DE3326216A1 - Method and measuring system for measuring the concentration of an additive on a moving sheet of material - Google Patents

Method and measuring system for measuring the concentration of an additive on a moving sheet of material

Info

Publication number
DE3326216A1
DE3326216A1 DE19833326216 DE3326216A DE3326216A1 DE 3326216 A1 DE3326216 A1 DE 3326216A1 DE 19833326216 DE19833326216 DE 19833326216 DE 3326216 A DE3326216 A DE 3326216A DE 3326216 A1 DE3326216 A1 DE 3326216A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
additive
material web
radiation
concentration
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833326216
Other languages
German (de)
Inventor
Larry A. Downsview Ontario McNelles
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sentrol Systems Ltd
Original Assignee
Sentrol Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sentrol Systems Ltd filed Critical Sentrol Systems Ltd
Publication of DE3326216A1 publication Critical patent/DE3326216A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/223Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/07Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
    • G01N2223/076X-ray fluorescence

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

The invention relates to an on-line measuring system for determining the concentration of additives deposited in the form of a coating on at least one surface of a moving sheet of material in which said additives are possibly already present. According to the invention, the sheet of material is irradiated, before the coating is applied, with X-rays which are sufficiently intense to cause the additives contained therein to emit a fluorescent radiation. Depending on said fluorescent radiation, a first radiation detector generates a set of first signals which correspond to the concentrations of the additives in the sheet of material itself. After coating, the coated sheet of material is again irradiated, preferably on both sides, and the fluorescent radiation is measured and evaluated again. The various sets of output signals from the radiation detectors are fed to a microcomputer which provides a reading of the concentration of the additives in the sheet itself and in the coating or coatings.

Description

Verfahren und Meßsystem zum MessenMethod and measuring system for measuring

der Konzentration eines Zusatzstoffes an einer laufenden Materialbahn Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Konzentration mindestens eines Zusatzstoffes, welcher auf eine Material-, insbesondere Papierbahn, auf gebracht wird, die diesen Zusatzstoff bereits enthalten kanne sowie ein Meßsystem zur Durchführung des verfahrens.the concentration of an additive on a moving material web The invention relates to a method for measuring the concentration of at least one Additive, which is placed on a material, in particular paper web which may already contain this additive and a measuring system for implementation of the procedure.

Insbesondere befasst sich die Erfindung rit der Messung des Gewichts bzw der Menge einer insbesondere aus mehreren Zusatzstoffen bestehenden Beschichtung, welche auf eine Papierbahn aufgebracht wird.In particular, the invention is concerned with measuring weight or the amount of a coating consisting in particular of several additives, which is applied to a paper web.

In der Papierindustrie werden zur Verbesserung der Papierqualität hinsichtlich der Helligkeit und der Undurchsichtigkeit Beschichtungsmaterialien verwendet, welche aus Titandioxid, Kalzumkarbonat und verschiedenen Tonmaterialien zusammengesetzt sind Unter dem Gesichtspunkt der Kosten- und Qualitätskontrolle ist es dabei wünschenswert, im On-Line-Betrieb eine direkte Messung der aufgebrachten Beschichtung und der Bestandteile derselben durchführen zu kennen.In the paper industry are used to improve paper quality in terms of brightness and opacity, coating materials used, which are made from titanium dioxide, calcium carbonate and various clay materials are composed from the point of view of cost and quality control it is desirable to have a direct measurement of the applied in on-line operation To know the coating and its components.

Bei den bekannten Verfahren zur Bestimmung des Gewichts der Beschichtung erfolgt die Messung der Gesamtmasse pro Flächeneinheit des Materials vor und nach dem Aufbringen der Beschichtung. Im einzelnen wird die Messung dabei im On-Line-Betrieb so durchgeführt, daß mit der Bedämpfung einer Beta-Strahlung durch das Material gearbeitet wird, wobei zwei Abtastrahmen vorgesehen sind, die längs der laufenden Materialbahn vor und hinter der Beschichtungsstation angeordnet sind. Das bekannte Messverfahren arbeitet im allgemeinen befriedigend, leidet jedoch an einem grundsätzlichen Fehler,der darin besteht, daß zwei relativ große Messwerte voneinander abgezogen werden müssen, um ein Ergebnis zu erhalten, welches nur etwa 2 bis 10% der bei der Ermittlung der Gesamtmasse ermittelten Messwerte ausmacht. Das Messergebnis ist folglich nicht so exakt, wie dies wünschenswert wäre. Weiterhin erhält man bei dem bekannten Verfahren, da jeweils nur die Gesamtmasse gemessen wird, keine Information darüber, in welchem Umfang möglicherweise bereits Beschichtungsmaterlalien in der Papierbahn selbst vor der Beschichtung derselben vorhanden ist, und zwar aufgrund der Verwendung von Altpapier bei der Herstellung der Papierbahn.In the known methods for determining the weight of the coating the total mass per unit area of the material is measured before and after the application of the coating. In detail, the measurement is carried out in on-line operation carried out so that with the attenuation of beta radiation through the material is worked, with two scanning frames are provided along the current Material web are arranged in front of and behind the coating station. The known The measuring process works satisfactorily in general, but suffers from a fundamental one Error that consists in subtracting two relatively large measured values from one another need to be in order to get a result which is only about 2 to 10% of that of the Determining the total mass of the measured values determined. The measurement result is consequently not as precise as would be desirable. Furthermore, one receives with the known methods, since only the total mass is measured in each case, no information about the extent to which coating materials may already be in the Paper web itself is present before the coating of the same, due to the use of waste paper in the manufacture of the paper web.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Messverfahren bzw. ein eßsystem anzugeben, mit dem es möglich ist, das Gewicht und die Zusamr:nsetzung des Beschichtungsmaterials direkt zu messen und dabei gegebenenfalls auch bereits in der Papierbahn selbst vorhandene Bestandteile eines Beschichtungsmaterials nach Menge und Zusammensetzung zu bestimmen.Based on the prior art, the invention is based on the object specify a measuring method or a measuring system with which it is possible to measure the weight and to measure the composition of the coating material directly and if necessary also components of one that are already present in the paper web itself Coating material to be determined according to quantity and composition.

