FI61964C - FOERFARANDE FOER MAETNING AV KONSISTENS I EN MASSA - Google Patents

FOERFARANDE FOER MAETNING AV KONSISTENS I EN MASSA Download PDF

Info

Publication number
FI61964C
FI61964C FI793104A FI793104A FI61964C FI 61964 C FI61964 C FI 61964C FI 793104 A FI793104 A FI 793104A FI 793104 A FI793104 A FI 793104A FI 61964 C FI61964 C FI 61964C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
pulp
consistency
polarization
konsistens
massa
Prior art date
Application number
FI793104A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI61964B (en
FI793104A (en
Inventor
Juha Rapeli
Original Assignee
Kajaani Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kajaani Oy filed Critical Kajaani Oy
Priority to FI793104A priority Critical patent/FI61964C/en
Publication of FI793104A publication Critical patent/FI793104A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI61964B publication Critical patent/FI61964B/en
Publication of FI61964C publication Critical patent/FI61964C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

[\δτ*Ι [B] (11)KUULUTUSJULKAISU Q[\ δτ * Ι [B] (11) ANNOUNCEMENT Q

l J ' ' utlAggningsskrift o I ?64 C myönnetty 11 10 1932 ,¾¾¾ ^Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 G 01 K 15/02l J '' utlAggningsskrift o I? 64 C granted 11 10 1932, ¾¾¾ ^ Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 G 01 K 15/02

SUOMI —FINLAND (21) P«t*ntUI»kwwi»-P«t«»»eiuanf 79310UFINLAND —FINLAND (21) P «t * ntUI» kwwi »-P« t «» »eiuanf 79310U

(22) HkkamlipAivf — AnaMutlnpdaf 08.10.79 ' * (23) Alkupllvt—Glhlghatsdaf 08.10.79 (41) Tulkit |ulklMk«l — BIMt off*ntll| 09.Ot. 8l(22) HkkamlipAivf - AnaMutlnpdaf 08.10.79 '* (23) Alkupllvt — Glhlghatsdaf 08.10.79 (41) Interpreters | ulklMk «l - BIMt off * ntll | 09.Ot. 8l

rakifMrllullitu· (MrakifMrllullitu · (M

Patent- och registerstyralaan ' ' AmMcm uthfd och utLskrUtMi pubUnnd 30.06.82 (32)(33)(31) Pyydetty atuoUcaut—B«|ird priorhat (71) Kajaani Oy, Nuaskatu 11, 87^-00 Kajaani **0, Suomi-Finland(FI) (72) Juha Rapeli, Oulu, Suomi-Finland(FI) (7*0 Papula Rein Lahtela Oy (5*0 Menetelmä, massan sameuden mittaamiseksi - Förfarande för mätning av konsistens i en massaPatent- och registerstyralaan '' AmMcm uthfd och utLskrUtMi pubUnnd 30.06.82 (32) (33) (31) Requested atuoUcaut — B «| ird priorhat (71) Kajaani Oy, Nuaskatu 11, 87 ^ -00 Kajaani ** 0, Finland -Finland (FI) (72) Juha Rapeli, Oulu, Finland-Finland (FI) (7 * 0 Papula Rein Lahtela Oy (5 * 0 Method for measuring the turbidity of pulp - Förfarande för mätning av konsistens i en massa

Keksinnön kohteena on menetelmä sellu- ja/tai hiokekuituja sisältävän massan sakeuden mittaamiseksi.The invention relates to a method for measuring the consistency of a pulp containing pulp and / or ground fibers.

Keksinnön tarkoituksena on tehdä mahdolliseksi erilaisista prosesseista ym. tapahtuva nopea ja tarkka kiinteiden aineosien mittaaminen. Tämä on välttämätöntä esim. prosessien säädön ja prosessien eri vaiheissa esiintyvien aineiden määrien ja ominaisuuksien seurannan vuoksi.The object of the invention is to enable fast and accurate measurement of solid components from various processes, etc. This is necessary, for example, for process control and monitoring of the amounts and properties of substances present at different stages of the process.

