從片材的掃描測(cè)量確定cd和md的變化的制作方法
【專利說(shuō)明】從片材的掃描測(cè)量確定CD和MD的變化
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年4月27日、申請(qǐng)?zhí)枮?01280028248.8、發(fā)_名稱為“從片材的掃描測(cè)暈確定CD和/或MD的變化”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請(qǐng)的發(fā)明公開(kāi)了一種系統(tǒng)，用于確定在片材上進(jìn)行掃描測(cè)量?jī)?nèi)的機(jī)器橫向(CD)的變化和/或機(jī)器縱向(MD)的變化。所公開(kāi)的方法將使用兩種或更多種關(guān)于CD變化的空間頻率和關(guān)于MD變化的時(shí)間頻率的掃描速度獲得的測(cè)量功率譜進(jìn)行比較。該CD和MD的變化通過(guò)匹配測(cè)量功率譜的主要頻譜分量來(lái)識(shí)別，測(cè)量采用分別關(guān)于空間和時(shí)間頻率的兩種或更多種掃描速度。將參考正在被制造的一張紙的測(cè)量屬性來(lái)描述該系統(tǒng)，其已經(jīng)被展開(kāi)并被最初使用。然而，很明顯它也適用于確定各種片材的測(cè)量的CD和/或MD變化，其中所述(多個(gè))傳感器和所述紙頁(yè)彼此垂直移動(dòng)，使得通過(guò)掃描獲得片材的測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0003]在制板過(guò)程中，諸如在造紙中，通常用安裝在掃描儀上的傳感器測(cè)量紙張屬性。掃描儀來(lái)回橫跨成形的紙片，同時(shí)紙片垂直于掃描儀運(yùn)動(dòng)的方向移動(dòng)。圖1示出了局部剖開(kāi)的掃描系統(tǒng)100的透視圖。掃描儀102沿著支撐框架移動(dòng)，支撐框架包括兩個(gè)桿104，一個(gè)位于待掃描的紙張材料106之上，一個(gè)位于紙張106之下。掃描儀102包括第一和第二構(gòu)件或頭部108、110，其沿著桿104往復(fù)移動(dòng)，以便在機(jī)器橫向(CD)或在制造過(guò)程中垂直于紙張移動(dòng)的方向掃描紙張106。紙張材料106被移動(dòng)于機(jī)器縱向(MD)或圖1所示的坐標(biāo)系統(tǒng)的X軸指示的X方向，而且橫向方向是y方向。間隙112形成于第一和第二頭部108、110之間，待掃描的紙張材料106穿過(guò)該間隙112用于掃描操作。
[0004]紙張被沿著橫跨路徑移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器采樣，以產(chǎn)生連續(xù)的測(cè)量，該測(cè)量被處理以形成在紙片寬度上的紙片屬性的掃描測(cè)量，其被稱為“掃描測(cè)量”。掃描測(cè)量包括數(shù)值的數(shù)組，其累積在稱為“數(shù)據(jù)箱”的小CD寬度上或在稱為“時(shí)間樣本”的很短時(shí)間周期內(nèi)，其中之一有時(shí)可以被稱為“切片”。理想地，橫跨路徑完全垂直于機(jī)器縱向，而且整片的變化將完全被捕獲于矩陣中，在該矩陣中MD的變化由每個(gè)掃描測(cè)量的平均值表示，CD的變化由掃描測(cè)量的形狀表示。實(shí)際上，從掃描傳感器獲得的掃描測(cè)量捕獲沿對(duì)角橫跨路徑的紙片屬性變化。測(cè)量通常不能容易地分離MD和CD的變化。本申請(qǐng)的系統(tǒng)使紙片掃描測(cè)量中MD和CD的變化能夠快速和有效地分離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)的系統(tǒng)基于使用兩種或更多種掃描速度取得的掃描測(cè)量的功率譜的頻譜分量，確定被測(cè)量的片材(例如一張紙)的掃描測(cè)量?jī)?nèi)的機(jī)器橫向(CD)變化和/或機(jī)器縱向(MD)變化。具有相同空間頻率的主要頻譜分量被用來(lái)識(shí)別CD變化，而且具有相同時(shí)間頻率的主要頻譜分量被用來(lái)識(shí)別MD變化。
