CN217845964U - 一种纸和纸板全自动水分测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纸品测试装置技术领域，更具体地涉及一种纸和纸板全自动水分测试装置。通过实时将测温单元中温度传感器得到的温度数据、称量单元中质量感应器的质量数据传输到PLC并将质量变化数据、温度变化数据和待测纸或纸板试样的含水率显示在显示面板上，待质量数据保持稳定不变5min以上，则可以停止测试。本实用新型解决了现有技术中纸和纸板水分检测存在的操作步骤复杂、测试效率低以及由于来回转移待测试样带入空气水分导致的检测精准度差等问题。很好地避免检测中将纸和纸板取出称量时样品重新吸收空气中的水分问题，大大提高了工作效率，节省了工作时间，排除了人员、环境和流程等干扰因素，保证测试结果的准确性、稳定性和重现性。

Description

一种纸和纸板全自动水分测试装置

技术领域

本申请涉及纸和纸板测试装置技术领域，更具体地涉及一种纸和纸板全自动水分测试装置。

背景技术

目前，纸和纸板水分含量的测量方法主要采用直接测量法，即直接获取纸和纸板中水分重量的测量方法，具体为烘箱干燥法，其原理是称取试样烘干前质量,然后将试样烘干至恒重，再次称取质量，试样烘干前后的质量之差与烘干前的质量之比，即为试样的水分。

传统的烘箱干燥法测试样品的具体流程为：在试样的不同部位分别取样若干块，用天平称取烘干前质量，并将其撕成碎片后放入试样容器中，在热风烘箱中烘数小时(一般至少4h以上)至恒重(直至在连续两次称量中,试样质量之差不超过烘干前试样质量的0.1％时,即达到恒重)，将试样密封于试样容器中后取出，在干燥器中冷却约30min后再次称量得到烘干后质量，把烘干前后的质量之差与烘干前的质量相除，通过人工计算，即得出纸张的水分。

空气中一般都含有一定数量的水分，当空气中的水分大过纸张中含有的水分时，也就是气候潮湿时，纸板便会吸附空气中的水分。反之，气候干燥时，纸板中的水分会发生解吸转移到空气中去，直到两者之间达到水分平衡为止。采用传统烘箱干燥法测定纸板水分时，由于制备样品耗时较长，受周围环境湿度影响较大，另外在整个测试过程中需要将纸板样品从烘箱、天平、干燥器、试样容器中移来移去，既浪费时间也增加测试过程中的不稳定性，造成较大的试验误差，测试数据精度差且工作效率低。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提供了一种纸和纸板全自动水分测试装置，以期用更加科学、高效的技术方案测定纸和纸板水分含量，解决现有技术存在的纸和纸板水分含量测试精度差、工作效率低等问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种纸和纸板全自动水分测试装置包括：

干燥单元，所述干燥单元包括由内腔和外壳围合成具有夹层的测试箱体、加热元件、散热元件，所述加热元件和散热元件设置在所述夹层内，并与外部电源电连接；

测温单元，所述测温单元包括第一温度感应器，设置于所述夹层箱体结构内腔的顶部，用于测量所述内腔的环境温度；

称量单元，所述称量单元包括第一质量感应器和设置于所述第一质量感应器上的第一称量盘；

显示单元，所述显示单元包括PLC和显示面板，所述加热元件、散热元件、第一温度感应器和第一质量感应器与PLC相连接；

进风口，所述进风口设置于所述内腔侧壁的底部，用于使测试箱体内腔中的空气进入所述夹层；

出风口，所述出风口设置于所述测试箱体顶部，穿透所述内腔和外壳，用于使所述内腔中的空气逸出测试箱体进入外部环境；和

若干通风网孔，所述通风网孔设置于所述内腔侧壁，用于使加热后的干燥热风在所述内腔流通。

本实用新型中的加热元件、散热元件、第一温度感应器和第一质量感应器通过与PLC相连接，将温度传感器接收到的测试箱体内腔的温度数据和待测试的纸或纸板的质量数据传输到PLC，并在显示面板上显示质量变化曲线和待测试的纸或纸板的水分率，加热元件和散热元件的开启和关闭设置可在显示面板上的相应按钮进行设置，通过PLC中的相应模块来触发指令实现加热元件和散热元件的开启和关闭。