Ennestään tunnetaan keksinnössä tarkoitettujen mittauksien suorittamiseksi lukuisa joukko menetelmiä. Toisaalta on olemassa nestenäytteiden laboratoriokäsittelyyn ja -tutkimukseen perustuvia menetelmiä, jotka eivät sovellu jatkuvaan prosessi-mittaukseen. Toisaalta on olemassa erilaisiin fysikaalisiin ilmiöihin perustuvia mittauksia, kuten optisiin, mekaanisiin, akustisiin ilmiöihin tai röntgensäteisiin perustuvia. Näillä kaikilla on kuitenkin rajoituksena suppea käyttöalue, epätarkkuus tai soveltuvuus vain tietyn tyyppisten aineosa-nesteyhdistelmien mittaamiseen. Samaten ne rajoittuvat yleensä vain yhden ominai- 2 61 964 suuden, kuten sakeuden mitttaamiseen.Numerous methods are known for carrying out the measurements referred to in the invention. On the other hand, there are methods based on laboratory processing and examination of liquid samples that are not suitable for continuous process measurement. On the other hand, there are measurements based on various physical phenomena, such as those based on optical, mechanical, acoustic phenomena or X-rays. However, all of these are limited by the narrow range of application, inaccuracy, or suitability for measuring only certain types of ingredient-liquid combinations. Likewise, they are generally limited to measuring only one property, such as consistency.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimus-osaan.For aspects of the invention, reference is made to the claims section.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan tähän asti tunntit-tuun tekniikkaan verrattuna seuraavia etuja: - mittausmenetelmällä saatava tieto on monipuolista ja kulloiseenkin tilanteeseen sovellettavissa mittaus on kaikissa olosuhteissa jatkuvatoiminen ja tulos on välittömästi käytettävissä mittaus voidaan suorittaa halutusta prosessin kohdasta mitä erilaisimmissa olosuhteissa mittaustulos on olennaisesti riippumaton muista prosessi-suureista kuten paineesta, virtausnopeudesta ja lämpötilasta mittausanturi on konstruoitavissa kestäväksi ja kooltaan halutun suuruiseksi.The method according to the invention achieves the following advantages compared to the prior art: - the information obtained by the measurement method is versatile and the measurement applicable to the current situation is continuous in all conditions and the result is immediately available. The measurement result can be performed at the desired process point. for quantities such as pressure, flow rate and temperature, the measuring sensor can be constructed to be durable and of the desired size.

Keksinnön mukainen menetelmä pohjautuu aineiden dielektristen ominaisuuksien käyttäytymiseen. Teoreettisesti ja kokeellisesti on tunnettua, että aineissa vallit.-ee tietty riippuvuus aineen permittiivisyyden ja dielektristen häviöiden sekä sähkökentän taajuuden ja polarisaatiomekanismin välillä.The method according to the invention is based on the behavior of the dielectric properties of substances. It is known theoretically and experimentally that there is a certain dependence between the permittivity and dielectric losses of the substance and the frequency and polarization mechanism of the electric field.

Homogeenisessa aineessa edellä mainittuun riippuvuuteen vaikuttavia mekanismeja ovat avaruusvaraus-, molekyyli-, atomi- ja elektronikuoripolarisaatiot. Taajuutta nostettaessa tapahtuu polarisaation häviäminen tietyllä taajuusalueella. Samanaikaisesti permittiivisyys putoaa nopeasti tasolta toiselle ja dielektrisissä häviöissä havaitaan huippu. Homogeenisilla aineilla em. siirtymä-taajuusalue on tavanomaisesti käytettyjen taajuuksien ulkopuolella, avaruusvarauspolarisaatiolla murto-osahertsejä sekä molekyyli-, atomi- ja elektronikuoripolarisaatrolla gieahertsejä.In a homogeneous substance, the mechanisms influencing the above dependence are space charge, molecular, atomic and electron shell polarizations. When the frequency is increased, the polarization disappears in a certain frequency range. At the same time, the permittivity drops rapidly from one level to another and a peak is observed in dielectric losses. For homogeneous substances, the above-mentioned transition frequency range is outside the frequently used frequencies, for space charge polarization fractional Hertz and for molecular, atomic and electron shell polarization, Gierehertz.

3 619643 61964

Nesteiden ja kiinteiden aineiden seoksilla esiintyy em. polarisaatiomekanismien lisäksi ns. rajapintapolarisaatio.In addition to the above-mentioned polarization mechanisms, mixtures of liquids and solids contain so-called rajapintapolarisaatio.

Tämä tarkoittaa partikkeliin sidotun sähkövarauksen siirtymistä partikkelin ja nesteen rajapintaa pitkin. Po. sidottu varaus syntyy siten että partikkeli luovuttaa varauksen nesteeseen tai vastaanottaa sen. Alhaisilla taajuuksilla kussakin partikkelissa ulkoisen kentän aiheuttama polarisaatio saavuttaa tasapainon hyvin lyhyessä ajassa verrattuna po. taajuuteen, jolloin polarisoitumishäviöt jäävät pieniksi.This means the transfer of an electric charge bound to the particle along the interface between the particle and the liquid. Po. the bound charge is created by the particle donating or receiving the charge into the liquid. At low frequencies, the polarization caused by the external field in each particle reaches equilibrium in a very short time compared to po. frequency so that the polarization losses remain small.

Korkeilla taajuuksilla taas johtuen po. pintavarai^ten pienestä liikkuvuudesta partikkelin dimensioon nähden polarisoitumista ei ehdi tapahtua, jolloin häviöt jäävät myös pieniksi. Partikkelille tyypillisellä taajuusalueella taas havaitaan huomattava polarisaatiohäviö, tällöin havainnollisesti ajatellen pintavaraukset ulkoisen kentän mukana olennaisesti liikkuvat partikkelin laidasta toiseen.At high frequencies again due to po. due to the small mobility of the surface products with respect to the particle dimension, polarization does not take place, whereby the losses also remain small. In the frequency range typical of a particle, on the other hand, a considerable loss of polarization is observed, in which case, figuratively speaking, the surface charges with the external field essentially move from one side of the particle to the other.

