FI106890B - Measuring method - Google Patents

Measuring method Download PDF

Info

Publication number
FI106890B
FI106890B FI973553A FI973553A FI106890B FI 106890 B FI106890 B FI 106890B FI 973553 A FI973553 A FI 973553A FI 973553 A FI973553 A FI 973553A FI 106890 B FI106890 B FI 106890B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
suspension
light
measuring
channel
signal
Prior art date
Application number
FI973553A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI973553A0 (en
FI973553A (en
Inventor
Gerdt Heinrich Fladda
Original Assignee
Fladda Gerdt H
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
Priority claimed from SE8902486A external-priority patent/SE464836B/en
Priority claimed from SE8902485A external-priority patent/SE500529C2/en
Priority claimed from PCT/SE1990/000212 external-priority patent/WO1991000993A1/en
Application filed by Fladda Gerdt H filed Critical Fladda Gerdt H
Priority to FI973553A priority Critical patent/FI106890B/en
Publication of FI973553A0 publication Critical patent/FI973553A0/en
Publication of FI973553A publication Critical patent/FI973553A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI106890B publication Critical patent/FI106890B/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)

Description

106890106890

Mittausmenetelmä - Mätförfarande Tämä hakemus on jakamalla erotettu FI-hakemuksesta 920101.Measurement method - Mätförfarande This application is divided by FI application 920101.

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannossa esitettyä lajia ole-5 vaa menetelmää.The present invention relates to a method of the species disclosed in the preamble of claim 1.

Erityyppisiin vesipitoisiin suspensioihin suspendoituvan materiaalin määrä on tärkeä mittausparametri, eikä vähiten ympäristön huollon ja suojelun kannalta. Suspendoi-tuneella materiaalilla tarkoitetaan tässä yleensä sellaisia aineita, kuten niitä, jotka mekaanisesti voidaan erottaa suodatuksella ja sentrifugoinnilla. Erityisesti metsä-10 teollisuudessa suspendoitunut materiaali voi muodostua monista eri komponenteista, kuten kuiduista, kuituosasista ja erilaisista täyteaineista ja päällystysaineista. Nämä komponentit voivat kooltaan vaihdella suuresti, leveydeltään muutamasta millimetristä ja leveydeltään muutamasta kymmenestä mikronista (kuidut) alaspäin hiukkas-halkaisijaan noin 1 mikroni tai sen alle (täyteaine). Suspension konsentraatio voi 15 vaihdella laajoissa rajoissa, muutamista milligrammoista litrassa kymmeniin grammoihin litrassa. Suspendoituneen materiaalin pitoisuuden mittaaminen on tärkeätä, mutta lisäksi monissa tapauksissa on myös tärkeätä ilmaista milloin suspendoituneen materiaalin kokojakautuma muuttuu sekä tämän muutoksen laajuus. Tässä mielessä eräänä soveltamisalana on hiutaloittamiskemikaalien vaikutuksen ilmaiseminen.The amount of material to be suspended in the various types of aqueous suspension is an important measurement parameter, not least for environmental maintenance and protection. Suspended material herein generally refers to materials such as those which can be mechanically separated by filtration and centrifugation. Particularly in the forest-10 industry, suspended material may consist of many different components such as fibers, fibrous parts and various fillers and coatings. These components can vary widely in size, from a few millimeters in width and from a few tens of microns wide (fibers) down to a particle diameter of about 1 micron or less (filler). The concentration of the suspension can vary within wide limits, from a few milligrams per liter to tens of grams per liter. Measuring the concentration of suspended material is important, but in many cases it is also important to indicate when the size distribution of the suspended material changes and the extent of this change. In this sense, one area of application is the detection of flocculation chemicals.

20 Enemmistö nykyisin markkinoilla olevista instrumenteista suspendoituneiden materiaalien jatkuvaa mittausta varten perustuu optisiin mittausperiaatteisiin, esim. valon absorptioon, valon siroamiseen ja polaroidun valon vaikutukseen. Yleisin menetelmä käsittää suspension sameuden mittaamisen, jolloin valon vaimenemista tai si-roamista käytetään suspendoituneen materiaalin pitoisuuden mittana. Valon siroa-25 misen määrä ei kuitenkaan riipu pelkästään suspendoituneen materiaalin konsent-raatiosta, vaan myös hiukkasten koosta, muodosta, pintarakenteesta ja kyseessä olevan materiaalin taitekertoimesta.Most of the instruments currently on the market for continuous measurement of suspended materials are based on optical measurement principles, such as light absorption, light scattering, and polarized light effects. The most common method involves measuring the turbidity of the suspension, using light attenuation or screening as a measure of the concentration of the suspended material. However, the amount of light scattering depends not only on the concentration of the suspended material, but also on the particle size, shape, surface structure and refractive index of the material in question.

Siten sellaiset suspensiot, joissa hiukkaskoon jakautuma vaihtelee merkittävästi, voivat antaa harhaanjohtavaa tietoa suspension konsentraatiosta. Tätä havainnollis-30 tetaan kuviossa 22, joka esittää tuloksia sameuden mittauksista, joissa mitattiin suspension läpäisseen valon vaimenemista. Tulos (mittauslaitteen lähtösignaali) esitetään selluloosäkuitujen (suurten hiukkasten) ja saven (pienten hiukkasten) konsent-: raation funktiona. Kuten nähdään, sellainen instrumentti on samalla konsentraatiolla paljon herkempi savelle kuin kuiduille.Thus, suspensions with significant particle size distribution can give misleading information about suspension concentration. This is illustrated in Figure 22, which shows the results of turbidity measurements of the attenuation of light transmitted through the suspension. The result (output signal of the measuring device) is plotted against the concentration of cellulosic fibers (large particles) and clay (small particles). As can be seen, such an instrument at the same concentration is much more sensitive to clay than to fibers.

2 106890 US-4 110 044 kuvaa optista menetelmää, joka periaatteessa mahdollistaa suspendoi-tuneen materiaalin konsentraation määrittämisen hiukkaskoosta riippumatta. Mittausperiaate perustuu läpäisseen valon keskiarvon rekisteröimiseen, ja sen lisäksi myös valon voimakkuuden vaihtelujen mittaamiseen, sellaisen signaalin muodossa, 5 joka sisältää saadun mittaussignaalin vaihtojännitekomponentin todellisen tehollisen arvon neliön. Tämä arvo käyttäytyy hiukkaskoon funktiona käänteisen peilikuvan tapaisesti verrattuna signaaliin, joka perustuu mittaussignaalin tasajännitekompo-nenttiin. Vastaavasti näiden kahden signaalin summa tuottaa mitan suspensiossa olevan materiaalin määrästä hiukkaskoosta riippumatta.US 2,106,890, U.S. Pat. No. 4,110,044, discloses an optical method which, in principle, permits the concentration of suspended material to be determined regardless of particle size. The measurement principle is based on recording the average transmitted light, as well as measuring the variations in the intensity of light, in the form of a signal containing the square of the actual effective value of the ac voltage component of the resulting measurement signal. This value behaves as a function of particle size, similar to an inverse mirror image, compared to a signal based on the DC component of a measurement signal. Similarly, the sum of the two signals produces a measure of the amount of material in the suspension, regardless of the particle size.

10 Lisäksi on mahdollista saada suhteellinen mitta suspendoituneen materiaalin hiukkaskoon jakautumasta muodostamalla näiden kahden signaalin osamäärä.Furthermore, it is possible to obtain a relative measure of the particle size distribution of the suspended material by generating a quotient of the two signals.

Tätä menetelmää sanotaan TP-menetelmäksi ja se on varsin tehokas, erityisesti pienten konsentraatioiden tapauksessa, jolloin voidaan saada hyvä linearisointi sekä tasajännitesignaalille että tehollisen arvon neliölle.This method is called the TP method and is quite efficient, especially at low concentrations, whereby good linearization can be obtained for both the DC signal and the square of the effective value.

15 Kuitenkin sellaisten suspensioiden tapauksessa, joiden hiukkaskoon jakautumassa hiukkaset ovat ensisijaisesti suuria hiukkasia, suuret hiukkaset vaikuttavat tehollisen arvon neliön muodostamaan signaaliin voimakkaammin kuin pienet hiukkaset. Toisena puutteena, joka käytännössä usein on vakava, on se että TP-menetelmän kalibroiminen on suhteellisen hankalaa.However, in the case of suspensions whose particle size distribution is primarily large particles, large particles affect the square of the effective value more strongly than small particles. Another disadvantage, which is often serious in practice, is that calibration of the TP method is relatively difficult.

20 US-julkaisussa 3 879 129 selitetään toista menetelmää, joka ilmaisee mittaussignaalin tasajännitekomponentin sekä mittaussignaalin vaihtojännitekomponentin tehollisen arvon. Tällä on samat puutteet kuin TP-menetelmällä.20, U.S. Patent 3,879,129 discloses another method for detecting the DC value of a measuring signal and the effective value of the ac voltage component of a measuring signal. This has the same drawbacks as the TP method.

44

Jotta TP-menetelmä ja samantapaiset mittaussignaalin tehollisen arvon mittaamiseen perustuvat menetelmät voisivat tuottaa hyvän tarkkuuden hiukkaspitoisuuden osalta 25 sekä hyvän erottelutarkkuuden hiukkaskoon osalta, mitatun tilavuuden on välttämättä (riippuen hiukkaspitoisuudesta ja hiukkaskoosta) oltava vähäinen ja valonsäteen kapea. Jotta oleellisesti jokainen hiukkanen tuottaisi signaalin vaihtojännitekompo-nentissa merkitsevän osoituksen, valaisevan valonsäteen tulisi olla kapea ja mieluummin kollimoitu tai fokusoitu, ja heijastunut valo tulisi ilmaista kapealla kul- 30 ma-alueella. Vaihtojännitteen vaihtelut tasoittuvat, kun valonsäteellä on leveä reitti. Usein halutaan mitata suspendoituneen materiaalin pitoisuuksia suspensioissa, joissa suspendoituneen materiaalin osuus on suhteellisen suuri. Jotta suspension läpi kulkenut valo ylipäätään voitaisiin ilmaista, valonlähteen on sijaittava suhteellisen lä-’ hellä valonilmaisinta. Tämän johdosta mittauslaite tavallisesti sijoitetaan mittaus- 3 106890 kennon kavennettuun tai kaulamaiseen osaan. Tämä mittauskennon kavennettu alue tukkeutuu herkästi suurista hiukkasista, suspendoituneista mateiiaalikokkareista ja vastaavista. Tämän johdosta nämä mittauskennojen kavennetut alueet on varustettu paluuhuuhtelulaitteilla ja vastaavilla, joiden avulla mainittu alue tarvittaessa voidaan 5 puhdistaa.In order for the TP method and similar methods based on measuring the effective value of the measurement signal to produce good particle concentration accuracy and good resolution for particle size, the volume measured must necessarily (depending on the particle concentration and particle size) be small and the light beam narrow. In order for substantially each particle to produce a significant indication in the ac voltage component of the signal, the illuminating light beam should be narrow and preferably collimated or focused, and the reflected light should be detected within a narrow angular range. Fluctuations in AC voltage level off when the light beam has a wide path. It is often desirable to measure the concentrations of suspended material in suspensions with a relatively high proportion of suspended material. In order for the light passing through the suspension to be detected at all, the light source must be relatively close to the light detector. As a result, the measuring device is usually located in the tapered or neck-like portion of the measuring cell. This narrowed area of the measuring cell is easily clogged by large particles, suspended material clumps and the like. As a result, these narrowed areas of the measuring cells are provided with back flushing devices and the like, whereby said area can be cleaned if necessary.

Erästä tämän lajisen jäijestelyn esimerkkiä selitetään artikkelissa W. Ditter ym: LASER OPTICAL METHOD FOR DYNAMIC FLOCCULATION TESTING IN FLOWING DISPERSIONS, BASF Aktiengesellschaft, kirjasta The Effect of Polymers on Dispersion Properties, Academic Press, Lontoo 1982, sivut 353-342. Sus-10 pensio johdetaan kavennetun eli kaulalla varustetun mittauskennon läpi, joka on varustettu mittapääjärjestelyllä. Laservalo fokusoidaan mittauskennoon ja mittauskennosta lähtevä valo johdetaan fotoilmaisimeen. Toista esimerkkiä samantapaisesta jäljestetystä, jossa on lyhyt kavennettu eli kaulalla varustettu osa, selitetään US-julkaisussa 3 879 159, kuvio 2B. Tämä järjestely sisältää myös tunnetun mittapään, 15 jossa on virtaavaan suspensioon upotettavaksi tarkoitettu avoin kanava. Tämä mittapää, joka perustuu US-julkaisussa 4 040 743 selitettyihin kuituoptisiin menetelmiin, käsittää hyvin syvän mittausraon eli nielun. Raon pohjalle on sijoitettu optiikka, joka toimii lähettäen valoa raon läpi virtaavaan suspensioon ja vastaanottaen suspensiosta lähtevää valoa. Koska rako on hyvin syvä, se periaatteessa toimii kavennet-20 tuna eli kaulalla varustettuna mittauskennona ja sen takia siinä myös syntyy edellä mainittu tukkeutumi songelma.An example of this type of rigidity is described in W. Ditter et al., LASER OPTICAL METHOD FOR DYNAMIC FLOCCULATION TESTING IN FLOWING DISPERSIONS, BASF Aktiengesellschaft, The Effect of Polymers on Dispersion Properties, Academic Press, London 1982, pp. 353-342. The Sus-10 pillar is passed through a tapered measuring neck with a probe assembly. The laser light is focused on the measuring cell and the light emitted from the measuring cell is directed to the photo detector. Another example of a similar sequencer having a short tapered or necked part is described in U.S. Pat. No. 3,879,159, Fig. 2B. This arrangement also includes a known probe having an open channel for immersing in a flowing suspension. This probe, based on the fiber-optic methods described in US 4,040,743, comprises a very deep measuring slot, or throat. An optic is located at the bottom of the slot, which acts by sending light to the suspension flowing through the slot and receiving light from the suspension. Because the slot is very deep, it basically acts as a tapered measuring cell with a neck and therefore also produces the aforementioned clogging problem.

Julkaisussa WO-86/02162 esitetyssä konsentraation mittapäässä on myös hyvin syvä mittausrako. Siihen on järjestetty optiikka, joka tuottaa leveän mittaussäteen pape- · • rimassan läpi.The concentration probe disclosed in WO-86/02162 also has a very deep measuring gap. It is equipped with an optic, which produces a wide measuring beam • through the paper pulp.