本实用新型中的进风口和出风口与加热元件和散热元件相互配合，使得内腔中形成热空气循环流通系统。随着加热元件对内腔中的空气进行加热，热空气与待测试的纸或纸板充分接触，带走其中的水分。整个过程都在测试箱体的内腔中进行，质量的变化和待测试的纸或纸板的水分率情况都通过PLC显示在显示面板上，并由PLC的计算模块直接在显示面板上显示出待测试的纸或纸板的水分率，测试过程快速、便捷，测试结果十分精确。

在本实用新型的一些实现方式中，所述称量单元还包括第二质量感应器和设置于所述第二质量感应器上的第二称量盘，所述第二质量感应器也与PLC相连接。只要内腔容积足够，内腔底部面积够大，称量单元的数量可以设置2个以上，比如2-8个，这样的设置可以一次性同时自动测试多个纸或纸品的水分情况，大大提高测试效率、并高效利用能源。

在本实用新型的另一些实现方式中，所述加热元件选自电热丝、电热片、半导体加热片或加热管中的一种。本实用新型采用的加热元件都是常用的加热元件，原料易得、容易实现。

还有一些实施方式中，所述加热元件为镍铬合金电热丝。这种电热丝抗氧化能力强，高温强度高，不易变形，使用寿命长，可节省维修更换费用。

在一些实施方式中，所述加热元件设置于所述测试箱体侧壁的夹层内。加热元件固定在测试箱体侧壁的夹层内，形成环绕整个测试箱体的加热环境。测试箱体外壳为优质钢板，测试箱体内腔为304不锈钢材质，加热元件发热后对内腔内的空气起到充分的加热作用，再通过热空气与待测试的纸或纸板样品接触使得待测样品中的水分被烘干。

在一些改进的实施方式中，所述散热元件为风扇，设置于所述加热元件的上部。通过风扇的动力驱动，夹层内的热空气通过内腔侧壁上部设置的通风网孔进入到测试箱体内腔；同时，内腔中的空气通过内腔侧壁下部设置的通风网孔进入到夹层内，这样形成了夹层与内腔中的空气流通系统。

在一些改进的实施方式中，所述风扇的数量为2-8个。根据测试箱体的不同形状，可以根据实际情况设置不同的风扇数量。如测试箱体为常见的长方体或正方体，则每一个内腔侧壁对应的夹层加热元件上部的适当位置可以设置1-2个风扇，这样4个内腔侧壁对应的夹层就可以设置4-8个风扇。此外，测试箱体还可以结合不同需求，设计成圆柱形或棱柱形或其他形状，考虑功率、能耗等设置2-8个风扇。

在一些改进的实施方式中，所述通风网孔的数量为2个以上。可以理解，通风网孔的数量越多，夹层内和内腔中的气流交换越频繁。至少需要设置2个，且一个位于内腔侧壁下部，另一个位于不同内腔侧壁的上部。

在进一步改进的实施方式中，所述测温单元还包括设置于所述夹层箱体结构内腔的顶部的第二温度感应器。这样设置在于将一个温度感应器作为工作温度感应器，另一个作为备用温度感应器。

在进一步改进的实施方式中，所述出风口数量为2个以上。出风口的作用是使所述内腔中的空气逸出测试箱体外部环境，因此，可根据实际需要设置出风口的数量为2个。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型提供的纸和纸板全自动水分测试装置通过实时将测温单元中温度传感器得到的温度数据、称量单元中质量感应器的质量数据传输到PLC并将质量变化数据、温度变化数据和待测纸或纸板试样的含水率显示在显示面板上，待质量数据保持稳定不变5min以上，则可以停止测试。本实用新型的技术方案解决了现有技术中纸和纸板水分检测存在的操作步骤复杂、测试效率低以及由于来回转移待测试样带入空气水分导致的检测精准度差等问题。采用本实用新型提供的装置可以很好地避免检测中将纸和纸板取出称量时样品重新吸收空气中的水分问题，不仅大大提高了工作效率，节省了工作时间，更有效排除了人员、环境和流程等因素的干扰，保证测试结果的准确性、稳定性和重现性。

