DE69634249T2

DE69634249T2 - Messsystem und Verfahren zum Erfassen statischer Elektrizität und/oder deren Änderungen in einem Messinstrument und Anwendungen dafür

Info

Publication number: DE69634249T2
Application number: DE69634249T
Authority: DE
Inventors: Tomas Rosin
Original assignee: TR Tech Int Oy
Current assignee: Amec Foster Wheeler North America Corp
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2016-05-25
Also published as: ES2237769T3; FI101179B1; DE69634249D1; FI952562A; AU5821196A; FI101179B; EP0829014B1; ATE288083T1; WO1996037786A1; FI952562A0; EP0829014A1; US6031378A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Messsystem und ein Verfahren zum Erfassen von statischer Elektrizität in einem Messobjekt oder Testmaterial, wie es detaillierter in dem Oberbegriff der beigefügten unabhängigen Ansprüche beschrieben ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung des Messsystems.
Das oben erwähnte Messsystem beinhaltet typischerweise mindestens einen Sensor, einen Spannungsmesser und eine Prozessoreinheit mit einer mit dem Spannungsmesser verbundenen Signalverarbeitungseinheit. Der Sensor des Messsystems umfasst ein Fühlelement, beispielsweise eine Antenne oder eine Elektrode, welche so angeordnet ist, dass das elektrische Feld des Messobjekts oder Testmaterials ein elektrisches Signal in dem Fühlelement induziert, welches eine elektrische Ladungsveränderung, welche proportional zu der elektrischen Ladung des Messobjekts oder des Testmaterials ist, anzeigt. Ein Detektor ist zwischen das Fühlelement und den Spannungsmesser geschaltet. Der Detektor besteht typischerweise aus einer zwischen das Sensorelement und den Spannungsmesser geschalteten Kondensatorschaltung, welche das eine Veränderung der in dem Fühlelement induzierten elektrischen Ladung anzeigende Signal zu dem Spannungsmesser überträgt.
Auch für industrielle Prozesse nützliche, einfache und verlässliche Systeme dieses Typs sind bis jetzt noch nicht am Markt verfügbar.
Ein Messsystem zum Messen elektrischer Ladung von durch ein Rohr fließendem turbulentem Material, um das Explosionsrisiko des Materials zu ermitteln, wurde in dem US-Patent Nr. 3,753,102 vorgeschlagen. Schwankungen in der elektrischen Ladung des turbulenten Materials, welches an der Elektrode vor beifließt, werden mit einem AC-Spannungsmesser gemessen. Die durch die Veränderung des elektrischen Felds induzierte AC-Komponente wird direkt über einen AC-Verstärker und einen Gleichrichter zu einem DC-Spannungsmesser geführt. Das Messsystem scheint sehr empfindlich zu sein und erfordert einen Schutz gegenüber einer Störung durch externe elektrische Felder.
Die US-Patente Nr. 4,370,616 und 5,151,659 offenbaren ähnliche Messsysteme mit Direktmessung von elektrischen Veränderungen, welche in diesem Fall in rasch oszillierenden Elektroden induziert werden, die in einer Schutzöffnung vor der Oberfläche angeordnet sind, von der die Ladung zu messen ist. Das Messsignal wird in einem Verstärker vor dem Spannungsmesser verstärkt. Auch dieses Messsystem ist störempfindlich. Das Messsignal und alle Störsignale, falls vorhanden, werden verstärkt und abgelesen.
Das US-Patent Nr. 4,716,371 und die britische Patentbeschreibung 1 568 811 offenbaren ähnliche Messsysteme mit Kondensatorschaltungen. Diese Messsysteme scheinen sehr störempfindlich zu sein.
Ein reiner Feldmesser, bei welchem der Ausgangswert des Verstärkers darin proportional zu dem elektrischen Feld mit einem Schutz gegenüber Einschwingsignalen ist, ist in einer Patentveröffentlichung GB 1568811 mit den darin verwendeten Begriffen als elektrischer Feldmesser offenbart, umfassend eine Leiterplatte, welche zum Anordnen in einem elektrischen Feld, welches vermessen werden soll, ausgestaltet ist, einen Verstärker, welcher eine große Verstärkung und eine große Eingangsimpedanz an einem Eingangsanschluss besitzt, welcher mit der Leiterplatte durch eine Leiterbahn verbunden ist, und einen Rückkopplungskondensator, welcher den Verstärkerausgang mit dem Eingangsanschluss verbindet, wobei der Rückkopplungskondensator einen Mehrschichtluftkondensator umfasst und die Bahn Verbindungen mit aufeinanderfolgenden Schichten einer Polarität des Kondensators beinhaltet, so dass die Bahn eine Übertragungsleitung ausbildet, um jedwede Einschwingspannung abzuschwächen, wobei die Anordnung so ausgestaltet ist, dass beim Betrieb die Rückkopplung durch den Kondensator den Eingangsanschluss virtuell auf Erdpotenzial hält und die Spannung am Ausgangsanschluss des Verstärkers proportional zu der normalen Komponente des auf die Platte einfallenden elektrischen Feldes ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues, zuverlässiges und in seiner Ausgestaltung einfaches Messsystem zum Erfassen elektrischer Veränderungen in beispielsweise fließenden pulverförmigen Medien, Gasströmungen oder Materialbahnen in verschiedenartigen Prozessen bereitzustellen, um Messwerte zu erhalten, welcher zur Steuerung dieser Prozesse benutzt werden können.
Es ist eine Teilaufgabe dieser Erfindung, ein Messsystem und ein Verfahren bereitzustellen, welches auch zur Benutzung in industriellen Prozessen unter strengen, beispielsweise staubbelasteten und/oder störungsreichen, Bedingungen geeignet ist.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Messsystem bereitzustellen, welches eine großzügig ausreichende Empfindlichkeit gegenüber Signalen niedriger Frequenzen besitzt, beispielsweise in der Größenordnung von 1–10 Hz.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Messsystem bereitzustellen, in welchem der Störungseinfluss minimiert werden kann.
Die oben genannten Aufgaben werden mit Hilfe von Messsystemen und Verfahren erzielt, welche durch das gekennzeichnet sind, was in dem Kennzeichnungsteil der beigefügten unabhängigen Ansprüche definiert ist.