[0006]根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明的一個(gè)方面，用于從片材作出的掃描測(cè)量確定CD變化的方法包括在片材上以第一掃描速度掃描至少一個(gè)傳感器，以產(chǎn)生第一掃描測(cè)量。將第一掃描測(cè)量轉(zhuǎn)換為關(guān)于第一空間頻率的第一空間功率譜，并且檢測(cè)第一空間功率譜的第一空間主要頻譜分量。在待測(cè)量片材上以第二掃描速度掃描至少一個(gè)傳感器，以產(chǎn)生第二掃描測(cè)量。將第二掃描測(cè)量轉(zhuǎn)換為關(guān)于第二空間頻率的第二空間功率譜，并且檢測(cè)第二空間功率譜的第二空間主要頻譜分量。通過(guò)確定第一空間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量與第二空間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量具有相同的空間頻率，而識(shí)別掃描測(cè)量的CD頻譜分量。
[0007]該方法的第一空間頻率可以等于第二空間頻率。
[0008]該方法可以進(jìn)一步包括在待測(cè)量片材上以第三掃描速度掃描至少一個(gè)傳感器，以產(chǎn)生第三掃描測(cè)量。第三掃描測(cè)量被轉(zhuǎn)換為關(guān)于第三空間頻率的第三空間功率譜。檢測(cè)第三空間功率譜的第三空間主要頻譜分量。通過(guò)確定第一空間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量與第二空間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量和第三空間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量具有相同的空間頻率，而識(shí)別掃描測(cè)量的CD頻譜分量。
[0009]掃描測(cè)量?jī)?nèi)的CD變化可通過(guò)使用CD頻譜分量的逆變換而構(gòu)建。檢測(cè)第一空間功率譜的第一空間主要頻譜分量的步驟可以包括從第一空間功率譜中以大小順序?qū)λ蓄l譜分量進(jìn)行排序，以形成第一有序空間功率譜。第一有序空間功率譜的背景噪聲可以用第一多項(xiàng)式表示。第一偏差閾值可以關(guān)于第一多項(xiàng)式設(shè)置，并且第一有序空間功率譜的頻譜分量可以與第一偏差閾值比較。第一有序空間功率譜的超過(guò)所述第一偏差閾值的頻譜分量被從第一有序空間功率譜中去除，以形成第一噪聲空間功率譜。第一空間功率譜中的第一噪聲空間功率譜由第二多項(xiàng)式表示。第二偏差閾值關(guān)于第二多項(xiàng)式設(shè)置，第一空間功率譜的超過(guò)第二偏差閾值的頻譜分量被識(shí)別為第一空間功率譜的第一空間主要頻譜分量。通常，第一和第二多項(xiàng)式是低階多項(xiàng)式。
[0010]檢測(cè)第二空間功率譜的第二空間主要頻譜分量的步驟可以包括從第二空間功率譜中以大小順序?qū)λ蓄l譜分量進(jìn)行排序，以形成第二有序空間功率譜。第二有序空間功率譜的背景噪聲由第三多項(xiàng)式表示。第三偏差閾值關(guān)于第三多項(xiàng)式設(shè)置，并且第二有序空間功率譜的頻譜分量與第三偏差閾值比較。第二有序空間功率譜的超過(guò)第三偏差閾值的頻譜分量被從第二有序空間功率譜中去除，以形成第二噪聲空間功率譜。第二噪聲空間功率譜由第四多項(xiàng)式表示，并且第四偏差閾值關(guān)于第四多項(xiàng)式設(shè)置。第二空間功率譜的超過(guò)第四偏差閾值的頻譜分量被識(shí)別為第二空間功率譜的第二空間主要頻譜分量。
[0011]該方法可進(jìn)一步包括將第一掃描測(cè)量轉(zhuǎn)換為關(guān)于第一時(shí)間頻率的第一時(shí)間功率譜。檢測(cè)第一時(shí)間功率譜的第一時(shí)間主要頻譜分量，第二掃描測(cè)量被轉(zhuǎn)換為關(guān)于第二時(shí)間頻率的第二時(shí)間功率譜。檢測(cè)第二時(shí)間功率譜的第二時(shí)間主要頻譜分量，通過(guò)確定第一時(shí)間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量與第二時(shí)間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量具有相同的時(shí)間頻率，而識(shí)別掃描測(cè)量的MD頻譜分量。該方法可以進(jìn)一步包括通過(guò)CD頻譜分量的逆變換而構(gòu)建掃描測(cè)量?jī)?nèi)的CD變化，以及通過(guò)MD頻譜分量的逆變換而構(gòu)建掃描測(cè)量?jī)?nèi)的MD變化。