25 Vielä eräs toinen mittapää on esitetty julkaisussa US-A-3 892 485. Siinä esitetään mittauskanava, jossa koko suspensio virtaa optisen mittausjärjestelyn ohi. Kanavan yläosa on reunastaan käännetty sisäänpäin virtaavan nesteen pitämiseksi kanavassa. Tämä laite on tehty mittausten suorittamiseksi öljyllä, joka on varsin puhdas neste.Another probe is disclosed in US-A-3,892,485. It discloses a measuring channel in which the entire suspension flows past an optical measuring arrangement. The top of the duct is turned at its edge to hold the fluid flowing in the duct. This device is made to measure with oil, which is a fairly pure liquid.

Esillä olevan keksinnön päätarkoituksena on esittää erityisen edullinen menetelmä 30 mittapään tuottaman virtaavaa suspensiota koskevan mittaustiedon käsittelemiseksi.The main object of the present invention is to provide a particularly advantageous method for processing measurement data of a fluid suspension produced by a probe.

Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tavoitteena on aikaansaada mittapää, jossa mitattavaan suspensioon suspendoituneiden hiukkasten usein aiheuttama moninkertainen sirontavaikutus suuressa määrin vältetään.It is another object of the present invention to provide a probe in which the multiple scattering effect often caused by particles frequently suspended in the suspension to be measured is largely avoided.

4 1068904, 106890

Keksinnön eräänä toisena tavoitteena on vielä aikaansaada mittapää, joka valaisee virtaavaa suspensiota kapealla valonsäteellä ja ilmaisee suspension läpäisemän tai siroaman valon kapealla kulma-alueella. Valonsäde voi olla kollimoitu tai fokusoitu.It is another object of the invention to provide a probe that illuminates a flowing suspension with a narrow beam of light and detects light transmitted or scattered by the suspension within a narrow angle range. The light beam may be collimated or focused.

Esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada mittapää, joka toimii 5 mitaten virtaavaa suspensiota, jossa kiintoaineista johtuvien tukkeutumisten vaara on minimoitu.It is an object of the present invention to provide a probe that functions to measure a flowable suspension in which the risk of solids clogging is minimized.

Keksinnön päätarkoitus saavutetaan keksinnöllisellä menetelmällä virtaavan suspension tilan rekisteröimiseksi, jolla on patenttivaatimuksessa 1 esitetyt tunnusomaiset piirteet. Keksinnön muita ominaisia piirteitä ja sen edelleenkehitelmiä sekä laitteisto 10 virtaavan suspension tilan rekisteröimiseksi on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.The main object of the invention is achieved by an inventive method for registering the state of a flowing suspension having the features set forth in claim 1. Other features of the invention and its further developments, as well as apparatus 10 for recording the state of a flowing suspension, are set forth in other claims.

Mittasäteen leveys on sovitettu siten, että se on yhtä suuri tai pienempi kuin mitattavana olevassa suspensiossa olevien suurempien hiukkasten väliset tilat. Kun mittaus suoritetaan ja tarkoituksena on määrittää suspendoituneen materiaalin hienojakeen ja karkeajakeen keskinäinen jakautuma, säteen leveys sovitetaan karkea- ja hienoja-15 keen väliselle halutulle rajaviivalle. Mittausraon leveys sovitetaan siten, että suspensiossa olevien hiukkasten moninkertaisen sironnan vaikutus on mahdollisimman pieni. Tämän johdosta mittausraon leveys on pieni kun suspendoituneen materiaalin konsentraatio on suuri, ja suuri kun suspendoituneen materiaalin konsentraatio on pieni. Raon leveys on luonnollisesti suurempi kuin mitattavassa suspensiossa odo-20 tettavissa olevat suurimmat hiukkaset.The width of the measuring beam is adjusted to be equal to or less than the spaces between the larger particles in the suspension being measured. When the measurement is made and the purpose is to determine the distribution of the fine and coarse fraction of the suspended material, the beam width is adjusted to the desired boundary line between the coarse and fine particles. The width of the measuring gap is adjusted so that the effect of multiple scattering of the particles in the suspension is minimized. As a result, the width of the measuring slot is small when the concentration of suspended material is high and large when the concentration of suspended material is low. The gap width is naturally larger than the largest particles that can be expected in the suspension to be measured.

Mittauslaitteen rakenne voi vaihdella suuresti, esimerkiksi mittailmaisimen rungon osalta, joka on tarkoitettu upotettavaksi kanavaan tai virtausreittiin taikka asetettavaksi putken seinämiin, jonka läpi väliaineen on tarkoitus virrata, jne. Mittauslaite voidaan myös varustaa usealla optisella mittauskanavalla, esim. kanavilla, jotka toi-25 mivat polaroidulla ja polaroimattomalla valolla, keskenään erilaisten aallonpituuksien valolla, eri halkaisijalla olevilla säteillä, jne. Tässä mielessä voidaan saada sopivaa tietoa kulloisenkin mittauskohdan osalta ilmaisimen signaalista sopivien sig-naalikäsittely- ja korrelaatiomittausmenetelmien avulla. Yhdellä tai useammalla optisella mittauskanavalla varustetut mittauslaitteet voidaan myös varustaa mittailmai-30 similla, jotka toimivat mitaten siroavaa valoa ja jotka voivat tuottaa enemmän tietoa suspension koostumuksesta. Samanaikaista läpäisseen ja sironneen valon mittausta voidaan myös käyttää kompensoimaan absorptiovaikutuksia suspensiossa tai optisten pintojen pinnoitteissa tai parantamaan suspension koostumuksen tunnistamista. Referenssi-ilmaisinta voidaan käyttää kompensoimaan valonlähteen voimakkuuden 35 vaihteluja. Optisia lasikuituja voidaan käyttää suojalla mitattavaa suspensiota vas- 5 106890 taan tai ilman sitä, riippuen tarkoituksesta ja mittauskohdasta. Kuidun päät voidaan myös varustaa polarointisuodattimilla, lmssi/indeksilinssillä, ja suojata kvartsi-ikkunalla tai safiiri-ikkunalla jne, poikkeamatta keksinnöllisen mittauslaitteen mittaus-kanavan ja mittausraon rakenteen perusajatuksesta. Kun käytetty mittailmaisimen 5 runko on tarkoitettu upotettavaksi virtaavaan väliaineeseen, runko suunnitellaan edullisesti sellaisella tavalla, että taataan hyvät virtausolosuhteet rungon ympärillä, ainakin mittausraon eli nielun lähellä, niin että suspensio todella kulkee raon läpi, ja niin että rako on oleellisesti itsepuhdistuva. Mittausraon ympärillä oleva alue varustetaan sen vuoksi silein pinnoin ja pyöristetyin reunoin.The structure of the measuring device can vary greatly, for example with the body of a measuring detector intended to be immersed in a duct or flow path, or to be inserted into the pipe walls through which the medium is to flow, etc. The measuring device may also be provided with a plurality of optical measuring channels. and non-polarized light, light of different wavelengths, rays of different diameters, etc. In this sense, suitable information about the detector signal can be obtained by appropriate signal processing and correlation measurement methods. Measuring devices with one or more optical measuring channels may also be provided with measuring detectors which function to measure scattered light and which can provide more information about the composition of the suspension. Simultaneous measurement of transmitted and scattered light can also be used to compensate for absorption effects in suspension or optical surface coatings, or to improve the identification of suspension composition. The reference detector can be used to compensate for variations in the intensity of the light source 35. Optical glass fibers may be used with or without a suspension to be measured, depending on the purpose and the site of measurement. The ends of the fiber may also be provided with polarizing filters, an lms / index lens, and protected by a quartz window or sapphire window, etc., without departing from the basic design of the measuring channel and measuring slot of the inventive measuring device. When the used measuring detector body 5 is intended to be submerged in a flowing medium, the body is preferably designed in such a way as to provide good flow conditions around the body, at least near the measuring slot or throat, such that the suspension actually passes through the slot. The area around the measuring gap is therefore provided with smooth surfaces and rounded edges.

10 Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää edestä katsottuna mittapäätä, joka soveltuu keksinnön mukaisen menetelmän kanssa käytettäväksi; kuvio 2 on kuviossa 1 esitetty laite altapäin; kuvio 3 on mittapään toisen suoritusmuodon pitkittäisleikkaus pitkin kuvion 4 15 viivaa III-III; kuvio 4 on kuviossa 3 esitetty suoritusmuoto alta; kuvio 5 on kuviossa 3 esitetyn suoritusmuodon vaihtoehtoinen näkymä alta; kuvio 6 on leikkaus mittapään ensimmäisestä suoritusmuodosta, jossa on mekaa ninen puhdistus; 20 kuvio 7 on leikkaus mittapään toisesta suoritusmuodosta, jossa on mekaaninen puhdistus; kuvio 8 on näkymä kuvion 7 mittauskanavan puolelta päältäpäin; kuvio 9 havainnollistaa mittapään erästä toista suoritusmuotoa; kuvio 10 havainnollistaa mittapään neljättä suoritusmuotoa; 25 kuvio 11 on kaavio, joka havainnollistaa keksinnön mukaisen mittauslaitteen erään sovellusmuodon mukaista ilmaisimen lähtösignaalia ja esittää joukon parametrejä; kuvio 12 on keksinnön mukaisen signaalinkäsittelylaitteen erään suoritusmuodon lohkokaavio; 30 kuvio 13 on käyräjoukon diagrammi, joka on saatu keksintöä testattaessa; kuvio 14 on käyrästö, joka käsittää joukon käyriä, jotka on saatu suoritettaessa kokeita keksinnöllä lisäämällä peräkkäin suspendoituneiden materiaalien konsentraatioita; ja kuvio 15 havainnollistaa erilaisia hiukkaskokoja sisältävän suspendoituneen mate-35 riaalin konsentraation tuloksia mittauksista, jotka tehtiin tunnetulla kon- : sentraatiomittarilla.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a front view of a probe suitable for use with the method of the invention; Figure 2 is a bottom view of the device shown in Figure 1; Figure 3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III of Figure 4 in another embodiment of the probe; Figure 4 is the embodiment shown in Figure 3 below; Figure 5 is an alternative view from below of the embodiment shown in Figure 3; Fig. 6 is a sectional view of a first embodiment of a probe having mechanical cleaning; Figure 7 is a sectional view of a second embodiment of the probe having mechanical cleaning; Figure 8 is a top view of the measuring channel side of Figure 7; Figure 9 illustrates another embodiment of the probe; Figure 10 illustrates a fourth embodiment of the probe; Fig. 11 is a diagram illustrating a detector output signal according to an embodiment of a measuring device according to the invention and showing a plurality of parameters; Fig. 12 is a block diagram of an embodiment of a signal processing device according to the invention; Fig. 13 is a graph of a set of curves obtained when testing the invention; Fig. 14 is a graph showing a plurality of curves obtained by performing experiments with the invention by increasing successively the concentrations of suspended materials; and Fig. 15 illustrates the results of concentration of suspended material containing various particle sizes from measurements made with a known concentration meter.

6 1068906 106890

Keksintöä esitellään kuvioissa 11-14 ja keksinnön yksityiskohtainen kuvaus annetaan mainittuja kuvia koskevassa selityksen osassa. Muut kuviot 1-17 esittävät keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäviksi sopivia mittapäitä.The invention is illustrated in Figures 11-14 and a detailed description of the invention is given in the description of the said figures. Other Figures 1-17 show probes suitable for use in the method of the invention.

Mittauslaitteessa eli mittarissa, joka on esitetty kuvioissa 1 ja 2, on mittailmaisimen 5 runko nelisivuisen levyn 1 muodossa, jolla on viistetyt reunat. Levy 1 muodostaa sondin, joka on tarkoitettu upotettavaksi suspensiovirtaukseen, jolloin levyn 1 leveä puoli on virtaussuuntaa kohti. Levyn pohjapintaan on järjestetty ura 2, joka toimii mittauskanavana. Levyn 1 toisella leveällä puolella kaksi pyöristettyä ja suhteellisen syvää uraa, jotka toisesta päästään yhtyvät mittauskanavaan sen kulloisellakin puo-10 lella ja jotka ulottuvat samansuuntaisesti levyn alapinnan kanssa juuri mainitussa yhtymäkohdassa. Kumpaankin uraan on upotettu kuituoptinen valojohdin 3, 4. Johtimen 3 sisäpää on kytketty valonlähteeseen 5, kuten valodiodiin tai pieneen laseriin, joka myös on upotettu levyyn. Johtimen 4 sisäpää on kytketty valonilmaisi-meen 6, joka on sovitettu valonlähteen lähettämään valoon ja myös upotettu levyyn 15 1. Sähköjohtimet eli kaapelit, jotka johtavat valonlähteeseen 5 ja jotka ulottuvat va- lonilmaisimesta 6, on myös upotettu levyyn ja ulottuvat putkeen 7 ja sen läpi, joka on kierretty levyn yläosaan. Koska kuituoptiset valojohtimet on vedettävä loivassa kaaressa, jotta ei vaikutettaisi niiden suorituskykyyn, johtunet 3 ja 4 sisältäville kanaville annetaan loivan kaaren muoto.The measuring device, i.e. the meter shown in Figures 1 and 2, has a body of a measuring detector 5 in the form of a four-sided plate 1 with bevelled edges. The plate 1 forms a probe to be immersed in the suspension flow, with the wide side of the plate 1 facing the flow direction. A groove 2 is provided on the bottom surface of the plate, which serves as a measuring channel. On the other wide side of the plate 1 are two rounded and relatively deep grooves which at one end are joined to the measuring channel on its respective side and extend parallel to the underside of the plate at the said junction. A fiber optic light guide 3, 4 is embedded in each groove. The inner end of the conductor 3 is connected to a light source 5, such as a light emitting diode or a small laser, which is also embedded in a plate. The inner end of the conductor 4 is connected to a light detector 6 which is adapted to the light emitted by the light source and also embedded in the plate 15 1. The electrical wires or cables leading to the light source 5 and extending from the light detector 6 are also embedded in the plate , which is twisted at the top of the disc. Because the fiber optic light conductors have to be drawn in a gentle arc, in order not to affect their performance, the channels containing 3 and 4 are given a gentle arc shape.