上述实用新型内容相关记载仅是本申请技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本申请的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本申请的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本申请的具体实施方式及附图进行说明。

附图说明

附图仅用于示出本申请具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本申请的限制。

在说明书附图中：

图1为本实用新型纸和纸板全自动水分测试装置立体结构示意图；

图2为本实用新型纸和纸板全自动水分测试装置的正面剖视示意图；

图3为本实用新型纸和纸板全自动水分测试装置的原理图；

图4为本实用新型纸和纸板全自动水分测试装置夹层内加热元件设置示意图；

图5为本实用新型纸和纸板全自动水分测试装置夹层内散热元件设置示意图。

图中：

101、内腔；102、外壳；103、夹层；104、加热元件；105、散热元件；

201、第一温度感应器；202、第二温度感应器；

301、第一质量感应器；302、第一称量盘；303、第二质量感应器；304、第二称量盘；

401、PLC；402、显示面板；

5、进风口；

6、出风口；

7、通风网孔。

具体实施方式

为详细说明本申请可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。

除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本申请。

在本申请的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。

在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。

在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。

与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本申请实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

除非另有明确的规定或限定，在本申请实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本申请所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本申请实施例中的具体含义。

现有技术中，对纸或纸板的测试是在待测试样的不同部位分别取样若干块，用天平称取烘干前质量，并将其撕成碎片后放入试样容器中，在热风烘箱中烘数小时至恒重，将试样密封于试样容器中后取出，在干燥器中冷却后再次称量得到烘干后质量，把烘干前后的质量之差与烘干前的质量相除，通过人工计算，即得出纸张的水分。在将待测纸或纸板样品在烘箱、天平、干燥器、试样容器中来回移动时，增加了测试过程中的不稳定性，造成较大的试验误差，并且烘干、冷却等过程耗费大量时间，导致测试数据精度差且工作效率低下，亟需提供一种纸和纸板全自动水分测试装置，能够避免检测中将纸和纸板取出称量时样品重新吸收空气中的水分问题，提高工作效率，并有效排除人员、环境和流程等可能的干扰因素，保证测试结果的准确性、稳定性和重现性。

实施例1

如图1-5所示，本实用新型提供了一种纸和纸板全自动水分测试装置，包括干燥单元1、测温单元2、称量单元3、显示单元4、进风口5、出风口6和若干通风网孔7。

干燥单元1包括由内腔101和外壳102围合成具有夹层103的测试箱体10、加热元件104、散热元件105，加热元件104和散热元件105设置在所述夹层103内，并与外部电源电连接。加热元件104选自电热丝、电热片、半导体加热片或加热管中的一种。本实施例中加热元件104为镍铬合金电热丝，安装于测试箱体10侧壁的夹层103内外壳102的内侧壁上。散热元件105为风扇，设置于加热元件104的上部。

