DE3244892A1 - Optical method and device for measuring the consistency of a paste - Google Patents

Optical method and device for measuring the consistency of a paste

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DE3244892A1
DE3244892A1 DE19823244892 DE3244892A DE3244892A1 DE 3244892 A1 DE3244892 A1 DE 3244892A1 DE 19823244892 DE19823244892 DE 19823244892 DE 3244892 A DE3244892 A DE 3244892A DE 3244892 A1 DE3244892 A1 DE 3244892A1
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Tapio Dipl.-Ing. 33560 Tampere Parviainen
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Description

^f. 03.12.1982 - ph^ f. December 3rd, 1982 - ph

Akte: VA 1007File: VA 1007

Anmelder:Applicant:

VALMET OY
Punanotkonkatu 2
001.30 Helsinki 13
Finnland
VALMET OY
Punanotkonkatu 2
001.30 Helsinki 13
Finland

Optisches Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Konsistenz von StoffmasseOptical method and device for measuring the consistency of pulp

Brfindung3gebietFinding area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Messen der Konsistenz von Mischungen von Zellstoff und Wasser verschiedener Typen (von Stoffmassen). Die Erfindung gründet sich auf optische Phänomene bei den Zellstoff--tfassermischungen und auf die Heranziehung dieees Phänomens im Messen der Konsistenz solcher Mischungen.The present invention relates to a new method and method new device for measuring the consistency of mixtures of Pulp and water of various types (of pulps). the Invention is based on optical phenomena in pulp-drum blends and on the use of this phenomenon in the Measuring the consistency of such mixtures.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

In der Zellstoff- und Papierindustrie, im Verlauf des Papierherstellungsprozesses, werden einzelne Holzfasern von ganzem Holz entweder mechanisch oder auf chemischem rfege oder mittels Kombinationen der beiden Mittel getrennt. Den 30 erzeugten Holzfasern wird rfasser beigemischt, so daß eine Zellstoffmasse entsteht, die typisch zu mehr als 80 % aus tfasser besteht. Um gute Qualitätsüberwachung des Zerfaserungsprozesses zu erreichen und um durchweg ein den vorgeschriebenen Normen gerechtes Endprodukt (Papier) zu erzeugen, ist es wesentlich, daß man das Verhältnis der Holzfasermenge zur Gesamtmasse in jedem Punkt im Prozeß kennt (diese Verhältniszahl bezeichnet man im Gewerbe als "Konsistenz"). Es ist beispielsweise mit Rücksicht auf Qualitätskontrollzwecke wichtig, die Konsistens der Stbffmasse messen zu können, wenn sie durch einIn the pulp and paper industry, during the papermaking process, individual wood fibers are separated from whole wood either mechanically or chemically, or by a combination of the two. The 30 wood fibers produced are mixed in with rfasser, so that a pulp mass is created, which typically consists of more than 80% tfasser. In order to achieve good quality control of the defibering process and to consistently produce an end product (paper) that meets the prescribed standards, it is essential to know the ratio of the amount of wood fiber to the total mass at every point in the process (this ratio is known in the trade as "consistency "). For example, for quality control purposes, it is important to be able to measure the consistency of the material mass when passing through a

BÄD CÄ3INALBATH CÄ3INAL

Rohr oder in einer Kolonne oder Kammer strömt, wo die Bewegung der Masse eine äußerst langsame ist oder wo sie zeitweise völlig bewegungslos ist. Bs ist von gleicher dichtigkeit, die Konsistenz der Hasse bei chemischer Hasse (gebleicht oder ungebleicht), thermomechanischer Hasse, Holzschleifmasse, Hischungen verschiedener Massen oder auqh die Konsistenz der Hasse während des Bleichprozeasea bestimmen zu können.Tube or in a column or chamber where the movement of the The crowd is extremely slow or where it is completely motionless at times is. Bs is of the same density, the consistency of Hasse with chemical Hasse (bleached or unbleached), more thermomechanical Hate, wood pulp, mixes of different masses or auqh the consistency of the hate during the bleaching process to be able to determine.

Die meisten gegenwärtig in der Industrie zum Hessen der Konsistenz von tfasser-Faserstoffmischungen (von Stoffmassen) angewandten Geber arbeiten mechanisch. Derartige mechanische Geber messen in dieser oder jener tfeise die Kraft, mit welcher die bewegliche Hasse auf einen mechanischen Armj eine Platte oder dergleichen einwirkt. Diese mechanischen Geber haben ihre wohlbekannten Einschränkungen, wie z.B. Verzerrungen infolge der Geschwindigkeit der1 Hasse, Beeinflussung durch verschiedene Holzarten und Freiheit (ßritwässerung). Ferner können solche mechanische Geber nicht mit Leichtigkeit in einer Kolonne oder Kammer eingebaut werden, worin sich die Masse langsam fortbewegt bzw. stillsteht. Mechanische Geber sind auch auf spezifische Massenkonsietenzen beschränkt und messen Massenkonsistenzen unter etwa 1 % sowie über etwa 5 % nicht genau.Most of the transmitters currently used in the industry to determine the consistency of barrel-pulp mixtures (of pulps) work mechanically. Such mechanical encoders sometimes measure the force with which the movable frame acts on a mechanical arm, a plate or the like. These mechanical encoders have their well-known limitations, such as distortions due to the speed of the 1 Hasse, the influence of different types of wood and freedom (irrigation). Furthermore, such mechanical transmitters cannot be installed with ease in a column or chamber in which the mass moves slowly or stands still. Mechanical encoders are also limited to specific mass consistencies and do not accurately measure mass consistencies below about 1% as well as above about 5 %.

Auf dem Markt ist ein Chlorierungsgeber zu haben, der Unempfindlichkeit den Konsistenzvariationen gegenüber herbeiführt. (Dieeer Geber ist in der US-Patentschrift Nr. 3,994,602, John J. Howarth, 30.11.1976 angegeben und in Anspruch gestellt). Dieser Geber zielt im Grunde auf die Regelung der Chlorierung hin und bewerkstelligt dies durch Messen der Durchlässigkeit im sichtbaren und nah-infraroten feil des elektromagnetischen Spektrums (dee Lichts). Diese Patentschrift lehrt auch das Messen der Konsistenz durch Erkennen der Durchlässigkeit der Stoffmasse in verschiedenen Entfernungen von der Strahlungsquelle. Eine zweite Vorrichtung bedient sich einer Kombination von Reflexion und Durchleuchtung zum gleichen Zweck. Keine der beiden Vorgangaweisen benutzt spezifische Filtrierung der Strahlung als Schlüsselnd.ttel zum Bestimmen der Konsistenz.A chlorination agent is available on the market, the insensitivity which causes variations in consistency. (Dieeer Geber is described in U.S. Patent No. 3,994,602 to John J. Howarth, 30.11.1976 specified and claimed). This donor basically aims at regulating the chlorination and accomplishes this by measuring the transmittance in the visible and near-infrared part of the electromagnetic spectrum (dee light). These The patent also teaches measuring consistency by seeing the permeability of the mass of fabric at various distances from the radiation source. A second device uses a combination of reflection and fluoroscopy at the same time Purpose. Neither method uses specific filtration of radiation as a key to determining the Consistency.

