Рис. 1. Многофотоэлементный прибор для обнаружения пятен на бумаге:
1 — фотоэлемент; 2 — коллимационная щель; 3 — флуоресцирующие лампы; 4 — смотровая щель; 5 — полотно бумаги 1 — фотоэлемент; 2 — дефектоскоп; 3 — полотно бумаги

Рис. 2. Многофотоэлементный прибор с дефектоскопом для обнаружения складок на бумаге:

В основу оптической системы положен принцип измерения количества отраженного бумагой или прошедшего через нее света. Большое значение имеет угол освещения. Перпендикулярное освещение поверхности листа дает большую чувствительность к пятнам, но при этом пропускаются складки и морщины. Наклонное освещение уменьшает чувствительность к пятнам и увеличивает ее к складкам и морщинам.

В многофотоэлементном приборе бумага освещается с двух сторон. Свет верхних ламп отражается от поверхности бумаги, а нижних — проходит через бумагу и направляется в узкую смотровую щель шириной 0,4 мм. При такой Щели даже небольшой дефект вызывает заметное изменение светового потока, воспринимаемого фотоэлементами. Вызванный Дефектом сигнал усиливается и подается в счетчик для сравнения с эталоном. Для просмотра листов по всей ширине приборы с фотоэлементами устанавливаются через интервалы 2,5 см.

Степень чувствительности всей системы определяется количеством приборов.

Многофотоэлементные приборы не фиксируют выпуклости и морщины на бумаге, так ккк последние не изменяют интенсивности отраженного и пропускаемого света. Для обнаружения этих дефектов дополнительно устанавливается дефектоскоп. Подобные приборы могут быть установлены на машинах при очень высокой скорости движения полотна (до 1000 м/мин и более). Приборы относительно просты и долговечны, так как не имеют движущихся частей. Недостатком прибора является то, что многие усилители в нем необходимо корректировать до одинаковой чувствительности. Равномерно расположенные дефекты, занимающие большую площадь по длине листа (складки, морщины, вытянутые пятна), регистрируются только одним сигналом.

Рис. 3. Схема прибора, работающего по принципу просвечивания бумажного полотна:
1 — цилиндрическая линза; 2 — флуоресцирующая планка; 3 — светопроводящий стержень; 4 — бумажное полотно

Рис. 4. Схема прибора с разверткой изображения:
1 — фотоумножитель; 2 — фокусирующие линзы; 3 — вращающийся зеркальный барабан; 4 — лучи света от осветительных ламп; 5 — полотно бумаги

Представляет интерес прибор со светопроводящим стержнем для обнаружения дефектов на поверхности бумаги. Свет от источника падает наклонно на бумажное полотно, в результате чего он не полностью отражается. Отраженная часть света поступает в индикаторные приборы и там обрабатывается. Прошедший же через бумажное полотно свет поступает на флуоресцирующую планку, реагирующую только на короткую световую волну, что позволяет особенно эффективно обнаруживать отверстия в бумаге. Свет от флуоресцирующей планки распространяется к концам светопроводящего стержня, где.его поглощают фотоэлементом с фотоэлектронным фотоумножителем. Такие приборы работают при скорости движения полотна до 150—200 м/мин.

В приборах с разверткой изображения бумага сильно освещается лампами, а луч на бумагу направляется зеркальным граненым барабаном от фотоумножителя. Скорость движения полотна до 200 м/мин. Видимой является небольшая площадь бумаги. Прибор почти не воспринимает небольшие резаные морщины, а при остановке машины от теплового излучения ламп может воспламениться бумага.

В других устройствах, работающих по принципу просвечивания бумажного полотна, вращающееся зеркало заменено развертывателем с линзовым барабаном, который обеспечивает просмотр полотна шириной 220 мм. При просмотре более широкого полотна приходится устанавливать несколько приборов.

В приборах с разверткой светового пятна от сильного источника света через вращающийся зеркальный барабан луч света после отражения от бумаги попадает в фотоумножитель. Общее освещение полотна бумаги отсутствует. Весь прибор помещают в светонепроницаемый кожух для предупреждения попадания света в фотоумножитель. Ось вращения барабана совпадает с направлением движения полотна.