测温单元2包括第一温度感应器201，设置于夹层103箱体结构内腔101的顶部，用于测量内腔101的环境温度。

称量单元3包括第一质量感应器301和设置于第一质量感应器301上的第一称量盘302。

显示单元4包括PLC401和显示面板402，加热元件104、散热元件105、第一温度感应器201和第一质量感应器301与PLC401相连接。

进风口5设置于内腔101侧壁的底部，用于使测试箱体内腔中的空气进入夹层103。

出风口6设置于测试箱体10顶部，穿透内腔101和外壳102，用于使内腔101中的空气逸出测试箱体10外部环境。

通风网孔7设置于内腔101侧壁靠近测试箱体10的上部，用于使加热后的干燥热风在内腔101流通。通风网孔的数量为2个以上。

在进一步改进的实施例中，称量单元3还包括第二质量感应器303和设置于第二质量感应器303上的第二称量盘304，第二质量感应器303与PLC401相连接。

在进一步改进的实施例中，风扇的数量可设置为2-8个。

在进一步改进的实施例中，出风口数量为2个以上

实施例2

请再次参阅图2，在实施例1的基础上，进一步改进，测温单元2还包括设置于夹层103箱体结构内腔的顶部的第二温度感应器202。

在使用时，接通电源，进行以下操作：

(1)开启显示面板，设定试验温度，将称量盘的力值清零；

(2)裁取一定重量的待测试样放入纸和纸板全自动水分测试装置的第一称量盘中，称取初始质量m₀；若有两个以上待测试样，则一定重量的待测试样品放入对应的第一称量盘、第二称量盘、第三称量盘……第八称量盘，并记录；

(3)打开风扇、加热元件启动散热和加热功能，开始试验，通过PLC的控制模块，显示面板上将自动记录各待测试样的温度-时间变化曲线、试样质量-时间变化曲线，并自动计算显示含水率变化曲线；

(4)待试样质量-时间变化曲线趋于稳定后，仪器自动显示待测试样的含水率，并报警警示试验结束；

(5)取出测试后的样品，打印测试结果，试验结束。

经过多次测试验证，本实用新型提供的纸和纸板全自动水分测试装置在测试纸和纸板时，无需长时间的烘干和冷却等待，也无需将待测试样从干燥箱中取出称量，因此，充分规避了将纸和纸板取出称量时样品重新吸收空气中的水分问题，不仅大大提高了工作效率，节省了工作时间，更有效排除了人员、环境和流程等因素的干扰，保证测试结果的准确性、稳定性和重现性。

最后需要说明的是，尽管在本申请的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本申请的专利保护范围。凡是基于本申请的实质理念，利用本申请说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本申请的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，包括：

干燥单元，所述干燥单元包括由内腔和外壳围合成具有夹层的测试箱体、加热元件、散热元件，所述加热元件和散热元件设置在所述夹层内，并与外部电源电连接；

测温单元，所述测温单元包括第一温度感应器，设置于所述夹层箱体结构内腔的顶部，用于测量所述内腔的环境温度；

称量单元，所述称量单元包括第一质量感应器和设置于所述第一质量感应器上的第一称量盘；

显示单元，所述显示单元包括PLC和显示面板，所述加热元件、散热元件、第一温度感应器和第一质量感应器与PLC相连接；

进风口，所述进风口设置于所述内腔侧壁的底部，用于使测试箱体内腔中的空气进入所述夹层；

出风口，所述出风口设置于所述测试箱体顶部，穿透所述内腔和外壳，用于使所述内腔中的空气逸出测试箱体进入外部环境；和

若干通风网孔，所述通风网孔设置于所述内腔侧壁，用于使加热后的干燥热风在所述内腔流通。

2.根据权利要求1所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述称量单元还包括第二质量感应器和设置于所述第二质量感应器上的第二称量盘，所述第二质量感应器与PLC相连接。

3.根据权利要求1所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述加热元件选自电热丝、电热片、半导体加热片或加热管中的一种。

4.根据权利要求3所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述加热元件为镍铬合金电热丝。

5.根据权利要求1所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述加热元件设置于所述测试箱体侧壁的夹层内外壳的内侧壁上。

6.根据权利要求1所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述散热元件为风扇，设置于所述加热元件的上部。

7.根据权利要求6所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述风扇的数量为2-8个。

8.根据权利要求1所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述通风网孔的数量为2个以上。

9.根据权利要求1所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述测温单元还包括设置于所述夹层箱体结构内腔的顶部的第二温度感应器。

10.根据权利要求9所述的纸和纸板全自动水分测试装置，其特征在于，所述出风口数量为2个以上。

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