Способ управления цветом многокомпонентной смеси пигментных красителей для бумаги-основы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН А 1 9) (11 С 09 лцпд)р у д ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПАТ и " ,ЛЯ(57) Изобретение относится к способамуправления цветовыми характеристикамимногокомпонентной смеси пигментных расителеи для бумаги-основы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстведекоративных облицовочных материалова также в текстильной и лакокрасоч 8. ои промь ия явля вых а ния. Спосокомпонентн елеи д ествляетумаги-основ ся путем определения орактеристик исходных пигментов исмеси, расчета концентрации и рада каждого пигмента с последующим птических хах составлением смеси, п ляют координаты цвета этом опре е в зав симости от полученных значений рас ВЕТОМ МНОГОЕНТНЫХ КРАСИсчитывают концентрацию и расход пигментов по адаптивной модели процесссоставления смеси. 4 ил. Целью изобретения является повыше ние стабильности цветовых характерис тик бумаги-основы за счет повышения точности управления. На фиг, 1 представле осуществления предлагае 2 - граАна схема для мого способа;ажающии адека после заАиг, 3 - граность модели,ик, выр процесс ии; на адекват на фиг, ватност одел вершенияфик, выра апта промышленностях ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДфТЕЛЬСТ(56) Федотов В,В., Манусов Е,Б Бородкин А,М. Алгоритмы управления цветом пигментных материалов. - Лакокрасочные материалы и их применение, 1985, Р 2, с.41.Разработка средств автоматизированного анализа качественных показателей красильных растворов: Отчет В 75009155. Ленинградский институт текстильной и легкои промышленности, 1984.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ ПИГМТЕЛЕЙ ДЛЯ БУМАГИ-ОСНОВЬ Изобретение относится к способамуправления цветовыми характеристикамимногокомпонентной смеси пигментныхкрасителей для бумаги-основы методомколориметрической подгонки и можетбыть использовано в целлюлозно-бумаж"ной промышленности при производстведекоративных облицовочных материалов,а также в текстильной и лакокрасочной енностях. Целью изобретея повышение стабильности рактеристик бумаги-основы ышения точности управлеуправления цветом многой смеси пигментных краси-.1477803 видеотерминал и микроЭВМ, объединяющую блоки 3-11,Для расчета рецептур используютсамонастраивающуюся модель процесса,. основанную на рекуррентной модификации метода наименьших квадратов.Выбор структуры модели основанна том факте, что зависимость коор 10 динат цвета от расхода пигментов врабочем диапазоне входных параметровпроцесса имеет практически линейныйхарактер.Модель процесса имеет вид: 15АУ; К+1 = 2 КХ; К+1,где Х; К+11 = Х; К +К Р К 0 К+1 (У; К+1 - У К+11 Х; К); РК+1 = РК - РК ЦК+1К 1 У К+1 РК) К 1 = Ж К+1 РК 3 0 К+1 + 1) К - шаг итерации (К = 0,1,2,);д - номер выходного параметра( = 1-3);01 К 1 - вектор-столбец, составленныйиз реализаций входных параметров;У ГК - -й выходной параметр процесЬса;ЕЕ - вектор входных параметровпроцесса;Х К 1 - вектор-столбец коэффициентов1модели;М, - произвольное положительное,достаточно большое число;401 - единичная матрица.Причем К служит для обозначенияшага итерации в процедуре адаптациикоэффициентов модели процесса Х;,причем шаг К+1 соответствует послед 45нему адаптированному значению векто-ра коэффициентов модели,РР,, Р,РР Рг)с 51 ф,оРо = ьй В формуле (1) фигурируют следующие векторные и матричные элементы: 50(С, С , С , С , 1); Б, 1)г Ц Р1)4 1 55 при расчете первичной рецептуры; нафиг, 4 - график, выражающий сходимость адаптивной модели процессовприготовления четырехкомпонентнойсмеси пигментных красителей. Схема (фиг.1) включает измеритель 1 цвета, специализированную клавиатуру 2, блок 3 ввода, блок 4 расчета первичной рецептуры крашения, блок 5 выдачи рецептуры крашения, блок 6 ввода, блок 7 сравнения, блок 8 адаптации, блок 9 расчета рецептуры крашения, блок 10 выдачи рецептуры крашения, блок 11 завершения процедуры,К - скалярная величина, В качестве выходных параметров приняты координаты цвета смеси пигментов (Х, У, 2) в системе МКО (Междунардная комиссия по освещению).