BAD ORfGlNALBAD ORfGlNAL

ΪΙΪΙ

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Erfindung bezweckt das Hervorbringen einer optischen Vorrichtung und Verfahrensweise, die imstande sind, die Konsist—enz von Stoffmasse verschiedener Qualitäten (unabhängig von dem Holzfaser» typ) genau zu messen und die Messung unter verschiedenen Prozeß-Verhältnissen mit verschiedenartiger Geometrie z.B. in Rohrleitungen, Kolonnen oder Kammern durchzuführen, unabhängig von der Geschwindigkeit sowie innerhalb des gesamten Temperaturbereichs von 0 bis 100 C.The invention aims to produce an optical device and procedures that are able to maintain the consistency of pulp of different qualities (regardless of the wood fiber ” type) to measure accurately and the measurement under different process conditions with different geometries, e.g. in pipelines, columns or chambers, regardless of the Speed as well as within the entire temperature range of 0 to 100 C.

Das Meßprinzip baut auf den einmaligen Eigenschaften des Lichts (der elektromagnetischen Strahlung) im Bereich von etwa 200 nm bis etwa 5000 nm, auf dem Ausstrahlen von solchem Licht gegen eine Stoffmasse und Detektion des von den Stoffasem in der Masse reflektierten Lichts auf. Die Konsistenzmessung baut direkt darauf auf, daß das Wasser in der Stoffmasse Licht verschiedener Wellenlängen in dem erwähnten Bereich in verschiedenem Maß schwächt.The measuring principle is based on the unique properties of light (electromagnetic radiation) in the range from about 200 nm to about 5000 nm, on the emission of such light against a mass of matter and detection of that reflected by the fibers in the mass Light on. The consistency measurement builds directly on it on that the water in the substance mass weakens light of different wavelengths in the mentioned range to different degrees.

Man mißt das Reflexionsvermögen der Masse unter Anwendung "wasserempfindlicher" und "wasserunempfindlicher" Wellenlängen und durch mathematisches Vergleichen dieser Signale. Das Ergebnis ist somit, daß die Meßmethode den Veränderungen der Wassermenge in der Masse gegenüber empfindlich, dagegen aber weitgehend unempfindlich gegenüber verschiedenen anderen Paktoren ist, die normalerweise die Messung stören oder beeinträchtigen würden. Diee an sich gründet sich hauptsächlich darauf, daß diese "störenden" Paktoren beide gemessenen Wellenlängen in gleicher Weise beeinflussen- Solche gemeinsame Störfaktoren können z.B. die Helligkeit, die Holzart oder die Chemikalien sein, die im Waaserteil der Masse gelöst oder anwesend sind.The reflectivity of the mass is measured using "water sensitive" and "water insensitive" wavelengths and by comparing these signals mathematically. The result is that the measuring method is sensitive to changes in the amount of water in the mass, but largely insensitive to it various other factors that would normally interfere or impair the measurement. Which in itself is based mainly because these "disruptive" factors are both affect measured wavelengths in the same way - such Common disruptive factors can be e.g. the brightness, the type of wood or the chemicals that are dissolved or in the waas part of the mass are present.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Prozeß zum Messen der Konsistenz von Stoffmasse, die in der Hauptsache aus Holzstoff und Wasser besteht, und dieser Prozeß beinhaltet das Ausstrahlen von elektromagnetischer Strahlung gegen die Stoffmasse Und Messung dea relativen Absorptionsgrades und des relativen Reflexionsgrades derThe invention relates to a process for measuring consistency of pulp, composed mainly of wood pulp and water, and this process involves the blasting of electromagnetic radiation against the substance mass and measurement dea relative absorption and the relative reflectance of the

ORiGJNALORiGJNAL

reflektierten elektromagnetischen Strahlung.reflected electromagnetic radiation.

Die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung kann im Bereich von etwa 200 nm bis etwa 5000 nra liegen. Engere Bereiche können innerhalb etwa 400 nm bis etwa 1600 nm bzw. etwa 700 nm bis etwa 1250 nm liegen.The wavelength of the electromagnetic radiation can be in the range from about 200 nm to about 5000 nra. Tighter areas can are within about 400 nm to about 1600 nm and about 700 nm to about 1250 nm, respectively.

Der Prozeß zum Hessen der Konsistenz in der Hauptsache aus Holzstoff und Wasser bestehender Stoffmasse kann folgendes umfassen: a) das Ausstrahlen von elektromagnetischer Strahlung gegen die Hasse» b) das Empfangen reflektierter elektromagnetischer Strahlung von der Hasse, c) Aufteilen der reflektierten elektromagnetischen Strahlung in Komponenten und d) Messung der relativen Intensitäten der reflektierten Wellenlängen der Komponenten den tfasserabsorptionsfaktoren gemäß.The process of determining the consistency mainly from wood pulp and water existing mass of matter can comprise the following: a) the emission of electromagnetic radiation against the haters » b) receiving reflected electromagnetic radiation from the Hasse, c) splitting the reflected electromagnetic radiation Radiation in components and d) Measurement of the relative intensities of the reflected wavelengths of the components the water absorption factors according to.

Die reflektierte elektromagnetische Strahlung kann in zwei Komponenten aufgeteilt werden.The reflected electromagnetic radiation can be divided into two components be divided.

Han kann die erste Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung durch ein Bandpaßfilter mit nominaler Hittwellenlänge bei etwa 960 nm leiten. Han kann die zweite Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung durch ein Bandpaßfilter leiten, das eine nominale Hittwellenlänge von etwa 800 nm hat.Han can be the first component of the reflected electromagnetic Pass radiation through a band pass filter with a nominal Hitt wavelength at about 960 nm. Han can be the second component of the reflected pass electromagnetic radiation through a bandpass filter, which has a nominal Hitt wavelength of about 800 nm.

Han kann alternativ die erste Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung durch ein Bandpaßfilter mit nominaler Hittwellenlänge etwa 1200 nm und die zweite Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung kann man durch ein Bandpaßfilter mit Hittwellenlänge etwa 1060 nm leiten.Han can alternatively use the first component of the reflected electromagnetic Radiation through a bandpass filter with a nominal Hitt wavelength about 1200 nm and the second component of the reflected electromagnetic radiation can be passed through a bandpass filter with a Hitt wavelength of about 1060 nm.

