CN100559181C - 滤布性能的在线检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤布性能的在线检测方法及装置。该检测方法是利用探头在一定的检测面积和压力下，同时检测滤布的透液度和液体含量。透液度是测量通过滤布液体的流量和压力；液体含量是利用液体仪进行检测，通过控制器将液体仪检测的电信号转换成液体含量。该检测装置主要包括探头、喷头、带有液体探测头的液体仪、压力传感器、流量传感器、压力调节阀、压力罐、控制器和电源，喷头和液体探测头装在探头内，喷头连接压力传感器和流量传感器后通过压力调节阀和压力罐相连，液体探测头和液体仪连接。本发明克服了现有技术存在的缺陷，具有检测方便、性能稳定、精确度高；同时定量检测透液度和液体含量，具有较强的针对性、实用性和指导性等优点。

Description

滤布性能的在线检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种滤布性能的检测方法及装置，特别是一种用于造纸、化工等行业在线检测滤布的液体含量和透液度的滤布性能的在线检测方法及装置。

背景技术

通常衡量滤布性能用透气度、透液度、平整性、弹性性能和液体含量等技术指标，其中透液度和液体含量是两个主要的性能技术指标。滤布的透液度是描述滤布在外力的作用下脱滤滤布中液体的能力的指标，透液度大表示滤布的脱液能力好，反之，透液度小表示脱液能力差；滤布的液体含量代表滤布承载液体的能力，液体含量高表示滤布承载液体的能力强，反之，液体含量低表示滤布承载液体的能力弱。通过检测和对比滤布的液体含量和透液度，就能及时掌握滤布性能及其变化趋势，科学地指导技术人员和生产工人，在操作中保持滤布使用的最佳工况，合理确定滤布更换的次数和时间。因此，实时掌握造纸行业、化工行业等过滤工艺中使用的滤布性能，特别是透液度和液体含量的实时检测是生产企业保证产品质量、提高生产效率和降低生产成本的需要。

为了了解滤布的性能，现有技术采用不同的仪器分别单独检测滤布的透气度和液体含量等性能指标。这种检测方法透气度和液体含量不能进行同时的数据对比，而单个参数不能全面反映滤布的性能，难以正确地指导生产；而且滤布的透气度与透液度虽然有一定的关联，但是气体有较大的可压缩性，不如透液度更能直接反映液体穿过滤布脱滤的性能；另外，当滤布内液体含量发生变化时，检测会受到严重的干扰，影响检测的精确性，比如，液体含量高时，气体穿透的阻力就大，透气度就会变小，而实际滤布的过滤性能并未发生变化。

中国专利ZL200410042481.9“一种过滤布性能在线检测方法”，公开了一种采用负压检测系统，在一定的真空度和过滤面积下同时分别检测通过滤布的空气流量和液体流量的相对变化来在线检测滤布的含液量、滤液性、透气度、总体弹性、表面弹性和平整性等多项性能指标，其中，含液量即液体含量是直接抽吸滤布中的液体，并通过液体流量计计量所抽出液体的流量即滤布的液体含量。中国专利申请ZL200510061674.3“过滤布性能正压检测方法”中公开了一种采用正压检测系统，使检测区内过滤布气体承受0.01-1.5Mpa压力状况下、同时分别检测通过滤布单位面积的空气流量和压力相对变化来检测滤布的透气度、含液量、平整性、总体弹性和表面弹性中的至少两个性能指标，其中，液体含量即含液量是根据滤布透气度对液体含量的敏感影响进行检测，检测时，给位于不同检测区的过滤布施加相同的正压力，用流量传感器检测通过滤布的气体流量，比较不同检测区在一定检测正压力下的气体流量来判断滤布中含液量的高低。这两种检测方法都能够方便地检测滤布的多项性能指标，为技术人员研究滤布性能、提高滤布质量、保持滤布最佳工况提供全面的技术信息。然而，这两种检测方法存在以下局限性：1、检测存在不确定因素，滤布的液体含量与空气的压力有关联，当滤布中液体含量高时，滤布中的液体会对压缩空气产生一定的阻力，透气性就会变小；当滤布中的液体含量低时，透气性就会增大，滤布的透气性会随着滤布中的液体含量的高低而发生变化。而且，滤布中的液体含量对透气性有多大的影响不能定量确定，透气度的检测难以确定修正值，导致检测产生误差。2、正压检测方法只能检测液体含量的变化趋势，只是相对地判断液体含量的高低，并不能定量的检测滤布液体含量。因此，这两种检测方法用在生产现场指导操作工人判断和确定更换滤布时间和次数，其针对性和指导性不够。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种检测性能稳定、能同时定量检测多过滤介质的透液度和液体含量的滤布性能的在线检测方法及装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该滤布性能的在线检测方法，其特点是：该方法是利用探头在一定的检测面积和压力下，同时分别检测通过滤布的液体流量和液体含量电信号来检测滤布的透液度和液体含量，所述的透液度是测量通过滤布液体的流量和压力来检测的，所述的液体含量是利用液体仪对滤布中的液体含量进行检测，通过控制器将液体仪检测的电信号转换成液体含量。同时检测透液度和液体含量两项滤布性能指标，并将这两个指标检测值，以坐标曲线形式显示，作为生产中判断滤布使用工况、分析滤布质量的依据，指导性较强；采用液体仪定量检测液体含量，精度高。