Вектор входных параметров составлен из значений концентрации каждого . из пигментов в смеси, Последний элемент вектора. входных параметров с целью учета. неконтролируемых факторов процесса равен единице,В качестве начального приближения используется детерминированная линейная модель, полученная из уравнений Гуревича-Кубелки-Мунка для случая смеси красителей и уравнения, связывающего функцию Кубелки-Мунка со спектральным коэффициентом отражения образца со светонепроницаемым покрытием большой массы.+ С Е 7 дЪ; К(6) Е;У;ДЭ; К,2 = С,Е; 2;ДЯ, К,+ для соответуравнениях ао 2 с и т,д,а 5 З = 1,3) Хс = Х+С 2 ++С 2 и С, = Сз в процедуре адаптации на основанииуравнений (1),Исходные зависимости имеют вид: К К К( - -) - С( - -)+С(- - )+ 5 смеси " Я,К (1 - К) (О К 1)2 К коэффициент поглощения;коэффициент рассеяния;спектральный коэффициентотражения;концентрация д-го красителяв смеси. 20При К с 1 пользуются следующейформулой: Подставляя (3) в формулу (2) полу- чают Вводя обозначения а," ствующих членов при С в (6), получают с= С,ан +Са+ +Са,; с = С а +С а. + +Са ; где а = сопя ( =1 31Ф При С = 1 и С = С 0 должно выполняться условие 50 Аналогично при С = 1ф -- С -1 С Са С+ -- + + (4)КДля материалов, отражающих свет, к которым относится и бумага, координаты цвета выражаются интегральными формулами в пределах видимой области спектра (400-700 нм): где К - спектральный коэффициент1отражения;Е - спектральная характеристи 1ка источника света;Х ,Т ,2 - кривые сложения МКО;Ь" - интервал квантования види 1мой области спектра,Подставляя (4) в формулу (5), длясмеси пигментов получают+ С,С, Е;2; ЬЬ, К =Х,=Х Принимая во внимание систему уран нений (6), подобные рассуждения приводят к следующей структуре модели процессов смешения, используемой в качестве первого приближения: где Х , У, 2, - координаты цветасмеси;Х У;, Е - координаты цветад-й суспензии пигмента;С - концентрация д-гопигмента в смеси,При производстве бумаги-основыдекоративных облицовочных материаловмаксимальное число используемых длякрашения пигментов равно четырем,В связи с этим систему уравнений(10) где ц, = Р - расход суспензии д-го пиг 1мента;С; - концентрация .-го пигментав смеси;С, - концентрация суспензии д-го1пигмента.В связи с тем, что модель процесса является адаптивной, ее адекватность оценивают при первом обращении к процедуре расчета рецептуры краше ния на основании формул (8), (9) и (10) (блоки 1-5 и 12 схемы реализации способа), а также после завершения процедуры расчета рецептуры с использованием формул (1), (9), (10) (блоки. 6-12),Результаты проверки адекватности модели процесса при расчете первичной рецептуры представлены на фиг,3. Дисперсия ошибки при этом составляет по Х 1,8 по У 2,1, по Е 0,9, полное цветовое различие при этом составляет 1,5-3,0 ед, цветовоео .различия.