20 Sekä valonlähde 5 että valonilmaisin 6 ovat lämpöherkkiä komponentteja. Tämän johdosta levyyn 1 on upotettu lämpötila-anturi 8, ja sähkökaapeli tai anturista 8 ulottuva kuitunippu johdetaan myös putken 7 läpi ja kytketään signaalinkäsittely-piiriin (ei esitetty kuviossa) lämpötilan kompensointia varten laskettaessa mittaustu-·*- losta valonilmaisimesta 6 saapuvan signaalin avulla alempana yksityiskohtaisemmin 25 selitetyllä tavalla. Levyn 1 pinnat ovat edullisesti sileitä sekä hylkiviä, jotta mahdollisimman pitkälle vältettäisiin levyn ohi virtaavan materiaalin tarttuminen niihin. Materiaalin, josta levy tehdään, tulisi luonnollisesti olla inerttiä sen väliaineen suhteen johon materiaali on suspendoitu, sekä myös suspendoituneen materiaalin suhteen. Levy 1 tehdään edullisesti muovista tai vastaavasta materiaalista, vaikka se 30 voidaan myös tehdä ruostumattomasta teräksestä.Both the light source 5 and the light detector 6 are heat-sensitive components. As a result, a temperature sensor 8 is embedded in the plate 1, and an electric cable or fiber bundle extending from the sensor 8 is also passed through a tube 7 and coupled to a signal processing circuit (not shown) for temperature compensation by calculating the measurement result from the light detector 6. 25 as described. Preferably, the surfaces of the sheet 1 are smooth and repellent to avoid as much as possible adhering material flowing through the sheet. Of course, the material from which the sheet is made should be inert with respect to the medium in which the material is suspended and also with respect to the suspended material. The plate 1 is preferably made of plastic or the like, although it may also be made of stainless steel.

Mittapään oleelliset ominaisuudet ovat mittauskanavan rakenteessa ja sen yhteydessä käytetyssä optiikassa. Sivuseinämien välisen mittausraon leveys riippuu mitattavasta väliaineesta. Jos esimerkiksi mittaukset on tehtävä paperinvalmistusteolli-suudesta tulevan jäteveden kuitususpensiolle, voi noin 3 mm:n leveys olla sopiva. 35 Raon reunat ovat edullisesti matalat ja kuituoptiset valojohtimet sijoitetaan valmistusteknisistä syistä mahdollisimman lähelle raon ulkoreunaa. Kuituoptisia valojoh- f 106890 timia paikallaan pitävän levyn alapuoli on edullisesti viistetty mittauskanavan 2 alueella, kun taas optisten kuitujen päät edullisesti katkaistaan kohtisuoraan etenemis-suuntaan nähden ja katkaistu pää kiillotetaan. Keksintö on ensisijassa ajateltu suoraan suspension läpi kulkevan valon ilmaisemiseen, ja siten kuituoptiset valojohti-5 met sijoitetaan kulloisetkin päät vastakkain. Voidaan kuitenkin myös ilmaista valoa, joka siroaa määrätyn kulman puitteissa, kuten myöhemmin käy ilmi kuvioon 16 viittaavassa selityksessä. Kuten edellä mainittiin, niin optiikka, ts. esitetyn suoritusmuodon kuituoptisten valojohtimien päät 3, 4, on sijoitettava lähelle mittausraon ulkoreunaa. Kuten kuviossa 2 esitetään, kanavan sisäänmeno ja ulostulo oVat myös 10 hieman pyöristettyjä virtaussuunnassa, samaten kuin kanavan ulkoreunan vähäinen osa, joka sijaitsee optiikan ulkopuolella. Kuituoptiikalla on edullisesti määrätty syvyys kanavan alapuolella, niin että virtaavan suspension ja kanavan pohjan välisen kitkan vaikutuksella ei ole havaittavaa vaikutusta suspensioon, joka virtaa kuituoptiikan ohi. Kanavan pohjalla olevia teräviä reunoja tulisi välttää. Kaikki nämä toi-15 menpiteet edistävät sellaisen mittapään muodostamista, jossa kanavan tukkeutumisriski on minimoitu.The essential properties of the probe are in the structure of the measuring channel and in the optics used in connection therewith. The width of the measurement gap between the side walls depends on the medium being measured. For example, if measurements are to be made on a fibrous suspension of wastewater from the papermaking industry, a width of about 3 mm may be appropriate. Preferably, the edges of the slot are shallow and, for manufacturing reasons, the fiber optic light conductors are positioned as close as possible to the outer edge of the slot. The underside of the plate holding the fiber optic light guide 106890 is preferably bevelled in the region of the measurement channel 2, while the ends of the optical fibers are preferably cut off perpendicular to the propagation direction and the cut end polished. The invention is primarily intended to detect light passing directly through the suspension, and thus the fiber-optic light conductors are placed at opposite ends. However, it is also possible to express light scattered within a defined angle, as will be apparent later in the description referring to Figure 16. As mentioned above, the optics, i.e. the ends 3, 4 of the fiber optic light conductors of the embodiment shown, must be positioned near the outer edge of the measuring slot. As shown in Fig. 2, the inlet and outlet of the channel are also 10 slightly rounded in the flow direction, as well as a small portion of the outer edge of the channel located outside the optic. Preferably, the fiber optic has a predetermined depth below the channel so that the effect of the friction between the flowing suspension and the bottom of the channel has no appreciable effect on the suspension flowing past the fiber optic. Sharp edges on the bottom of the duct should be avoided. All these measures contribute to the formation of a probe where the risk of channel clogging is minimized.

Edullisesti mittauslaitteen sille osalle, joka sijaitsee väliaineessa tai suspensiossa, ainakin mittauskanavan läheisyydessä, on annettu jonkin verran virtaviivainen muoto jotta vältetään muodon muuttumisen riski mittausraon läpi viilaavassa suspensiossa, 20 suspension varsinaiseen eli todelliseen koostumukseen verrattuna. Kuvioissa 3 ja 4 mittausrungolla on pyörähdyssymmetrinen muoto. Kuvio 3 on leikkaus pitkin kuvion 4 viivaa III-III, ja kuvio 4 on näkymä kuvion 3 alapuolelta nähtynä. Nämä kuviot havainnollistavat myös suoritusmuotoa, jossa kuituoptiset valojohtimet 10 ja 11 on johdettu kokonaan rungon 9 läpi ja putken 12 läpi, joka on kierretty rungon 9 ylä-25 päähän, vaikka tietenkin on ajateltavissa että runkoon yhdistetään valonlähde, va-lonilmaisin ja lämpötilailmaisin. Runko 9 on mieluummin päärynän muotoinen, niin että kuituoptiset valojohtimet 10 ja 11 voidaan johtaa loivina kaarina mittauskanavasta 13 putkeen 12 ja sen läpi. Kuvio 4 havainnollistaa kanavan 13 sopivaa suoritusmuotoa, jossa on leveät virtauksen tulo- ja lähtöosat ja kavennettu eli kaulan ta-30 painen mittausraon osa täsmälleen kuituoptisten valojohtimien 10 ja 11 kanavaan päättyvien aukkojen alueella.Preferably, the portion of the measuring device located in the medium or suspension, at least in the vicinity of the measuring channel, is given a somewhat streamlined shape to avoid the risk of deformation of the suspension through the measuring slot relative to the actual or actual composition of the suspension. In Figures 3 and 4, the measuring body has a rotationally symmetrical shape. Figure 3 is a section along line III-III of Figure 4, and Figure 4 is a view from below of Figure 3. These figures also illustrate an embodiment in which the fiber optic optical wires 10 and 11 are guided entirely through the body 9 and through the tube 12 which is wound to the upper 25 end of the body 9, although it is of course conceivable to integrate the light source, light detector and temperature detector. The body 9 is preferably pear-shaped so that the fiber-optic optical wires 10 and 11 can be guided as gently curves from the measurement channel 13 to and through the tube 12. Figure 4 illustrates a suitable embodiment of the channel 13 having wide flow inlet and outlet portions and a narrowed or neck-like portion of the measuring slot in the region of the openings terminating in the channel of the fiber optic optical wires 10 and 11.

Runko 9 valmistetaan edullisesti kahtena osana, jotka liimataan yhteen pitkin rajapintaa 14. Mainituista osista toiseen, kuviossa 4 alempaan osaan on valettu tai jyrsitty urat tilan muodostamiseksi kuituoptisia valojohtimia 10, 11 varten.The body 9 is preferably made in two parts which are glued together along the interface 14. One of said parts, the lower part of Figure 4, has molded or milled grooves to form a space for the fiber optic optical wires 10, 11.

* 8 106890* 8 106890

Kuvion 5 rungolla 9 on pitkänomainen muoto virtaussuunnassa. Kuituoptisten valo-johtimien välistä otettu leikkaus on tässä tapauksessa sama kuin kuviossa 3. Vielä virtaviivaisempi muoto on ajateltavissa.The body 9 of Figure 5 has an elongated shape in the downstream direction. The intersection between the fiber optic light conductors in this case is the same as in Figure 3. A more streamlined shape is conceivable.

Kuvion 3 suoritusmuodossa valonlähde 15 kuituoptista valojohdinta 10 ja valonil-5 maisin 16 kuituoptista valojohdinta 11 varten on sijoitettu osaan, joka sijaitsee putken 12 päässä suspension väliaineen ulkopuolella. Jos tämä paikka on stabiili lämpötilan suhteen, lämpötila-anturia ei tarvitse jäljestää lämpötilan kompensointia varten. Valonlähdettä 15 syötetään jännitelähteestä 17. Ilmaisimen 16 sähköinen lähtösignaali syötetään arvointi- ja laskentayksikölle 18. Sopivia laskutoimituksia 10 selitetään jäljempänä kuvioiden 11-15 selostuksen yhteydessä.In the embodiment of Figure 3, the light source 15 for the fiber optic light guide 10 and the light emitter 5 maize 16 for the fiber optic light guide 11 is disposed in a portion located at the end of the tube 12 outside the suspension medium. If this location is temperature stable, then the temperature sensor need not be tracked for temperature compensation. The light source 15 is supplied from a voltage source 17. An electrical output signal of the detector 16 is supplied to the estimation and calculation unit 18. Suitable calculations 10 will be explained below in connection with the description of Figures 11-15.

Laskutoimitusten tulokset johdetaan esitysyksikölle 19, joka voi olla näyttöruudun tai käyräpiirturin muodossa jatkuvaa käyttöä varten. Laite on pääasiassa tarkoitettu taijoamaan nopeasti tietoa, joka koskee suspension pyrkimystä tai taipumuksia muutoksiin, jotta valvova henkilöstö välittömästi voi huomata jotakin tapahtuvan ja 15 muuttaa valvottavan väliaineen suspension pitoisuutta ja tarkkailla korjaustoimenpiteiden vaikutuksia.The results of the calculations are passed to the presentation unit 19, which may be in the form of a display screen or a graph for continuous use. The device is primarily intended to provide quick information about the suspension's tendency or tendency to change so that control personnel can immediately detect something happening and change the concentration of the medium being monitored and monitor the effects of the remedies.

Edellä mainitut mittausyksiköt voivat olla tarkoitettuja upotettaviksi virtaavaan suspensioon, esim. suspensioon, joka virtaa avoimessa kanavassa tai virtausreitillä.The aforementioned measurement units may be intended to be immersed in a flowing suspension, e.g., a suspension flowing in an open channel or flow path.

Kuvio 6 esittää muunnelman kuviossa 3 esitetystä mittapäästä, joka sisältää pään 20 mekaanisen puhdistuksen. Kuituvalojohtimet 22 ja 23, jotka kuviossa on esitetty pelkästään eheinä viivoina ja vedetty mittauskanavaan 21 saakka, sijaitsevat suhteellisen lähellä mittausrungon 20 kehää.Figure 6 shows a modification of the probe shown in Figure 3 which includes mechanical cleaning of the head 20. The fiber-optic light conductors 22 and 23, shown in the figure merely as solid lines and drawn up to the measurement channel 21, are located relatively close to the periphery of the measurement body 20.

Puhdistusjärjestely on sijoitettu rungossa 20 olevaan keskiseen onkaloon tai onteloon. Ontelossa on ensimmäinen sylinterin muotoinen osa 24, jonka halkaisija vas-25 taa oleellisesti mittauskanavan 21 mittausrakoa, esim. leveys noin 3 mm, toinen sylinterin muotoinen osa 25 jonkin verran suuremmalla halkaisijalla, esim. 5 mm, kuin ensimmäinen sylinterin muotoinen osa, ja kolmas sylinterin muotoinen osa 26, jolla on vielä suurempi halkaisija, esim. 12 mm. Sylinterin muotoisen harjan 27, jolla on oleellisesti sama muoto kuin hampaiden välien puhdistamiseen käytetyillä hammas-30 harjoilla, varsi 28 on upotettu kolmannessa sylinterin muotoisessa osassa 26 liikkuvaan mäntään, jolla on oleellisesti sama halkaisija kuin mainitulla osalla. Harja on kohti ensimmäisen sylinterin muotoisen osan 24 ulostuloa. Toinen sylinterin muotoinen osa 25 toimii harjan ohjaimena, jotta estetään harjaa taipumasta sen liik- 9 106890 kuessa ulospäin kohdassa 24 olevan aukon läpi. Harja voidaan myös saattaa pyörimään puhdistustoiminnan aikana.The cleaning arrangement is disposed in a central cavity or cavity in the body 20. The cavity has a first cylindrical part 24 having a diameter 25 substantially corresponding to the measurement gap of the measuring passage 21, e.g. a width of about 3 mm, a second cylindrical part 25 having a slightly larger diameter, e.g. 5 mm, and a third cylinder shaped part 26 having an even larger diameter, e.g. 12 mm. The shaft 28 of the cylindrical brush 27 having substantially the same shape as the tooth brushes used for cleaning the tooth spaces is embedded in a third cylindrical portion 26 with a movable piston having substantially the same diameter as said portion. The brush is toward the outlet of the first cylindrical portion 24. The second cylindrical portion 25 serves as a brush guide to prevent the brush from bending outwardly through the opening at 24. The brush may also be rotated during the cleaning operation.