[0012]根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明的另一個(gè)方面，用于從片材作出的掃描測(cè)量確定MD變化的方法可以包括在待測(cè)量片材上以第一掃描速度掃描至少一個(gè)傳感器，以產(chǎn)生第一掃描測(cè)量。將第一掃描測(cè)量轉(zhuǎn)換為關(guān)于第一時(shí)間頻率的第一時(shí)間功率譜，并且檢測(cè)第一時(shí)間功率譜的第一時(shí)間主要頻頻譜分量。在待測(cè)量片材上以第二掃描速度掃描至少一個(gè)傳感器，以產(chǎn)生第二掃描測(cè)量。將第二掃描測(cè)量轉(zhuǎn)換為關(guān)于第二時(shí)間頻率的第二時(shí)間功率譜。檢測(cè)第二時(shí)間功率譜的第二主要頻譜分量。通過(guò)確定第一時(shí)間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量與第二時(shí)間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量具有相同的時(shí)間頻率，而識(shí)別掃描測(cè)量的MD頻譜分量。
[0013]該方法可以進(jìn)一步包括通過(guò)MD頻譜分量的逆變換而構(gòu)建掃描測(cè)量?jī)?nèi)的MD變化。該方法可一進(jìn)一步包括將第一掃描測(cè)量轉(zhuǎn)換為關(guān)于第一空間頻率的第一空間功率譜；檢測(cè)第一空間功率譜的第一空間主要頻譜分量；將第二掃描測(cè)量轉(zhuǎn)換為關(guān)于第二空間頻率的第二空間功率譜；檢測(cè)第二空間功率譜的第二空間主要頻譜分量；以及通過(guò)確定第一空間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量與第二空間主要頻譜分量中的至少一個(gè)主要頻譜分量具有相同的空間頻率，而識(shí)別掃描測(cè)量的CD頻譜分量。
[0014]該方法可以進(jìn)一步包括通過(guò)MD頻譜分量的逆變換而構(gòu)建掃描測(cè)量?jī)?nèi)的MD變化，以及通過(guò)CD頻譜分量的逆變換而構(gòu)建掃描測(cè)量?jī)?nèi)的CD變化。
[0015]根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明的一個(gè)附加方面，用于從噪聲測(cè)量的功率譜中提取主要頻譜分量的方法可以包括從功率譜中以大小順序?qū)λ蓄l譜分量進(jìn)行排序，以形成第一有序功率譜；用第一多項(xiàng)式表示有序功率譜的背景噪聲；關(guān)于第一多項(xiàng)式設(shè)置第一閾值；將有序功率譜的頻譜分量與第一閾值比較；從有序功率譜中去除功率譜的超過(guò)第一閾值的頻譜分量，以形成噪聲功率譜；用第二多項(xiàng)式表示功率譜中的噪聲功率譜；關(guān)于第二多項(xiàng)式設(shè)置第二閾值；以及將功率譜的超過(guò)第二閾值的頻譜分量識(shí)別為功率譜的主要頻譜分量。第一和第二多項(xiàng)式是低階多項(xiàng)式。
【附圖說(shuō)明】
[0016]根據(jù)下文的示例性實(shí)施例的描述和所附權(quán)利要求，并結(jié)合附圖，本申請(qǐng)發(fā)明的益處和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將變得明顯，其中:
[0017]圖1是掃描系統(tǒng)的局部剖開(kāi)透視圖；
[0018]圖2(a)-圖2(c)示意性示出了使用掃描系統(tǒng)的兩種不同掃描速度的掃描速度圖案式樣；
[0019]圖3示出了使用以兩種不同掃描速度操作的的兩個(gè)掃描系統(tǒng)；
[0020]圖4示出了僅具有CD變化的仿真片材，以及在仿真片材上以兩種不同掃描速度做出的四個(gè)掃描的軌跡；
[0021]圖5