Ein erfindungsgemäßes Messsystem beinhaltet in dem Detektor eine kapazitive Schaltung oder Kondensatorschaltung, welche eine integrierende Wirkung auf die Messsignale besitzt, welche von dem Fühlelement, das heißt die Antenne oder Elektrode, über den Detektor zu dem Spannungsmesser abgeführt werden. Die Messwerte von dem Spannungsmesser werden in einer Prozessoreinheit verarbeitet und ausgewertet.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Widerstand R parallel zu der die Kapazität C besitzende Kondensatorschaltung geschaltet, so dass die Zeitkonstante T = R·C der Kondensatorschaltung für eine Entladung in dem Bereich von 0,01–5 s liegt. Die Kondensatorschaltung kann dann eine integrierende Wirkung auf die Messsignale (Messwerte) ausüben, welche von dem Fühlelement, das heißt die Antenne oder Elektrode, über den Detektor zu dem Spannungsmesser geführt werden und von dem Spannungsmesser gelesen werden. Die Zeitkonstante zum Wiederaufladen der Kondensatorschaltung ist sehr klein und vernachlässigbar, weil der Widerstand zwischen der Antenne und dem Kondensator klein ist. Die Zeitkonstante zum Entladen ist jedoch durch das Widerstandsmittel groß ausgeführt, so dass eine Integration der Messsignale und ein ausgeglichenerer Endmesswert erreicht wird. Somit werden diskrete Signale nicht gemessen, sondern integrierte Werte über eine große Anzahl von Signalen. Eine Integration der Messsignale ergibt in der Tat, dass eine mögliche Störung eine kleinere Auswirkung auf das Ergebnis besitzt. Eine Störung in bekannten Frequenzen kann, falls notwendig, herausgefiltert werden.
In dem erfindungsgemäßen Messsystem wird der Widerstand R in der Detektorschaltung so gewählt, dass er groß ist, durchschnittlich > 1 MOhm, typischerweise zwischen 1–100 MOhm, und vorzugsweise > 40 MOhm. Auch die Kapazität muss groß sein, durchschnittlich > 1 nF, typischerweise zwischen 1–50 nF und vorzugsweise 4–12 nF.
Die für die Spannung U benötigte Zeit, um über den Kondensator C auf 63,2% entladen zu werden, wird mit der Zeitkonstante T = R·C der Kondensatorschaltung bezeichnet. In einem Messsystem gemäß der Erfindung wird der Widerstand R und die Kapazität C für die Kondensatorschaltung so gewählt, dass die Zeitkonstante in dem Bereich von 0,01–5 s liegt, typischerweise in dem Bereich von 0,1–1 s, und vorzugsweise in dem Bereich von 0,5–0,8 s. In einer eine große Zeitkonstante aufweisenden Kondensatorschaltung ist nicht ausreichend Zeit vorhanden, damit die Spannung auf den Startpunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden impulsähnlichen Messsignalen abfallen kann. Dies bedeutet, dass die Kondensatorschaltung eine integrierende Wirkung besitzt und dass alle Messwerte in diesem System auf einem gleichmäßigeren Level gemessen werden im Vergleich zu Messsystemen gemäß dem Stand der Technik, welche keine entsprechende Kondensatorschaltung mit einer großen Zeitkonstante besitzen.
In dem Messsystem gemäß der Erfindung folgt der Messwert der Spannung sehr schnell einer Änderung von dE/dt. Die Zeitkonstante bei einer Änderung von dE/dt beträgt nur wenige Mikrosekunden, weil der Widerstand zwischen der Antenne und dem Kondensator sehr klein ist. Falls andererseits dE/dt schnell gegen Null strebt, strebt die Spannung über dem Kondensator langsam gegen Null. Die Zeitkonstante beim Entladen ist somit groß, zum Beispiel 0,5–1 s.
Die Kondensatorschaltung ermöglicht, dass mit dem erfindungsgemäßen Messsystem auch Messwerte bei niedrigen Frequenzen berücksichtigt werden können, trotz der Tatsache, dass das Messsystem durch Signalverarbeitungsmittel weniger empfindlich gegenüber einer gelegentlichen Störung gemacht werden kann, zum Beispiel gegenüber einem überladenen Feld oder externen Feldern, beispielsweise Felder von Elektromotoren oder Ähnlichem.
Das Messsystem gemäß der Erfindung ist ein computergestütztes Messsystem zum Messen der Stärke, Änderungen und Polarität von elektrischen Feldern, welche durch elektrostatisch aufladbare Materialien hervorgerufen werden. Ein Fühlelement, hier auch als Antenne bezeichnet, ist so angeordnet, dass das elektrische Feld eine Ladungskonzentration in der Antenne herbeiführt. Die Antenne muss keinen direkten Kontakt mit dem Material besitzen, von welchem die Ladung zu messen ist. Abhängig von der Ausgestaltung der Antenne und der Größe der Ladung kann die Ladung sogar in einer Entfernung von 50 cm, vorzugsweise 20 cm, gemessen werden. Die Amplitude des Messsignals ist proportional zu der Stärke des elektrischen Felds. Das Funktionsprinzip basiert auf Änderungen im elektrischen Feld und erfordert daher eine relative Bewegung zwischen der Antenne und dem Messobjekt.
Die Erfindung wird nun im Folgenden bezüglich der beigefügten Zeichnung detaillierter beschrieben, wobei
1 schematisch ein Blockdiagramm von einem Messsystem gemäß der Erfindung zeigt;
2 schematisch eine Kopplung einer Antenne mit einem Detektor, wie in der Erfindung benutzt, zeigt;
3 schematisch ein Ausführungsbeispiel des Messsystems gemäß der Erfindung zeigt; und
4 schematisch eine Kopplung einer Vorspannungsschaltung für eine Detektorschaltung für ein Messsystem, wie in der Erfindung benutzt, zeigt.
Das Messsystem gemäß der Erfindung kann durch das in 1 dargestellte Blockdiagramm veranschaulicht werden. Das Messsystem beinhaltet eine Antenne 10, welche durch ein Kabel 12 mit einer Detektoreinheit 14 verbunden ist. Die Detektoreinheit 14 ist durch eine Kabel 16 mit einem Spannungsmesser 18 verbunden, welcher seinerseits mit einer Prozessoreinheit 20 verbunden ist. Eine Vorspannungseinheit 22 ist zwischen der Detektoreinheit 14 und der Prozessoreinheit 20 angeordnet. Die Prozessoreinheit beinhaltet einen A/D-Wandler, welcher die vom Spannungsmesser erhaltenen Signale in digitale Form umwandelt. Die Prozessoreinheit beinhaltet die Messlogik, die Signalprozessoreinheit, die Auswertung der Messergebnisse und die Vorschaltlogik für die Vorspannungseinheit.
