[发明专利]从片材的扫描测量确定CD和MD的变化

说明书

技术领域

本申请的发明公开了一种系统，用于确定在片材上进行扫描测量内的机器横向（CD）的变化和/或机器纵向（MD）的变化。所公开的方法将使用两种或更多种关于CD变化的空间频率和关于MD变化的时间频率的扫描速度获得的测量功率谱进行比较。该CD和MD的变化通过匹配测量功率谱的主要频谱分量来识别，测量采用分别关于空间和时间频率的两种或更多种扫描速度。将参考正在被制造的一张纸的测量属性来描述该系统，其已经被展开并被最初使用。然而，很明显它也适用于确定各种片材的测量的CD和/或MD变化，其中所述（多个）传感器和所述纸页彼此垂直移动，使得通过扫描获得片材的测量。 

背景技术

在制板过程中，诸如在造纸中，通常用安装在扫描仪上的传感器测量纸张属性。扫描仪来回横跨成形的纸片，同时纸片垂直于扫描仪运动的方向移动。图1示出了局部剖开的扫描系统100的透视图。扫描仪102沿着支撑框架移动，支撑框架包括两个杆104，一个位于待扫描的纸张材料106之上，一个位于纸张106之下。扫描仪102包括第一和第二构件或头部108、110，其沿着杆104往复移动，以便在机器横向（CD）或在制造过程中垂直于纸张移动的方向扫描纸张106。纸张材料106被移动于机器纵向（MD）或图1所示的坐标系统的x轴指示的x方向，而且横向方向是y方向。间隙112形成于第一和第二头部108、110之间，待扫描的纸张材料106穿过该间隙112用于扫描操作。 

纸张被沿着横跨路径移动的一个或多个传感器采样，以产生连续的测量，该测量被处理以形成在纸片宽度上的纸片属性的扫描测量， 其被称为“扫描测量”。扫描测量包括数值的数组，其累积在称为“数据箱”的小CD宽度上或在称为“时间样本”的很短时间周期内，其中之一有时可以被称为“切片”。理想地，横跨路径完全垂直于机器纵向，而且整片的变化将完全被捕获于矩阵中，在该矩阵中MD的变化由每个扫描测量的平均值表示，CD的变化由扫描测量的形状表示。实际上，从扫描传感器获得的扫描测量捕获沿对角横跨路径的纸片属性变化。测量通常不能容易地分离MD和CD的变化。本申请的系统使纸片扫描测量中MD和CD的变化能够快速和有效地分离。 

发明内容

本申请的系统基于使用两种或更多种扫描速度取得的扫描测量的功率谱的频谱分量，确定被测量的片材（例如一张纸）的扫描测量内的机器横向（CD）变化和/或机器纵向（MD）变化。具有相同空间频率的主要频谱分量被用来识别CD变化，而且具有相同时间频率的主要频谱分量被用来识别MD变化。 

根据本申请发明的一个方面，用于从片材作出的扫描测量确定CD变化的方法包括在片材上以第一扫描速度扫描至少一个传感器，以产生第一扫描测量。将第一扫描测量转换为关于第一空间频率的第一空间功率谱，并且检测第一空间功率谱的第一空间主要频谱分量。在待测量片材上以第二扫描速度扫描至少一个传感器，以产生第二扫描测量。将第二扫描测量转换为关于第二空间频率的第二空间功率谱，并且检测第二空间功率谱的第二空间主要频谱分量。通过确定第一空间主要频谱分量中的至少一个主要频谱分量与第二空间主要频谱分量中的至少一个主要频谱分量具有相同的空间频率，而识别扫描测量的CD频谱分量。 

该方法的第一空间频率可以等于第二空间频率。 

该方法可以进一步包括在待测量片材上以第三扫描速度扫描至少一个传感器，以产生第三扫描测量。第三扫描测量被转换为关于第三空间频率的第三空间功率谱。检测第三空间功率谱的第三空间主要 频谱分量。通过确定第一空间主要频谱分量中的至少一个主要频谱分量与第二空间主要频谱分量中的至少一个主要频谱分量和第三空间主要频谱分量中的至少一个主要频谱分量具有相同的空间频率，而识别扫描测量的CD频谱分量。 

扫描测量内的CD变化可通过使用CD频谱分量的逆变换而构建。检测第一空间功率谱的第一空间主要频谱分量的步骤可以包括从第一空间功率谱中以大小顺序对所有频谱分量进行排序，以形成第一有序空间功率谱。第一有序空间功率谱的背景噪声可以用第一多项式表示。第一偏差阈值可以关于第一多项式设置，并且第一有序空间功率谱的频谱分量可以与第一偏差阈值比较。第一有序空间功率谱的超过所述第一偏差阈值的频谱分量被从第一有序空间功率谱中去除，以形成第一噪声空间功率谱。第一空间功率谱中的第一噪声空间功率谱由第二多项式表示。第二偏差阈值关于第二多项式设置，第一空间功率谱的超过第二偏差阈值的频谱分量被识别为第一空间功率谱的第一空间主要频谱分量。通常，第一和第二多项式是低阶多项式。