本发明滤布性能的在线检测方法所述的探头设置成透液度和液体含量两个检测区，在透液度检测区通过喷头使滤布测试区的滤布处于液体正压状态下测量透液度检测中的液体流量，在液体含量检测区通过液体仪的液体探测头检测滤布的液体含量。使滤布处于液体正压下检测透液度，不受滤布的液体含量干扰，保证检测精度。

本发明滤布性能的在线检测方法所述的透液度检测中的液体压力调节在0.1-10公斤/厘米²范围内，所述的液体的流量测量的同时测量喷头前的液体压力。

本发明滤布性能的在线检测方法所述的液体含量检测采用红外检测法，液体含量检测区的液体探测头为红外液体探测头，红外液体探测头在与被测滤布2-5厘米距离下、在一定的检测面积下，接收红外光源发射在滤布上的、波长在1.4-1.9微米范围内的、经滤布中的液体吸收后反射的红外线，红外液体探测头再将检测到的有能量损失的红外线转换为电信号，控制器将红外光源发射的红外线电信号和经滤布中的液体吸收后反射的红外线的电信号进行比较和计算得到检测区滤布的液体含量。

本发明滤布性能的在线检测方法所述的液体含量的检测采用电阻检测法，使用电阻式液体仪检测，液体含量检测区的液体探测头为由两片金属片构成的电阻式液体仪的液体探测头，在一定的检测面积下，通过电阻式液体探测头、用电阻测量仪测量滤布的电阻值，根据滤布的电阻值换算滤布的液体含量。液体仪除了采用红外液体仪和电阻式液体仪外，还可以选用微波液体仪、电容式液体仪等不同检测原理和结构的液体仪。

本发明解决上述问题所采用的技术方案还可以是：该滤布性能的在线检测装置，主要包括探头、压力传感器、流量传感器、压力调节阀、压力罐、控制器和电源，其结构特点是：还包括对滤布测试区的滤布施加正压的喷头和带有液体探测头的液体仪，所述的探头设有检测透液度的透液度检测区和检测液体含量的液体含量检测区，所述的喷头和液体探测头装在探头内，喷头连接压力传感器和流量传感器后通过压力调节阀和压力罐相连，液体探测头和液体仪连接，控制器与液体仪、压力传感器、流量传感器、电源相连。

本发明滤布性能的在线检测装置所述的液体仪选用红外液体仪，液体探测头选用与红外液体仪配套的红外液体探测头，所述的红外液体仪主要包含有红外光源和滤光片，滤光片位于红外光源和红外液体探测头之间，红外液体探测头与控制器相连，所述的滤光片的滤光波长为1.4-1.9微米。