2 veranschaulicht eine Antenne 10, welche in der Nähe eines eine positive Ladung Q_i besitzenden elektrischen Feldes 24 angeordnet ist. Das elektrische Feld 24 induziert in der Antenne eine negative Ladung Q_a. Die Antenne 10 ist über den Detektor 14 mit der Erde 26 verbunden, wobei ein Strom I in dem Detektor 14 erzeugt wird. Der Detektor beinhaltet eine Kondensatorschaltung mit einem Widerstand (R) 28 und einem Kondensator (C) 30, welche mittels Drähten 32 und 34 verbunden sind. Der Strom I von der Antenne wird in Teilströme I_C und I_R aufgeteilt. Die Spannung (U) über der Kondensatorschaltung wird von einem Spannungsmesser 18 gemessen.
Die Antenne 10, welche ein Konduktor ist, kann gemäß der Erfindung abhängig von der besagten Messsituation verschiedene geometrische Ausgestaltungen besitzen. Die Antenne kann in jedem gegebenen Fall aus dem geeignetesten Drahtmaterial hergestellt sein. Das elektrische Feld des Flussmaterials in einem Rohr kann beispielsweise in einigen Fällen mittels einer gewöhnlichen Schraube sehr einfach detektiert werden, welche durch ein Loch in der Wand des Rohrs eingeführt ist. Bei dem Messsystem gemäß der Erfindung hat eine Vergrößerung der Oberfläche A der Antenne eine verstärkende Wirkung auf das Messsignal. Wenn sehr kleine Antennen benutzt werden, können die Messwerte verstärkt werden.
Wenn Messsysteme in einem industriellen Prozess benutzt werden, können verschiedene Sensoren, zum Beispiel Antennen und Detektoren, an verschiedenen gewünschten Punkten des Prozesses angeordnet werden. Einzelne in dem Prozess angeordnete Antennen können auch entweder direkt oder durch einen Draht oder einen Kondensator zwischen den Antennen miteinander verbunden werden. Die Messwerte von diesen werden vorzugsweise zu einer gemeinsamen Prozessoreinheit für Signalverarbeitung und Auswertung geleitet.
Wenn die Stärke eines elektrischen Feldes in einem Messobjekt oder Testmaterial, welches sich nicht bewegt oder mit einer sehr kleinen Geschwindigkeit bewegt, mittels der Antenne gemessen werden soll, kann die Antenne selbst in eine langsame Bewegung, zum Beispiel 1–100 cm/s und einer großen Amplitude, zum Beispiel 1–100 cm, in dem elektrischen Feld des Messobjekts versetzt werden. Die Bewegung, welche im Verhältnis zu dem Messobjekt dreidimensional sein kann, kann dann leicht aus seiner Geschwindigkeit und seinen Koordinaten durch Messen von diesen oder durch Bestimmen der Bewegung auf irgendeinem anderen Weg definiert werden. Die Bewegung der An tenne kann auf die Gestalt des Messobjekts abgestimmt sein. Falls es mehrere Antennen gibt, können ihre Bewegungen koordiniert werden, so dass die Bewegungen zusammen einen gewünschten Abschnitt der gesamten Oberfläche des Messobjekts abdecken.
Der Detektor 14 in 2 ist mit dem Spannungsmesser 18 über ein Signalkabel 16, zum Beispiel ein normales Koaxialkabel, beispielsweise das RG62-Kabel, verbunden. In der Praxis kann der Kondensator 30 in einigen Fällen durch ein langes Kabel, zum Beispiel 50–300 m lang, ersetzt werden. Die Verluste in dem Kabel sind klein, die Spannungsverluste sind weit unterhalb der Auflösung eines A/D-Wandlers. 3 veranschaulicht schematisch ein Messsystem gemäß der Erfindung, in welchem der Kondensator durch ein langes Kabel 32 ersetzt ist. Der Widerstand 28 ist mit dem Kabel in der Kondensatorschaltung 14 verbunden. Der Spannungsmesser 18 ist in dem Computer 20 angeordnet, welcher die Prozessoreinheit des Messsystems bildet. Ein Monitor 21 und ein Aufnahmemittel 21' ist mit dem Computer verbunden. Das Messsystem kann auch mit einem zentralen Steuersystem verbunden sein, zum Beispiel durch ein Computernetzwerk.
Wenn die Spannung U über der Detektorschaltung gemessen wird und über einen A/D-Wandler mit einem gleichmäßigen Intervall dt digitalisiert wird, kann dU/dt berechnet werden nach dU = Uk – Uk-1 wobei U_k und U_k-1 die Werte von zwei aufeinanderfolgenden Werten von U in einem Zeitintervall von dt sind.
Das durch die Ladungen Q_i hervorgerufene elektrische Feld, welches zu detektieren ist, kann dann wie folgt berechnet werden:
Das elektrische Feld E ist die Summe aus diskreten Ladungen (i) E = ΣQi/(4.0·Π·ε0·r2)
Das elektrische Feld E verursacht eine so genannte elektrische Verschiebung D in der Antenne, was zu folgender funktionalen Beziehung führt D = ε0·E = Qa/A,wobei A die Oberfläche der Antenne ist.
Die Ladungskonzentration Q_a in der Antenne kann dann berechnet werden durch Qa = ε0·A·E Qa = –Qa
Die Ströme I, I_C und I_R werden gemäß dem Kirchoffschen Gesetz I = I_C + I_R addiert, und die Ströme sind definiert als IR = U/R IC = C·dU/dt I = dQa/dt = ε0·A·dE/dt
Dies führt zu folgenden Differenzialgleichungen dE/dt = U/(ε0·A·R) + (C/ε0·A)·dU/dt U = ε0·R·A(dE/dt) – R·C·(dU/dt) dU/dt = (ε0·A/C)·(dE/dt) – U/(R·C)wobei in den Gleichungen gilt

ε₀: = Dielektrizitätskonstante von Vakuum
R: = Widerstandswert der Kondensatorschaltung
A: = Antennenoberfläche
C: = Kapazitätswert der Kondensatorschaltung
dt: = Zeitintervall zwischen den Messpunkten

Die oberen Gleichungen ergeben dE/dt, wenn U und dU/dt bekannt sind, woraus E berechnet werden kann durch Integration der Gleichung E = E0 + ∫(dE/dt)·dt
Die Ladungsverteilung kann berechnet werden, wenn die Position und die Bewegungsfunktion der Ladungen im Verhältnis zu der Antenne in einem dreidimensionalen Raum bekannt sind.
Der Messprozess in dem Messsystem gemäß der Erfindung wird wie folgt ausgeführt:

– eine gewisse Anzahl von Messpunkten, vorzugsweise > 100 und typischerweise 540 Messpunkte, werden in jedem Spannungsmesser mit einem Sensor bei einer Abtastzeit dt = 0,0065025 s ausgelesen. Die Messsignale werden in dem A/D-Wandler in der Prozessoreinheit digitalisiert, worauf
– die Signale von den Messpunkten, welche einen Datenvektor festlegen, in der Prozessoreinheit zu einem Messwert verarbeitet werden, und
– diese Messwerte als Messdaten dargestellt und zur Weiterverarbeitung zur Trenderzeugung, für Steuerprozesse, etc. benutzt werden.

In der ersten Stufe werden zum Beispiel 540 Messpunkte während einer Periode von zum Beispiel 3,5 s digitalisiert. Der somit geschaffene Datenvektor wird in der zweiten Signalverarbeitungsstufe verarbeitet, in welcher ein numerischer Wert für das durch die Antenne detektierte elektrische Feld erhalten wird. Dieser Wert repräsentiert ein Maß für die Stärke des elektrischen Feldes und die Veränderung während der Periode von 3,5 s.
In dem Signalprozessor wird die Standardabweichung der Messpunkte (540) in einem gewissen Frequenzband, zum Beispiel mit Mitteln der Fourier-Analysis, berechnet. Das Frequenzband wird auf der Basis einer externen Störung und der Dynamiken des Prozesses gewählt, so dass die externe Störung soweit wie möglich beseitigt wird. In dem Signalprozessor der Prozessoreinheit wird die Standardabweichung der Messpunkte in einem gewissen gewünschten Frequenzband berechnet, wohingegen die Standardabweichung in anderen unerwünschten Frequenzbändern, welche zum Beispiel eine bekannte externe Störung beinhalten, von der Berechnung ausgeschlossen und somit die Wirkung einer externen Störung auf das Messergebnis beseitigt wird. Zum Beispiel kann eine Standardabweichung von den Frequenzbändern 0,0–45 Hz und 55–70 Hz berechnet werden, wobei eine bekannte Störung bei 50 Hz dann effektiv von dem Ergebnis ausgeschlossen worden ist.
Das Messsignal kann durch Frequenzanalysemittel in der Prozessoreinheit in zwei Hauptgruppen, AC (die Wechselstromkomponente) und DC (die Gleichstromkomponente), aufgeteilt werden. Diese Hauptgruppen können weiterhin in mehrere Untergruppen aufgeteilt werden. Durch die Analyse der Gruppen können verschiedene Informationen über das Messobjekt (Testmaterial) oder den Prozess erhalten werden.
Aufgrund der asymmetrischen Bewegung des Messobjekts (Testmaterials) während des Durchgangs vorbei an oder hin zu der Antenne, wird neben einer AC-Komponente auch eine DC-Komponente des Terms dE/dt aufgenommen. Die AC-Komponente von dE/dt wird hauptsächlich wegen zyklischen Veränderungen in den Bewegungspfaden des Messobjekts, oder Gradienten in der Ladungsverteilung des Messobjekts, Gradienten in der Geschwindigkeit des Messobjekts, etc. erhalten.
Es wurde herausgefunden, dass mittels der getrennten Analyse der DC- und AC-Gruppen und mittels der Analyse ihres Verhältnisses es möglich ist, zwischen zwei Typen von Ladungsursprüngen in dem Messsignal zu unterscheiden.
Es wurde eine klare Korrelation zwischen Messungen und den chemischen Komponenten des Messobjekts (Testmaterials) gefunden. Bei der Analyse der AC- und DC-Gruppen können chemische und physikalische Gegebenheiten des Messobjekts beobachtet werden und somit in der Weise gesteuert werden, dass beispielsweise eine chemische Reaktion optimal verläuft.
In dem Messsystem gemäß der Erfindung bewirkt ein großer Widerstand R eine Vorspannung U_b in dem Spannungsmesser, das heißt eine Verschiebung des Nullniveaus, das einige Volt betragen kann, zum Beispiel 3,5 V. Der Vorstrom I_b ist definiert als I_b = U_b/R, was bedeutet, dass ein großer Widerstand R trotz eines kleinen Stroms I_b ein großes U_b ergeben kann. Falls der Messbereich des Spannungsmessers beispielsweise ± 5,0 V beträgt, ist eine Verschiebung des Nullniveaus von 3,5 V inakzeptabel. Der Vorstrom kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch einen Strom I_b', welcher als I_b' = –I_b definiert ist, auf Null gesetzt werden. Die Vorspannung wird durch eine Vorspannungseinheit bewirkt, welche mit dem Detektor verbunden ist und durch die Prozessoreinheit gesteuert wird. Das Vorspannungsniveau kann auch aus messtechnischen Gründen bewegt werden.
4 veranschaulicht eine Vorspannungseinheit mit einem mit dem Detektor 14 verbundenen Widerstand (R_b') 36. Der Widerstand in der Vorspannungseinheit wird vorzugsweise so gewählt, dass der Strom (I_b') durch sie den Strom (I_b) über den Widerstand (R) 28 in der Kondensatorschaltung kompensiert, wobei die Spannung (U) über den Widerstand 28 zu Null wird, wenn kein externes Signal anliegt. Der Widerstand (R_b') 36 der Vorspannungsschaltung besitzt einen Wert, welcher vorzugsweise oft nahezu gleich dem Wert des Widerstands 28 in der Kondensatorschaltung ist. Die Größe des Stroms (I_b') in der Vorspannungs schaltung wird durch die Prozessoreinheit gemäß der Größe des elektrischen Felds E gesteuert. Das Messsystem gemäß der Erfindung kann verschiedene Vorspannungseinheiten umfassen, wobei jede mit einem Sensor verbunden ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann vorzugsweise das Messergebnis der Messung der statischen Elektrizität oder der Veränderung in dem elektrischen Feld des Messobjekts verwendet werden, um einen Prozess zu optimieren, welcher als eine Komponente das Messobjekt enthält.
Es wurde herausgefunden, dass das Messsystem gemäß der Erfindung vorteilhafterweise zum Messen der statischen Elektrizität von Feststoffsuspensionen und das Messergebnis als ein Steuerparameter zur Steuerung eines mechanischen oder chemischen Verfahrens oder einer Wärmebehandlung eines Feststoffs verwendet werden kann.
Das Messergebnis einer Messung der statischen Elektrizität oder der Veränderung in dem elektrischen Feld eines Messobjekts (Testmaterials) kann auch zur Analyse der chemischen und/oder physikalischen Gegebenheiten des Messobjekts verwendet werden, welches fest, flüssig oder gasförmig sein kann, und somit für die Steuerung eines das Messobjekt (Testmaterial) enthaltenden Prozesses. Beim Messen des elektrischen Feldes und dessen Veränderungen können die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Endprodukts durch eine Steuerung auf Basis des Messergebnisses, der Menge von Zusätzen, der Geschwindigkeit des Messobjekts und somit der Energie einer Kollision mit der Umgebung, der Fließprofile der fließenden Partikel etc. gesteuert und dadurch ein die gewünschten Eigenschaften besitzendes Endprodukt erzielt werden.
Das Messergebnis gemäß der Erfindung kann gut zur direkten Steuerung chemischer Prozesse verwendet werden. Eine Bedingung für zwei Komponenten A und B, um miteinander zu reagieren, besteht darin, dass sie sich nicht voneinander abstoßen. Eine Abstoßung, welche zwischen dieselbe Polarität besitzenden Partikeln stattfindet, machen eine Reaktion zwischen den Partikeln unmöglich oder zumindest schwerer. Die Coulomb-Kräfte verhindern beispielsweise ein Ausbilden von van der Waals-Bindungen. Es wurde jetzt herausgefunden, dass die Ladungsbedingungen der Reaktionsmaterialien sich als eine Funktion des Reaktionsfortschritts verändern. Hierdurch wird es möglich, durch Messen der Ladung von den Reaktionsmaterialien die Reaktionsbedingung und die Notwendigkeit von möglichen Kontrollmessungen zu bestimmen.
Das Messsystem gemäß der Erfindung ist speziell angepasst, um in industriellen Prozessen unter harten Bedingungen verwendet zu werden. Die Empfindlichkeit des Systems ist großzügig ausreichend, und die Antennen können leicht ausgestaltet werden, um die speziellen Anforderungen zu erfüllen, so dass sie in verschiedenen Prozessen gefunden werden können. Die Prozessoreinheit sorgt effizient für die Messlogik genauso gut wie für die Messsignale.
Wenn das Messsystem zum Messen der Veränderungen von fließendem Pulver in einem Kanal benutzt wird, ist die Signalprozessoreinheit des Messsystem geeignet, um zwischen dem Abschnitt der Signale, welcher durch das Fließen und die Änderungen davon entsteht, und dem Abschnitt, welcher durch die Ladungsschwankungen entsteht, zu unterscheiden. Die Messung ist geeignet, um vielseitige Informationen zu geben, zum Beispiel über die Fließrate des Pulvers, den Turbulenzgrad und den Volumenstrom.
Der Durchfluss wird beispielsweise durch Anordnung zweier identischer Antennen in dem Strömungskanal symmetrisch in einem gewissen Abstand getrennt voneinander gemessen. Jede Antenne ist mit einem Kanal in dem Instrument verbunden, und es wird eine Phasenwinkelanalyse zwischen den Signalen ausgeführt.
Wenn der Abstand zwischen den Antennen bekannt ist, kann die Geschwindigkeit berechnet werden. Es ist auch möglich, die beiden Antennen mit demselben Kanal in dem Messer zu verbinden, wobei eine zusätzliche Linie in der Fourier-Analyse der Signalprozessoreinheit erhalten wird, von der die Frequenz von dem Abstand zwischen den verbundenen Antennen abhängt.
Das Messsystem kann vorteilhafterweise zum Beispiel zum Steuern der Zuführung von Zusätzen in einem Prozess, Steuern der Reaktionszeit eines Prozesses, Steuern des Mahlgrades des Ausgangsmaterials in einem Prozess, Steuern der Wärmezufuhr zu einem Prozess und/oder Steuern eines Verbrennungsprozesses durch Steuern der Ladebedingungen des Eingangsmaterials auf ein optimales Niveau verwendet werden.
Der Mahlprozess ist ein typisches Beispiel für einen Prozess, in welchem die Messung des elektrischen Feldes der Partikel zur Steuerung des Prozesses verwendet werden kann. Während des Mahlens wird in dem dielektrischen Material ein triboelektrisches Aufladen oder die so genannten Reibungsaufladung der Partikel hervorgerufen, wenn die Partikel miteinander und/oder mit Partikeln anderen Materials in Kontakt kommen. Die Ladungen werden an der Oberfläche des Materials erzeugt, wobei die spezifische Oberfläche des Materials eine grundlegende Bedeutung für das Aufladen des Materials besitzt.
Die statische Elektrizität der Partikel übt Kräfte auf anders geladene Partikel aus, welche in die Nähe von diesen kommen.
Wenn Partikel mit unterschiedliche Polarität besitzenden Ladungen einander nahe kommen, werden zwischen diesen Anziehungskräfte erzeugt. Wenn die Anziehungskräfte ausreichend groß sind, ziehen sich die Partikel einander an und bilden Anhäufungen aus. Ähnlich werden zwischen Oberflächen und durch unterschiedliche Polaritäten besitzende nahe Partikel Kräfte erzeugt. Falls die Kräfte groß genug sind, werden auf den Oberflächen Beläge ausgebildet.
Anhäufungen und Beläge auf den Oberflächen verursachen leicht Störungen in den Mahlprozessen. Während des Mahlens werden freie Oberflächen ausgebildet, welche oft stark geladen sind. Die Oberflächen der Partikel sind mit unterschiedlichen Polaritäten aufgeladen, was eine Anhäufung von Partikeln ergibt. Anhäufungen und Beläge von Oberflächen können durch Benutzung von Mahlmitteln verhindert werden. Das Mahlmittel ist ein polarisiertes Material in Flüssigform. Das elektrische Feld von einem positiv aufgeladenen Partikel dreht die Moleküle des Mahlmittels so, dass der negative Pol zu dem Feld hingezogen wird. Ähnlich wird der positive Pol des Mahlmittels zu einem negativ geladenen Partikel hingezogen. Das Mahlmittel wird zu der Oberfläche des Partikels gezogen, wodurch somit verhindert wird, dass andere Partikel an dem Partikel anhaften, das heißt es werden Anhäufungen und Beläge auf den Oberflächen verhindert. Das Mahlmittel verursacht zusätzliche Kosten, welche so niedrig wie möglich gehalten werden sollen.
Anhäufungen von Partikeln verursachen schwächere elektrische Felder als entsprechende Partikel mit Zusatz von einem Mahlmittel, da sich Ladungen unterschiedlicher Polaritäten einander auslöschen. Beim Messen des elektrischen Feldes gemäß der Erfindung ist es möglich, eine Vorstellung vom Grad der Anhäufung von Material und/oder eine Vorstellung von den Anforde rungen an Mahlmittel zu bekommen. Das Messsystem kann auch zur Steuerung des Zusatzes von Mahlmittel benutzt werden.
Da auf der anderen Seite die spezifische Oberfläche der Partikel eine quadratische Funktion vom Durchmesser ist, das heißt je kleiner der Partikeldurchmesser ist, desto größer ist die spezifische Ladung des Materials pro kg der Masse, kann ein Maß der elektrischen Ladung auch einen Eindruck von dem Grad des Mahlens geben. Das Messsystem gemäß der Erfindung kann beispielsweise zur Steuerung der Verweilzeit in der Mühle benutzt werden.
Ein elektrisch geladenes Pulver bildet ein so genanntes elektrostatisches Kissen aus, auf welchem die Partikel ohne sich einander sehr stark zu berühren gleiten. Statische Elektrizität kann somit gute Fließeigenschaften für einige Pulver herbeiführen. Je stärker das auf die Partikel des Pulvers aufgebrachte elektrische Feld ist, desto bessere Fließeigenschaften können für das Pulver erwartet werden. Somit gibt das Maß des elektrischen Feldes auch einen Hinweis auf die Fließeigenschaften des Pulvers.
Das Messsystem gemäß der Erfindung kann gut für eine Onlinesteuerung von Mahlprozessen verwendet werden, beispielsweise beim Mahlen von Kalk. Eine Aufgabe des Mahlens liegt darin, eine gleichmäßige Qualität des Pulvers mit einer gewissen Größenverteilung der Partikel ohne Anhäufungen zu gewährleisten. Mehrere unterschiedliche Variablen haben einen Einfluss auf die Partikelgröße, so zum Beispiel der Materialfluss, die Verweilzeit in der Mühle, die Temperatur, der Durchschnittsgehalt an Mahlmitteln, das Vakuum in der Mühle, die Trennstufen, etc. Diese Variablen hängen stark voneinander ab, was die Steuerung des Mahlens zu einem sehr komplizierten Prozess macht und eine Schwierigkeit bereitet, eine Produktausprägung mit kleinen Ab weichungen zu erzielen. Durch die Messsystemmittel gemäß der Erfindung kann die Auswirkung jeder Variable auf das Produkt, das heißt auf das elektrische Feld des Produkts, leicht und schnell beobachtet werden. Durch Variieren des Frequenzbands für die Standardabweichung kann die Wirkung auf der gewünschten Variable gesteuert werden. Somit macht es das Messsystem möglich, den Mahlprozess zu optimieren. Es ist beispielsweise möglich, den Prozess optimal zu gewährleisten, sogar falls irgendeine Variable sich verändert, indem sie sich mit einer anderen Variablen ausgleicht.
Oft wird Kohle, welche für die Verbrennung geerdet wird, vor dem Mahlen getrocknet. Der Feuchtigkeitsgehalt, die Partikelgröße und vor allem die Menge an Anhäufungen in dem zugeführten Kohlestaub, das heißt der Kohlensuspension, Luft und Dampf besitzen eine große Bedeutung für die Effizienz der Verbrennung. Die Ladungsausgeglichenheit in dem Staub ist wahrscheinlich auch von irgendeiner Bedeutung bei der Verbrennung. Die Ladungsausgeglichenheit hängt von den Ladungen des Kohlenstaubs ab. Das Mahlen der Kohle und der Zusätze, falls vorhanden, und der Vorbereitung des Kohlenstaubs können durch Messsystemmittel gemäß der Erfindung so gesteuert werden, dass die Ausbildung von Anhäufungen verhindert wird oder zumindest beträchtlich verringert wird und so dass die Ladungen des Staubs auf einem angemessenen Level gehalten werden.
Das Messsystem kann auch den Fluss und die Fließeigenschaften des Messobjekts erkennen. Durch die Signalverarbeitung des Messsystems ist es möglich, einerseits den Abschnitt des Signals, welcher durch den Fluss und die Änderungen davon verursacht werden, und andererseits den Abschnitt, welcher durch Ladungsschwankungen verursacht wird, zu unterscheiden. Dies kann benutzt werden, um Informationen über Pulversuspensionen/Gassuspensionen bezüglich des Pulverdurchflusses, des Tur bulenzgrads und des Volumenstroms zu bekommen. Das Messsystem ist auch geeignet, um Informationen über Schwingungen in dem Messobjekt und Beschleunigungen desselben zu geben. Diese Informationen können dann in dem Prozess benutzt werden, um auf auftretende Probleme zu achten, beispielsweise um unerwünschte Anhäufungen oder Verunreinigungen zu verhindern.
Bei dem Messvorgang können zwei identische Antennen in der Mitte des Strömungskanals in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet werden. Jede Antenne kann mit einem Messkanal verbunden werden und eine Phasenwinkelanalyse wird zwischen den auf diese Weise erzeugten Signalen durchgeführt. Da der Abstand zwischen den Antennen bekannt ist, kann die Geschwindigkeit berechnet werden. Alternativ können die Antennen mit demselben Kanal verbunden sein, wobei eine zusätzliche Leitung, deren Frequenz vom Abstand zwischen den verbundenen Antennen abhängt, bei der Signalverarbeitung erreicht wird (beispielsweise Fourier-Analysis).
Das Messsystem kann somit zum Messen der Geschwindigkeit, des Volumens oder Massenflusses, des Verhältnisses zwischen Gas und Pulver und/oder des Turbulenzgrads in, zum Beispiel, Suspensionen pulverisierter Kohle benutzt werden, wobei das Messergebnis, welches spezifische Informationen über den Kohleaufbereitungsprozess gibt, zur Steuerung des Prozesses benutzt wird.
Das Messsystem kann auf entsprechende Weise zum Messen der Geschwindigkeit, der Menge von Partikeln und/oder der Fließgeometrie von Gas bei Abgasströmungen benutzt werden. Die auf diese Weise erhaltenen Informationen können danach zur Steuerung des Verbrennungsprozesses, der Abgasreinigung oder irgendwelcher anderer Teile des Gesamtprozesses angewandt werden.
Das Messsystem gemäß der Erfindung kann auch zum Optimieren des Verbrennungsprozesses in einem Verbrennungsofen benutzt werden. Durch Messen der Eigenschaften des Abgases, werden Informationen über den Verbrennungsprozess erzielt, so dass beispielsweise die Zufuhr von Luft oder Sauerstoff und die Zufuhr von Brennstoff oder Additiven zu dem Ofen optimal gesteuert werden können.
Es wurde herausgefunden, dass das Messsystem gemäß der Erfindung vorteilhafterweise bei der Papierproduktion zum Messen und Steuern der Eigenschaften des Papiers, wie zum Beispiel die Ladung, benutzt werden kann. Die Ladung hat Auswirkungen auf den Lauf des Papiers, beispielsweise durch Kopiergeräte und das Kopieren selbst. Durch die Messsystemmittel ist es möglich, den Gehalt von Faserstoff, Zusätzen und Beschichtungsmaterial in den Papierstoff bei der Papierherstellungsphase optimal zu steuern und/oder die Papiermaschine selbst zu steuern, um Papier zu erhalten, welches gewünschte Eigenschaften besitzt.
Das Messsystem kann auch benutzt werden, um Signale über statische Elektrizität in Flüssigtanks von Schiffen zu erhalten, so dass Messungen aufgenommen werden können, um ein unerwünschtes Entladen zu verhindern.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen und veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auf viele Arten innerhalb des Umfangs der Erfindung variiert werden, welche in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Mit dem Ausdruck Messobjekt werden verschiedenartigste Systeme verstanden, in welchen statische Elektrizität gemessen werden kann, wie zum Beispiel Suspensionen von Partikeln, Festkörpern, Materialbahnen, Gasen, Flüssigkeiten etc.

Claims

Messsystem zum Erfassen von statischer Elektrizität und/oder einer Veränderung davon in einem Messobjekt aufgrund einer relativen Bewegung zwischen einem Fühlelement (10) und dem Messobjekt, wobei das Messsystem mindestens einen Sensor, einen Spannungsmesser (18) und eine Prozessoreinheit (20) mit einer mit dem Spannungsmesser verbundenen Signalverarbeitungseinheit umfasst, wobei der Sensor umfasst – das Fühlelement (10), welches derart angeordnet ist, dass aufgrund der relativen Bewegung das elektrische Feld des Messobjekts in dem Fühlelement ein elektrisches Signal induziert, welches eine Veränderung der elektrischen Ladung anzeigt und proportional zu der elektrischen Ladung des Messobjekts ist, und – einen Detektor (14), welcher aus einer zwischen das Fühlelement und den Spannungsmesser geschalteten Kondensatorschaltung (28, 30) besteht, zum Übermitteln des die Messwerte darstellenden Signals an den Spannungsmesser, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kondensatorschaltung ein Widerstand R parallel zu einem Kondensator mit einer Kapazität C geschaltet ist, so dass die Zeitkonstante T = R·C der Kondensatorschaltung bei einer Entladung in dem Bereich von 0,01–5 s liegt, wobei die Kondensatorschaltung dadurch auf die Messwerte, welche von dem Spannungsmesser eingelesen werden, eine integrierende Wirkung ausübt, und dass das System derart angeordnet ist, dass die Standardabweichung der Messwerte für Messpunkte in einem bestimmten gewünschten Frequenzband in der Signalverarbeitungseinheit der Prozessoreinheit berechnet werden, während die Standardabweichung der Messwerte für Messpunkte in einem anderen, unerwünschten Frequenzband, welches zum Beispiel bekannte externe Interferenz aufweist, von der Berechnung ausgeschlossen sind, wodurch der Einfluss der externen Interferenz auf das Messergebnis eliminiert werden kann.
Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des mit der Kondensatorschaltung mit einer Kapazität C verbundenen Widerstands R derart ist, dass die Zeitkonstante T = R·C der Kondensatorschaltung in dem Bereich 0,1–1 s, vorzugsweise in dem Bereich 0,5–0,8 s, liegt.
Messsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität C der Kondensatorschaltung > 1 nF, typischerweise 1–50 nF und vorzugsweise 4–12 nF, ist, und dass die Kondensatorschaltung einen Widerstand R > 1 Mohm, vorzugsweise 1–100 Mohm, aufweist.
Messsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Signalkabel, wie ein Koaxialkabel, aufweist, um dem Spannungsmesser einen in dem Fühlelement induzierten Strom zuzuführen, wobei das Signalkabel eine Kapazität C > 1 nF, vorzugsweise 1–50 nF, aufweist.
Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnett, dass das System weiterhin derart angeordnet ist, dass die Signale von mehr als 100 Messpunkten, zum Beispiel von 540 Messpunkten, zur Berechnung eines numerischen Werts des elektrischen Felds E des Messobjekts während einer vorgegebenen Periode, zum Beispiel während 3,5 s, abgetastet und von dem Spannungsmesser zu der Signalverarbeitungseinheit der Prozessoreinheit übertragen werden, wobei der Spannungsmesser dadurch die Messwerte während eines Zeitintervalls dt < 0,01 s, vorzugsweise während eines Zeitintervalls dt = 0,0065 s, während einer Periode von 1–10 s, zum Beispiel 3,5 s, ausliest.
Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnett, dass eine Vorspannungseinheit (22), welche durch die Prozessoreinheit gesteuert ist, mit dem Detektor verbunden ist, um den über den Widerstand (R) in der Kondensatorschaltung fließenden Strom (I) vorzugsweise derart zu kompensieren, dass die Spannung über den Widerstand (R) in der Kondensatorschaltung 0 ist, wenn kein externes Signal anliegt, – wobei ein Vorspannungsstrom (I_b) über einen Vorspannungswiderstand (R_b') von der Vorspannungseinheit zu dem Detektor geleitet wird, wobei der Wert des Vorspannungsstroms (I_b) dem Wert des Widerstands in der Kondensatorschaltung entspricht, und – wobei die Amplitude des Vorspannungsstroms (I_b) gemäß der Amplitude des elektrischen Felds (E) gesteuert wird.
Messsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem eine Vielzahl von Sensoren und Vorspannungseinheiten umfasst, wobei jede Vorspannungseinheit mit einem Sensor verbunden ist.
Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlelement für eine langsame Bewegung, zum Beispiel 1–100 cm/s, mit einer langen Amplitude, zum Beispiel 1–100 cm, in dem elektrischen Feld angeordnet ist.
Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlelement eine Bewegung relativ zu dem Messobjekt ausführt, wobei die Bewegung wohl-definiert, gemessen oder auf eine andere Art und Weise bezüglich ihrer Geschwindigkeit und ihrer Koordinaten bekannt ist.
Verfahren zum Erfassen von statischer Elektrizität und/oder einer Veränderung davon in einem Messobjekt aufgrund einer relativen Bewegung zwischen einem Fühlelement und dem Messobjekt durch Verwendung eines Messsystems, welches mindestens einen Sensor, einen Spannungsmesser und eine Prozessoreinheit mit einer mit dem Spannungsmesser verbundenen Signalverarbeitungseinheit aufweist, wobei der Sensor umfasst: – das Fühlelement, welches in oder nahe zu dem Messobjekt derart angeordnet ist, dass aufgrund der relativen Bewegung das elektrische Feld des Messobjekts in dem Fühlelement ein eine Veränderung der elektrischen Ladung anzeigendes elektrisches Signal induziert, welches proportional zu der elektrischen Ladung des Messobjekts ist, und – einen Detektor, welcher aus einer zwischen dem Fühlelement nd dem Spannungsmesser geschaltenen Kondensatorschaltung besteht, um das die Messwerte darstellende Signal dem Spannungsmesser zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor das Signal mit Hilfe der Kondensatorschaltung, zum Beispiel einem Koaxialkabel mit einer Kapazität C > 1 nF, zu welcher ein Widerstand R > 1 Mohm parallel geschaltet ist, überträgt, so dass die Zeitkonstante T = R·C der Kondensatorschaltung beim Entladen in dem Bereich von 0,01–5 s liegt, wobei die von dem Spannungsmesser ausgelesenen Werte integriert werden, und dass eine Standardabweichung der Messwerte für Messpunkte in einem bestimmten gewünschten Frequenzband in der Signalverarbeitungseinheit der Prozessoreinheit berechnet werden, während eine Standardabweichung der Messwerte für Messpunkte in einem anderen, unerwünschten Frequenzbereich, welcher zum Beispiel bekannte externe Interferenz aufweist, von der Berechnung ausgeschlossen sind, wodurch der Einfluss der externen Interferenz auf das Messergebnis eliminiert werden kann.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlelement gesteuert durch die Signalverarbeitungseinheit ein repräsentatives Feld von jeder geladenen Teiloberfläche des Messobjekts erfasst, und dass die Signalverarbeitungseinheit einen repräsentativen Wert der Veränderung der gesamten Ladung zusammenstellt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor das in dem Fühlelement induzierte und eine Veränderung der elektrischen Ladung anzeigende Signal mit Hilfe der Kondensatorschaltung, zum Beispiel einem Koaxialkabel mit einer Kapazität C > 1 nF, überträgt, mit welcher ein Widerstand R > 1 Mohm verbunden ist, so dass die Zeitkonstante T = R·C der Kondensatorschaltung in dem Bereich von 0,01–1 s, typischerweise in dem Bereich von 0,1–1 s und vorzugsweise in dem Bereich von 0,5–0,8 s, liegt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folge von mit einem vordefinierten Zeitintervall während einer vordefinierten Periode ausgelesenen Messwerten (U) in digitaler Form von dem Spannungsmesser über einen A/D-Umsetzer der Prozessoreinheit an die Signalverarbeitungseinheit der Prozessoreinheit übertragen wird, wobei das Zeitintervall dt < 0,01 s, vorzugsweise 0,0065 s, und die Zeitperiode 1–10 s, zum Beispiel 3,5 s, ist.
Verwendung des Messsystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messergebnis einer Messung der statischen Elektrizität oder der Veränderung des elektrischen Felds zur Optimierung eines das Messobjekt als eine Komponente aufweisenden Prozesses verwendet wird.
Verwendung des Messsystems nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messergebnis einer Messung der statischen Elektrizität oder der Veränderung des elektrischen Felds eines Suspensionsstroms aus fester Materie als Steuerparameter zum Steuern einer mechanischen oder chemischen Behandlung oder einer Wärmebehandlung der festen Materie verwendet wird.
Verwendung des Messsystems nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messergebnis einer Messung der statischen Elektrizität oder einer Veränderung des elektrischen Felds eines Messobjekts zur Analyse des chemischen und/oder physikalischen Zustands des Messobjekts zum Steuern eines das Messobjekt aufweisenden Prozesses verwendet wird.
Verwendung des Messsystems nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem zum Steuern der Zufuhr eines Ausgangsmaterials und/oder von Additiven in einem Prozess, zum Steuern der Reaktionszeit eines Prozesses, zum Steuern des Schleifgrads des Ausgangsmaterials in einem Prozess, zum Steuern der Zufuhr von Wärme zu einem Prozess oder zum Steuern eines Verbrennungsprozesses verwendet wird.
Verwendung des Messsystems nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt das Papier in einer Papierbahn in einer Papierherstellungsmaschine ist, und dass das Messsystem zum Steuern des Bestands und/oder der Papierherstellungsmaschine verwendet wird.
Verwendung des Messsystems nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem zum Messen der Geschwindigkeit, des Volumenstroms, des Massenstroms, des Verhältnisses zwischen Gas und Pulver und/oder des Turbulenzgrads in Pulversuspensionen verwendet wird.
Verwendung des Messsystems nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem zum Messen der Geschwindigkeit, der Teilchenmenge und/oder der Stromgeometrie von Abgasen verwendet wird.