérieur du dispositif de mesure pour le séchage de l'échantillon et donc la détermination précise de la teneur en humidité et du poids de base de l'échantillon. La lame de coupe a été commodément façonnée sous forme de tube et un dispositif de séchage, par exemple un radiateur aux infrarouges, est placé a l'intérieur de la lame de sorte que celle-ci forme un couvercle pour 'échan- tillon et créée ainsi des circonstances de mesure homogènes pour la pesée. La balance est disposée avantageusement de maniè- re à peser l'échantillon en continu alors que le dispositif de séchage procède au séchage de l'échantillon, et un en- semble de calcul est agencé commodément dans le but de cal- culer le poids du-matériau séché à l'issue d'une certaine période de séchage en utilisant l'information sur la qua- lité de l'échantillon et par extrapolation du poids pen- dant cette période, le poids de l'échantillon ayant été modifié par suite du séchage. Le dispositif de la présente invention est haute- D5 ment précis gràce à son principe gravimétrique de 3. fonctionnement; et on peut obtenir avec ce dispositif une précision atteignant 0,1 %. l'actionnement du dispositif, c'est-à-dire son fonctionnement dans le but de mesurer la teneur en humidité et/ou le poids de base de l'échantillon de papier, a lieu automatiquement et d'une manière particu- lièrement rapide, avec une durée, par exemple de 1 minute ou même moins. Ainsi, le dispositif est mieux adapté à l'étalonnage d'instruments de mesure en ligne que les pro- cédés en laboratoire actuellement utilisés. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique du dispositif de la présente invention, vu du dessus suivant 1 un certain angle et présenté de manière simplifiée de maniè- re à rendre sa structure plus claire; La figure 2 est un schéma sous forme de blocs du dispositif de la figure 1; La figure 3 représente la détermination du poids de base d'un échantillon de papier en utilisant le dispo- sitif de la présente invention. En figure 1, on a représenté un dispositif selon la présente invention pour la détermination de la teneur en humidité et/ou du poids de base, c'est-à-dire du poids à sec du papier. Le dispositif comprend un châssis 20, un ensem- ble de découpe 1 pour couper un échantillon dans la feuille spécimen et une balance 2 pour la pesée de l'échantillon, un calculateur 3, un dispositif de sortie 4 et un contrô- leur 5 qui n'ont pas été représentés dans la figure de ma- nière à rendre la structure plus claire (l'ensemble de com- mande a été représenté dans le schéma sous forme de blocs de la figure 2). L'ensemble de découpe du dispositif représenté en figure 1 comporte une lame de coupe 6 en forme de tube ou d'ajutage, dont le bord inférieur forme en coupe une 4. arête circulaire de coupe 7. La lame de coupe devient plus large, lorsqu'on s'éloigne de l'arête de coupe, c'est-à-di- re lorsqu'on se dirige vers le haut à oartir du bord de coupe comme cela est représenté en figure 1. La lame de coupe 6 est placée à l'intérieur du module supérieur 21 du châssis et l'arête 7 est dirigée vers le bas. L'arête de coupe est mobile du haut vers le bas et vice-versa, grâce à un ensemble de force motrice tel qu'un vérin hydraulique 13. Le dispositif de découpe 1 comporte une base de coupe 8 qui est constituée de la base de pesée de la balan- ce 2. La base de découpe a principalement la même forme que l'arête de coupe et est destinée à passer dans l'arête de coupe au moment o cette dernière découpe un échantillon dans la feuille spécimen contre la base de coupe, l'arête étant comprimée dans le sens descendant à la hauteur de la base. De plus, un organe de compression 9, c'est-à-dire un vérin hydraulique ou pneumatique avec ses extrémités de compression 13, est enfermé à l'intérieur de l'ensemble de découpe. Les extrémités de compression ont été disposées de manière à comprimer la feuille spécimen contre la base de découpe alors que la coupe de l'échantillon a lieu. Dans la réalisation présentée, la base de coupe est équipée d'un élément