本发明滤布性能的在线检测装置所述的液体仪选用电阻式液体仪，所述的电阻式液体仪主要包含有电阻测量仪和由两片金属片构成的电阻式液体探测头，电阻测量仪和电阻式液体探测头连接。

本发明滤布性能的在线检测装置所述的液体探测头按照滤布运动方向安装在喷头后方。

本发明滤布性能的在线检测装置所述的压力罐上装有压力表，所述的压力调节阀采用手动调压阀，所述的电源选用便携式电源，所述的控制器后面连接有笔记本电脑。使用时压力罐中装有一定量的液体和压缩空气，压力表显示压缩空气的压力，压力罐中的液体压力由手动调压阀调至0.1-10公斤/厘米²范围内。

本发明滤布性能的在线检测方法与现有技术相比具有以下优点：1、同时检测透液度和液体含量两项重要的滤布性能指标，并通过这两个参数的变化对比来确切的判断滤布各个局部的质量，作为过滤工序的技术人员和操作工人分析滤布质量、判断滤布使用工况、确定滤布更换次数和时间的依据，具有较强的针对性和实用性；使过滤工序保持有效的压榨工况，便于提高压榨机车速、减少废品、节约能源，在确保产品质量的前提下有较高的生产效率和较低的生产成本。2、该检测方法采用液体正压状态检测，透液度检测不受滤布的液体含量影响，检测稳定性好、精确度高；液体含量定量检测，检测结果明了、直接，对生产指导性强。

本发明滤布性能的在线检测装置与现有技术相比具有以下优点：1、该检测装置系液体正压检测系统，检测干扰少、性能稳定。2、整个检测装置配置合理、结构紧凑，体积小、重量轻；安装简单、检测方便。3、采用专用液体仪定量检测液体含量，检测精度优于1％。

附图说明

图1为实施例1滤布性能的在线检测装置结构示意图。

图2为实施例2滤布性能的在线检测装置结构示意图。

图3为图2所示实施例的探头结构放大主视示意图。

具体实施方式

本发明滤布性能的在线检测装置，主要由喷头1、带有液体探测头的液体仪、探头2、压力传感器3、流量传感器4、压力调节阀5、压力罐6、控制器10和电源组成。探头2设有检测透液度的透液度检测区和检测液体含量的液体含量检测区，喷头1和液体探测头装在探头2内，喷头1连接压力传感器3和流量传感器4后通过压力调节阀和压力罐6相连，液体探测头和液体仪连接，控制器10与液体仪、压力传感器3、流量传感器4、电源相连。液体仪可以选用红外液体仪、电阻式液体仪、微波液体仪、电容式液体仪等不同检测原理和结构的液体仪，液体探测头采用与液体仪配套的液体探测头。

本发明滤布性能的在线检测方法，采用本发明滤布性能的在线检测装置，利用探头2在一定的检测面积和压力下，同时分别检测通过滤布的液体流量、液体压力和液体含量电信号来在线检测滤布的透液度和液体含量，以坐标曲线形式显示这两个指标检测值。透液度的检测是测量通过滤布液体的流量和压力；液体含量是利用液体仪对滤布中的液体含量进行检测，通过控制器10将液体仪检测的电信号转换成液体含量。

实施例1：

该实施例检测装置的液体仪选用红外液体仪，液体含量检测方法采用红外检测法。参见图1，该检测装置的液体仪选用主要包含红外光源9和滤光片8的红外液体仪，液体探测头选用红外液体探测头13。喷头1和红外液体探测头13装在探头2内。实施例滤光片8的滤光波长为1.4-1.9微米；压力罐6中装有一定量的液体和压缩空气，压力罐6上安装有显示压缩空气压力的压力表7；压力调节阀采用手动调压阀5；电源选用便携式电源11。喷头1连接压力传感器3、流量传感器4后，通过手动调压阀5与压力罐6相连；滤光片8位于红外光源9和红外液体探测头13之间，红外液体探测头13与控制器10相连；控制器10连接有笔记本电脑12；便携式电源11和红外光源9、控制器10相连。