Diese Aufgabe wird was das Verfahren anbelangt, durch die Verfahrensschritte gemäß dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.As far as the method is concerned, this task is rendered by the method steps solved according to the characterizing part of claim 1.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ha sich dabei ein Meßsystem gemäß Anspruch 4 besonders bewährt Es ist ein besonderer Vorteil von Verfahren und Meßsystem gemäß der Erfindung, daß im On-Line-Betrieb das Vorhandensein und die Menge mindestens eines Zusatzstoffes direkt bestimmt werden kann, und zwar sowohl bezüglich einer nachträglich aufgebrachten Beschichtung als auch bezüglich der als Ausqangsmaterial verwendeten unbeschichteten Papierhn.In order to carry out the method according to the invention, there is a need Measuring system according to claim 4 particularly proven. It is a particular advantage of methods and measuring system according to the invention that in the on-line operation the presence and the amount of at least one additive can be determined directly, both with regard to a subsequently applied coating as well as with regard to the as The starting material used was uncoated paper.

In vorteilhafter Ausgestaltung bietet sich dabei die Möglichkeit das Vorhandensein mehre@e verschiedener ZusatzstoFfe festzustellen und die Menge zu bestimmen, in der diese Zusatzstoffe vorhanden sind. Die Messergebnisse, aus denen sich das Gewicht und die Zusammensetzung einer Beschichtung bestimen lassen, sind dabei wesentlich genauer als bie den vorbekannten Mess-Weiterhin ist es ein Vorteil von Verfahren und Messsystem gemäB der Erfindung, daß die Anzahl der aus jeweils einer Strahlungsquelle und einer Detektoranordnung bzw. einem Sensor bestehenden Abtastvorrichtungen mit ihren relativ teuren elektromechanischen Antriebseinrichtungen, die die Erzeugung eines Querschnittsprofils der Messdaten ermöglichen, auf ein Minimum reduziert wird.In an advantageous embodiment, this offers the possibility Determine the presence of several different additives and increase the amount determine in which these additives are present. The measurement results from which the weight and composition of a coating can be determined at the same time, it is much more precise than with the previously known measurement. Furthermore, it is an advantage of the method and measuring system according to the invention that the number of respectively a radiation source and a detector arrangement or a sensor existing Scanning devices with their relatively expensive electromechanical drive devices, which enable the generation of a cross-sectional profile of the measurement data, to a minimum is reduced.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further details and advantages of the invention are provided below explained in more detail with reference to drawings and / or are the subject of subclaims.

Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Meßsystems mit einer Strahlungsquelle und mit einem auf Fluoreszenzstrahlung ansprechenden Sensor zur Durchführung von Messungen der Menge und Zusammensetzung eines Beschichtungsmaterials an einem beschichteten Papier und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen MeBsystems zur Durchführung von Messungen im On-Line-Betrieb an einer Papierbahn.1 shows a schematic side view of a measuring system with a radiation source and with a responsive to fluorescent radiation Sensor for making measurements of the amount and composition of a coating material on a coated paper and FIG. 2 shows a schematic representation of a preferred one Embodiment of a measuring system according to the invention for carrying out measurements in online operation on a paper web.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen typischen Röntgenstrahlen-Fluoreszenzsensor 10, welcher eine geeignete radioaktive Strahlungsquelle oder eine Röntgenstrahlröhre 12 umfasst, mit der eine Röntgenstrahlung gegen eine laufende Papierbahn gerichtet wird, die mit einem zu einer Fluoreszenz anregbaren Material beschichtet ist. Die dabei von der Papierbahn 14 ausgehende Strahlung trifft auf einen Energie streuenden Detektor 15, wie z.B. einen gasgefüllten Proportionalzähler oder einen gekühlten Halbleiter-Dertektor 16, der aus einer geeigneten Speisespannungsquelle 18 gespeist wird.In detail, Fig. 1 shows a typical X-ray fluorescence sensor 10, which is a suitable radioactive radiation source or an X-ray tube 12 includes, with which an X-ray radiation against a running paper web which is coated with a material which can be excited to fluorescence is. The radiation emanating from the paper web 14 hits an energy scattering detector 15, such as a gas-filled proportional counter or a cooled semiconductor detector 16, which comes from a suitable supply voltage source 18 is fed.