Han kann alternativ die erste Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung bei einer Wellenlänge messen, die einem Haximura der Wasserabsorption im Spektralbereich von etwa 200 nm bi3 etwa 2000 nm entspricht, und die zweite Komponente der reflektierten elektromagnetj sehen Strahlung kann man bei einer Wellenlänge messen, die einem sehr viel geringeren Wert der rfas-Han can alternatively use the first component of the reflected Measure electromagnetic radiation at a wavelength that corresponds to a haximura of water absorption in the spectral range of about 200 nm to 3 corresponds to about 2000 nm, and the second component of the reflected electromagnetic radiation can be seen in a Measure wavelengths which have a much lower value of the rfas-

BAD ORiGlMALORiGlMAL BATHROOM

• # β• # β

* Bt«H* Bt «H

1.1.

aerabsorption al3 bei der ersten Komponente entspricht.aerabsorption corresponds to al3 for the first component.

Die Vorrichtung zum Messen von Stoffmassenkonsistenz kaan folgende umfassen: a) Vorrichtung zum Richten von elektromagnetischer
Strahlung gegen eine in der Hauptsache aus Holzatoffasern und aus
Wasser bestehende Stoffmasse, b) Vorrichtungen zum Empfangen von
elektromagnetischer Strahlung, die von der Hasse reflektiert worden ist, c) Vorrichtungen zum Zerlegen der reflektierten elektromagnetischen Strahlung in Komponenten, d) erste Filtriermittel zum Ausfiltrieren einer der beiden Komponenten der reflektierten elektromagnetischen Strahlung, e) zweite Filtriermittel zum Ausfiltrieren einer weiteren Komponente der reflektierten elektromagnetischen
Strahlung, f) erste Photodetektorvorrichtungen zum Wahrnehmen der
durch die ersten Filtriermittel abfiltrierten elektromagnetischen
Strahlung und dadurch zum Erzeugen eines proportionalen elektronischen Signals, g) zweite Photodetektorvorrichtungen zum Wahrnehmen der durch die zweiten Filtriermittel abfiltrierten elektromagnetischen Strahlung und dadurch zum Erzeugen eines proportionalen
elektronischen Signals, h) Vorrichtungen zum Verstärken des ersten und des zweiten Photodetektorsignals und i) Vorrichtungen zum Dividieren der beiden reflektierten Signale, um eine Verhältniszahl der beiden Reflektanzen hervorzubringen.
The device for measuring material mass consistency can include: a) Device for directing electromagnetic
Radiation against one mainly made of wood fiber and off
Water existing mass of matter, b) devices for receiving
electromagnetic radiation that has been reflected by Der Hasse, c) devices for breaking down the reflected electromagnetic radiation into components, d) first filtering means for filtering out one of the two components of the reflected electromagnetic radiation, e) second filtering means for filtering out a further component of the reflected electromagnetic radiation
Radiation, f) first photodetector devices for sensing the
electromagnetic filtered off by the first filter means
Radiation and thereby for generating a proportional electronic signal, g) second photodetector devices for perceiving the electromagnetic radiation filtered off by the second filtering means and thereby for generating a proportional one
electronic signal, h) means for amplifying the first and second photodetector signals; and i) means for dividing the two reflected signals to produce a ratio of the two reflectances.

Man kann das erste Filtrierungsmittel (d) so auswählen, daß es
hauptsächlich elektromagnetische Strahlung mit solcher Wellenlänge durchläßt, die einem der maximalen Absorptionsbereiche des Wassers entspricht, und man kann das zweite Filtrierungsmittel (e) so auswählen, daß es hauptsächlich elektromagnetische Strahlung mit solcher Wellenlänge durchläßt, bei der die Wasaerabsorption wesentlich geringer als bei der Wellenlänge des ersten Filtriermittels ist.
One can select the first filter means (d) so that it
mainly allows electromagnetic radiation with such a wavelength to pass through, which corresponds to one of the maximum absorption ranges of water, and one can select the second filtering means (e) so that it mainly passes electromagnetic radiation with such a wavelength at which the water absorption is significantly less than at the wavelength of the first filter agent is.

Die Mittwellenlänge des ersten Filtriermittels (d) kann etwa 960 nm betragen und die Mittwellenlänge des zweiten Filtrierraittels (e)
kann bei einer Wellenlänge liegen, bei der die Wasserabsorption
erheblich geringer als die des ersten Filtriermittels ist.
The central wavelength of the first filter medium (d) can be about 960 nm and the central wavelength of the second filter medium (e)
can be at a wavelength at which water absorption
is considerably less than that of the first filter medium.

Das zweite Filtriermittel (e) kann elektromagnetische Strahlung mitThe second filter means (e) can have electromagnetic radiation

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

/h./H.

■ ■ .■ ■.

solcher Wellenlänge durchlassen, bei welcher die tfasserabsorption mehr als fünffach geringer ist al3 die Wasserabaorption der von dem ersten Filtriermittel (d) durchgelassenen elektromagnetischen Strahlung.at the wavelength at which the water absorption The water absorption is more than five times lower than that of the first filter means (d) transmitted electromagnetic radiation.

Die Vorrichtung (a) zum Ausstrahlen elektromagnetischer Strahlung kann in den Bereich von etwa 200 bie etwa 5000 nm fallende elektromagnetische Strahlung ausstrahlen.The device (a) for emitting electromagnetic radiation can be electromagnetic falling in the range of about 200 to about 5000 nm Radiate radiation.

Zeichnungendrawings

In den ZeichnungenIn the drawings

beschreibt Fig. 1 die Danpfung von elektromagnetischer Strahlung in Vfasser als Funktion der Wellenlänge,Fig. 1 describes the attenuation of electromagnetic radiation in Vfasser as a function of the wavelength,

Fig. 2 zeigt einen optischen Konsistenzgeber in seitlicher Schnittzeichnung,Fig. 2 shows an optical consistency generator in a lateral sectional drawing,

Fig. 3 ist ein elektronisches Blockschema der Komponenten, die den optischen Konsistenzgeber ausmachen,3 is an electronic block diagram of the components making up the make optical consistency givers,

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung von elf Versuchen, ausgeführt zum Demonstrieren des Konsistenzgeber-Signals über der Stoffmassenkonzentration aufgetragen, und zwar für halbgebleichte Kraft-Masse undFigure 4 is a graphical representation of eleven trials carried out to demonstrate the consistency generator signal plotted against the substance mass concentration, namely for half-bleached Force mass and