该实施例检测方法将探头2设置成透液度和液体含量两个检测区，在透液度检测区通过喷头1使滤布测试区的滤布处于液体正压状态下测量液体流量，同时测量喷头前的液体压力，通过测量到的液体流量和液体压力来显示滤布的透液度，施加的液体压力通过手动调压阀5控制在0.1-10公斤/厘米²范围内。在液体含量检测区通过红外液体探测头14检测滤布的液体含量，实施例红外液体探测头13不与滤布直接接触，距离被测滤布2-5厘米，检测时，红外光源9发射的红外线经过滤光片8滤光后，波长1.4-1.9微米的红外线射到滤布上，滤布中的液体要吸收该波段红外线的能量，红外液体探测头13接收滤布一定的检测面积内反射的能量损失的红外线，并将其转换为电信号，控制器10将红外光源9发射的红外线的电信号和经滤布中的液体吸收后反射的能量损失的红外线电信号进行比较和计算得到检测区滤布的液体含量。

该实施例用于造纸机压榨部下滤布与湿纸刚分离处，对规格为1200克/米²的底网滤布14进行在线性能检测。喷头1施加3公斤/厘米²的液体正压于滤布14的透液度检测区，通过计量液体的流量检测透液度；装有红外探测头13的液体含量检测区检测滤布14的液体含量。透液度的检测精度优于1％、测量范围为0-3升/分；液体含量的检测精度高于1％、测量范围在20％-80％。

探头2中的喷头1和红外液体探测头13可以沿滤布纵向或横向排布，如果是沿滤布纵向排布的，则按照滤布14运动方向喷头1安装在前、红外液体探测头13安装在后，如图1所示，喷头1在红外液体探测头13的左边，图中箭头表示滤布运动方向。也就是说滤布的液体含量检测在前，透液度检测在后；如果反之，则会对液体含量的检测造成误差。检测时，探头2应正压在滤布14的上面。两个检测区与滤布14的接触面可以是圆型的，也可以呈条型或其它形状。喷头1是可拆卸的，方便检测时根据滤布的克重、织法和现场实际情况来改变喷头1的大小，喷头1开口的内径范围为1-5毫米，具体尺寸选择应根据实际工作情况而定，以确保检测的准确性。

实施例液体含量检测通过红外液体探测头13接收能量损失后的红外线，且将其转换为电信号V₂，控制器10将V₂和红外光源的电信号V₁进行比较、计算得到检测区滤布的液体含量，得到的液体含量在显示器上以坐标曲线的方式显示。滤布的透液度检测是通过喷头3使滤布受到液体正压，同时通过压力传感器3和流量传感器4分别测量液体压力P和液体流量L的变化来比较和表示滤布的透液度，并在显示器上以坐标曲线的方式显示。本发明滤布的透液度检测也可以为固定液体压力，将测量到的液体流量作为检测点滤布的透液度。本实施例选用这种方法，即以液体压力调节在3公斤/厘米²时测得的液体流量来表示检测点的透液度。

空气的压力与滤布的液体含量是有关联的，当滤布中液体含量高时，滤布中的液体会对压缩空气产生一定的阻力，透气性就会变小；当滤布中的液体含量低时，透气性就会增大。滤布的透液性与透气性有关，透液性也会随着滤布中的液体含量的高低而发生变化。

由于，液体不容易被压缩，它能够准确的反映滤布内部的阻力，用液体作介质检测衡量滤布中液体透滤时遇到的内部阻力，即滤布在外力的作用下脱滤滤布中液体的能力的透液度较用压缩空气作介质为佳，所以本发明选用液体作为检测滤布内部阻力的介质。