Die derzeit in der papierindustrie verwendeten Beschichtungsmaterialien sind aus Titandioxid (TiO2), Kalziumkarbonat (CaCo3) und verschiedenen Tonsorten zusammengesetzt, welche Al2O3- und SiO2-Bestandteile enthalten.The coating materials currently used in the paper industry are made from titanium dioxide (TiO2), calcium carbonate (CaCo3) and various types of clay composed, which contain Al2O3 and SiO2 components.

Ali diese Materialien enthalten, wie dies in einer früheren Anmeldung der Anmelderin (US-Serial No. 332,662 vom 23. Dezember 1981) beschrieben ist, Elemente, &iC dazu angeregt werden können, eine Fluoreszenz-Röntgenstranlung zu erzeugen. Die Energie der Röntgenstrahlung kann nunmehr ausgewertet werden, um festzustellen, daß ein bestimmter Stoff bzw. eine bestimmte Bindun@ vorhanden ist, wobei die gemessene Intensität as Maß für die Konzentration des betreffenden Stoffes ausgewertet werden kann.Ali included these materials, as did a previous application by the applicant (US Serial No. 332,662 dated December 23, 1981), elements, & iC can be stimulated to generate a fluorescence X-ray radiation. The energy of the X-ray radiation can now be evaluated in order to determine that a certain substance or a certain binding @ is present, the measured Intensity can be evaluated as a measure of the concentration of the substance in question can.

Bekanntlich erzeugt eine 55Fe-Strahlungsquelle 42 eine Röntgenstrahlung mit einer eine Energie von 5,9 keV aufweisenden Photonen-Emission, die hinsichtlich der Stimulation einer Fluoreszenz-Emission von Kalzium und Titan in der Papierbahn 14 sehr wirksam ist. Jegliches Kalzium, welches in der Papierbahn 14 als Bei standteil der Verbindung CaCO3 vorhanden ist, emittiert bei Stimulierung mit der 5,9 keV-Quelle eine charakteristische Fluoreszenzstrahlung von 3,7 keV. In entsprechender Weise emittiert Titan, welches in der Papierbahn 12 als Bestandteil des Titanoxids TiO2 enthalten ist, bei Anregung mit Photonen mit einer Energie von 5,9 keV eine Fluoreszenzstrahlung von 4,5 keV.As is known, a 55Fe radiation source 42 generates an X-ray radiation with an energy of 5.9 keV having photon emission, which with respect to the stimulation of a fluorescence emission of calcium and titanium in the paper web 14 is very effective. Any calcium that is part of the paper web 14 as a component the compound CaCO3 is present, emitted when stimulated with the 5.9 keV source, a characteristic fluorescence radiation of 3.7 keV. In a corresponding manner, titanium is emitted, which is contained in the paper web 12 as a component of the titanium oxide TiO2 is contained, when excited with photons with an energy of 5.9 keV fluorescence radiation of 4.5 keV.

Aluminium, welches in der Papierbahn 14 in Form der werbindung A12O3 vorhanden ist, die ihrerseits Bestandteil des verwendeten Tonmaterials ist, emittiert bei Stimulation durch die 5,9 keV-Quelle eine Fluoreszenzstrahlung von 1,5 keV. Silizium, welches in der Papierbahn 14 als Bestandteil der Verbindung Si02 vorhanden ist, die ebenfalls in dem Tonmaterial vorkommt, emittiert bei Stimulierung durch die 5,9 keV-Quelle eine Fluoreszenzstrahlung von 1,74 keV. Die Photonen, aus denen diese Fluoreszenzstrahlung besteht, treffen auf den Detektor 16 und erzeugen dort elektrische Impulse, deren Höhe proportional zur Energie der emittierten Photonen ist.Aluminum, which is in the paper web 14 in the form of the advertising binding A12O3 is present, which in turn is part of the clay material used, is emitted when stimulated by the 5.9 keV source, fluorescence radiation of 1.5 keV. Silicon, which is present in the paper web 14 as part of the compound SiO2 , which also occurs in the clay material, emitted when stimulated by the 5.9 keV source emits fluorescence radiation of 1.74 keV. The photons that make up this fluorescence radiation exists, hit the detector 16 and generate there electrical impulses, the height of which is proportional to the energy of the emitted photons is.

Das Ladungs-Ausgangssignal des Detektors 16 wird einem ladungsempfindlichen Vorverstärker 20 zugeführt, welcher einem als Impulsformer ausgebildeten Verstärker 22 ein Eingangssignal in Form von Spannungsimpulsen zuführt.The charge output of the detector 16 becomes a charge sensitive Preamplifier 20 is supplied, which is an amplifier designed as a pulse shaper 22 supplies an input signal in the form of voltage pulses.

Der Verstärker 22 ist mit einem Mehrkanal-Analysator 24 verbunden, der die gesammelten Daten einem Mikroprozessor 26 zuführt, welcher die Daten in bekannter Weise aufbereitet und eine Anzeige der Zusammensetzung der Beschichtung sowie einen Messwert bezüglich des Gesamtgewichts der Beschichtung als Ausgangssignale erzeugt.The amplifier 22 is connected to a multi-channel analyzer 24, which feeds the collected data to a microprocessor 26, which the data in prepared in a known manner and an indication of the composition of the coating and a measured value relating to the total weight of the coating as output signals generated.

Gemäß Fig. 2 wird bei dem erfindungsgemäßen Flureszenz Meßsystem 28 zum Ermitteln des Gewichts einer Beschic>-tung von Papier eine Papierbahn 30, welche teilweise aus Altpapier hergestellt sein kann, zwischen zwei B-schichtungsvorrichtungen 32 und 34 hindurchgeführt, mit deren Hilfe ein Beschichtungsmaterial in bekannter Weise auf die Oberseite bzw. die Unterseite der Papierbahn 30 aufgebracht werden kann. Dabei ist längs des Laufweges der Papierbahn 30 stromaufwärts von den Be schichtungsvorrichtungen 32 und 3t eine erste Abtastvorrichtung 36 vorgesehen, während stromabwärts von den Beschichtungsvorrichtungen eine zweite Abtastvorrichtung vorgesehen ist.According to FIG. 2, in the fluorescence measuring system according to the invention 28 a paper web 30 to determine the weight of a load of paper, which can be partially made of waste paper, between two B-layering devices 32 and 34 passed through, with the help of which a coating material in known Way be applied to the top or the bottom of the paper web 30 can. It is along the path of the paper web 30 upstream of the coating devices 32 and 3t a first scanning device 36 is provided, while downstream of the Coating devices a second scanning device is provided.

Die Abtastvorrichtung 36 erstreckt sich quer zur Laufrichtung der Papierbahn 30 über die gesamte Breite derselben und trägt einen Röntgenstrahi-rluoreszenzsensor 40, welcher dem Sensor 10 in Fig. 1 entspricht.The scanning device 36 extends transversely to the direction of travel Paper web 30 over the entire width of the same and carries an X-ray fluorescence sensor 40, which corresponds to the sensor 10 in FIG. 1.

Der Sensor 40 kann längs eines Rahmens der Abtastvorrichtung 36 verfahren werden , um ein Querschnittsprofil der Menge des Beschichtungsmaterials in der Papierbahn bzw. in der Basisschicht der Papierbahn zu erzeugen.The sensor 40 can move along a frame of the scanning device 36 to obtain a cross-sectional profile of the amount of coating material in the paper web or to be produced in the base layer of the paper web.

Die betreffenden Messungen werden also durchgeführt, ehe die Papierbahn zwischen den Beschichtungsvorrichtungen 32 und 34 hindurchgelaufen ist.The measurements in question are therefore carried out before the paper web has passed between the coaters 32 and 34.

Das Vorhandensein von Beschichtungsmaterial in der Papierbahn vor dem Beschichten derselben kann auf das Vorhandensein derartiger Materialien in Altpapier zurückzuführen sein, welches bei der Herstellung der Papiergrundschicht verwendet wurde. Das Ausgangssignal des Sensors 40 wird in dem System gemäß Fig. 2 einem Mikroprozessor 42 zugeführt.Presence of coating material in the paper web Coating the same can indicate the presence of such materials in waste paper be attributed to what was used in the manufacture of the Paper base layer was used. The output signal of the sensor 40 is in the system according to FIG. 2 is fed to a microprocessor 42.

Die zweite Abtastvorrichtung 38, welche sich quer zum Laufweg der Papierbahn 30 über die gesamte Breite derselben erstreckt, trägt einen Röntgenstrahl-Fluoreszenzsensor 44, welcher der Abtastung der Beschichtung an der Oberseite der Papierbahn dient und einen Röntgenstrahl-Fluoreszenzsensor 46, welcher der Unterseite der Papierbahn zugeordnet ist. Die Sensoren 44 und 46 entsprechen in Aufbau und Funktion dem Sensor 10 in Fig. 1. Jeder der Sensoren 44, 46 kann längs eines Rahmens der Abtastvorrichtung 38 verfahren werden, um ein Querschnittsprofil der enge des Beschichtungsmaterials auf der betreffenden Seite der Papierbahn zu ermitteln. Die Ausgangssignale der Sensoren 44, 46 werden dem Mikroprozessorsystem 42 zugeführt.The second scanning device 38, which extends across the path of the Paper web 30 extends over the entire width of the same, carries an X-ray fluorescence sensor 44, which is used to scan the coating on the top of the paper web and an x-ray fluorescence sensor 46 located on the underside of the paper web assigned. The sensors 44 and 46 correspond in structure and function to the sensor 10 in Fig. 1. Each of the sensors 44, 46 can be positioned along a frame of the scanning device 38 are moved to a cross-sectional profile of the tightness of the coating material on the relevant side of the paper web. The output signals of the Sensors 44, 46 are fed to the microprocessor system 42.

Das Mikroprozessorsystem 42 ist in bekannter Weise derart aufgebaut, daß es die erforderlichen Berechnungen ausführen kann, um die Art der einzelnen Bestandteile der Beschichtungen und das Gewicht jedes Bestandteils zu ermitteln. Wenn bei den Sensoren 40, 44 und 46 beispielsweise gekühlte Halbleiterdetektoren verwendet werden, dann könnte für die Signalauswertung ein Mikroprozessorsystem verwendet werden, wie es in der oben erwähr.ter, früheren Anmeldung beschrieben ist.The microprocessor system 42 is constructed in a known manner in such a way that that it can perform the calculations necessary to the nature of each Determine components of the coatings and the weight of each component. For example, if the sensors 40, 44 and 46 have cooled semiconductor detectors then a microprocessor system could be used for signal evaluation can be used as described in the earlier application mentioned above is.