В приборах с разверткой светового пятна и изображения свет от источника, пройдя через оптическую линзу, падает на зеркальный граненый барабан, с которого отражается на плоское зеркало, а с плоского — на вогнутое. Отраженный от вогнутого зеркала свет падает на цилиндрическую линзу, которая воспроизводит изображение на бумагу. Такая система зеркал позволяет сохранять одинаковый по длине луч света по всей ширине бумажного полотна. Свет, отраженный от поверхности бумажного полотна, проходит об-Ра гно тот же самый путь и при помощи поворотного зеркала оправляется на фоточувствительный элемент с фотоэлектронным умножителем. Выходной сигнал фотоэлектронного умножи-дя перерабатывается в электрический. Подобные приборы могут успешно работать при скорости бумажного полотна до 350—400 м/мин.

Рис. 5. Схема прибора с разверткой светового пятна:
1 — вращающийся зеркальный барабан; 2 — фотоумножитель; 3 — Цилиндрические линзы; 4 — источник света; 5 — полотно бумаги; 6 — линия развертки

Рис. 6. Схема прибора с разверткой светового пятна и изображения:
1 — источник света; 2 — конденсатор; 3 — оптическая линза; 4 — зеркальный барабан; 5 —вогнутое зеркало; 6 — плоское зеркало; 7 — цилиндрическая линза; 8 — бумажное полотно; 9 — светопроводящий стержень; 10, 14 — фотоэлектронные умножители; 11 — усилитель сигналов; 12—счетчик сигналов; 13 — датчик сигналов; 15 — поворотное зеркало

Кроме пятен прибор может обнаруживать утолщения, морщины на бумаге, иногда ее деформацию, так как все эти дефекты бумаги вызывают дефокусирование системы с подачей соответствующего сигнала. В последние годы широкое распространение получили дефектоскопы для обнаружения складок, морщин и отверстий в бумаге.

Дефектоскопы с механическими системами, а также механическими в сочетании с электрическими для обнаружения складок или комков массы в бумаге имеют несколько конструкций.

В одной из них бумага скользит между полированными стальными пластинами. Бумага и пластины образуют две стороны светонепроницаемой камеры с фотоэлементом. При проходе под пластиной комка массы или складки на бумаге пластина приподнимается и пропускает через образовавшийся зазор свет от специальной лампы на фотоэлемент. При этом регистрируется импульс дефекта. Дефектоскоп обнаруживает комки массы и складки высотой до 0,013 мм.

Рис. 7. Схема дефектоскопа для обнаружения отверстий и складок в полотне бумаги:
а — схема установки; б — поперечное сечение прибора; 1 — полотно бумаги; 2 — палец; 3 — пустотелый корпус; 4 — мембрана; 5 — поршень

В другой конструкции дефектоскоп состоит из щетки, изготовленной из высококачественной стали или фосфористой бронзы, и заземленного металлического вала. Между щеткой и валом проходит бумага. К щетке подается небольшой электропотенциал. При наличии отверстия в бумаге щетка касается вала, создавая контакт. Число контактов фиксируется счетчиком. Щеточный дефектоскоп обнаруживает в бумаге, проходящей со скоростью до 600 м/мин, отверстия диаметром до 0,25 мм. Щетки не повреждают даже самую тонкую бумагу, не наносят на нее полосы, так как давление щетки на бумагу не превышает 0,013 Н на 10 см длины щетки. При обрыве полотна щетка пневмоцилиндрами автоматически отводится от валика.

Вместо щеток могут применяться «пальцы-соски», прижимаемые к непрерывно движущемуся полотну бумаги.

Каждый палец прижимается к бумаге пневматическим поршнем. Давление прижима пальцев к бумаге составляет 75% от сопротивления бумаги продавливанию.

Иногда применяют дефектоскоп, состоящий из двух металлических валов, изготовленных с очень высокой точностью. Корпуса подшипников нижнего вала закреплены на станине. Верхний вал закреплен на рычаге с гидравлическим механизмом подъема и опускания, что позволяет точно регулировать зазор между валами. Высокая точность валов позволяет обнаруживать в полотне утолщения (складки, морщины, комки массы) размером свыше 0,025 мм. При попадании местного утолщения в бумаге верхний вал приподнимается и через штырь, закрепленный на корпусу подшипника верхнего вала, подает сигнал чувствительному элементу, откуда он направляется в аппарат управления с усилителем, преобразующим импульс в звуковой или командный сигнал управления механизмом для маркировки дефектного места бумаги цветной полосой.