Fig. 5 ist ein graphisches Beispiel von eechs Versuchen, ausgeführt zum Demonstrieren des Minimierens des von Helligkeitsveränderung auf das Konsistenzgeber-Signal ausgeübten Einflusses.Figure 5 is a graphical example of six experiments carried out to demonstrate minimizing the change in brightness the influence exerted on the consistency generator signal.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die Reflektanz von elektromagnetischer Strahlung von einer Masse (die eine Zweiphasenmischung von Flüssigkeit-Feststoffen ist), wird in der Regel direkt durch die Menge anwesender Flüssigkeit beeinflußt, da die Masse üblicherweise aus rfaeaer besteht. Dies gilt fürThe reflectance of electromagnetic radiation from a mass (which is a two-phase mixture of liquid-solids) becomes usually directly influenced by the amount of liquid present, since the mass usually consists of rfaeaer. This applies to

BAD OR!G!NÄLBAD OR! G! NÄL

Zellstoffmassen, und entsprechend wird die Heflektanz elektromagnetischer Strahlung von der Stoff-vrassermasse hauptsächlich durch die Menge des anwesenden Wassers beeinflußt. Im Spekfcrelbersich von etwa 200 nm bis etwa 5000 nm zeigt die Absorption der Strahlung in Wasser bei verschiedenen Wellenlängen liegende Spitzen und Täler..Pulp pulp, and accordingly the yeflectance becomes more electromagnetic Radiation from the mass of matter mainly through affects the amount of water present. In the speculum from about 200 nm to about 5000 nm shows the absorption of the radiation in Water peaks and valleys at different wavelengths.

Da die Stoffmasse hauptsächlich aus Wasser besteht, alt einer geringfügigen Menge von gelösten und suspendierten Komponenten, wird gegen die Masse gerichtetes Licht die meiste Zeit durch die flüssige Komponente der Hasse mit nur wenig Behinderung passieren. Ein gewisser Teil von dem Licht wird jedoch reflektiert. Die Masse reflektiert Licht von Fasern nahe an der Oberfläche und auch in großem Maß von einzelnen fasern, die tiefer unter der Oberfläche liegen. Daher wird die Durchlässigkeit des Wassers bzw. der Massenflüssigkeit zu einem Schlüsselfaktor bezüglich des Grades, mit welchem eine gegebene Masse als Gesamtheit elektromagnetische Strahlung einer gegebenen Wellenlänge reflektieren wird.Since the mass of matter consists mainly of water, old one insignificant amount of dissolved and suspended components, light directed against the mass will pass through most of the time liquid component of hate will happen with little disability. However, some of the light is reflected. The crowd reflects light from fibers close to the surface and, to a large extent, from individual fibers deeper below the surface lie. Therefore, the permeability of the water or the bulk liquid becomes a key factor with regard to the degree to which which a given mass as a whole will reflect electromagnetic radiation of a given wavelength.

Die Reflektanz von Holzfasern ist ebenfalls von der Wellenlänge der einfallenden Strahlung abhängig. Bei Wellenlängen über 800 nm wird die Heflektanz der elektromagnetischen Strahlung an Holzfasern verhältnismäßig unempfindlich gegen Änderungen der Wellenlänge. Im Gegensatz hierzu zeigt Wasser deutliche Variationen der Absorption bei Wellenlängen über 800 nm auf. Pig. 1, die die Werte der elektromagnetischen Absorption auf die Wellenlänge bezogen darstellt, läßt erkennen, daß Wasser ein Absorptionsmaximum (eine Spitze) bei etwa 960 nm hat. Bs hat ein Absorptionsminimum (ein Tal) bei einer Wellenlänge von etwa 1060 nm. Abermals, bei etwa 1200 nm, erreicht die Waseerabsorption ein Maximum (eine Spitze). Der gleiche zyklische Trend geht bei Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung über 1200 nm mit abwechselnden Maxima und Minima weiter fort. Dies bedeutet, daß auch andere Wellenlängen zum Zweck der Erfindung herangezogen werden können.The reflectance of wood fibers is also dependent on the wavelength of the incident radiation dependent. At wavelengths above 800 nm, the yeflectance of electromagnetic radiation on wood fibers is relatively insensitive to changes in wavelength. in the In contrast, water shows clear variations in absorption at wavelengths above 800 nm. Pig. 1 showing the values of electromagnetic Represents absorption in relation to the wavelength, it can be seen that water has an absorption maximum (a peak) about 960 nm. Bs has an absorption minimum (a valley) at one Wavelength of about 1060 nm. Again, at about 1200 nm, the water absorption reaches a maximum (a peak). The same cyclical The trend continues at wavelengths of electromagnetic radiation over 1200 nm with alternating maxima and minima. this means that other wavelengths can also be used for the purpose of the invention.

Ich habe die Entdeckung gemacht, daß diese Absorptionsspitzen und Täler herangezogen werden können, um die Menge von Wasser in der Stoffmasse (und daher die "Konsistenz") zu messen, indem man LichtI have made the discovery that these absorption peaks and valleys can be used to measure the amount of water in the Mass of matter (and therefore "consistency") can be measured by looking at light

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

nit einer verhältnismäßig großen Bandbreite, z.B. etwa 200 nm bis etwa 5000 nm ausstrahlt, wobei man solche Filter auswählt und benutzt, die die reflektierte elektromagnetische Strahlung nur bei bestimmten vorgewählten Wellenlängen durchlassen. Durch solche Wahl der Filter, daß das eine Filter für die Wellenlänge des Lichtabsorptionsmaximums angepaßt ist, und durch Verhältnisbilden hiervon zum Signal von einem anderen Filter, das der Wellenlänge des Lichtabsorptionsminimums angepaßt ist, habe ich festgestellt, daß es möglich ist, ein meßbares Resultat zu erhalten, das nicht sonderlich von denjenigen Eigenschaften der Hasse abhängig oder beeinflußt ist, die normalerweise das Reflektanzspektrum in dem gewählten Wellenlängenbereich beeinflussen. Das Resultat ist dagegen Konsistenzänderungen gegenüber empfindlich. Dies ist aus den graphischen Darstellungen in Fig. 4 und 5 zu ersehen, die die Versuchsmessungsergebnijsse bei verschiedenen Massen in dem Fall wiedergeben, in dem die beiden Filter eine Wellenlänge von 960 bzw. 800 nm bei einer Bandbreite von 5 nm hatten.n with a relatively large bandwidth, e.g. about 200 nm to emits about 5000 nm, whereby one selects and uses such filters that the reflected electromagnetic radiation only at certain preselected wavelengths through. By choosing the filters so that the one filter is matched to the wavelength of the light absorption maximum, and by taking the ratio thereof to the signal from another filter, which is matched to the wavelength of the light absorption minimum, I have found that it is possible to obtain a measurable result which is not particularly dependent or influenced by those properties of the Hasse which normally affect the reflectance spectrum in the chosen wavelength range. The result is against it Consistency changes sensitive to. This can be seen from the graphs in Figs. 4 and 5, which show the experimental measurement results at different masses in the case where the two filters have a wavelength of 960 and 960 respectively. 800 nm with a bandwidth of 5 nm.

Fig. 2 und 3 veranschaulichen die Bauweise des Gebers. Elektromagnetische Strahlung (Licht) von einer Glühlampe (5) mit Wolframdraht, die Licht im Spektralbereich von etwa 200 nm bis etwa 5000 nm erzeugt, wird durch ein faseroptisches Lichtkabel (2) geleitet und durch ein Fenster (14) hindurch in eine Stoffmasse hineingeschickt, die sich jenseits des Fensters befindet. Bin Teil diesee Lichts geht durch die Masse hindurch, während ein Teil in Richtung zum Fenster (14) und durch dasselbe hindurch zurückgeworfen wird.Fig. 2 and 3 illustrate the construction of the encoder. Electromagnetic radiation (light) from an incandescent lamp (5) with tungsten wire, the light in the spectral range from about 200 nm to about 5000 nm generated, is passed through a fiber optic light cable (2) and sent through a window (14) into a mass of material that is located on the other side of the window. I am part this light passes through the mass, while a part in Direction to the window (14) and is thrown back through the same.

Bin zweites Lichtleiterkabel (2a) liegt parallel zum Kabel (2) und sammelt und führt das von der Stoffmasse durch das Fenster (14) reflektierte Licht zu einer Linse (13) und schließlich zu zwei Photodetektoren (11) und (Ha). Ein Strahlenspalter (7) und zwei getrennte Filter (8) und (8a) teilen das reflektierte Licht, das durch die Linee (13) gelaufen ist, so auf, daß jeder Photodetektor (11) bzw. (.11a) nur ungefähr die Hälfte des reflektierten Lichts erhält.A second fiber optic cable (2a) is parallel to the cable (2) and collects and guides the substance through the window (14) reflected light to a lens (13) and finally to two photodetectors (11) and (Ha). One beam splitter (7) and two separate filters (8) and (8a) split the reflected light that has passed through the line (13) so that each photodetector (11) or (.11a) only receives about half of the reflected light.

BAD ORlGiNALBAD ORlGiNAL

9 Die Photodetektoren (11) and (I1a) «erden vom Licht angeregt und erzeugen Signale, die verstärkt und unter Anwendung eines elektronischen Divisors bearbeitet werden, so daß man das Verhältnis der zwei Beflektanzen bei zwei bestimmten Wellenlängen erhält. Das Verhältnissignal wird in ein Stromsignal von 4···20 mA umgeformt, welches sich zur industriellen Verarbeitung, Regeluag uM Auswertung z.B. vermittels eines Rechners eignet.9 The photodetectors (11) and (I1a) «earth excited by light and generate signals that are amplified and using an electronic Divisors can be edited to obtain the ratio of the two reflectances at two particular wavelengths. That The ratio signal is converted into a current signal of 4 20 mA, which is used for industrial processing, regulation and evaluation e.g. by means of a computer.

Die Kabel 2 und 2a sind in einem Geberschacht (1) untergebracht. Ein Lichtkabelhalter (3) hält die Enden der beiden Kabel an Ort und Stelle. Die optischen und elektronischen Vorrichtungea sind in einem Gebergehäuse (10) untergebracht. Der Geberschacht (1) ist durch einen Flansch (4) am Gebergehäuse (1O) befestigt» Die Optik ist auf einem Optik-Befestigungsklotz (6) befestigt und wird von diesem getragen. Die beiden Filter (8) und (8a) werden durch ein Paar von Filterhaltern (9) gehalten. Die elektronische Kreiskarte (12) ist ebenfalls im Gehäuse (10) untergebracht. Die Wirkungen von Streulicht sind durch Einsatz von lichtdichten Packungen (15) an verschiedenen ausschlaggebenden Verbundstellen verhindert worden.The cables 2 and 2a are housed in a transmitter shaft (1). A light cable holder (3) holds the ends of the two cables in place and Job. The optical and electronic devices a are in housed in a transmitter housing (10). The encoder shaft (1) is attached to the encoder housing (1O) by a flange (4) »The optics is attached to an optics mounting block (6) and is used by worn this. The two filters (8) and (8a) are held by a pair of filter holders (9). The electronic district map (12) is also housed in the housing (10). The effects of scattered light are achieved through the use of light-tight packings (15) various crucial connection points have been prevented.

Die zwei Filter (3) sind so gewählt, daß beide eine ziemlich enge Bandbreite, z.B. eine Durchlaßbandbreite von 5 nm haben. Die tiittwellenlänge (diejenige Wellenlänge, die der größten Durchlässigkeit entspricht) ist bei einem der Filter gleich einer Absorptionsspitze des Wassers, z.B. bei der Wellenlänge 960 nm oder bei 1200 nm liegend gewählt.The two filters (3) are chosen so that both are fairly tight Bandwidth, e.g. have a pass bandwidth of 5 nm. The tiittwavelength (the wavelength that corresponds to the greatest permeability) is equal to an absorption peak in one of the filters of water, e.g. at a wavelength of 960 nm or 1200 nm chosen lying.

Das andere Filter (8a) wird danach so gewählt, daß es eine Mittwellenlänge möglichst nahe bei der Wellenlänge des ersten Filters hat, jedoch zu gleicher Zeit eine Wellenlänge, bei der die Wasserabsorption wesentlich geringer, vorzugsweise mehr als fünf- bis zehnmal geringer ist, so z.B. eine Wellenlänge von 800 nm oder von 1060 nm.The other filter (8a) is then chosen so that it has a central wavelength as close as possible to the wavelength of the first filter, but at the same time a wavelength at which the water absorption is substantially less, preferably more than five to ten times less, such as a wavelength of 800 nm or of 1060 nm.

Folglich wird, wenn man Reflektanz von der Stoffmasse mißt, das Signal vom ersten Filter weit stärker von der anwesenden vfassermenge je Volumeinheit beeinflußt als das Signal vom zweiten FilterConsequently, if one measures reflectance from the mass of material, the signal from the first filter becomes far stronger from the amount of water present per unit of volume influenced than the signal from the second filter

'■·■ : ""Ά. '■ · ■ : "" Ά.

(8a). Auf beide Signale wirken andererseits in nahezu gleicher Weise die übrigen Phänomene der Hasse ein, die eine Wirkung auf die Reflektanz haben. Dies wj^erum bedeutet, daß das Verhältnis (oder der Ausgang νοα Geber) der Konsistenzvariation gegenüber hochempfindlich und anderen Faktoren als der Konsistenzvariation gegenüber weitgehend unempfindlich ist.(8a). On the other hand, both signals have almost the same effect Instruct the remaining phenomena of hate that have an effect on the Have reflectance. This wj ^ erum means that the ratio (or the output νοα encoder) is highly sensitive to the variation in consistency and factors other than consistency variation is largely insensitive to.

Fig. 5 veranschaulicht graphisch sechs Versuche, die ausgeführt wurden, um zu demonstrieren, wie eine Helligkeitsstörung durch den Sensor unterdrückt wird. Man sieht daß die Empfindlichkeit der Konsistenz gegenüber bedeutend höher ist als das Ansprechen auf Änderungen der Helligkeit. Hier vertreten die beiden Beispiele die praktischen Extremfälle der Helligkeit. Unter tatsächlichen Prozeßverhältnissen kommen so kräftige Veränderungen kaum vor.Figure 5 graphically illustrates six experiments that were carried out to demonstrate how a brightness disturbance is caused by the Sensor is suppressed. It can be seen that the sensitivity to consistency is significantly higher than the response to Changes in brightness. Here the two examples represent the practical extreme cases of brightness. Under actual litigation conditions, such vigorous changes hardly ever occur.

Ein zweiter Gesichtspunkt, der bei der Filterwahl zu berücksichtigen ist, ist der, daß bisweilen ein Störungsfaktor alle übrigen an Stärke übertreffen kann. So kann beispielsweise die Helligkeit ! ziemlich konstant sein, während aber Änderungen der Holzart häufig und unvorhersagbar sind. In solchen Fällen wählt man die zweite Wellenlänge, so daß sich die größte Unempfindlichkeit dem in Frage stehenden störenden Faktor gegenüber ergibt, und zwar geschieht dies, indem man Messungen an Proben der vorliegenden Hasse ausführt und das zweite Filter so wählt, daß es möglicherweise eine von der normalen Wahl des zweiten Filters etwas abweichende Wellenlänge hat.A second aspect to consider when choosing a filter is, is that sometimes one disturbance factor can surpass all others in strength. For example, the brightness! fairly constant, while changes in wood species are frequent and are unpredictable. In such cases the second wavelength is chosen, so that the greatest insensitivity to the one in question standing interfering factor results, and this is done by taking measurements on samples of the present Hasse and selects the second filter to be possibly one of the normal choice of the second filter has a slightly different wavelength.

Eine Anzahl von Abwandlungen der Grundkonstruktion können vorgenommen werden, um Ergebnisse zu erzielen, die gleichgut oder um ein Geringes schlechter als die mit dem zuvor beschriebenen Geber erzielten sind. Dies sind folgende:A number of modifications to the basic design can be made to achieve results that are as good or a little worse than those obtained with the encoder described above are. These are the following:

1. Han kann das Faseroptikkabel weglassen, indem man die Lichtquelle, den Strahlenapalter, die Filter und den Detektor unmittelbar bei dem Fenster in der Spitze des Gebers anbringt.1. Han can omit the fiber optic cable by removing the light source, the radiation absorber, the filters and the detector directly attaches to the window in the top of the encoder.

2. Man kann die Lichtquelle unter Verwendung von lichtemittierenden2. One can light source using light emitting

BADBATH

Dioden (LKDa) ausfuhren. Dadurch gestaltet sich die konstruktion und die Ausführung des Gebers einfacher, aber er wird weniger anpaßbar an die jeweiligen Prozeßverhältnisse; beispielsweise müssen sehr engbandige Filter einer spezifischen Wellenlänge verwendet werden, um Störungen zu kompensieren. Hit dem weiteren Fortschreiten der LSD-Technik dürfte dies mit Rücksicht auf Einfachheit und Kosten zu einer anziehenden Alternative werden.Execute diodes (LKDa). This is how the construction takes shape and the implementation of the encoder is simpler, but it is less adaptable to the respective process conditions; for example need very narrow band filters of a specific wavelength are used to compensate for disturbances. Hit the further advancement of LSD technology is likely to do so with consideration for simplicity and Costs are becoming an attractive alternative.

3· Man kann Mehrfachfilter benutzen, oder man kann Messung des gesamten in Frage stehenden Spektrums vornehmen zum Erhalt des gleichen Resultats, jedoch mit größerer Freiheit in der Wellenlängenwahl und bezüglich der verschiedenen Kompensationen.3 · You can use multiple filters, or you can measure the carry out the entire spectrum in question to obtain the same result, but with greater freedom in the choice of wavelength and regarding the various compensations.

4. Anstelle des Zweisignalverhältnisses kann man Rechnungen der folgenden Art anwenden, um ein nutzbares Resultat unter bestimmten Verhältnissen zu erzielen:4. Instead of the two-signal ratio, one can apply calculations of the following kind in order to obtain a useful result under certain conditions To achieve ratios:

a) die Differenz der zwei Signale,a) the difference between the two signals,

b) das eine Signal durch die Summe beider dividiert,b) dividing one signal by the sum of both,

c) ein Signal allein (diese Variante gewinnt an Nützlichkeit bei Konsistenzen, die höher als 4-5 % sind und bei hoher Helligkeit der Masse) undc) a signal alone (this variant becomes more useful with consistencies higher than 4-5 % and with high brightness of the mass) and

d) ein Signal + eine Konstante dividiert durch die Summe des zweiten Signals und einer Konstante.d) a signal + a constant divided by the sum of the second signal and a constant.

5· Die Filter können auf einem Filterrad aufgebaut werden,5 The filters can be built on a filter wheel,

6. Ein oder mehrere elektromagnetische Detektoren können verwendet werden, abhängig von der Zahl der Filter und davon, ob ein Filterrad verwendet wird oder nicht.6. One or more electromagnetic detectors can be used depending on the number of filters and whether a filter wheel used or not.

7. Man kann verschiedene Verarbeitungselemente anstelle des Divisors einsetzen. Beispielsweise könnte ein Mikroprozessor mit Vorteil benutzt werden.7. You can use different processing elements instead of the divisor insert. For example, a microprocessor could be used to advantage.

Es wird keine Vollständigkeit des obenstehenden Verzeichnisses beansprucht; es ist lediglich beispielhaft.The above list is not claimed to be complete; it is only exemplary.

Bin Resultat, das dem obenstehend beschriebenen ähnlich ist, kann erzielt werden, indem man Wellenlängen benutzt, die sämtlich mit Absorptionsmaxiina des Wassers zusammenfallen, und anschließend die einzelnen Signale summiert. In solchem Fall geht man Jedoch weitgehend des Vorteils verlustig, den Einfluß anderer störenden Erscheinungen im Reflektanzspekitrum zu kompensieren. A result similar to the one described above can be can be achieved by using wavelengths which all coincide with absorption maxiina of water, and then the summed up individual signals. In such a case, however, the advantage of compensating for the influence of other disruptive phenomena in the reflectance spectrum is largely lost.