Bei Verwendung gasgefüllter Proportionalzähler für die Sensoren könnte zur Signalauswertung ein System verwendet werden, wie es in der US-PS 4 081 576 beschrieben ist. Dabei müssten die beiden früheren Systeme jeweils etwas modifiziert werden, um auch der charakteristischen Röntgenstrahl-Fluoreszenz der Aluminium- und Silizium-Bestandteile des verwendeten Tonmaterials zu entsprechen Das Mikroprozessor-System 42 ist geeignet, eiene optische Anzeige der Zusammensetzung und des Gewicht der Beschichtungsmaterialien in der Papierbahn vor der Beschichtung anzuzeigen und die Zusammensetzung und das Gewicht der Beschichtungsmaterialien anzuzeigen, welche später auf beide Seiten der Basis-Papierbahn aufgebracht werden Die kontinuierliche Ausgabe des Gewichts der einzelnen Bestandteile der Beschichtung ermöglicht dem Bedienungspersonal dabei die Optimierung des für die Beschichtung verwendeten Gemisches in On-Line-Betrieb, so daß eine schnelle Reaktion auf alle bei der Beschichtung auftretenden Probleme erfolgen kann Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst wird und daß ein auf der Auswertung der Fluoreszenz basierendes Meßsystem für die Ermittlung des Gewichts der Beschichtung einer Papierbahn geschaffen wurde, welches eine direkte Messung des Gewichts der aufgebrachten Beschichtung und der Bestandteile derselben ermöglicht, ohne daß s erforderlich ware, zwei große Werte voneinander abzuziehen, um eine im Vergleich dazu kleine Differenz zu ermitteln. Bei dem erfindungsgemäßen System wird auBerdem der Anteil an Beschichtungsmaterial, welcher bereits in der Basis-Papierbahn, beispielsweise aufgrund der Verwendung von Altpapier, vorhanden ist, unabhängig von der Messung der später aufgebrachten Beschichtung gemessen.When using gas-filled proportional counters for the sensors could a system for signal evaluation used as it is in the U.S. Patent 4,081,576. The two earlier systems would each have to slightly modified to include the characteristic X-ray fluorescence to match the aluminum and silicon components of the clay material used The microprocessor system 42 is capable of providing a visual indication of the composition and the weight of the coating materials in the paper web prior to coating display and the composition and weight of the coating materials indicate which will later be applied to both sides of the base paper web The continuous output of the weight of the individual components of the coating enables the operating personnel to optimize the coating used mix in on-line operation, so quick response to all Problems encountered in coating can be made from the description above it becomes clear that the object underlying the invention is achieved and that a measuring system based on the evaluation of the fluorescence for the determination the weight of the coating of a paper web was created, which is a direct Measurement of the weight of the applied coating and the components thereof enables, without the need for s, two large ones Values of each other subtract in order to determine a small difference in comparison. In the inventive The system also determines the proportion of coating material that is already in the Base paper web, for example due to the use of waste paper, available is measured independently of the measurement of the coating applied later.

Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen System die Anzahl der elektromechanischen Abtastvorrichtungen auf ein Minimum reduziert, während andererseits das Gewicht der Beschichtungen und deren Zusammensetzung mit größerer Genauigkeit bestimmt werden kann, als dies bisher möglich war.In addition, in the system according to the invention, the number of electromechanical Scanning devices reduced to a minimum, while on the other hand the weight the coatings and their composition can be determined with greater accuracy than was previously possible.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ferner deutlich, daß gewisse Einzelmerkmale und Unterkombinationen der vorstehend beschriebenen Meßsystem auch für sich allein mit Vorteil eingesetzt werden können. Dem Fachmann stehen also, ausgehend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, zahlreiche Möglichkeiten für hnderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.From the above description it is also clear that certain Individual features and sub-combinations of the measurement system described above, too can be used to advantage on their own. So to the expert, starting from the exemplary embodiments described above, numerous possibilities for changes and / or additions to bids without him doing the basic idea the invention would have to leave.

Claims (10)

P a t e n t a n s p r ü c h e ( 1. Verfahren zum Messen der Konzentratior mindestens eines Zusatzstoffes, welcher auf eine @a@fende Material-, insbesondere Papierbahn, aufgehracht wird, die diesen Zusatz stoff bereit enthalten kann, gekennzelchnet durch folgende @erfahensschritte: man bestrahlt die Materialbahn vor dem Aufbringen des Zusatzstoffes mit einer Strahlung, deren Snergie ausreichend hoch ist, um den Zusatzstoff zum Emittieren einer charakteristischen Fluoreszenzstrahlung anzuregen, man erzeugt ein erstes Signal in Abnän@igkeit von der Fluorestzenzstrahlung, welche von der Xaterial bahn vor dem AufbrIngen des Zusatzstoffes selbe ausgeht, man bestrahlt die Materialbahn naen dem Aufbringen des Zusatz stoffes auf dieselbe rit einer Strahlung, deren Energie ausreichen noch ist, um den Zusatzstoff zum Emittieren der zur in charakteristischen Fluoreszenzstrahlung anzuregen, man erzeugt ein zweites Signal in Abhängigkeit von der nach dem Aufbringen des Zusatzstoffes von der Materialbahn emittierten Fluereszenzstrahlung und man erzeugt in Abhängigkeit von dem ersten Signal eine Anzeige der ursprünglich in der Materialbahn vorhandenen Konzentration des Zusatzstoffes sowie in Abhängigkeit von dem zweiten Signal eine Anzeige der Konzentration des anschließend auf die Materialbahn aufgebrachten Zusatzstoffes. P a t e n t a n s p r ü c h e (1. Procedure for measuring the concentrator at least one additive, which on a @ a @ fende material, in particular Paper web, which is ready to contain this additive, marked through the following steps: the material web is irradiated before it is applied of the additive with radiation whose energy is sufficiently high to generate the Stimulate additive to emit characteristic fluorescent radiation, a first signal is generated as a function of the fluorescent radiation, which the same goes out from the Xmaterial web before the additive is applied, one irradiates the material web after the application of the additive to the same rit a radiation, whose energy is still sufficient to generate the additive to emit the in To excite characteristic fluorescence radiation, a second signal is generated depending on the time after the additive has been applied to the material web emitted fluorescent radiation and one creates in dependence from the first signal an indication of the one originally present in the material web Concentration of the additive and depending on the second signal a Display of the concentration of the additive subsequently applied to the material web. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem auf die Materialbahn mehrere Zusatzstoffe aufgebracht werden, die bereits zuvor auch in der Materialbahn selbst vorhanden sein können, dadurch gekennzeichnet, daß man für jeden der Zusatzstoffe jeweils ein erstes und ein zweites Signal erzeugt und daß man das Vorhandensein und die Konzentration der Zusatzstoffe vor und nach dem Aufbringen derselben auf die Materialbahn in Abhängigkeit von den ersten unc zweiten Signalen anzeigt.2. The method according to claim 1, wherein on the material web several Additives are applied that were previously also in the material web itself may be present, characterized in that one for each of the additives in each case a first and a second signal generated and that the presence and the concentration of the additives before and after their application displays the material web as a function of the first and second signals. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem auf beide Seiten einer Materialbahn mindestens ein Zusatzstoff aufgebracnt wird, welcher bereits zuvor in der Materialbahn enthalten sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialbahn vor dem Aufbringen des Zusatzstoffes bestrahlt, um das erste Signal zu erhalten, daß man die Materialbahn nach dem Aufbringen des Zusatzstoffes auf die eine Seite derselben bestrahlt, um das zweite Signal zu erhalten und daß man die Materialbahn nach dem Aufbringen des Zusatzstoffes auf die andere Seite derselben bestrahlt, um ein drittes Signal zu erhalten, und daß man in Abhängigkeit von dem ersten Signal eine Anzeige erzeugt, die der Konzentration des ursprünglich in der Materialbahn vorhandenen Zusatzstoffes entspricht, sowie in Abhängigkeit von dem zweiten Signal eine Anzeige die der Konzentration des anschließend au d<e eine Seite das Materialbahn aufgebrachten Zusatzstoffes entsprichz, sowie in Abhängigkeit von dem dritten Signal eine Anzeige, die der Konzentration des anschließend auf die andere Seite der Materialbahn aufgebrachten Zusatzstoffes entspricht.3. The method according to claim 1 or 2, wherein one on both sides Material web at least one additive is applied, which has already been can be contained in the material web, characterized in that the material web irradiated before applying the additive to get the first signal, that the material web after applying the additive on one side the same irradiated to obtain the second signal and that the material web after applying the additive to the other side the same irradiated to get a third signal, and that one depending on the first signal produces an indication of the concentration of the originally in the Material web corresponds to the existing additive, as well as depending on the second signal an indication of the concentration of the subsequent au d <e one Side of the material web applied additive according to, as well as depending from the third signal an indication of the concentration of the subsequent on the other side of the material web corresponds to the additive applied. 4. Meßsystem zur Durchführung des Verfahrens nacn einem der Ansprüche 1 bis 3, zum Messen der Konzentration mindestens eines Zusatzstoffes, welcher auf eine laufende Material-, insbesondere Papierbahn, aufgebracht wird, die diesen Zusatzstoff bereits enthalten kann, T- On-Line-Betrieb, mit einer ersten Strahlungsquelle zum Bestrahlen der Materialbahn vor dem Aufbringen des Znsatzstoffes und mit einer ersten Detektoranordnung, welche auf eine bei aktivierter erster Strahlungsquelle von der Materialbahn ausgehende Strahlung anspricht und durch die ein erstes Signal erzeugbar ist, welches von der ursprünglichen Konzentration des Zusatzstoffes in der Materialbahn abhängig ist, und mit einer zweiten Strahluncr-squelle zum Bestrahlen der Materialbahn nach dem Aufbringen des Zusatzstoffes und mit einer zweiten Detektoranordnung1 welche auf eine bei aktivierter zweiter Strahlungsquelle von der Materialbahn ausgehende Strahlung anspricht und durch die ein zweites Signal erzeugbar ist, welches von der Konzentration des auf die Materialbahn aufgebrachten Zusatzstoffes abhängig ist, und mit Auswerteeinrichtungen für die von den Detektoranordnungen ausgehenden Signale, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder der beiden Strahlungsquellen eine Strahlung erzeugbar ist, deren Energie ausreichend hoch ist, um den Zusatzstoff zum Emittieren einer charakteristischen Fluoreszenzstrahlung anzuregen, daß jede der beiden Detektoranordnungen (40, 44, 46) derart ausgebildet ist, daß mit ihrer Hilfe ein Signal erzeugbar ist, welches von der von dem Zusatzstoff emittierten Fluoreszenzstrahlung abhängig ist, und daß die Auswerteeinricntungen (42) derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe in Abhängigkeit von den Signalen der Detektoranordnungen (40, 44, 46) eine Anzeige der ursprünglich in der Materialbahn vorhandenen Konzentration des Zusatzstoffes sowie eine Anzeige der Konzentraktion des anschließend auf die Materialbahn aufgebrachten Zusatzstoffes erzeugbar ist.4. Measuring system for performing the method according to one of the claims 1 to 3, for measuring the concentration of at least one additive, which on a running material, in particular paper web, is applied that