Männän 24 sekä toisen ja kolmannen sylinterin muotoisen osan 25, 26 liitoskohtaan muodostuvan olakkeen väliin on sijoitettu kierrejousi 34. Männän 29 kehälle on 5 sovitettu renkaan muotoinen tiiviste 30. Mäntää voidaan käyttää joko pneumaattisesti tai hydraulisesti syöttämällä kaasua tai nestettä männän 24 mittausraosta 21 etäällä olevaan osaan mittausrungon 20 varteen järjestetyn suljetun kanavan 35 kautta. Rungon 20 kaulaan on kierretty nippeli 31 lähelle kolmatta sylinterin muotoista osaa 26. Nippeliin on sovitettu paineväliainejärjestelyyn 36 kytketty letku, joka har-10 jausta varten syöttää paineväliainetta männän 29 takapuolelle harjan 27 työntämiseksi ulos aukosta 24.A helical spring 34 is disposed between the piston 24 and the shoulder formed at the junction of the second and third cylindrical parts 25, 26 The ring 29 is provided with a ring-shaped seal 30 on the periphery of the piston 29. The piston can be operated pneumatically or hydraulically. through a closed passage 35 provided on the shaft of the measuring body 20. A nipple 31 is threaded around the neck of the body 20 near the third cylindrical portion 26. A nozzle coupled to a pressure medium arrangement 36 is provided on the nipple to supply pressure medium to the backside of the piston 29 to extend the brush 27 out of the opening 24.

Harjan 28 varsi ulottuu määrätyn matkan männän 24 ulkopuolelle. Nippeli 31 ja letku poistetaan kun haijaa 27 puhdistetaan tai kun se vaihdetaan yhdessä männän kanssa. Harjanvarren päähän tartutaan sopivalla työkalulla, esim. teräväkärkisillä 15 pihdeillä tai vastaavilla, ja harja ja mäntä vedetään ulos siten muodostuvasta ontelosta.The shaft of the brush 28 extends beyond the piston 24 for a defined distance. The nipple 31 and hose are removed when the shark 27 is cleaned or replaced with the piston. The end of the brush arm is gripped by a suitable tool, for example, a pointed tip 15 or the like, and the brush and piston are pulled out of the cavity thus formed.

Mittapäällä toteutettava mittausprosessi suoritetaan virtaavalla suspensiolla. Mit-tausraon erityisestä muodosta huolimatta, jossa on hieman pyöristetyt reunat, siihen muodostuu peitettä ja vastaavasti mittausrako on puhdistettava, mieluummin me-20 kaanisesti. Taajuus, jolla rako on puhdistettava, riippuu suspension koostumuksesta. Paineväliainejärjestelyä 36, joka toimii paineväliaineen syöttämiseksi ja poistamiseksi männän 34 käyttämistä varten, ohjataan ohjauspiirillä 35, joka voi olla ohjel-maohjattu, aikaohjattu, käsin ohjattu tai ohjattu tämän tyyppisten ohjausten yhdistelmällä. Jousi 34 on riittävän voimakas, jotta se pystyisi siirtämään harjan taakseve-25 dettyyn asemaan, vaikka osa suspendoituneesta materiaalista on tarttunut harjan harjaksiin. Harjaksiin saattaa tarttua erittäin suuria suspendoituneita hiukkasia, niin että ne estävät harjan täydellisen vetämisen mittausrakoon, tai niin että kuituosa ul-konee mainitusta raosta. Tämä johtaa merkittävään osoitukseen mittaussignaalissa, jonka arviointi- ja laskentayksikkö (ei esitetty kuviossa 6) ilmaisee, ja tämä yksikkö 30 syöttää tällöin ohjaussignaalin ohjauspiirille 35, joka sen jälkeen saattaa paineväli-ainejärjestelyn 36 aloittamaan uuden harjausjakson. Ellei yksi tai useampi lisäharja-uskierros tuota haluttua tulosta, arviointi- ja laskentayksikkö voidaan suunnitella tuottamaan hälytyssignaali, joka osoittaa sen tosiasian, että harja on puhdistettava tai vaihdettava.The probing process is carried out with a flowable suspension. Despite the special shape of the measuring slot, which has slightly rounded edges, it forms a cover and accordingly the measuring slot needs to be cleaned, preferably me-20. The frequency at which the gap is to be cleaned depends on the composition of the suspension. The pressure medium arrangement 36, which operates to supply and remove the pressure medium for actuating the piston 34, is controlled by a control circuit 35 which may be program controlled, time controlled, manually controlled or a combination of these types of controls. The spring 34 is strong enough to move the brush into the retracted position even though some of the suspended material is adhered to the brush bristles. The bristles may adhere to very large suspended particles so as to prevent the brush from being completely drawn into the measuring slot, or so that the fiber portion is ul-machineed from said slot. This results in a significant indication of the measurement signal detected by the estimation and calculation unit (not shown in Figure 6), and this unit 30 then supplies the control signal to the control circuit 35, which then causes the pressure medium arrangement 36 to start a new brushing cycle. Unless one or more additional brush cycles produce the desired result, the evaluation and calculation unit may be designed to generate an alarm signal that indicates that the brush needs to be cleaned or replaced.

« 10 106890«10 106890

Kuviot 7 ja 8 esittävät mittausrunkoa 37, jota tällä hetkellä pidetään edullisena, koska tämä runko voidaan valmistaa ja sitä voidaan huoltaa yksinkertaisella tavalla. Tämän suoritusmuodon mittausrunko 37 on litteän levyn muodossa, jonka ääriviivat ovat epäsäännöllisen muotoiset. Mittausrungon 37 kuituoptiset valojohtimet 33 ja 40 5 on vedetty mittausrakoon 38, jolloin kuviossa nämä johtimet on esitetty kaaviollises-ti eheiden viivojen muodossa silloin, kun kuidut ovat samassa tasossa kuin esitetty leikkaus, ja katkoviivoin kun mainitut kuidut ovat eri tasossa. Kuitujohtimet on sijoitettu hieman pyöristetyihin kanaviin ja johdettu nippelin 41 läpi, joka on kierretty runkoon ja joka tukee letkun 32 toista päätä, josta johtimet on vedetty arviointi- ja 10 laskentayksikköön (ei esitetty kuviossa 7). Letku ulottuu putkeen 33, joka on kierretty rungon 37 yläosaan.Figures 7 and 8 show a measuring frame 37, which is currently considered advantageous because this frame can be manufactured and maintained in a simple manner. The measuring body 37 of this embodiment is in the form of a flat plate having an outline of irregular shape. The fiber optic optical wires 33 and 40 5 of the measuring body 37 are drawn into the measuring slot 38, whereby these wires are schematically shown in the form of solid lines when the fibers are in the same plane as the cut shown and dashed when said fibers are in a different plane. The fiber conductors are housed in slightly rounded channels and routed through a nipple 41 which is threaded to the body and supports the other end of the hose 32 from which the conductors are routed to the estimation and calculation unit (not shown in Figure 7). The hose extends into a tube 33 which is threaded to the top of the body 37.

Tässä tapauksessa mittausrako on sijoitettu pinnalle 43, joka on viistossa siihen pintaan nähden, jota pitkin syöttöjohdot on vedetty ohjaus-ja arviointipiireille. Kuvio 8 on näkymä pinnasta 43, joka sisältää mittausraon kanavan ja mittausraon 38 sekä 15 sisäänmenon kanavaan 42, joka on varustettu haijalla. Harjathan muodostavalla läpimenevällä kanavalla 42 on oleellisesti sama rakenne kuin kuviossa 6 esitetyllä kanavalla, mutta se on sijoitettu viistosti mainittuun kanavaan nähden, koska kuvion 8 suoritusmuodon kanava ulottuu kohtisuoraan viistoon pintaan 43 nähden. Tällä aikaansaadaan helposti luoksepäästävä aukko sivulla, joka on samansuuntainen kuin 20 pinta 43, ja jonka läpi harjajärjestelyä voidaan huoltaa viistoa pintaa vastapäätä. Tämä aukko on varustettu sisäisillä ruuvinkierteillä, ja se voidaan sulkea kierrettävällä kannella tai suojalla 44.In this case, the measurement gap is disposed on a surface 43 which is inclined with respect to the surface along which the supply lines are routed to the control and evaluation circuits. Fig. 8 is a view of a surface 43 including a measuring slot channel and a measuring slot 38, and an inlet 15 into a channel 42 provided with a shark. The brush pass-through passageway 42 has substantially the same structure as the passageway shown in Fig. 6, but is inclined obliquely with respect to said passageway because the passageway of the embodiment of Fig. 8 extends perpendicularly to the surface 43. This provides an easily accessible opening on a side parallel to the surface 43 and through which the brush arrangement can be maintained opposite the inclined surface. This opening is provided with internal screw threads and can be closed by a screw cap or cover 44.

Paineväliainekanava 45, joka valinnaisesti on runkoon muotoillun putken muodossa, on järjestetty kanavan 42 ja runkoon kierretyn nippelin 46 väliin, johon nippeliin on 25 kiinnitetty paineväliainejärjestelyyn (ei esitetty) ulottuva letku 47. Kuituoptinen valojohdin 40 ja kanava 42 sijaitsevat eri tasoissa rungossa 37.The pressure medium channel 45, optionally in the form of a tube shaped into the body, is disposed between the channel 42 and the nipple 46 threaded into the body, to which a hose 47 extending into the pressure medium arrangement (not shown) is attached.

Tämä mittapää sisältää toisen kanavan 48, joka ulottuu runkoon kierretyn nippelin 49 ja kanavan 42 välillä, lähelle mittausrakoa 38. Puhdistusainetta syötetään nippeliin 49 liitetyn letkun kautta välittömästi ennen harjaustoimenpidettä ja valinnaisesti 30 myös sen aikana mittausrakoon tarttuneen materiaalin poistamisen edistämiseksi. Tämä mahdollistaa myös suspendoituneen materiaalin ylettömän harjaan tarttumisen välttämisen. Kanava 48 voidaan myös huuhdella puhtaaksi eri harjausjaksojen välillä. Puhdistusaine voi olla joko kaasua, kuten ilmaa, tai nestettä, kuten vettä, johon valinnaisesti on sekoitettu kemikaaleja.This probe includes a second passage 48 extending between the nipple 49 threaded into the body and the passage 42 near the metering slot 38. The cleaning agent is fed through a hose connected to the nipple 49 immediately prior to and optionally 30 to facilitate removal of material adhered to the metering slot. This also avoids the excessive brushing of suspended material. The channel 48 can also be flushed clean between different brushing periods. The cleaning agent may be either a gas, such as air, or a liquid, such as water, optionally mixed with chemicals.

•.•.

11 10689011 106890

Kuvio 9 esittää erään mittauslaitteen kolmatta suoritusmuotoa, joka on tarkoitettu asetettavaksi mittauskennoon tai putkeen, jonka läpi suspensio virtaa. Mittauslaitteella on putken 50 muoto, jonka halkaisija on sama kuin mittauskennon/-putken pääasiallinen halkaisija. Putken sisäpuolella paksummaksi muodostettuun osaan on 5 järjestetty mittauskanava 51. Putken seinämään on sijoitettu kaksi kuituoptista valo-johdinta 52 ja 53, joiden toinen pää on kulloinkin kytketty mittauskanavan 51 vastaavalle puolelle ja joiden johtimien toinen pää on kulloinkin kytketty valonlähteen 54 ja valonilmaisimen 55 muodossa oleviin yksiköihin. Koska yksiköt 54 ja 55 on sijoitettu niin, että mitattavan väliaineen lämpötila vaikuttaa niihin, mainittujen yksilö köiden lähelle on sijoitettu lämpötilan ilmaisin 56. Jännitelähde 57 on kytketty valonlähteeseen 54.Fig. 9 illustrates a third embodiment of a measuring device for insertion into a measuring cell or tube through which a suspension flows. The measuring device has the shape of a tube 50 having the same diameter as the main diameter of the measuring cell / tube. Inside the tube, a thicker portion 5 is provided with a measurement channel 51. The tube wall is provided with two fiber optic light conductors 52 and 53, each of which is connected to the corresponding side of the measurement channel 51 and each of which is connected to units of light source 54 and light detector 55. . Since units 54 and 55 are disposed so as to be affected by the temperature of the medium being measured, a temperature indicator 56 is disposed near said units. A voltage source 57 is coupled to a light source 54.

Samalla tavalla kuin edellä selitetyissä mittapäissä yksiköiden 55 ja 56 signaalit johdetaan arviointi- ja laskentayksikköön 58, joka toimii keksinnön mukaisesti suspension haluttujen tietojen, ts. konsentraation, hiukkaskoon jakautuman, kuitupitoisuu-15 den, jne. laskemiseksi. Laskutoimenpiteet suoritetaan jatkuvasti, jolloin tehdään korjaukset ilmaisimella 56 ilmaistun lämpötilan suhteen, ja johdetaan esitysyksikölle 59. Esitysyksikkö 59 voi esimerkiksi olla käyräpiirturi, joka toimii tulostaen jatkuvasti käyriä, jotka edustavat suspension yhtä tai useampaa laskettua ominaisuutta. Valvontahenkilöstö voidaan saattaa tietoiseksi trendistä, joka esiintyy kohti suspen-20 sion muutosta, käyrän tai käyrien muutosten avulla, ja se voi nopeasti havaita suspension koostumuksen korjaamiseksi tehtyjen toimenpiteiden vaikutukset. Toimenpiteet voivat käsittää hiutaloittamiskemikaalin lisäämisen jäteveteen kiintoaineiden saostamiseksi. Putki 50 voi sisältää useita mittauskanavia 51 suspension eri ominaisuuksien mittaamiseksi. Mittauskanavat voidaan esimerkiksi sijoittaa peräkkäin 25 virtaussuunnassa tai ne voivat sijaita keskenään eri kohdissa putken kehällä (ei esitetty). Esimerkiksi suspension hiukkaskoon jakautumaa voidaan mitata kahden tai useamman mittauskanavan avulla, joilla lähetetyn säteen reitin halkaisijat poikkeavat toisistaan.Similarly to the probes described above, the signals of units 55 and 56 are fed to an estimation and calculation unit 58 which, in accordance with the invention, operates to calculate the desired data for suspension, i.e. concentration, particle size distribution, fiber content, etc. The calculations are performed continuously, correcting for the temperature indicated by the detector 56, and are led to the display unit 59. The display unit 59, for example, may be a graph plotter which continuously outputs curves representing one or more calculated properties of the suspension. Control personnel can be aware of the trend toward a change in suspension, by curve or curve changes, and can quickly detect the effects of measures to correct the composition of the suspension. The measures may include adding a flocculating chemical to the wastewater to precipitate solids. The tube 50 may include a plurality of measurement channels 51 for measuring different properties of the suspension. For example, the measurement channels may be arranged in series 25 in the flow direction, or they may be located at different locations on the periphery of the tube (not shown). For example, the particle size distribution of a suspension can be measured by two or more measurement channels with different path diameters of the transmitted beam.

Kuvio 10 esittää mittauslaitteen erästä toista suoritusmuotoa. Tämä laite on muun-30 nelma kuviossa 9 esitetystä laitteesta, joka on tarkoitettu kennon/putken läpivirtauksen mittaukseen, vaikka periaatetta voidaan myös soveltaa toisen edellä mainitun mittauslaitteen muunnelmilla. Lähetetyn valon säteen kuituoptisen valojohtimen . sijasta kuvion 17 suoritusmuodossaon suora kanava 90, joka ulottuu mittauskanavaan 88 mittauskennon/-putken 89 paksunnetussa osassa. Kapean valon säteen 35 kanavan 90 läpi lähettävä laser on sijoitettu kanavan toiseen päähän. Mittauskana-van 88 vastakkaisella puolella on kuituoptinen valojohdin 92, joka kulkee putken 89 12 106890 ympäri ja johtaa valonilmaisimeen 93, jonka ilmaisimen sähköinen lähtösignaali on kytketty laskenta- ja esitysyksikköön 94 samoin kuin lämpötila-anturin lähtösignaali. Laseriin 91 on kytketty käyttöjännitteen lähde 96.Figure 10 illustrates another embodiment of a measuring device. This device is a variant of the device shown in Figure 9 for measuring cell / tube flow rate, although the principle can also be applied to variants of the other aforementioned measuring device. Fiber optic optical fiber light beam transmitted. Instead, in the embodiment of Fig. 17, there is a straight channel 90 extending to the measurement channel 88 in the thickened portion of the measuring cell / tube 89. A laser transmitting a narrow beam of light 35 through channel 90 is disposed at one end of the channel. On the opposite side of the measuring channel 88 there is a fiber optic light guide 92 which passes around the tube 89 12 106890 and leads to a light detector 93 whose electrical output signal is coupled to the calculation and display unit 94 as well as the temperature sensor output signal. An operating voltage source 96 is connected to the laser 91.

Käyttämällä kapeata sädettä verrattuna suspension suurten hiukkasten välisiin 5 tiloihin, ilmaisusignaalin vaihtojännitekomponentti voi tuottaa ilmaisun ohi virtaa-vasta materiaalista hyvällä erottelutarkkuudella.By using a narrow beam relative to the spaces between the large particles in the suspension, the alternating voltage component of the detection signal can produce detection of the material flowing past with good resolution.

Uusi keksinnön mukaisen signaalinkäsittelymenetelmä on havaittu erittäin sopivaksi käytettäväksi edellä kuvatun mittapään yhteydessä, koska mainittu pää voi tuottaa selvästi rajatun ja kapean sädereitin sekä kapean mittausraon, jota tarvitaan mainit-10 tua signaalinkäsittelymenetelmää varten mitattaessa esimerkiksi massan-ja paperin-valmistusteollisuudessa tyypillisiä suspensioita. Keksinnöllinen menetelmä perustuu siihen ensimmäiseen olettamukseen että suspensio periaatteessa koostuu kahdesta komponentista, suurista ja pienistä hiukkasista. Suuria hiukkasia voidaan sitten pitää suhteellisen läpinäkyvänä verkkona, jossa monia pieniä hiukkasia on suspendoitu-15 neena. Kim sellaisen suspension pienempää osatilavuutta tarkastellaan tilastollisen jakautuman periaatteiden mukaisesti, pienten hiukkasten lukumäärä on suuri ja suhteellisen vakio. Suurten hiukkasten lukumäärä on toisaalta hyvin pieni ja vaihte-lee suuresti.The novel signal processing method of the invention has been found to be very suitable for use with the above-described probe, since said end can provide a clearly defined and narrow radius path and narrow measuring gap required for said signal processing method for measuring suspensions typical of the pulp and paper industry. The inventive method is based on the first assumption that the suspension essentially consists of two components, large and small particles. The large particles can then be regarded as a relatively transparent network in which many of the small particles are suspended-15. The smaller fraction volume of such a suspension is considered according to the principles of statistical distribution, the number of small particles is large and relatively constant. On the other hand, the number of large particles is very small and varies greatly.

Pituudeltaan 1 mm ja leveydeltään 20 mikronia sekä konsentraatioltaan 100 mg/1 20 olevien kuitujen suspensio sisältää esimerkiksi likimain kaksi hiukkasta mm^ kohti. Jos tähän suspensioon lisätään 100 mg/1 savea, jonka hiukkaskoko on halkaisijaltaan 1 mikroni, hiukkasten lukumäärä kasvaa arvoon 7,5*104/mm3. Mitattaessa valon .· vaimenemista tämän suspension vähäisessä tilavuudessa, saadaan läpäisseen valon voimakkuuden keskiarvo. Poikkeamat tästä keskiarvosta johtuvat pääasiassa kuitu-25 materiaalin (kuituja tulee valon säteeseen aika ajoin) vaihteluista. Periaatteessa suurin signaalin taso saadaan kun mitään kuituja ei ole valonsäteessä, ja valon säde vaimenee pelkästään savihiukkasten johdosta. Tämän avulla voidaan suurten tai pienten hiukkasten osuus suspensiossa määrittää mittaamalla läpäisseen valon keskiarvo VdC Ja mainitun valon suurin arvo, ts. huippuarvo Vp ennalta määrätyn ajanjakson 30 puitteissa. (Tässä yhteydessä valoa absorboivat, suspensioon liuenneet aineet toimivat samalla tavalla kuin savi, ja ne voidaan määrittää mittaamalla huippuarvo VP.)For example, a suspension of fibers having a length of 1 mm and a width of 20 microns and a concentration of 100 mg / 1 20 contains approximately two particles per mm 2. If 100 mg / l of clay with a particle size of 1 micron in diameter are added to this suspension, the number of particles will increase to 7.5 * 10 4 / mm 3. Measuring the attenuation of light in a small volume of this suspension gives an average of the intensity of light transmitted. Deviations from this mean are mainly due to fluctuations in the fiber-25 material (fibers coming from time to time). In principle, the highest signal level is obtained when no fibers are present in the light beam, and the light beam is attenuated solely by the clay particles. This allows the proportion of large or small particles in the suspension to be determined by measuring the average value of transmitted light VdC and the maximum value of said light, i.e. the peak value Vp over a predetermined period of time. (In this context, light-absorbing solutes in suspension work in the same way as clay and can be determined by measuring the peak value VP.)

Lambert Beerin lakia käytetään suspension sameuden tai konsentraation laskemi-seen, jolloin tämä laki antaa läpäisseen valon voimakkuuden seuraavan yhteyden 35 mukaan: ,3 106890 V = V0*e-alN (1) jossaLambert Beer's law is used to calculate the turbidity or concentration of a suspension, whereby this law gives the transmitted light intensity according to the following relation: 35, 106890 V = V0 * e-alN (1) where

Vo = läpäisseen valon voimakkuus kirkkaalla vedellä, ts. vedellä, jossa ei ole mitään suspendoituneita hiukkasia; 5 V hiukkasten läsnäollessa vaimentuneen valon voimakkuuden keskiarvo; a = sirontakerroin; 1 = valon säteen reitin pituus suspension läpi; N = hiukkasten lukumäärä tilavuusyksikköä kohti.Vo = intensity of transmitted light with clear water, i.e. water without any suspended particles; Average intensity of light attenuated in the presence of 5 V particles; a = scattering factor; 1 = path length of light beam through suspension; N = number of particles per unit volume.

10 Sameus S määritellään normaalisti: S = N * a = ln(VQ/V)/l (2)10 Turbidity S is normally defined as: S = N * a = ln (VQ / V) / l (2)

Edellä mainitusta nähdään, että samalla hiukkastyypillä sameus on suoraan verrannollinen suspension konsentraatioon.From the above, it is seen that for the same particle type, turbidity is directly proportional to the concentration of the suspension.

Seuraava yhteys pätee sellaisten suspensioiden tapauksessa, jotka käsittävät useita 15 erityyppisiä hiukkasia: ES = ENj *aj = (1/1) * Eln(Vo/V) (3) jossa i on indeksi erityyppisille suspensioille, jolloin summaus tehdään kaikkien hiukkastyypien yli. Suspension konsentraatio yksikkönä mg/1 on näin ollen: conc = (1/1) * EC! * ln(V0/V) (4) 20 jossa Ci ovat vakioita sameuden muuntamiseksi konsentraatioksi yksikkönä mg/1 kulloisellakin hiukkastyypillä.The following relation applies to suspensions comprising a plurality of 15 different types of particles: ES = ENj * aj = (1/1) * Eln (Vo / V) (3) where i is an index for different types of suspensions, whereby summation is made over all types of particles. The concentration of the suspension in mg / l is thus: conc = (1/1) * EC! * ln (V0 / V) (4) 20 where Ci is a constant for converting turbidity to a concentration in mg / l for a given particle type.

Jos tarkasteltu suspensio käsittää kahden täysin erityyppisen suspension sekoituksen, ts. pieniä hiukkasia, esim. savea, sisältävän suspension, sekä suhteellisen suuria hiukkasia, esim. kuituja, sisältävän suspension, niin näillä hiukkasilla on erilainen 25 vaikutus läpäisevään valoon, kuten edellä mainittiin. Karkeasti puhuen voidaan sanoa, että pieniä hiukkasia sisältävä suspension osa vaikuttaa suurimman signaalita-son poikkeamaan siitä signaalista, joka on mitattu kirkkaalla vedellä, kun taas suspension suuria hiukkasia sisältävä osa johtaa signaalin selvään vaihteluun (muutokseen).If the suspension under consideration comprises a mixture of two completely different types of suspension, i.e. a suspension containing small particles, such as clay, and a suspension containing relatively large particles, such as fibers, then these particles have a different effect on transmitted light as mentioned above. Roughly speaking, the particle suspension particle contains the largest signal level deviation from the signal measured with clear water, while the particle particle suspension part results in a clear signal variation (change).

• - ♦- 14 106890• - ♦ - 14 106890

Kuvio 11 on diagrammi, joka esittää keksinnöllisestä mittapäästä saatua vaihtojänni-tesignaalia. Kuviossa esitetään kirkkaan veden signaalin V0 tasot (jolloin nämä tasot on mitattu aikaisemmin, kun instrumentti on kalibroitu kirkkaalla vedellä mitaten), signaalin tasajännitetaso Vp>c ja signaalin huipputaso Vp. Koska edellä selitetyn 5 teorian mukaisesti pienet hiukkaset eivät merkittävästi vaikuta tuloksena olevan signaalin vaihteluihin, vaan aiheuttavat signaalin huippuarvon alenemisen kirkkaan veden tasosta huippuarvoon Vp, suspension tämän osan kohdalta saadaan ln(V()/Vp), kun taas suuria hiukkasia sisältävän suspension osan kohdalta saadaan ln(Vp/Vj)c).Fig. 11 is a diagram showing an AC voltage signal obtained from an inventive probe. The figure shows the levels of the clear water signal V0 (whereby these levels have been measured previously when the instrument has been calibrated with clear water), the signal DC level Vp> c and the peak level Vp of the signal. Since, according to the theory 5 described above, small particles do not significantly influence the fluctuation of the resulting signal, but cause the peak of the signal to fall from clear water to peak Vp, ln (V () / Vp) is obtained for this part of the suspension ln (Vp / Vj), c).

10 Lambert Beerin lain soveltaminen antaa siten "mallisuspensiolla", joka käsittää kahta hiukkastyyppiä - suuria ja pieniä, seuraavan tuloksen kuvion 10 signaaleilla: cone = a * ln(V()/Vp) + b * ln(Vp/Vp)c) (5) jossa a ja b ovat vakioita, a * ln(V()/Vp)on pienten hiukkasten konsentraatio, ja ln(Vp/V£)c) suurten hiukkasten konsentraatio.10 Applying Lambert Beer's law thus, with a "model suspension" comprising two types of particles - large and small, the following result is obtained from the signals of Figure 10: cone = a * ln (V () / Vp) + b * ln (Vp / Vp) c) ( 5) where a and b are constants, a * ln (V () / Vp) is the concentration of small particles, and ln (Vp / V £) c) is the concentration of large particles.

15 Edellä oleva yhtälö (5) voidaan kirjoittaa uudelleen seuraavalla tavalla: cone = (ln(V()/Vp) + cj * ln(Vp/Vp)c)) * C2 (6) jossa ci on mittauslaitteen herkkyyskerroin ja C2 vakio mittaustulosten muuntamiseksi konsentraatioksi yksikkönä mg/1. Havaitaan, että nämä vakiot voidaan helposti saada kun mittauslaite kalibroidaan.The above equation (5) can be rewritten as follows: cone = (ln (V () / Vp) + cj * ln (Vp / Vp) c)) * C2 (6) where ci is the sensitivity coefficient of the measuring instrument and C2 is the standard measurement result. to mg / l. It will be appreciated that these constants can be readily obtained when the measuring device is calibrated.

20 Nämä vakiot saatiin helposti kokeellisesti mittaamalla kahta suspensiota, joilla on ! sama konsentraatio, ja jotka toisaalta sisältävät pienimpiä hiukkasia ja toisaalta suu rimpia hiukkasia: (ln(Vo/Vp))s + ci * (ln(Vp/Vp)c))s = ln(V()/Vp)i + ci * (ln(Vp/Vp)c))l jossa s tarkoittaa pieniä hiukkasia ja 1 tarkoittaa suuria hiukkasia.These constants were readily obtained experimentally by measuring two suspensions having! at the same concentration, and containing the smallest particles on the one hand and the largest particles on the other: (ln (Vo / Vp)) s + ci * (ln (Vp / Vp) c)) s = ln (V () / Vp) i + ci * (ln (Vp / Vp) c)) l where s means small particles and 1 means large particles.