Einige der Vorzüge meiner Erfindung den gegenwärtig im Gebrauch stehenden vorhandenen Gebern gegenüber sind:Some of the benefits of my invention are currently in use the existing donors are:

a) geringes tfartungsbedürfnis;a) little need for maintenance;

b) ein Meßbereich von 0,05 bis 15 % Konsistenz wird mit Anwendung ein und desselben Grundgebers ermöglicht;b) a measuring range of 0.05 to 15 % consistency is made possible by using one and the same basic encoder;

c) es is möglich, den Geber durch ein Kugelventil hindurch einzubauen, um später leichte Inspektion zu gewährleisten;c) it is possible to install the encoder through a ball valve, to allow easy inspection later;

d) die Messung ist weitgehend unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit (im Vergleich mit mechanischen Vorrichtungen);d) the measurement is largely independent of the flow velocity (compared to mechanical devices);

e) der Geber kann praktisch gesehen an beliebiger Stelle im Prozeß eingebaut werden, wo minimale Strömung und genügend Platz für die Reflexion des Lichts von der Hasse vorhanden sind;e) From a practical point of view, the donor can be used at any point in the process be installed where there is minimal flow and enough space for the light to reflect off the hatch;

f) die Geometrie der Rohrverlegung und der physischen Behältnisse hat keinen Einfluß auf die Messung.f) the geometry of the pipe laying and the physical containers have no influence on the measurement.

Es ist dem Fachmann einleuchtend, daß verschiedene Abwandlungen der AusfUhrungsform, die beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt worden ist, vorgenommen werden können, ohne von der Idee und dem Umfang der Erfindung, wie in den nachstehenden Ansprüchen festgelegt, abzugehen.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications of the Embodiment that is described and illustrated in the drawings can be made without getting lost from the idea and the Scope of the invention as defined in the claims below.

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Claims (1)

13.13th PatentansprücheClaims . 1.) Verfahren zum Messen der Konsistenz von Stoffmasse, die in der Hauptsache aus Holzstoff und Wasser besteht, dadurch gekennzeichnet, dass darin elektromagnetische Strahlung auf die Stofmasse ausgestrahlt wird und der relative Absorptionsgrad und der Grad der Reflexion der reflektierten elektromagnetischen Strahlung gemessen werden.. 1. ) Method for measuring the consistency of pulp, which consists mainly of wood pulp and water, characterized in that electromagnetic radiation is emitted onto the pulp and the relative absorption and the degree of reflection of the reflected electromagnetic radiation are measured. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung etwa 200 nm bis etwa 5000 nm beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the wavelength of the electromagnetic radiation is about 200 nm to about 5000 nm. 3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Bereich von etwa 1+00 nm bis etwa i600 nm liegt.3. The method according to claim 1, characterized in that the Wavelength of the electromagnetic radiation in the range of about 1 + 00 nm to about 1600 nm. k. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Bereich von etwa 700 nm bis 1250 nm liegt. k. Method according to claim 1, characterized in that the wavelength of the electromagnetic radiation is in the range from about 700 nm to 1250 nm. 5. Verfahren zum Messen der Konsistenz einer in der Hauptsache aus Holzstoff und Wasser bestehenden Stoffmasse, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende umfasst:5. A method for measuring the consistency of a substance consisting mainly of wood pulp and water, characterized in that that the procedure includes: a) Ausstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf die Masse,a) emitting electromagnetic radiation to the mass, b) Empfangen reflektierter elektromagnetischer Strahlung von der Masse,b) receiving reflected electromagnetic radiation from the mass, c) Aufteilen der reflektierten elektromagnetischen Strahlung in Komponenten,c) dividing the reflected electromagnetic radiation into components, d) Messen der relativen Intensitäten der reflektierten Wellenlängen der Komponenten den Wasserabsorptionsfaforen gemäss.d) measuring the relative intensities of the reflected wavelengths of the components according to the Wasserabsorptionsfaforen. 6. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierte elektromagnetische Strahlung in zwei Komponenten aufgeteilt wird.6. The method according to claim 5 , characterized in that the reflected electromagnetic radiation is divided into two components. 7- Verfahren gemäsr, Anspruch r), dadurch gekennzeichnet, dn.:;i; die Wellenlänge der elektromagnet, i sehen Strahlung etwa ?00 um bti; etwa 5000 nm beträgt.7- method according to claim r ), characterized in that dn.:;i; the wavelength of the electromagnet, i see radiation about? 00 um bti; is about 5000 nm. BAD ORIGINALBATH ORIGINAL Jj 'Jj ' ^k.^ k. 9. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Bereich von etwa hOO nm bis etwa i600 nm liegt.9. The method according to claim 5, characterized in that the The wavelength of the electromagnetic radiation is in the range from about 100 nm to about 1600 nm. 9. Verfahren geraäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Bereich von etwa 700 nm bis etwa 1250 nm liegt.9. The method geraäss claim 5, characterized in that the Wavelength of the electromagnetic radiation in the range of about 700 nm to about 1250 nm. 10. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung durch ein Bandpassfilter mit einer nominalen Mittwellenlänge von etwa 960 nm geleitet wird.10. The method according to claim 6, characterized in that the first component of the reflected electromagnetic radiation is passed through a band pass filter with a nominal center wavelength of about 960 nm. 11. Verfahren gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente der reflektierten_^elektromagiietisclien.-.Strahlung durch ein Bandpassfilter mit einer nominalen Mittwellenlänge von etwa 8OO nm geleitet wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the second component of reflected electromagnetic radiation is passed through a band pass filter with a nominal center wavelength of about 800 nm. 12. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung durch ein Bandpassfilter mit einer nominalen Mittwellenlänge von etwa 1200 nm geleitet' wird.12. The method according to claim 6, characterized in that the first component of the reflected electromagnetic radiation is passed through a band pass filter with a nominal center wavelength of about 1200 nm. 13. Verfahren gemäss Anspruch K), dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung durch ein Bandpassfilter mit einer Mittwellenlänge von etwa 1060 nm geleitet wird.13. The method according to claim K), characterized in that the second component of the reflected electromagnetic radiation through a bandpass filter with a central wavelength of about 1060 nm is directed. '\h. Verfahren gemäss Anspruch 6T dadurch gekennzeichnet, dar.s die erste Komponente der reflektierten e I ektromagnet i:;chen Strahlung bei einer Wellenlänge gernessen wird, die einem Maximum der Wasserabsorption im Bpektralbereich von etwa POO nm bis etwa 5000 nm entspricht. '\H. The method of claim 6 wherein T, dar.s the first component of the reflected s ektromagnet I i:; chen radiation is like to eat at a wavelength corresponding to a maximum nm of water absorption in Bpektralbereich of about POO nm to about 5000th 15. Verfahren gemäss Anspruch lh, drulurch gekennzeichnet, days die zweite Komponente der ref I ckt ieri.cn el e.ktromagnol, ischen Strahlung bei einer Wellenlänge ßememieti wird, ·1\<· ''inein weil, /',eringereu Wasaerabsorpl. ifii.i.-iwfirt alt·. 1> <·ί (|ι»ι· e»r:.it>'u Komponente en(-:tpricht.15. The method according to claim 1h, characterized by the fact that the second component of the ref I ckt ieri.cn el e.ktromagnol, ical radiation at a wavelength is ßememieti, · 1 \ <· '' because, / ', eringereu Wasaerabsorpl. ifii.i.-iwfirt old ·. 1><· ί ( | ι »ι · e» r: .it>'u component en (-: tpricht. OR!G!NALOR! G! NAL 15.15th 16. Vorrichtung zum Messen der Konsistenz yon Stoffmasse, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende umfasst:16. Device for measuring the consistency of pulp, thereby characterized as comprising the following: a)Vorrichtungen zum Ausstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf eine in der Hauptsache aus Holzstoffasern und Wasser bestehenden Stoffmasse, a) means for emitting electromagnetic radiation onto an existing mainly from wood pulp fibers and water St off mass, b) Vorrichtungen zum Empfangen von der Stoffmasse reflektierter elektromagnetischer Strahlung,b) devices for receiving electromagnetic radiation reflected from the substance mass, c) Vorrichtungen zum Aufteilen der reflektierten elektromagnetischen Strahlung in Komponenten,c) Devices for splitting the reflected electromagnetic Radiation in components, d) erste Filtervorric—htungen zum Ausfiltrieren einer der beiden Komponenten der reflektierten elektromagnetischen Strahlung,d) first filter devices for filtering out one of the two components of the reflected electromagnetic radiation, e) zweite Filtervorrichtungen zuifi .Ausfiltrieren einer zweiten Komponente der reflektierten elektromagnetischen Strahlung,e) second filter devices to filter out a second component the reflected electromagnetic radiation, f) erste Detektorvorrichtungen zum Wahrnehmen der durch die ersten Filtervorrichtungen filtrierten reflektierten elektromagnetischen Strahlung und damit zum Erzeugen eines proportionalen elektronischen Signals,f) first detector devices for detecting the signals provided by the first Filter devices filtered reflected electromagnetic radiation and thus to generate a proportional electronic Signals, g) zweite Detektorvorrichtungen zum Wahrnehmen der durch die zweiten Filtervorrichtungen filtrierten reflektierten elektromagnetischen Strahlung und damit zum Erzeugen eines proportionalen elektronischen Signals,g) second detector devices for detecting the signals provided by the second Filter devices filtered reflected electromagnetic radiation and thus to generate a proportional electronic signal, h) Vorrichtungen zum Verstärken des ersten und des zweiten Photodetektorsignals ,h) means for amplifying the first and second photodetector signals , i) Vorrichtungen zum Dividieren der beiden reflektierten Signale um ein Verhältnis der beiden Reflektanzen hervorzubringen.i) Devices for dividing the two reflected signals to produce a ratio of the two reflectances. 17· Vorrichtung gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Filtervorrichtung (d) derart gewählt ist, dass sie hauptsächlich elektromagnetische Strahlung mit einer solchen Wellenlänge durchläset, die einem der maximalen Absorptionsbereiche des Wassers entspricht.17 · Device according to claim 16, characterized in that the first filter device (d) is chosen such that it mainly emits electromagnetic radiation with such a wavelength through which one of the maximum absorption areas of water is equivalent to. 18. Vorrichtung gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filtervorrichtung (e) derart gewählt ist, dass sie hauptsächlich elektromagnetische Strahlung mit einer solchen Wellenlänge durchlässt, bei der die Wastierabsorpt lon wuuentlich gi-ringcr als bei der Wellenlänge der ersten Filtervorrichtung ist.18. The device according to claim 17, characterized in that the second filter device (s) is chosen such that it mainly lets through electromagnetic radiation with a wavelength at which the wastierabsorpt ion knowingly gi-ringcr as is at the wavelength of the first filter device. 16.16. 19. Vorrichtung gemäss Anspruch i6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittwellenlänge der ersten Filtervorrichtung (d) etwa 960 nm beträgt.19. The device according to claim i6, characterized in that the center wavelength of the first filter device (d) about 960 nm amounts to. 20. Vorrichtung gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittwellenlänge der zweiten Filtervorrichtung (e) bei einer Wellenlänge liegt, bei der die Wasserabsorption bedeutend geringer als die der ersten Filtervorrichtung ist.20. The device according to claim 19, characterized in that the central wavelength of the second filter device (e) is at a wavelength at which the water absorption is significantly lower than that of the first filter device. 21. Vorrichtung gemäss Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filtervorrichtung (e) elektromagnetische Strahlung von einer solchen Wellenlänge durchlässt, bei der die Wasserabsorption mehr als fünfmal geringer als die Wasserabsorption der von der ersten Filtervorrichtung durchgelassenen elektromagnetischen Strahlung ist.21. The device according to claim 20, characterized in that the second filter device (s) electromagnetic radiation from at such a wavelength at which the water absorption more than five times less than the water absorption of the electromagnetic radiation transmitted by the first filter device is. 22. Vorrichtung gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung ausstrahlende Vorrichtung (a) elektromagnetische Strahlung ausstrahlt, die im Bereich von etwa 200 bis etwa 5000 nm liegt.22. The device according to claim 16, characterized in that the electromagnetic radiation emitting device (a) emits electromagnetic radiation which is in the range of about 200 to about 5000 nm. 23. Vorrichtung gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung ausstrahlende Vorrichtung (a) elektromagnetische Strahlung ausstrahlt, die im Bereich von etwa i+00 nra bis etwa I6OO nm liegt.23. The device according to claim 16, characterized in that the electromagnetic radiation emitting device (a) emits electromagnetic radiation in the range of about i + 00 nra to about 160 nm. 2k. Vorrichtung gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung ausstrahlende Vorrichtung (a) elektromagnetische Strahlung ausstrahlt, die im Bereich von etwa 700 nm bis etwa 1250 nm liegt. 2k. Device according to claim 16, characterized in that the device (a) emitting electromagnetic radiation emits electromagnetic radiation which is in the range from about 700 nm to about 1250 nm. BAD ORiGiNALBAD ORiGiNAL
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