contains this additive may already contain, T-On-Line operation, with a first radiation source for Irradiating the material web before applying the additive and with a first Detector arrangement which points to an activated first radiation source from the Material web responds outgoing radiation and through which a first signal can be generated is which of the original concentration of the additive in the material web is dependent, and with a second radiation source for irradiating the material web after the additive has been applied and with a second detector arrangement 1 Which to a second radiation source emanating from the material web when the second radiation source is activated Radiation responds and through which a second signal can be generated, which of the concentration of the additive applied to the material web is, and with evaluation devices for the outgoing from the detector arrangements Signals, characterized in that one of each of the two radiation sources Radiation can be generated, the energy of which is high enough to cause the additive to stimulate emitting a characteristic fluorescent radiation that each of the two detector assemblies (40, 44, 46) is designed such that with their Help a signal can be generated, which emitted by the additive Fluorescence radiation is dependent, and that the Auswerteinricntungen (42) such are designed that with their help in dependence on the signals of the detector arrangements (40, 44, 46) an indication of the concentration originally present in the material web of the additive as well as a display of the concentration of the then on the Material web applied additive can be generated. 5. Meßsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß de erste Strahlungsquelle und die ihr zugeordnete erste Detektoranordnung (40) sowie die zweite Strahlungequelle und die ihr zugeordnete zweite Detektoranordnung (44, 46) jeweils auf derselben Seite der Materialbahn (30) angeordnet sind.5. Measuring system according to claim 4, characterized in that de first Radiation source and its associated first detector arrangement (40) and the second radiation source and its associated second detector arrangement (44, 46) are each arranged on the same side of the material web (30). 6. Meßsystem nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Strahlungsquelle und ihr zugeordneter Detektor (44) auf der einen Seite der Naterialbahn (30) angeordnet sind, daß eine dritte Strahlungsquelle und eine ihr zugeordnete dritte Detektoranordnung (46) vorgesehen sind und daß die dritte Strahlungsquelle und die ihr zugeordnete dritte Detektoranordnung (46) auf der anderen Seite der Materialbahn (30) angeordnet sind um aß die Auswerteeinrichtungen derart ausgebildet sind, daß mit ihrer Hilfe in Abhängigkeit von den Ansgangsdignalen der drei Detektoranordnungen (40, 44, 46) eine Anzeige der ursprünglichen Konzentration des Zusatzstoffes in der Materialbahn (30) sowie jeweils eine Anzeige der Konzentration des auf die beiden Seiten der Materialbahn (30) aufgebrachten Zusatzstcfes erzeugbar ist.6. Measuring system according to claim 4 and 5, characterized in that the second radiation source and its associated detector (44) on one side of the Material web (30) are arranged that a third radiation source and her associated third detector arrangement (46) are provided and that the third radiation source and its associated third detector arrangement (46) on the other side of the Material web (30) are arranged around ate the evaluation devices designed in this way are that with their help depending on the output signals of the three detector arrays (40, 44, 46) an indication of the original concentration of the additive in the web of material (30) as well as an indication of the concentration of the on the two Side of the material web (30) applied additional pieces can be generated. 7. Meßsystem *) zum Messen der Konzentration von mehreren Zusatzstoffen, welche auf eine laufende Materialbahn aufgebracht werden die diese Zusatzstoffe bereits enthalten kann, von denen jeder be Bestrahlung mit einer Strahlung vorgegebener Energie eine charakteristische Fluoreszenzstrahlung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoranordnunger (40, 44, 46) derart ausgebildet sina, daß mit ihrer Hilfe für jeden der Zu satz stoffe ein besonderes Signal erzeugbar ist, und daß die Auswerteeinrichtungen (42) derart ausgebildet sind, daß mit inrer Hilfe in Abhängigkeit von den Ausgangs signalen *) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 der Detektoranordnungen (40, 44, 46) eine Anzeige für die Konzentration jedes der Zusatzstoffe erzeugbar ist.7. Measuring system *) for measuring the concentration of several additives, which are applied to a moving material web these additives may already contain, each of which be irradiated with a predetermined radiation Energy generates characteristic fluorescent radiation, characterized in that that the detector arrangement (40, 44, 46) is designed such that with their Help for each of the additives a special signal can be generated, and that the evaluation devices (42) are designed in such a way that with the help of a dependency of the output signals *) according to one of claims 4 to 6 the Detector assemblies (40, 44, 46) provide an indication of the concentration of each of the additives can be generated. 8. Meßsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Detektoranordnungen derart ausgebildet ist, daß mit ihrer Hilfe als Ausgangssignale elektrische Impulse erzeugbar sind, deren Höhe proportional zur Energie der von ihnen aufgrund der Fluoreszenzstrahlung empfangenen Photonen ist. 8. Measuring system according to one of claims 4 to 7, characterized in that that each of the detector arrangements is designed such that with their help as Output signals electrical pulses can be generated, the height of which is proportional to Energy of the photons received by them due to the fluorescence radiation. 9. Meßsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtungen auf die Ladungsmenge der Ausgangsimpulse der Detektoranordnungen ansprechende Vorverstärker (20), diesen nachgeschaltete, als Impulsformer dienende Verstärker (22j und einen mit den Ausgängen dieser Verstärker (22) verbundenen Mehrkanal-Analysator (24) umfassen, mit dessen Hilfe die Eingangsdaten für einen Mikroprozessor (26) erzeugbar sind. 9. Measuring system according to one of claims 4 to 8, characterized in that that the evaluation devices on the amount of charge of the output pulses of the detector arrangements appealing preamplifier (20), these downstream, serving as a pulse shaper Amplifier (22j and a multichannel analyzer connected to the outputs of these amplifiers (22) (24), with the help of which the input data for a microprocessor (26) are producible. 10. Meßsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Detektoranordnungen zusammen mit der jeweils zugeordnetn Strahlungsquelle längs eines Rahmens quer zur Laufrichtung der Materialbahn verfahrbar ist, um ein Querschnittsprofil der Konzentration des betreffenden Zusatzstoffes zu erzeugen.10. Measuring system according to one of claims 4 to 9, characterized in that that each of the detector arrangements together with the radiation source assigned in each case can be moved along a frame transversely to the running direction of the material web in order to achieve a Generate cross-sectional profile of the concentration of the additive in question.
DE19833326216 1982-08-04 1983-07-21 Method and measuring system for measuring the concentration of an additive on a moving sheet of material Withdrawn DE3326216A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40518282A 1982-08-04 1982-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3326216A1 true DE3326216A1 (en) 1984-02-09