Результаты проверки адекватности модели после завершения адаптации приведены на фиг.2. Полное цветовое различие (ошибка воспроизводства цвета) составляет 0,7-1,5 ед, цветового различия. Достигнутый уровень точности модели удовлетворяет требованиям точности составления цветовых рецептур крашения бумаги-основш. По значениям концентрации пигментов в смеси, определяемых на основании системы (1) и уравнения (9), рассчитывают расход каждого из пигментов по формуле50 55 10. В блоке 7 проверяют условие превышения разнооттеночности (ЬЕ) заданного допустимого значения (ЕЕ,). Если ДЕ 6 Ь Е о, переходят к блоку 11 и заканчивают процедуру. В противном случае, в соответствии с уравнениями (1) производят адаптацию коэффициентов модели процесса(блок 8) .11. Производят расчет (блок 9) рецептуры крашения в соответвии с уравнениями (1), (9) и (10), после чего полученная рецептура выводится на видеотерминал 12 из блока 10. ЗаСпособ осуществляется следующимобразом,1, Готовят накраски суспензии каждого из пигментов в соответствии сустановленной методикой,2. На измерительной установке 1(фиг,1) определяют координаты цветаполученных накрасок (Х;, У Е,10 = 1,4).13. Определяют концентрацию суспензии каждого из пигментов (С д = 1,4).4. На измерительной установке 1определяют координаты цвета эталон 15ного образца (Хз, У, Е ).5, Посредством специализированнойклавиатуры 2 оператор вводит в микроЭВМ (блок 3) координаты цвета суспензии пигментов (Х;, У , Е, = 1,4), ко 201 Э Фординаты цвета эталона (Х , Уз, Еэ),концентрацию. суспензии пигментов (СР= 1,4), допустимое значение разнооттеночности (ЙЕ) и заданное значение условного суммарного расходапигментов (Я).6, На основании уравнений (8), (9)и (10) в блоке 4 расчета определяютпервое приближение рецептуры краше 30ния. Рассчитанные значения концентрации пигментов и их расход выводитсяпосредством блока 5 на видеотерминал 12.7. На основании полученной рецептуры готовят смесь пигментов,35 8, Аналогично п.1 готовят накраску смеси пигментов и на измерительной установке 1 определяют координаты цвета смеси (Х , У , Е ) и разнооттеночность (йЕ) .40 9, Посредством специализированнойклавиатуры 2 оператор вводит в микроЭВМ (блок 6) координаты цвета смесипигментов (Хс, У , .Е, ) и разнооттеночность (йЕ).ЮаУарюа,улдюю ими расхаба тгьчевлЯд 47 тем повторяют описанную процедурус п,7 до тех пор, пока не будет достигнута требуемая точность воспроизводства цвета эталонного образца,Преимуществом предлагаемого способа является применимость его в промышленых условиях, т,е. при наличии возмущающих Факторов, что обусловлено адаптивными свойствами алгоритма.Ограничение при этом накладывается на уровень шума, Допустимый уровень шума составляет одну десятую от полезного сигнала. Кроме того, цветовые характеристики исходных пигментов (координаты цвета) используются только при первом включении системы расчета в качестве начального приближения модели процессов крашения и их нестабильность не сказывается на точность расчета рецептур. Не требуется также определения и соответственно обработки спектральных кривых отражения пигментных красителей, эталона и образцов, что довольно трудоемко, требует 77803 10большого объема памяти и временг сч=та при реализации способа на ЭВМ.Повышение точности расчета рецептур крашения по предлагаемому способу позволяет повысить качествь готовой продукции, увеличить выход бумаги первого сорта за счет уменьшенРя отбраковки, вызванной разнооттеноч О ностью бумаги-основы. Формула изобретенияСпособ управления цветом многокомпонентной смеси пигментных краси телей для бумаги-основы путем определения оптических характеристик исходных пигментов и их смеси, расчетаконцентрации и расхода каждого пигмента с последунцим составлением 2 О смеси, о т л и ч а юи й с я тем,что, с целью повышения стабильностицветовых характеристик бумаги основыза счет повышения точности управления, определяют координаты цветасмеси и в зависимости от полученныхзначений рассчитывают концентрациюи расход пигментов по адаптивной модели процесса составления смеси. Яйа Сцкиарнргд1477803 Составитель А.ПрусТехред М,Ходанич едактор Н,Рогули Заказ 2321/28 Тираж ВНИИПИ Государственного ко 113035, Мо31тета по изобва, Ж, Ра ов Корректор Л.Пилипен Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д. 4/5