25 (ln(V0/VP))s - (ln(V0/Vp))l ci = - (ln(Vp/VDC))l - (ln(VPA^DC))s ♦25 (ln (V0 / VP)) s - (ln (V0 / Vp)) l ci = - (ln (Vp / VDC)) l - (ln (VPA ^ DC)) s ♦

• I• I

15 106890 conc.lab c2= - ln(Vo/Vp) + ci * (Vp/Voc) 5 jossa conc.lab on suspension konsentraation arvo, joka laboratoriossa saatiin määritettäessä mittoja vakiomenetelmien mukaan. Voidaan luonnollisesti suorittaa useita sellaisia mittausprosesseja, mieluummin eri konsentraatioilla, jotta saataisiin tilastollisesti varmempi tulos.106890 conc.lab c2 = - ln (V0 / Vp) + ci * (Vp / Voc) 5 where conc.lab is the concentration of suspension obtained in the laboratory for measurement by standard methods. Of course, many such measurement processes can be performed, preferably at different concentrations, to provide a statistically more reliable result.

Arvoja ln(Vo/Vp) ja ln(Vp/Vp)c) voidaan käyttää yhdessä lasketun conc-arvon 10 kanssa suspension suhteellisen koostumuksen laskemiseksi pienten ja vastaavasti suurten hiukkasten osalta, kuten seuraavassa yksityiskohtaisemmin selitetään kuvioon 13 viitaten. Osamäärä ln(Vp/V£>c)/ln(Vo/Vp) tuottaa toisen suhteellisen mitan hiukkaskoon jakautumalle.The values ln (V0 / Vp) and ln (Vp / Vp) c) may be used in conjunction with the calculated conc value 10 to calculate the relative composition of the suspension for small and large particles, respectively, as will be explained in more detail below with reference to FIG. The quotient ln (Vp / V £> c) / ln (V0 / Vp) yields another relative measure of particle size distribution.

Kuvio 12 esittää laitteen erään suoritusmuodon keksinnöllisen menetelmän toteutta-15 miseksi. Valonlähteestä 101 lähtevä valonsäde L valaisee virtaavaa suspensiota S. Valonsäteen L halkaisija on pieni verrattuna suspension suurten hiukkasten välisiin tiloihin, mutta suuri verrattuna pienten hiukkasten välisiin tiloihin. Käytännössä tämä usein johtaa pyrkimykseen kapean valokimpun aikaansaamiseksi.Fig. 12 shows an embodiment of the device for carrying out the inventive method. The light beam L from light source 101 illuminates the flowing suspension S. The light beam L has a small diameter compared to the spaces between the large particles in the suspension, but large compared to the spaces between the small particles. In practice, this often results in a quest for a narrow beam of light.

Läpäissyt valo ilmaistaan fotoilmaisimella 102. Anturin signaali vahvistetaan vah-20 vistimessa 103. Vahvistimen 103 lähtöön on kytketty suodatin eli keskiarvon muodostaja 104, joka tuottaa lähtöönsä signaalin tasavirtakomponentin Vdc jolloin tämä komponentti tuottaa mitan läpäisseen valon keskiarvolle. Vahvistimen lähtöön ' · ’ ·. on myös kytketty huippuarvon ilmaisin 105, joka rekisteröi suurimman signaalin Vp annetulla mittausjaksolla.The transmitted light is detected by a photo detector 102. The sensor signal is amplified by the amplifier 103. A filter, or average generator 104, is coupled to the output of the amplifier 103, which outputs a dc component Vdc of the signal. To the amplifier output '·' ·. there is also connected a peak value detector 105 which registers the largest signal Vp over a given measurement period.

25 Mittausjakso asetetaan ajastimen 106 avulla. Mittausjakson lopuksi ajastin 106 lähettää ensimmäisen signaalin näytteenotto- ja pitopiirille 107, jonka tulo on kytketty huippuarvon ilmaisimen 105 lähtöön huippuarvon ilmaisimen 105 lähdössä olevan signaalin tilapäistä tallettamista varten, ja pienen viiveen jälkeen se lähettää toisen signaalin huippuarvon ilmaisimelle 105 mainitun ilmaisimen nollaamiseksi valmius-30 tilaan uutta mittausjaksoa varten. Näin ollen juuri edeltävän jakson huippuarvot Vp ovat aina läsnä näytteenotto- ja pitopiirin 107 lähdössä. Valonlähdettä 101 voidaan myös ohjata pulssitetusti ja mittaukset suorittaa pelkästään pulssien aikana. Tämä ohjaus (ei esitetty) suoritetaan yksiköllä 108, joka ohjaa piirejä 105 ja 107 sen mukaisesti.The measurement period is set by means of timer 106. At the end of the measurement period, the timer 106 transmits a first signal to the sampling and holding circuit 107 whose input is coupled to the peak detector 105 output for temporarily storing the peak detector 105 output signal, and after a small delay transmits a second signal to the peak detector 105 for the measurement period. Thus, the peak values Vp of the preceding period are always present at the output of the sampling and holding circuit 107. The light source 101 can also be pulsed controlled and measurements are made only during pulses. This control (not shown) is performed by unit 108 which controls circuits 105 and 107 accordingly.

1Ä 1068901Ä 106890

Signaalit Vj)c ja Vp syötetään ohjaus- ja laskentayksikölle 108, sopivasti mikroprosessori, esimerkiksi IBM-yhteensopiva henkilökohtainen tietokone, joka suorittaa edellä mainitut laskut ja esittää tulokset ainakin yhdellä esitysyksiköllä 109, 110, esim. monitorilla, kirjoittimella tai vastaavalla.Signals Vj) c and Vp are supplied to control and computing unit 108, suitably a microprocessor, e.g., an IBM compatible personal computer, which performs the aforementioned calculations and displays the results on at least one presentation unit 109, 110, e.g., monitor, printer or the like.

5 Ajastimen 106 mittausjakso on sovitettu siten, että huippuarvo varsin todennäköisesti esiintyy jokaisen mittausjakson aikana, mutta se pidetään kuitenkin niin lyhyenä, että suspension muutokset ilmaistaan mahdollisimman nopeasti niiden esiintymisen jälkeen ja niin että näiden muutosten ajallista vaihtelua jatkuvasti voidaan seurata. Tämä mahdollistaa mittausjaksojen pitämisen lyhyenä, kun karkeajakeen kon-10 sentraatio on pieni, vaikka näiden jaksojen tulisi olla pidemmät karkeajakeen kon-sentraation kasvaessa. Mittausjakson kesto voidaan tehdä muuttuvaksi ennalta määrättyjen parametrien mukaisesti, jotka valinnaisesti voivat riippua aikaisemmin saaduista mittaustuloksista.The measurement period of the timer 106 is adjusted such that the peak value is quite likely to occur during each measurement period, but is kept so short that changes in suspension are detected as soon as they occur and that the temporal variation of these changes can be continuously monitored. This allows the measurement periods to be kept short when the coarse fraction concentration is low, although these periods should be longer as the coarse fraction concentration increases. The duration of the measurement period can be made variable according to predetermined parameters, which may optionally depend on previously obtained measurement results.

Saattaa myös olla sopivaa ohjata näytteenotto- ja pitopiiriä 113 ajastimen 106 avulla 15 samalla tavalla kuin näytteenotto-ja pitopiiriä 107 suodattimen 104 alavirran puolella. Näytteenotto- ja pitopiirit 107 ja 113 ovat sitä lajia, joka toimii lähettäen arvonsa digitaalisessa muodossa digitaalisesti toimivalle yksikölle 108. Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että osaa piireistä 104-107 ja 113 tai kaikkia mainittuja piirejä voidaan simuloida ohjelmistolla yksikössä 108, vaikka yksikköön 108 syötetty sig-20 naali tai signaalit luonnollisesti muunnetaan siihen signaalimuotoon, jolla yksikkö 108 toimii. Sellaisilla muunnosyksiköillä ei ole merkitystä esillä olevassa yhteydessä, eikä niitä tämän vuoksi ole esitetty. Suodatin 104 voi esimerkiksi muodostua laskentarutiinista tai aritmeettisesta rutiinista, joka laskee signaalin keskiarvon jokaisen mittausjakson aikana. Vahvistimesta 103 tulevasta signaalista voidaan ottaa 25 näytteitä yksiköillä 104 ja 105 ja laskutoimitukset suorittaa digitaalisesti ammattilaisen hyvin tuntemalla tavalla.It may also be appropriate to control the sampling and holding circuit 113 via the timer 106 in the same manner as the sampling and holding circuit 107 downstream of the filter 104. The sampling and holding circuits 107 and 113 are the kind that operate by transmitting their value in digital form to the digitally operating unit 108. It will be apparent to those skilled in the art that some of the circuits 104-107 and 113 or all of said circuits may be simulated by software 108, Naturally, the signal or signals are converted to the signal form in which unit 108 operates. Such conversion units are not relevant in the present context and are therefore not disclosed. For example, filter 104 may consist of a calculation routine or an arithmetic routine that calculates the average of the signal during each measurement period. The signal from the amplifier 103 may be sampled by units 104 and 105 and the calculation performed digitally in a manner well known to the skilled artisan.

Kuten kuviossa 12 myös on esitetty, laskutoimitukset voidaan myös suorittaa edellä mainitun TP-menetelmän mukaisesti tai ne voivat perustua pelkästään tehollisen arvon mittauksiin. Saattaa olla edullista laskea vastavuoroisesti suspension samat 30 ominaisuudet kahden eri menetelmän mukaan ja jatkuvasti verrata tuloksia sekä lähettää hälytyssignaali hälytysyksikölle, esim. äänihälyttimelle tai optiselle hälytti-melle, heti kun näiden kahden menetelmän mukaan tehdyt laskutoimitukset poikkeavat toisistaan ennalta määritellyllä tavalla.As also shown in Fig. 12, the calculations may also be performed according to the aforementioned TP method or may be based solely on measurements of effective value. It may be advantageous to reciprocally calculate the same properties of the suspension according to two different methods and continuously compare the results, and to send an alarm signal to the alarm unit, e.g., an audio alarm or optical alarm, as soon as the calculations performed according to these two methods differ.

Vertailut menetelmiin, jotka perustuvat tehollisen arvon mittauksiin, eivät sisällä 35 merkittävästi lisämittauksia, koska voidaan käyttää samaa perussignaalia mittapäästä 17 106890 101, 102, 103. Vastaavasti vahvistimen 103 lähtöön on esitetty kytketyksi suodatin 115. Suodatin 115 toimii suodattaen vaihtojännitekomponentin pois signaalista ja syöttäen tämän komponentin yksikölle, joka toimii mitaten suodattimesta 115 tulevan signaalin todellisen tehollisarvon ja syöttäen tämän arvon yksikölle 108, valin-5 naisesti näytteenotto- ja pitopiirin 118 kautta, joka on tyypiltään ja toiminnaltaan on samanlainen kuin piirit 107 ja 113. Signaalireitit on esitetty katkoviivoin, jolla osoitetaan että elementit 115, 116 ja 118 voidaan jättää pois. Ymmärretään, että elementtejä 115, 116 ja 118 voidaan myös simuloida yksikössä 108 olevilla ohjelma-silmukoilla.Comparisons to methods based on effective value measurements do not include significantly additional measurements since the same basic signal from probe 17 106890 101, 102, 103 may be used. Similarly, a filter 115 is shown to be connected to the output of amplifier 103. Filter 115 acts to filter the AC component out of the signal to a unit that operates to measure the true effective value of the signal from the filter 115 and supplies this value to the unit 108, optionally through a sampling and holding circuit 118 similar in type and operation to circuits 107 and 113. The signal paths are represented by dashed lines elements 115, 116 and 118 may be omitted. It will be appreciated that elements 115, 116 and 118 may also be simulated with program loops in unit 108.

10 Kuvio 12 esittää ainoastaan yhden mittapään 101, 102. Tässä tapauksessa tehdään jako pelkästään kahteen hiukkaskoko-alueeseen, suureen ja pieneen. Ilmaisu useammassa kokoluokassa voidaan kuitenkin aikaansaada käyttämällä useampia mitta-päitä, joiden sädereiteillä on toisistaan poikkeavat leveydet. Mittauslaitteita näillä ominaisuuksilla on selitetty SE-julkaisussa 7 806 922. Kuvattua keksinnön mukaista 15 signaalinkäsittelymenetelmää voidaan soveltaa kaikkien päiden signaaleihin. Tässä tapauksessa ohjaus- ja laskentayksikkö 109 saa Vp)C!-signaalin ja Vp-signaalin jokaisesta mittapäästä ja se on varustettu ohjelmalla, joka laskee hiukkaskonsentraati-on hiukkaskokoalueiden jollakin lukumäärällä.Figure 12 shows only one probe 101, 102. In this case, the division is made only into two particle size ranges, large and small. However, expression in more than one size range can be achieved by using multiple probes having radial paths with different widths. Measuring devices with these characteristics are described in SE-A-7,806,922. The described signal processing method 15 according to the invention can be applied to signals at all ends. In this case, the control and calculation unit 109 receives a Vp) C1 signal and a Vp signal at each probe and is provided with a program that calculates a particle concentration-on for a number of particle size ranges.

Keksinnöllisen menetelmän testaamiseksi kokeellisesti hiukkaskokojen osalta, ko-20 keitä suoritettiin aluksi suspensioilla, jotka sisälsivät hyvin pieniä hiukkasia. Sitten näihin suspensioihin lisättiin erilaisia hiutaloittamiskemikaaleja suspensioita jatkuvasti hämmentäen tai sekoittaen suurten hiulckaskasaantumien tai höytäleitten muodostamiseksi. Näiden mittaustoimenpiteiden tulokset on esitetty kuviossa 13.To test the inventive method experimentally for particle sizes, experiments were initially performed on suspensions containing very small particles. Various flocculant chemicals were then added to these suspensions with continuous stirring or stirring to form large pellet deposits or flakes. The results of these measurements are shown in Figure 13.

·’ Käyrä A esittää sameuden mittausta, joka vastaa suuretta C3 * ln(Vo/Vp)c), jossa 25 C3 on vakio.· 'Curve A represents a measurement of turbidity corresponding to C3 * ln (V0 / Vp) c) where 25 C3 is constant.