d'assujettissement ou barre d'assujettissement 11 pour la fixation en place de la base pendant la durée nécessaire à la découpe de l'échantillon. De plus, la figure 1 représente deux dispositifs de séthage 10 placés à l'intérieur de la lame de coupe, c'est-à-dire des radiateurs aux infrarouges ou des résis- tances bobinées qui procèdent au séchage de l'échantillon à l'intérieur de la lame de coupe en forme de tube dans une position protégée et séparée de l'environnement après la découpe de l'échantillon. La figure 2 est un schéma sous forme de blocs du 5. dispositif. Le dispositif comprend un contrôleur 5 avec son calculateur 3 tel qu'un microprocesseur. Le contrôleur pro- cède à la commande des opérations suivantes: le fonctionne- ment de l'ensemble de découpe de manière à couper l'échan- tillon, le fonctionnement du dispositif de séchage 10 dans le but de sécher l'échantillon, le fonctionnement du dispo- sitif d'actionnement, c'est-à-dire du dispositif de bloca- ge 11 de manière à bloquer la base de coupe 8, c'est-à-dire la base de pesée de la balance pour la maintenir en place pendant le temps nécessaire d la coupe de l'échantillon ain- si que pendant le fonctionnement de la balance 2 pour déter- miner le poids de l'échantillon découpé,placé sur la base 8. De plus, le contrôleur-calculateur 5, 3 donne les résultats finaux par un dispositif de sortie 4, par exemple par une imprimante, sous forme d'information écrite, sous forme de signal électrique pour la commande du procédé ou sous forme d'un affichage sur un dispositif de visualisa- tion. Lorsqu'on actionne le dispositif représenté en figures 1 et 2, l'échantillon de papier est guidé sur la base de coupe entre des m&choires. Les mâchoires sont formées entre les modules supérieur et inférieur, et le guidage est effectué manuellement ou,par exemple, par l'intermédiaire des types usuels de dispositifs de déplacement de feuille tels que des rouleaux, des mâchoires ou autres dispositifs analogues. Ensuite, on démarre le dispositif à l'aide d'un démarreur 14 du contrôleur 5 soit manuellement au moyen d'un commutateur de démarrage, soit automatiquement avec un dé- tecteur d'échantillons tel qu'une cellule photo-électrique. Ainsi, le contrôleur actionne le dispositif de découpe 1, c'est-à-dire que les vérins 12, qui peuvent être mis en mar- che par un milieu sous pression liquide ou gazeux, déplacent la lame de coupe dans le sens descendant simultanément au blocage par l'organe d'actionnement 11 de la base 12 pour la maintenir en position et à la compression du papier con- tre la base 8 par l'organe 9. A ce moment là, l'arête de 6. coupe 7 de la lame découpe un échantillon d'une certaine taille dans la feuille spécimen et l'échantillon reste au-dessus de la base 8 à l'intérieur du couvercle de la lame 6 de forme tubulaire. Alors, l'organe de compression 9 se déplace dans le sens ascendant et l'organe d'actionne- ment 11 libère la base de pesée de la balance, laquelle procède à la pesée et indique le poids initial de l'échan- tillon. Ensuite, le contrôleur met sous tension les bo- bines de chauffage du dispositif de séchage 10. L'échantil- lon commence à sécher sous l'effet des bobines de chauffage alors que la balance continue de surveiller le poids de l'échantillon. Le poids de l'échantillon diminue exponen- tiellement en conformité avec la figure 3 et le poids se rapproche du poids à sec mo de l'échantillon. Le calcula- teur 3 surveille l'évolution du poids et calcule le poids de l'échantillon en conformité avec un programme qu'il com- porte. Cela se produit après une certaine durée de surveil- lance du poids de l'échantillon, par exemple entre environ secondes et 10 minutes. Enfin, le dispositif de sortie 4 imprime la valeur du poids de base, c'est-à-dire du poids à sec de l'échantillon. Le calculateur 3 peut, le cas.échéant être pro- grammé dans le but de déterminer la teneur en humidité de l'échantillon en, par exemple, pourcentages. A ce moment là, le fonctionnement se produit mécaniquement d'une façon similaire à la détermination du poids de base de l'échantil- lon. Enfin, le calculateur est programmé pour indiquer la teneur en humidité de l'échantillon sous forme de résultat, c'est-à-dire (poids initial - poids de base) x 100. L'exemple présenté en figures 1 et 2 est seule- ment donné à titre d'exemple de la présente invention et une ou plusieurs des parties présentées dans cet exemple peuvent être remplacées par des parties correspondantes qui permettent d'effectuer les opérations correspondantes. Ainsi, la lame de coupe peut être fixe, et la base de pe- sée être disposée de manière à s'élever afin de comprimer 7. la feuille échantillon contre l'arête de coupe 7, ce qui rendrait naturellement inutile le dispositif d'assujettis- sement-actionnement.En outre, à la place du couvercle for- mé par la lame de coupe, le dispositif pourrait inclure tout couvercle comportant des ventilateurs et/ou des ou- vertures de ventilation, de manière à assurer un séchage constant pour la pesée de l'échantillon et pour l'amélio- ration du séchage. En outre, des mécanismes tels que des systèmes pressurisés hydrauliquement ou pneumatiquement permettant le fonctionnement de composants de la source de force motrice n'ont pas été expliqués en détail; dans ce cas, on se reportera au mécanisme correspondant connu dans l'art. De plus, l'ensemble contrôleurcalculateur n'a pas été décrit en détail de manière à rendre plus claire la struc- ture du dispositif. On peut utiliser tout dispositif de commande ou de calcul connu. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 2573529' 8. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure de la teneur en humidi- té et du poids de base du papier, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif de découpe (1) pour découper un échantillon dans une feuille spécimen; une balance (2) pour peser l'échantillon, un calculateur (3) pour calculer le poids de base et la teneur en humidité de l'échantillon, un dispositif de sortie (4) pour imprimer les valeurs de la teneur en humidité et du poids de base ainsi qu'un contrô- leur (5) pour commander automatiquement le dispositif. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le dispositif de découpe (1) comprend une lame de coupe (6) qui a été munie d'une arête coupante circulaire (7) et qui augmente en largeur lorsqu'on s'éloi- gne de l'arête coupante, ainsi qu'une base de coupe (8) qui a la même forme générale que la lame de coupe et a été adap- tée pour se monter dans la lame de coupe, et la lame de cou- pe a été agencée de manière à découper un échantillon dans la feuille spécimen contre la base de coupe alors que l'arê- te coupante est comprimée entre la base de coupe. 3 - Dispositif selon la revendication 2,carac- térisé en ce que le dispositif de découpe (1) comporte un organe de compression (9) qui a été agencé de manière à comprimer la feuille spécimen contre la base de coupe (8) pendant la découpe de l'échantillon. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que la base de cou- pe (8) constitue la base de pesée de la balance (2). - Dispositif selon l'une quelconque des re- ^-, vendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de séchage (10) qui est monté de manière à sécher l'échantillon. 6 - Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le dispositif de séchage (10) est consti- tué d'un radiateur aux infrarouges, et a été placé à l'in- térieur de la lame (6), et en ce que la lame de coupe forme 9. un couvercle pour l'échantillon. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que la balance (2) a été agencée de manière à peser l'échantillon en continu, à l'issue de la découpe de l'échantillon, et en ce que le dispositif de séchage (10) est agencé de manière à sécher l'échantillon en continu à l'issue de la decoupe de l'échan- tillon, et en ce que le dispositif de calcul (3) calcule le poids de l'échantillon à titre de matériau sec après une certaine période de séchage en utilisant l'information sur la qualité de l'échantillon et la variation de poids pendant le séchage.