Family

ID=23602619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833326216 Withdrawn DE3326216A1 (en) 1982-08-04 1983-07-21 Method and measuring system for measuring the concentration of an additive on a moving sheet of material

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS5944630A (en)
CA (1) CA1197630A (en)
DE (1) DE3326216A1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5944630A (en) 1984-03-13
CA1197630A (en) 1985-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2626144C3 (en) Calibration method for a measuring device for determining the amount of a substance transported by a moving material web from the absorption of optical radiation
EP0272645B1 (en) Method for selectively measuring the filling material in running-material webs, particularly paper sheets
DE2924244C2 (en) X-ray fluorescence method for measuring the content or amount of a certain element in a sample by means of an X-ray tube and device for carrying out the method
DE2421649A1 (en) DEVICE FOR TESTING A SAMPLE OR A MATERIAL BY MEASURING THE ABSORPTION OF GAMMA OR X-RAY RADIATION
DE4214369A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE BONE MINERAL DENSITY AND THE BONE THICKNESS
DE2042009B2 (en) Arrangement for the non-destructive density measurement of substances of living objects by means of penetrating rays
DE69017495T2 (en) X-ray filter and device for controlling the weight of a coating.
EP0217464B1 (en) Method for determining photoattenuation in a domain of a test object, and arrangement for carrying out the method
DE4021617A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE IRON CONTENT IN ZINC LAYERS
DE69523476T2 (en) LAYER THICKNESS MEASUREMENT USING BACKFLOW OF HIGH-ENERGY PHOTONES
DE2601190C2 (en) Fluorescence spectrometer
DE1598873A1 (en) Method and device for determining the mean size of certain particles in a fluid
DE2543011A1 (en) DEVICE FOR X-RAY FLUORESCENCE ANALYSIS
DE2411841C3 (en) Auger electron spectrometer
DE1798241A1 (en) Method and device for determining the mean size of solid particles in a fluid
DE3326216A1 (en) Method and measuring system for measuring the concentration of an additive on a moving sheet of material
DE3135838C2 (en) Method for level measurement of tubes or sleeves filled with powders or liquids
DE2002939B2 (en) Method for analyzing a sample with X-rays and apparatus for carrying out this method
EP0444719B1 (en) Method of measurement of X- or gamma-rays and measuring apparatus suitable for that
DE2364081C3 (en) Method and device for classifying tires
DE3531460A1 (en) Method and device for measuring the thickness of a plated coating
DE3219962A1 (en) METHOD FOR DETERMINING LAYER THICKNESSES
DE2001513A1 (en) Device for measuring the content of an element in a sample by gamma absorptiometry
DE3325281C2 (en) Method and device for continuous, non-destructive material testing on continuously moving strip material
EP0156005A1 (en) Process for automatically adjusting the voltage-resolution of a corpuscular radiation-measuring apparatus, and device therefor

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination