CH617522A5 - Installation for adjusting the concentration of a dyeing or colouring bath - Google Patents
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Description
L'invention concerne une installation pour le réglage de la concentration d'un bain de teinture ou de coloration. Une telle installation est utilisable notamment pour le réglage d'un ou des constituants d'un bain de teinture au cours du traitement de teinture.
Par le processus de teinture habituel, on met en contact la matière à teindre avec des produits colorants (le plus souvent liquides) constituant le bain de teinture. Ce colorant passe alors du bain sur la matière; on dit que le colorant monte.
Pour que le colorant puisse monter, il est nécessaire que soit rompu, dans le sens convenable, l'équilibre qui tend à s'établir entre matière et bain.
Ce déplacement de l'équilibre peut être obtenu par action sur un certain nombre de paramètres physiques ou chimiques, parmi lesquels la variation de la température du bain est le plus couramment utilisée.
Pour obtenir un bon résultat, en particulier l'homogénéité de la teinture dans toute la matière, on souhaite que la montée du colorant suive, en fonction du temps, une loi donnée, par exemple linéaire.
Pour arriver à ce résultat et si le moyen d'action est, par exemple, la variation de température du bain, on définit une loi: température = fonction du temps, en faisant des essais de laboratoire et en admettant que la loi optimum trouvée en laboratoire s'appliquera aux fabrications industrielles.
Pour imposer au bain une loi liant la température et le temps, il existe des régulateurs bien connus, dans lesquels on fait varier la température de consigne par une came, ou par un programme avançant pas à pas.
Malgré la précision de tels appareils et quels que soient les perfectionnements qui y sont apportés, en particulier l'intervention de calculateurs numériques, l'hypothèse de base est à la source de nombreux déboires, et nécessite toujours des essais au préalable.
La situation serait bien meilleure si l'on pouvait contrôler à tout moment, dans le processus industriel, la montée du colorant.
On a déjà indiqué que le colorant qui est monté sur la matière peut être connu, par différence de celui qui reste dans le bain.
On a alors tenté de déduire le pourcentage de colorant restant dans le bain, de la mesure de la transparence, ou transmission optique, de ce bain.
On a ainsi déjà proposé de faire une mesure de transmission optique sur un prélèvement en continu (dérivation) du bain de teinture.
La correspondance entre transmission optique et concentration du colorant est régie par la loi de BEER & LAMBERT, mais cette relation n'est applicable qu'à la condition que de nombreux autres paramètres (température, pH, produits auxiliaires et étrangers, et présentation colloïdale de certains colorants) soient constants.
Les lois d'intervention de ces paramètres sont très complexes, et la correction que l'on pourrait opérer sur la loi de BEER & LAMBERT est difficile, ce qui nécessiterait des moyens de calcul puissants, et exigerait de toutes façons qu'un examen préalable soit fait, pour préciser les différents paramètres dans chaque cas particulier.
Selon la présente invention, l'installation pour le réglage de la concentration d'un bain de teinture ou de coloration est caractérisée par une source lumineuse, une cuve pour recevoir un bain de teinture à contrôler, une cuve pour recevoir un bain de teinture de comparaison dont la transmission optique est réglable, un dispositif de réglage de la transmission optique du bain de comparaison, des cellules photosensibles recevant des faisceaux lumineux issus de la source lumineuse et un dispositif d'asservissement de la transmission optique du bain à contrôler sur la transmission optique du bain de comparaison, ce dispositif d'asservissement étant connecté aux dites cellules et détectant une différence de transmission optique des deux bains par l'intermédiaire des dits faisceaux lumineux.
Dans la description qui va suivre, l'installation selon la présente invention ainsi que des possibilités de sa mise en œuvre sont décrites, à titre d'exemple, en se rapport aux figures du dessin annexé.
La fig. 1 représente, de manière synoptique, un mode de réalisation du capteur pour la mesure de la transmission optique,
la fig. 2 représente l'installation pour la comparaison du liquide à mesurer et du liquide de référence.
Conformément à l'invention, on effectue la mesure de la transmission optique d'un bain donné, afin d'en déduire la concentration d'un ou plusieurs de ses constituants, en se plaçant dans des conditions telles que les paramètres qui pourraient perturber cette mesure ne faussent pas le résultat basé sur la relation transmission-concentration.
Pour celà, on mesure la différence de transmission entre le bain de teinture ou de coloration considéré, qui est à contrôler, et un bain de comparaison connu, placé dans les mêmes conditions vis-à-vis de tous les paramètres perturbateurs.
Puisque l'on souhaite obtenir une loi de la concentration en fonction du temps, qui soit connue et par exemple linéaire, on traite le bain de comparaison de façon qu'il suive lui-même une telle loi, par exemple par dilution.
La différence entre les mesures de transmission du bain à contrôler et du bain dè comparaison pourra provoquer une action d'asservissement de façon à annuler la différence mesurée. La variation de concentration suivra alors la cinétique désirée.
Cette mesure ou cet asservissement de la concentration en un ou plusieurs constituants d'un bain s'appliquent au process
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sus de teinture. L'asservissement agit alors sur les moyens de variation tels que, par exemple, la température (moyen le plus couramment utilisé actuellement), mais aussi sur le pH du bain, la pression des additions, ou tout autre moyen qui se révélerait intéressant dans l'avenir, en raison de l'évolution des procédés de teinture.
La mesure comparative suivant ce qui précède peut se faire sur l'ensemble des constituants ou, si cela est plus avantageux, sur chaque constituant, grâce, par exemple, à l'intégration d'un filtre optique convenable dans l'appareil de mesure de transmission. Le bain de comparaison pourra, suivant ce qui est avantageux, être lui aussi composé des mêmes constituants que le liquide considéré, ou d'un seul constituant convenable.
Dans le cas d'un bain à plusieurs constituants, la mesure comparative selon ce qui précède pourra être faite simultanément pour chaque constituant, dans des voies de mesures distinctes, ou séquentiellement dans une seule voie de mesure, successivement adaptée à chaque constituant. Cette dernière méthode peut se révéler plus simple et moins onéreuse.
Dans le cas d'un bain à plusieurs constituants, il n'est pas nécessaire que le nombre de voies de mesure soit égal au nombre de constituants. Trois voies de mesure, munies de filtres convenables, réalisant une analyse trichrome, peuvent, par exemple, suffire parfaitement.
L'asservissement, décrit ci-dessus, s'applique aussi bien au cas d'un bain à plusieurs constituants. On peut alors baser l'action d'asservissement sur:
- la différence constatée sur la concentration d'un constituant, quitte à ce que plus tard, dans le déroulement du processus, on asservisse l'action à la différence constatée sur un autre constituant.
- la différence constatée sur la transmission du bain considéré et du bain de comparaison, pour une voie de mesure équipée d'un filtre déterminé, dans le cas d'une analyse mono ou multi chromatique, quitte à ce que plus tard, dans le déroulement du processus, on asservisse l'action à la différence constatée sur une autre voie de mesure.
- une combinaison convenable, éventuellement linéaire et pondérée, des différences constatées sur les différents constituants, ou avec les différents filtres.
On pourra utiliser la méthode comparative ci-dessus pour mesurer ou enregistrer des différences de transmission, en déduire les différences de concentration, pour les interpréter, et agir ensuite manuellement selon n'importe quelle méthode déjà connue, ou trouvée avantageuse dans l'avenir, pour obtenir l'asservissement de la concentration.
L'appareil qui mesure la transmission optique peut être basé sur des conducteurs de lumière à fibres de verre, plutôt que sur des systèmes optiques à miroirs ou lentilles, dont le fonctionnement et la conservation sont plus délicats en atmosphère industrielle et en particulier en présence de vapeurs corrosives.
La mesure de la différence de transmission entre le bain considéré et le bain de comparaison sera faite en faisant tomber, sur la même cellule photoélectrique suivie d'un amplificateur unique, un faisceau lumineux, qui a traversé successivement dans le temps le bain considéré et le bain de comparaison.
On obtient ainsi, à la sortie de la cellule ou à la sortie de l'amplificateur, un signal alternativ approximativement de forme rectangulaire, et dont l'amplitude des créneaux successifs représente bien la différence de transmission, indépendamment d'un certain nombre de sources d'erreurs, liées à la cellule ou à l'amplificateur (courant d'obscurité, dérive dans le temps ou en fonction de la température).
Dans les dessins ci-joints, est ainsi représenté un mode de réalisation conforme à l'invention.
Dans la fig. 1, est représenté un capteur permettant de définir un signal correspondant à la différence de concentration d'un bain concentré à contrôler et d'un bain de comparaison.
A cet effet, une source lumineuse 1, qui peut être une source lumineuse blanche (spectre continu) ou monochromatique ou à spectre à raies, est amenée au travers d'un ou plusieurs filtres optiques 2, puis sur un commutateur de faisceaux optiques 3 ayant pour but d'orienter le faisceau lumineux, alternativement et à une fréquence prédéterminée sur le bain considéré à contrôler circulant dans une cellule de verre 4i, ou sur le bain de comparaison circulant dans une cellule de verre 42.
Les faisceaux optiques obtenus sont amenés sur un récepteur de lumière 5, constitué par une cellule photoélectrique, un tube photo-multiplicateur ou tout autre dispositif photosensible convenable. Le signal obtenu est alors amené à un amplificateur 6 de signal électrique alternatif, puis sur un étage démodulateur 7, constitué par exemple d'un circuit d'échantillonnage à mémoire, synchronisé avec le commutateur 3 de faisceau optique.
Il est alors possible d'obtenir, aux bornes d'un adapteur de sortie 8, une tension continue en relation avec le signal de mesure optique, cette tension pouvant être mise en évidence dans un appareil de mesure, pour permettre le réglage manuel de la concentration du liquide concentré ou être amenée dans une chaîne de régulation asservissant automatiquement la concentration du bain considéré à contrôler, au bain de comparaison.
Dans le cas où l'on désire faire évoluer la concentration du bain considéré à contrôler suivant une loi prédéterminée, par exemple par dilution, il est possible d'utiliser une installation conforme à celle représentée sur la fig. 2.
Dans ce cas, on prévoit une cuve 9 contenant le bain utilisé pour diluer le liquide de comparaison et un organe de réglage 10 permettant de sélectionner une loi voulue de dilution, en fonction du temps, du bain de comparaison.
Le bain de dilution contenu dans la cuve 9 peut alors s'écouler, sous contrôle de l'organe de réglage 10, dans la cuve 11 contenant le bain de comparaison. Ce bain est amené dans la cellule 42 d'une installation de mesure conforme à celle de la fig. 1, recevant également dans l'étage 12 des informations destinées à régler le temps prévu pour effectuer le processus complet du contrôle.
Parallèlement à ce circuit, il est prévu un circuit comprenant l'étage 13 effectuant un prélèvement du bain considéré à contrôler, contenu par exemple dans un bac de teinture, et ce prélèvement est amené dans la cellule de mesure 4i pour le liquide considéré, en passant par la cuve 14 au travers de laquelle passe séquentiellement (voir fig. 1) un faisceau lumineux.
Un circuit 15 assure le retour du liquide dans, par exemple, le bac de teinture.
Cependant, il est souvent avantageux de diluer le bain considéré à contrôler lui-même, pour le placer dans les meilleures conditions de mesure. A cet effet, il est prévu une cuve 16 contenant un liquide de dilution qui peut alimenter la cuve 14 sous le contrôle d'un organe 17 assurant le réglage de la dilution du bain considéré à contrôler de la cuve 14 en fonction du temps et suivant une loi prédéterminée.
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Claims (4)
1. Installation pour le réglage de la concentration d'un bain de teinture ou de coloration, caractérisée par une source lumineuse, une cuve pour recevoir un bain de teinture à contrôler, une cuve pour recevoir un bain de teinture de comparaison dont la transmission optique est réglable, un dispositif de réglage de la transmission optique du bain de comparaison, des cellules photosensibles recevant des faisceaux lumineux issus de la source lumineuse, et un dispositif d'asservissement de la transmission optique du bain à contrôler sur la transmission optique du bain de comparaison, ce dispositif d'asservissement étant connecté aux dites cellules et détectant une différence de transmission optique des deux bains par l'intermédiaire des dits faisceaux lumineux.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un filtre optique placé sur le trajet des dits faisceaux lumineux, la coloration de ce filtre correspondant à celle d'au moins l'un des constituants du bain de teinture ou de coloration à contrôler et du bain de comparaison.
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REVENDICATIONS
3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un filtre trichrome.
4. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un commutateur de faisceaux optiques orientant la dite source lumineuse alternativement sur le bain de teinture ou de coloration à contrôler et sur le bain de comparaison, les dites cellules recevant séquentiellement, dans une seule voie de mesure, le dit faisceau affecté par un passage dans le bain de teinture ou de coloration et le même faisceau affecté par un passage dans le bain de comparaison.
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|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |