Shrinkage measurement of paper based on wire marking

Abstract

The objective of the work is to determine how the paper shrinks in a paper machine. More specifically, to estimate the shrinkage of paper in cross direction of paper machine. The key idea of the analysis is based on digital image processing of the wire marking of paper. The images taken from the paper are transformed to the frequency domain with two-dimensional Fourier transform for the main part ofthe analysis. The fundamental objective is to develop an algorithm and its MATLAB implementation which determines the cross-directional shrinkage profile. The profile can then be used to study which functions in paper machine cause shrinkage. Also measurements of other deformations of paper on a paper machine are of interest.

AB3:Paperinvalmistuksen aikana tapahtuvia ilmiöitä ovat paperin markkeerautuminen ja kutistuminen. Viiramarkkeeraus syntyy paperikoneen alkupäässä viira- ja puristusosalla. Viiramarkkeeraus on säännöllinen kuvio paperissa, jonka paperikoneen viirat ovat aiheuttaneet. Paperilla on taipumus kutistua poikki- ja konesuunnassa paperikoneen loppupäässä kuivatusosalla. Konesuunnassa kutistuma on estetty konesuuntaisella vedolla, joten kutistumaa tapahtuu vain poikkisuunnassa. Paperin poikkisuuntainen kutistumaprofiili voidaan siis laskea viiramarkkeerauksen kutistumasta, koska paperi kutistuu markkeerauksen syntymisen jälkeen.Tässä työssä paperin kutistuma laskettiin hyödyntäen kuvankäsittelymenetelmiä.Työn tavoitteena oli tehdä ohjelma, joka laskee paperin kutistumaprofiilin paperikoneen poikkisuunnassa viiramarkkeerausta hyödyntäen. Kutistuminen heikentää paperinlaatua ja kutistumaprofiilin avulla on mahdollista selvittää, millä paperikoneen säädöillä paperin laatu saadaan optimaaliseksi. Kutistumaprofiilin avulla on myös mahdollista selvittää muutamia paperikoneessa ilmeneviä vikoja. Ohjelmakokonaisuus tehtiin pieninä MATLAB funktioina, joita on mahdollista käyttää muissakin samankaltaisissa ongelmissa.Paperin analysointia varten paperirullasta leikattiin kapea paperinäyte paperin poikkisuunnassa. Paperinäyte kuvattiin skannerilla. Kuvausmenetelminä käytettiin läpivalo- ja heijastuskuvausta. Kuvat jaettiin pienempiin kuviin paperin poikkisuunnassa ja jokaiselle kuvalle laskettiin sille ominainen kutistuma. Kuvankäsittelymenetelmä, jolla paperin kutistuma on laskettu, perustuu kaksiulotteiseen Fourier-muunnokseen.