Käyrä B esittää tulokset, jotka saatiin keksinnön mukaisesti mitattaessa suspendoi-tuneen materiaalin konsentraatiota, ts. cone = C2 * ln(V()/Vp) + cj * ln(Vp/V[)c). Käyrä C edustaa suuretta b * ln(Vp/Vj)c), ts. suspension suurten hiukkasten konsentraatiota. Havaittiin että ln(Vp/V]3c) on periaatteessa riippumaton valon voi-30 makkuuden vaihteluista ja optisten pintojen likaantumisesta ja naarmuista. Käyrä D edustaa suuretta a * ln(V()/Vp), ts. suspension pienten hiukkasten konsentraatiota. Käyrät on merkitty erityyppisin merkein. Jokainen merkki eli merkintä on sijoitettu mittausajankohdan kohdalle, joka vuorostaan on merkitty abskissalle. Jokaisen mit-tausajankohdan välillä on 15 sekunnin ajanjakso.Curve B shows the results obtained according to the invention for measuring the concentration of suspended material, i.e. cone = C2 * ln (V () / Vp) + cj * ln (Vp / V [) c). Curve C represents the large concentration of b * ln (Vp / Vj) c), i.e. the large particles in the suspension. It was found that ln (Vp / V] 3c) is essentially independent of variations in the light intensity of the light and of dirt and scratches on the optical surfaces. Curve D represents a high concentration of α * ln (V () / Vp), i.e. the concentration of small particles in the suspension. The curves are marked with different types of characters. Each mark, or mark, is placed at the time of measurement, which in turn is marked on the abscissa. There is a 15 second interval between each measurement time.

. ♦ · is 106890. ♦ · is 106890

Mittaukset suoritettiin laboratoriossa paperikoneelta saadulla kiertovedellä. Vesi oli käsittelemätöntä mittausajankohtana 1. Veteen lisättiin erilaisia hiutaloittamiskemi-kaaleja kahteen otteeseen, välittömästi ennen mittausajankohtia 2 ja 6. Kuten käyristä C ja D nähdään, mittausajankohtana 2 lisätyllä ensimmäisellä kemikaalilla oli 5 suhteellisen pieni hiutaloittamisvaikutus, kun taas toisella, mittausajankohtana 6 lisätyllä kemikaalilla oli suhteellisen suuri vaikutus. Tämä on myös esitetty käyrällä A, joka on saatu aikaisemmin tunnetulla salausmenetelmällä, vaikkakaan ei yhtä selvästi. Käyrä C on käytännöllisesti katsoen käyrän d peilikuva. Nämä käyrät osoittavat, että höytäleet hajoavat hitaasti höytäleitten mittausajankohtana 6 tapahtuvan 10 raskaan muodostumisen jälkeen, ts. käyrä D laskee ja käyrä C nousee. Määrätty pyrkimys tähän suuntaan havaitaan myös mittausajankohdan 2 jälkeen. Käyrä B, joka on käyrien C ja D painotettu summaus, pysyy käytännöllisesti katsoen samalla tasolla, jota voidaan pitää poikkeuksellisen hyvänä tuloksena, koska tämän käyrän tulisi osoittaa kokonaiskonsentraatiota, joka on pidetty vakiona laboratoriomittauspro-15 sessin ajan.Measurements were made in the laboratory with circulating water from a paper machine. The water was untreated at measurement time 1. Various flocculation chemicals were added to the water twice, immediately before measurement times 2 and 6. As shown in curves C and D, the first chemical added at measurement time 2 had a relatively low flocculation effect, while the second big effect. This is also represented by curve A obtained by the prior art encryption method, although less clearly. Curve C is virtually a mirror image of curve d. These curves show that the flocs decompose slowly after 10 heavy formation at flap measurement 6, i.e., curve D decreases and curve C rises. The determined tendency in this direction is also observed after measuring time 2. Curve B, which is the weighted summation of curves C and D, remains virtually at the same level that can be considered as an exceptionally good result, since this curve should indicate the total concentration held constant over the course of the laboratory measurement process.

Keksinnöllistä menetelmää sovellettaessa saadut käyrät osoittavat, että selkeätä tietoa voidaan saada jatkuvasti koskien esim. viilaavan suspension tilaa, ja että eri kemikaaleja lisättäessä toimenpiteiden tuloksista saadaan nopeasti ja varmasti ilmaisu. Kuten käyrä D esittää, voidaan nähdä että kemikaalin lisäys on sellainen ettei 20 kemikaalien enempi lisääminen suuremmin vaikuta pienten hiukkasten hiutaloitumi-seen. Kun kemikaaleja lisättiin ajankohtana 6, käyrä d laski niin alas, että se oli suhteellisen lähellä x-akselia. Käyttäjä voi pyrkiä laskemaan käyrää vielä enemmän lisäämällä enemmän hiutaloittamiskemikaaleja. Jos käyrä ei kuitenkaan laske alem-. - malle tasolle, kemikaalien enempi lisäys ei vaikuta jäljelle jääneiden pienten hiuk- 25 kasten hiutaloitumiseen, jolloin tämä seikka välittömästi ilmaistaan. Sitten voidaan kokeilla muita aineita, jolloin näiden aineiden vaikutus myös näkyy käyrällä välittömästi niiden lisäämisen jälkeen. Siten keksinnöllinen menetelmä mahdollistaa kemiallisten hiutaloittamislisäaineiden annostelun esim. paperitehtaalta saatuun kiertoveteen ja kun massan puhdistamista on säädettävä optimaalisemmalla tavalla. 30 Lisäksi eri kemikaalien aiheuttama vaikutus voidaan nähdä nopeasti, jolloin voidaan käyttää tarkoitukseen parhaiten sopivaa kemikaalia.The curves obtained by applying the inventive method show that clear information can be continuously obtained regarding, for example, the state of the filing suspension, and that when adding different chemicals, the results of the operations are quickly and reliably expressed. As shown in Curve D, it can be seen that the addition of the chemical is such that the addition of more chemicals does not have a greater effect on the flocculation of the small particles. When chemicals were added at time 6, the curve d dropped so low that it was relatively close to the x-axis. The user can try to lower the curve even more by adding more flocculation chemicals. However, if the curve does not lower. At this level, the addition of chemicals does not affect the flocculation of the remaining small particles, which is immediately detected. Other substances can then be tested, with the effect of these substances also visible on the curve immediately after their addition. Thus, the inventive method enables the dispensing of chemical flocculating additives, for example, in circulating water obtained from a paper mill and when the pulp purification has to be adjusted in a more optimal manner. 30 In addition, the effect of different chemicals can be seen quickly so that the most appropriate chemical can be used.

Kuvio 14 esittää tulokset, jotka saatiin sovellettaessa keksinnöllistä menetelmää erilaisilla kuidun ja saven suspensioiden sekoituksilla, joilla oli tunnettu konsentraa-tio. Samalla tavalla kuin kuviossa 13 käyrä A esittää sameusmittausten tulokset, 35 käyrä B esittää tulokset, jotka saatiin mitattaessa keksinnön mukaisesti suspendoitu- • « : - neen materiaalin konsentraatiota, ts. suuretta C2 * ln(Vo/Vp) + cj * ln(Vp/V]}c), 19 106890 käyrä C edustaa suuretta b * ln(Vp/V[)c), ja käyrä D suuretta a * ln(Vo/Vp). Käyrät E ja F havainnollistavat suurten hiukkasten mitattuja ja vastaavasti laskettuja konsentraatioita koko konsentraatioon verrattuna. Lähtökohtana olevaan mäntysul-faattimassaan lisättiin peräkkäin tunnettuja pitoisuuksia savea, savea, savea, män-5 tysulfaattia, mäntysulfaattia, savea, koivusulfaattia, koivusulfaattia. Keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa mitattu konsentraatio, jonka havaittiin kasvavan lähes lineaarisesti, korreloi erittäin hyvin laboratoriossa määritetyn konsentraation (abskissa) kanssa. Suurten hiukkasten mitattu pitoisuus (käyrä E) yhtyi myös erittäin hyvin sekoitusmenetelmän mukaisesti laskettuun kuitumateriaalin osuuteen (käyrä 10 F). Kuten käyrästä A ilmenee, tässä käytettyjen suspensioiden koostumuksen vaihte lujen tapauksessa, jolloin nämä vaihtelut ovat realistisia metsäteollisuudessa, sameuden käyttäminen mittausparametrinä olisi ehdottomasti väärin, jos halutaan saada tietoa suspensiossa esiintyvistä tapahtumista, ottaen huomioon sekä suspendoitu-neen materiaalin pitoisuus että hiukkaskoon jakautuma.Figure 14 shows the results obtained by applying the inventive method to various mixtures of fiber and clay suspensions of known concentration. Similar to Fig. 13, curve A shows the results of turbidity measurements, curve B represents the results obtained when measuring the concentration of suspended matter, i.e. C2 * ln (V0 / Vp) + cj * ln (Vp / V]} c), 19 106890 curve C represents b * ln (Vp / V [) c), and curve D represents a * ln (V0 / Vp). Curves E and F illustrate the measured and calculated concentrations of large particles relative to total concentration, respectively. Known concentrations of clay, clay, clay, pine sulfate, pine sulfate, clay, birch sulfate, birch sulfate were successively added to the starting pine sulfate mass. When applying the method of the invention, the measured concentration, which was observed to increase almost linearly, correlated very well with the concentration determined in the laboratory (abscissa). The measured concentration of large particles (curve E) was also very well in agreement with the proportion of fiber material calculated by the blending method (curve 10F). As shown in curve A, for variations in the composition of the suspensions used here, where these variations are realistic in the forest industry, using turbidity as a measurement parameter would definitely be incorrect to obtain information on the events occurring in the suspension, considering both suspended material concentration and particle size distribution.

15 Keksinnöllistä periaatetta voidaan myös soveltaa mitattaessa sirontaperiaatteen mukaisesti. Tämä saattaa päteä esimerkiksi kun suspensio sisältää hyvin pienen osuuden suspendoitunutta materiaalia. Tämän mittausmenetelmän tapauksessa mitataan pientä signaalia 0-tasolla olevaan taustaan verrattuna, sen sijaan että mitattaisiin pientä signaalia korkeaan taustatasoon (kirkkaan veden taso) verrattuna, kuten läpäi-20 symittausmenetelmän tapauksessa. Tähän voi liittyä vaihtojännitesignaalin alimman arvon Vg ilmaiseminen kuvion 11 huippuarvon sijasta ja mainitun alimman arvon suhteuttaminen nollatasoon kirkkaan veden tason sijasta suspension sen osan kohdalta, joka sisältää pieniä hiukkasia. Suspension sen osan kohdalta, joka sisältää suuria hiukkasia, alin arvo Vg suhteutetaan keskiarvotasoon ν)χ\ Nämä suhteet 25 ovat kuitenkin mutkikkaampia kuin yksinkertaiset logaritmiset osamäärälausekkeet läpäisymittauksia varten, ja muun muassa riippuvia mittauslaitteen geometrisesta muodosta.The inventive principle can also be applied to measurement according to the scattering principle. This may be the case, for example, when the suspension contains a very small amount of suspended material. In this measurement method, a small signal is measured relative to the background at the 0-level, instead of measuring a small signal relative to the high background level (clear water level), as is the case with the permeation measurement method. This may involve detecting the lowest value of the ac voltage signal Vg instead of the peak value of Figure 11 and comparing said lowest value to the zero level instead of the clear water level for that part of the suspension containing small particles. However, for the part of the suspension containing large particles, the lowest value Vg is related to the mean ν) χ \ These ratios, however, are more complex than simple logarithmic partial expressions for penetration measurements and depend inter alia on the geometry of the measuring device.

Mitattaessa tyypillisiä suspensioita, kuten paperitehtaalla syntyvää kiertovettä, keksinnöllinen mittausmenetelmä vaatii suhteellisen kapean mittaussäteen, joka on 30 oleellisesti kollimoitu tai fokusoitu. Suspensiot ovat usein suhteellisen väkeviä, joka vaatii pienen mittausraon, jotta suspension läpäisevä valo voidaan ilmaista ja jotta voidaan aikaansaada käsiteltävissä oleva vastaanotettu signaali. Näillä ominaisuuksilla varustetut tunnetut mittapäät pyrkivät tukkeutumaan ja ne on usein puhdistettava.When measuring typical suspensions, such as circulating water generated by a paper mill, the inventive measuring method requires a relatively narrow measuring beam that is substantially collimated or focused. The suspensions are often relatively concentrated, which requires a small measurement gap in order to detect the light passing through the suspension and to provide a workable received signal. Known probes with these properties tend to clog and often need to be cleaned.

20 10689020 106890

Ymmärretään, että monet muunnelmat ovat mahdollisia keksinnön suoja-alan puitteissa. Mittauskanavat voidaan esimerkiksi suunnitella käytettäväksi muun säteilyn kuin valonsäteilyn kanssa, esim. β-säteilyn kanssa.It will be appreciated that many variations are possible within the scope of the invention. For example, the measurement channels can be designed for use with radiation other than light radiation, e.g., β radiation.

Kuvioissa 9 ja 10 esitetyt suoritusmuodot voidaan mittausraon puhdistamiseksi 5 myös varustaa järjestelyin, jotka ovat oleellisesti samaa lajia kuin kuvioissa 6 ja 7 esitetyt.The embodiments shown in Figs. 9 and 10 may also be provided with arrangements of substantially the same type as those shown in Figs.