检测时施加的液体压力控制在0.1-10公斤/厘米²范围内，如果液体压力过大，则不能真实的反映滤布被纸张纤维或其它杂物堵塞的阻力；压力过小则容易造成液体不能通过滤布，无法正常检测。不同行业的滤布检测施加的液体压力是不同的，具体压力大小应根据不同行业使用不同的滤布而决定，其中，滤布的克重和厚度对检测压力的选择起到了关键的作用。当滤布的克重大或厚度厚时，其内部自身阻力就会变大，检测压力就要增大；当滤布的克重小或厚度薄时，其内部自身阻力就会变小，检测压力就要减小。其次，检测压力应尽可能接近滤布在实际工作时液体穿透滤布形成的压力。在造纸行业，压榨部使用的滤布其透液性的检测施加的液体压力一般为3公斤/厘米²；在城市污水处理行业，污泥压榨机上的滤布其透液性的检测施加的液体压力一般为2公斤/厘米²。

在实际检测中，检测出的透液度和液体含量数据和标准的数据进行对比，从而判断滤布的质量，最后根据使用经验和积累的数据指导工人操作，比如调整滤布真空度、冲液体量、张紧度、过滤压力及更换滤布等。

表1为两个检测日在进压榨处检测得到的滤布透液度、液体含量对比和根据检测数据所作的滤布性能分析表，表中的透液度就是用在液体压力为3公斤/厘米2时测得的液体流量来表示的；表2为进压榨区和出压榨区滤布透液度、液体含量的对比和根据检测数据所作的滤布性能分析表。

表1：

检测时间	透液度(ml/m)	液体含量(％)	性能分析
				10月8日	621	24	滤布正常运行
10月15日	749	19	滤布清洗效果好，高压水将滤布中的杂质冲洗掉，增大了滤布的过滤能力。由于滤布透液度的增大，真空抽吸装置更容易将滤布中的水抽出，使得滤布的液体含量下降，使得滤布中有更多的空隙储存压榨时排出的水。

表2：

检测位置	透液度(ml/m)	液体含量(％)	性能分析
				进压榨	589	23	经过高压水冲洗，真空抽吸后
出压榨	443	38	透液度下降说明滤布吸入了压榨产生的杂质，造成滤布中的空隙被杂质堵塞。液体含量的升高说明滤布吸入了压榨产生的水。

实施例2：

该实施例检测装置的液体仪选用电阻式液体仪，液体含量检测方法采用电阻检测法。

物质的液体含量发生变化时，其电阻值也会相应的变化。例如小麦的液体含量为13％时的电阻值是液体含量为14％时的电阻值的7倍，是液体含量15％时的50倍。这种物质中液体含量的微小变化即能引起该物质电阻值显著差别的现象，是电阻法测定物质液体含量的原理。电阻法测定液体含量就是通过检测滤布的电阻值再换算成液体含量，这种液体含量检测方法具有快速、简便等优点。

参见图2、图3，该检测装置的液体仪选用电阻式液体仪，电阻式液体仪主要包含电阻测量仪15和由两片金属片16A、16B构成的电阻式液体探测头16，金属片16A和16B构成的电阻式液体探测头16镶嵌在探头1的液体含量检测区表面。在检测时，金属片16A和16B与滤布13接触，电阻测量仪15和金属片16A、16B连接。实施例电阻测量仪15选用高精度电阻测量仪。本实施例检测装置使用的其它设备及其连接都与实施例1相同。

本实施例滤布性能的在线检测方法液体含量的检测应用电阻式液体仪，采用电阻检测法。在一定的检测面积下，通过探头2内的液体含量检测区的电阻式液体探测头16和电阻测量仪15测量滤布的电阻值，再根据滤布的电阻值换算成滤布的液体含量。本实施例检测方法的透液度检测同于实施例1。

滤布电阻值与液体含量的关系见表3，1200g/m²滤布液体含量和电阻值的关系对应表。

表3：

滤布液体含量(％)	电阻值(KΩ)
		36	350
50	150
		62	85
71	50

本发明所述的液体主要是指水，造纸、化工等行业实际使用的滤布中所含液体是特定的，包括纯液体或混合液体。在本发明滤布性能在线检测方法和装置的基础上，含有不同却为本领域的普通技术人员公知的常见液体的滤布性能在线检测就可以方便地实施，不需要进行创造性的劳动，各种利用常规技术进行的等效替换均属于本发明的保护范围。

本发明液体含量检测也可以用微波液体仪或电容式液体仪等不同液体仪代替上述两种液体检测仪，而这种代替是本领域的技术人员所熟知的，属于技术上的等效替换。

Claims (10)

1、一种滤布性能的在线检测方法，其特征是：该方法是利用探头在一定的检测面积下，在液体正压状态，同时分别检测通过滤布的液体流量和液体含量电信号来检测滤布的透液度和液体含量，所述的透液度是测量通过滤布液体的流量和压力来检测的，所述的液体含量是利用液体仪对滤布中的液体含量进行检测，通过控制器将液体仪检测的电信号转换成液体含量。

2、根据权利要求1所述的滤布性能的在线检测方法，其特征是：所述的探头设置成透液度和液体含量两个检测区，在透液度检测区通过喷头使滤布测试区的滤布处于液体正压状态下测量透液度检测中的液体流量，在液体含量检测区通过液体仪的液体探测头检测滤布的液体含量。

3、根据权利要2所述的滤布性能的在线检测方法，其特征是：所述的透液度检测中的液体压力调节在0.1-10公斤/厘米²范围内，所述的液体流量测量的同时测量喷头前的液体压力。

4、根据权利要求2所述的滤布性能的在线检测方法，其特征是：所述的液体含量检测采用红外检测法，液体含量检测区的液体探测头为红外液体探测头，红外液体探测头在与被测滤布2-5厘米距离下、在一定的检测面积下，接收红外光源发射在滤布上的、波长在1.4-1.9微米范围内的、经滤布中的液体吸收后反射的红外线，红外液体探测头再将检测到的有能量损失的红外线转换为电信号，控制器将红外光源发射的红外线电信号和经滤布中的液体吸收后反射的红外线的电信号进行比较和计算得到检测区滤布的液体含量。

5、根据权利要求2所述的滤布性能的在线检测方法，其特征是：所述的液体含量的检测采用电阻检测法，使用电阻式液体仪检测，液体含量检测区的液体探测头为由两片金属片构成的电阻式液体仪的液体探测头，在一定的检测面积下，通过电阻式液体探测头、用电阻测量仪测量滤布的电阻值，根据滤布的电阻值换算滤布的液体含量。

6、一种实施权利要求1所述的滤布性能的在线检测方法的滤布性能的在线检测装置，该检测装置主要包括探头、压力传感器、流量传感器、压力调节阀、压力罐、控制器和电源，其特征是：还包括对滤布测试区的滤布施加正压的喷头和带有液体探测头的液体仪，所述的探头设有检测透液度的透液度检测区和检测液体含量的液体含量检测区，所述的喷头和液体探测头装在探头内，喷头连接压力传感器和流量传感器后通过压力调节阀和压力罐相连，液体探测头和液体仪连接，控制器与液体仪、压力传感器、流量传感器、电源相连。

7、根据权利要求6所述的滤布性能的在线检测装置，其特征是：所述的液体仪选用红外液体仪，液体探测头选用与红外液体仪配套的红外液体探测头，所述的红外液体仪主要包含有红外光源和滤光片，滤光片位于红外光源和红外液体探测头之间，红外液体探测头与控制器相连，所述的滤光片的滤光波长为1.4-1.9微米。

8、根据权利要求6所述的滤布性能的在线检测装置，其特征是：所述的液体仪选用电阻式液体仪，所述的电阻式液体仪主要包含有电阻测量仪和由两片金属片构成的电阻式液体探测头，电阻测量仪和电阻式液体探测头连接。

9、根据权利要求6所述的滤布性能的在线检测装置，其特征是：所述的液体探测头按照滤布运动方向安装在喷头后方。

10、根据权利要求6所述的滤布性能的在线检测装置，其特征是：所述的压力罐上装有压力表，所述的压力调节阀采用手动调压阀，所述的电源选用便携式电源，所述的控制器后面连接有笔记本电脑。

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