« «<«« <

Claims (15)

1. Sätt för att registrera tillstandet hos en suspension i rörelse, vilken suspension kan innehälla fraktioner med partiklar med inbördes mycket olika storlekar, vid vilket sätt suspensionen belyses med ett ljusknippe och fr an suspensionen utträdan- 5 de ljus detekteras för att ge en mot den detekterade ljusintensiteten svarande elektrisk signal, kännetecknat av att belysningen av suspensionen sker med ett i förhällande tili mellanrummen mellan Stora partiklar snävt ljusknippe och frän suspensionen utträdande ljus detekteras inom ett snävt vinkelomräde; att ett extremvärde (topp- eller bottenvärde) hos den elektriska signalen indikeras inom i 10 förväg bestämda tidsintervall; och att inom varje tidsintervall extremvärdet bildar utgängsvärde för att beräkna minst en i förväg vald egenskap hos suspensionen.A method of recording the state of a moving suspension which may contain fractions having particles of very different sizes, wherein the suspension is illuminated with a bundle of light and detecting light emitted from the suspension to provide one against it. detected light intensity corresponding electrical signal, characterized in that the illumination of the suspension takes place with a narrow bundle of light particles relative to the spaces between the particles and light emitted from the suspension within a narrow angular range; that an extreme value (peak or bottom value) of the electrical signal is indicated within predetermined time intervals; and that within each time interval the extreme value forms the output value for calculating at least one preselected property of the suspension. 2. Sätt enligt patentkrav 1 med indikering av genom suspensionen transmitterat ljus, kännetecknat av att extremvärdet är signalens högsta värde, toppvärde (Vp), under tidsintervallet, och att fmffaktionen i suspensionen indikeras genom att sätta 15 toppvärdet i relation till en spänningsnivä (V0), som erhällits vid mätning pä klarvatten.Method according to claim 1, indicating light transmitted by the suspension, characterized in that the extreme value is the highest value of the signal, peak value (Vp), during the time interval, and that the fm action in the suspension is indicated by setting the peak value in relation to a voltage level (V0). , which was obtained when measuring on clear water. 3. Sätt enligt patentkrav 1 eller 2 med indikering av genom suspensionen transmitterat ljus, kännetecknat av att extremvärdet är signalens högsta värde, toppvärde (VP), under tidsintervallet, att signalens medelvärde (VDc) indikeras, och att grov- 20 fraktionen i suspensionen indikeras genom att sätta toppvärdet i relation till signalens medelvärde.Method according to claim 1 or 2, indicating light transmitted by the suspension, characterized in that the extreme value is the highest value of the signal, peak value (VP), during the time interval, that the mean value (VDc) of the signal is indicated and that the coarse fraction in the suspension is indicated. by setting the peak value in relation to the mean of the signal. 4. Sätt enligt patentkrav 2, kännetecknat av att koncentrationen av finff aktion : indikeras genom att bilda signalen a*ln(Vo/VP), där a är en konstant, som erhälles genom kalibrering mot en suspension med i förväg känd fmfraktionskoncentration. 254. A method according to claim 2, characterized in that the concentration of fine action: is indicated by forming the signal a * ln (Vo / VP), where a is a constant obtained by calibration against a suspension with a previously known fraction fraction concentration. 25 5. Sätt enligt patentkrav 3, kännetecknat av att koncentration av grovfraktion indikeras genom att bilda signalen b*ln(VP/VDC), där b är en konstant, som erhälles genom kalibrering mot en suspension med i förväg känd grovfraktionskoncentration.5. A method according to claim 3, characterized in that the concentration of coarse fraction is indicated by forming the signal b * ln (VP / VDC), where b is a constant obtained by calibration against a suspension with a predetermined coarse fraction concentration. 6. Sätt enligt nägot av patentkraven 2-5, kännetecknat av att den totala koncentrationen av suspenderade ämnen i suspensionen indikeras genom att bilda signalen 30 kone = (ln(Vo/VP) + Ci*ln(VP/VDC))*c2 (6) 25 106890 där konstanten ci är mätarrangemangets känslighetskoefficient och c2 är en konstant för att omvandla mätvärden tili koncentration i mg/1, varvid konstantema erhälles genom kalibrering mot suspensioner med i förväg kända fraktioner.6. A method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the total concentration of suspended substances in the suspension is indicated by forming the signal cone = (ln (Vo / VP) + Ci * ln (VP / VDC)) * c2 ( 6) where the constant c1 is the sensitivity coefficient of the measuring arrangement and c2 is a constant for converting measured values to concentration in mg / l, the constants being obtained by calibration against suspensions with known fractions. 7. Apparat för att registrera tillständet hos en suspension i rörelse, vilken suspen-5 sion kan innehälla fraktioner med partiklar med inbördes mycket olika storlekar, innefattande en ljuskälla (1), som belyser suspensionen med ett i förhällande till mellanrummen mellan Stora partiklar i suspensionen snävt ljusknippe och som vidare innefattar en ljusdetektor (2), som detekterar frän suspensionen utträdande ljus inom ett snävt vinkelomrade och som ocksa avger en mot den detekterande 10 ljusintensiteten svarande elektrisk signal, kännetecknad av ett signalbehandlings-arrangemang (104-108), som inom i förväg bestämda tidsintervall indikerar ett extremvärde (topp- eller bottenvärde) hos signalen frän detektom (102) och som ocksa beräknar minst en i förväg vald egenskap hos suspensionen med hjälp av extremvärdet.Apparatus for detecting the state of a moving suspension which may contain fractions having particles of very different sizes, including a light source (1) illuminating the suspension with a ratio of large particles to the suspension. narrow light bundle and further comprising a light detector (2) which detects light emitting from the suspension within a narrow angular range and also emits an electrical signal corresponding to the detecting light intensity, characterized by a signal processing arrangement (104-108) predetermined time intervals indicate an extreme value (peak or bottom value) of the signal from the detector (102) and which also calculates at least one preselected property of the suspension using the extreme value. 8. Apparat enligt patentkrav 7, kännetecknad av att signalbehand-lingsarrange- manget (104-108) dessutom indikerar den likspänningsnivä (Vdc), omkring vilken detektorsignalen varierar, och beräknar ett värde frän en algoritm innefattande extremvärdet och den indikerade likspänningsnivän och anpassad tili konfiguratio-nen hos ett mäthuvud innefattande ljuskällan (101) och ljusdetektom (102).Apparatus according to claim 7, characterized in that the signal processing arrangement (104-108) additionally indicates the DC voltage level (Vdc) around which the detector signal varies, and calculates a value from an algorithm comprising the extreme value and the indicated DC voltage level and adapted for configuration. one of a measuring head comprising the light source (101) and the light detector (102). 9. Apparat enligt patentkrav 7 eller 8, kännetecknad av att ljuskällan och ljus detektom är anordnade i ett mäthuvud, vilket mäthuvud innefattar en öppen mätka-nal (2, 13; 21, 38, 51, 88), som har tvä inbördes motstäende kanalsidor och där ·. strälningen frän strälkällan emitteras frän en kanalsida och mottas vid den andra kanalsidan, varvid de mekaniska övergängama mellan ytor med inbördes olika 25 sträckning är mjukt rundade, varvid a) djupet hos mätkanalen är kortare än avständet mellan dess kanalsidor; att b) mätsträlen sänds frän strälkällan tili den ena kanalsidan och frän den andra « ' kanalsidan tili nämnda strälningsindikator via en respektive tunn ljuskanal, säsom en fiberoptisk ljusledare (3, 4; 10, 11; 22, 23; 52, 53) eller en snäv rak kanal (90) med 30 en storlek, som ger en ljussträle, som är snäv i förhällande tili avständen mellan Stora partiklar i den suspension, som överför en snäv sträle; att c) ljuskanalema, närä mätkanalen, löper praktiskt taget parallellt med mätkanalens botten och i linje med den optiska sträle, som löper genom mätkanalen, och är däi placerad närä den yttre kanten hos mätkanalen; och att 26 106890 d) den enda typ av optiska komponenter, som kan finnas mellan ljuskanalema och kanalsidoma är komponenter med divergensminskande och/eller ljusfiltrerande och/eller skyddande karaktär (fig 12, 13, 14, 15).Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the light source and the light detector are arranged in a measuring head, the measuring head comprising an open measuring channel (2, 13; 21, 38, 51, 88) having two mutually opposing channel sides. and there ·. the radiation from the radiation source is emitted from one channel side and received at the other channel side, the mechanical transitions between surfaces of mutually different stretching being softly rounded, a) the depth of the measuring channel being shorter than the distance between its channel sides; b) transmitting the measuring beam from the radiation source to one channel side and from the other channel side to said radiation indicator via a respective thin light channel, such as a fiber optic light guide (3, 4; 10, 11; 22, 23; 52, 53) or a a narrow straight channel (90) of a size providing a light beam which is narrow in relation to the distance between Large particles in the suspension transmitting a narrow beam; c) the light channels, close to the measuring channel, run practically parallel to the bottom of the measuring channel and in line with the optical beam passing through the measuring channel, and are positioned near the outer edge of the measuring channel; and d) the only type of optical components that may exist between the light channels and the channel sides are components of divergence reduction and / or light filtering and / or protective nature (Figs. 12, 13, 14, 15). 10. Apparat enligt patentkrav 9, kännetecknad av att mätkanalens bredd mellan 5 sidokantema uppgar till mellan 1-5 mm.Apparatus according to claim 9, characterized in that the width of the measuring channel between the side edges is between 1-5 mm. 11. Apparat enlig patentkrav 9 eller 10, kännetecknad av att placerad i anslutning till mätkanalen finns ett rengöringsarrangemang (24-35; 42, 44, 45, 48), som auto-matiskt är styrd att ästadkomma mekanisk rengöring av mätkanalen vid intermetent tidpunkt, vilket rengöringsarrangemang innefattar en borste (27), som när den är 10 inoperativ är hallen indragen i kanal (25-26; 42) med en öppning till mätkanalens (21; 31) botten och som när den är operativ under den intermittenta rengöringen av kanalen bringas att röra sig med reciproka rörelser genom öppningen (fig 6 och 7).Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that located adjacent to the measuring channel is a cleaning arrangement (24-35; 42, 44, 45, 48) which is automatically controlled to provide mechanical cleaning of the measuring channel at intermittent time. said cleaning arrangement comprising a brush (27) which, when inoperative, the hallway is retracted in channel (25-26; 42) with an opening to the bottom of the measuring channel (21; 31) and as when operative during the intermittent cleaning of the channel caused by reciprocal movement through the opening (Figs. 6 and 7). 12. Apparat enligt patentkrav 11, kännetecknad av att rengöringsarrangemanget innefattar en kanal (48), genom vilken ett spolande eller sköljande medium kan 15 matas genom en öppning till mätkanalens (38) botten (fig 7).Apparatus according to claim 11, characterized in that the cleaning arrangement comprises a channel (48) through which a flushing or rinsing medium can be fed through an opening to the bottom of the measuring channel (38) (Fig. 7). 13. Apparat enligt nagot av patentkraven 7-12, kännetecknad av att innanför de strälningsledande elementen monterade i anslutning tili mätkanalen, mätkanalen har ett djup med ett sädant värde, att effekten av friktion mellan den flytande suspen-sionen och kanalens botten har obetydlig inverkan pa den suspension, som flyter 20 förbi elementen.Apparatus according to any of claims 7-12, characterized in that, within the radiation-conducting elements mounted adjacent to the measuring channel, the measuring channel has a depth of such value that the effect of friction between the liquid suspension and the bottom of the channel has negligible effect on the suspension flowing past the elements. 14. Apparat enligt av nägot av patentkraven 7-13, kännetecknad av att mätkanalen : har formen av en insänkning eller fördjupning i en mätgivarkropp (1; 9) avsedd för nedsänkning i den suspension, i vilken mätningar skall göras.Apparatus according to any of claims 7-13, characterized in that the measuring channel: is in the form of a recess or depression in a measuring body (1; 9) intended for immersion in the suspension in which measurements are to be made. 15. Apparat enligt nägot av patentkraven 7-11, kännetecknad av att mätkanalen 25 har formen av en insänkning eller fördjupning i en del av en innervägg hos ett rör (50; 59), genom vilket suspensionen flyter. «Apparatus according to any one of claims 7-11, characterized in that the measuring channel 25 is in the form of a recess or depression in a part of an inner wall of a pipe (50; 59) through which the suspension flows. «
FI973553A 1989-07-10 1997-08-29 Measuring method FI106890B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI973553A FI106890B (en) 1989-07-10 1997-08-29 Measuring method

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8902485 1989-07-10
SE8902486A SE464836B (en) 1989-07-10 1989-07-10 Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion
SE8902485A SE500529C2 (en) 1989-07-10 1989-07-10 Appts. for measuring particle concentration within medium - uses detection of light through medium flowing in narrow gap, using radiation indicator is signal processor
SE8902486 1989-07-10
SE9000212 1990-04-02
PCT/SE1990/000212 WO1991000993A1 (en) 1989-07-10 1990-04-02 Measuring apparatus and method
FI920101A FI104217B (en) 1989-07-10 1992-01-09 Measuring device
FI920101 1992-01-09
FI973553A FI106890B (en) 1989-07-10 1997-08-29 Measuring method
FI973553 1997-08-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI973553A0 FI973553A0 (en) 1997-08-29
FI973553A FI973553A (en) 1997-08-29
FI106890B true FI106890B (en) 2001-04-30

Family

ID=27444207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI973553A FI106890B (en) 1989-07-10 1997-08-29 Measuring method

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI106890B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI973553A0 (en) 1997-08-29
FI973553A (en) 1997-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0582320B1 (en) Measuring apparatus and method
KR100303161B1 (en) An on-line device for measuring quantitative particle contamination in lubricating oils
CN105143857B (en) Fluorimeter with multiple sense channels
JP5443787B2 (en) A device that counts fibers in the air with high accuracy
JPH07500660A (en) Electro-optical device for measuring single entities of fibers or other samples
CA2251861A1 (en) Apparatus and method for determining a parameter of a particle in a fluid
US4078863A (en) Measuring the concentration of substances suspended in a liquid
KR100503020B1 (en) Method and apparatus for measuring turbidity
US4637719A (en) Optical measurement of marine conditions
ATE220790T1 (en) ARRANGEMENT AND METHOD FOR USING DIFFUSION WAVE SPECTROSCOPY TO MEASURE THE PROPERTIES OF MULTIPHASE SYSTEMS AND CHANGES THEREIN
WO2014052293A1 (en) System and method for detection and system and method for water treatment
US8345236B2 (en) Method and apparatus for determining the particles contained in a particle stream
CN103528960A (en) Online monitoring system of sewage by spectral interference method
EP0549895B1 (en) Fiber Length Analyzer
FI106890B (en) Measuring method
JP4359769B2 (en) Sensor dirt detection method
FI127260B (en) Method and measuring apparatus for measuring suspension
CN116113500A (en) Fluorometer calibration apparatus and method
SE464836B (en) Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion
RU52185U1 (en) OIL CONCENTRATION DETECTOR IN WATER
KR100303162B1 (en) Portable apparatus for measuring contamination levels of lubricants
SE500529C2 (en) Appts. for measuring particle concentration within medium - uses detection of light through medium flowing in narrow gap, using radiation indicator is signal processor
FI75051B (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER KONTAKTLOES BESTAEMNING AV YTKVALITETEN HOS ETT ROERLIGT MATERIAL.
KR20140094219A (en) The water quality measuring optical probe using optical fiber
JPH0437937B2 (en)