Teoreettisesti on perusteltu, että neste-partikkeli-rajapintaan muodostuu olennaisesti kaksiatominen kerros siten, että rajapinnalla pintavaraustiheys on vakio. On myös perusteltu teoreettisesti, että em. biatomaarisessa kerroksessa elektronien liikkuvuus on vakio. Sanotusta seuraa, että polarisaation kriittinen taajuusalue riippuu partikkelidimensioista ja myös muodosta. Kokonaishäviöt nesteessä mainitulla taajuusalueella riippuvat partikkeleiden määrästä.It is theoretically justified that a substantially diatomic layer is formed at the liquid-particle interface so that the surface charge density at the interface is constant. It is also theoretically justified that the mobility of electrons in the above-mentioned biatomic layer is constant. It follows that the critical frequency range of polarization depends on the particle dimensions and also the shape. The total losses in the liquid in said frequency range depend on the number of particles.

Periaatteessa mittaustapahtuma on seuraavanlainen. Mitataan dielektrisiä häviöitä eri taajuuksilla ao. partikkeleille ominaisella taajuusalueella. Häviöiden määrä eri taajuuksilla edustaa ominaistaajuuksiltaan vastaavien partikkelien määrää nesteessä. Täten on partikkelien kokojakautuma laskettavissa, samaten partikkelien kokonaismäärä nesteessä.In principle, the measurement event is as follows. Dielectric losses are measured at different frequencies in the frequency range characteristic of the particles in question. The amount of losses at different frequencies represents the number of particles with corresponding specific frequencies in the liquid. Thus, the size distribution of the particles can be calculated, as can the total number of particles in the liquid.

Em. mittaustapahtumassa vaaditaan partikkelien muotoa vastaava kalibrointi. Nyt on kuitenkin mahdollista suorittamalla mittauksia olennaisesti yhden partikkelin mittakaavassa (pienikokoinen anturi, laimennus) saada tilastollisesti riittävä tieto partikkelien muodosta sekä kalibrointiin että mahdollisiin muihin prosessin ohjaustarkoituksiin.Em. the measurement event requires a calibration corresponding to the shape of the particles. However, it is now possible to obtain statistically sufficient information on the shape of the particles for both calibration and possible other process control purposes by performing measurements on a substantially single particle scale (small size sensor, dilution).

4 619644,61964

Suorittamalla permittiivisyyden (s.o. kapasitanssin) mittauksia rajapintapolarisaation häviämistä pienemmillä taajuuksilla ja nesteessä, jonka permittiivisyys on olennaisesti suurempi kuin mitattavan kiinteän aineen, todetaan pienillä kiinteän aineen pitoisuuksilla voimakasta permittiivisyyden kasvua rajapinta-polarisaation vaikutuksesta ennen kuin nesteen pienevästä tilavuus-osuudesta johtuen seoksen permittiivisyys alkaa voimakkaasti lähestyä kiinteän aineen permittiivisyyttä, esimerkiksi ns. loqaritmi.1 ain mukaisesti. Ilmiötä ei voida käyttää yksiselitteisesti sakcuden tms. määritykseen laajalla alueella, mutta se soveltuu hyvin pienten sakeuksien, esimerkiksi alle 1 %, mittaamiseen.By performing permittivity (i.e., capacitance) measurements at the interfacial polarization loss at lower frequencies and in a liquid with a permittivity substantially greater than the solid being measured, a strong increase in permittivity is observed at low solids concentrations due to interfacial polarization before permittivity of the substance, for example the so-called loqaritmi.1 ain. The phenomenon cannot be used unambiguously for the determination of sakcude or the like over a wide range, but it is very suitable for measuring small consistencies, for example less than 1%.

Käytännön mittauksissa on sellu/hiokekuiduilla vedessä saatu seuraavanlaisia mittaustuloksia. Sakeusalueella 0,1 ... 10 % johtokyky muuttui suhteessa 1:5 ... 1:10 taajuudesta riippuen.In practical measurements, the following measurement results have been obtained with pulp / ground fibers in water. In the consistency range of 0.1 ... 10%, the conductivity changed in a ratio of 1: 5 ... 1:10 depending on the frequency.

Tästä alueesta oli riippuvuus välillä 0,5 ... 10 % lähes lineaarinen. Johtokyky edustaa mittauksessa ao. dielektrisiä häviöitä.The dependence on this range was almost linear between 0.5 ... 10%. The conductivity represents the dielectric losses in question in the measurement.

Eroa oli jonkin verran havaittavissa sellun ja hiokkeen käyttäytymisessä, mikä johtui ilmeisesti juuri erilaisista kuituominai-suuksista. Ilmiö saatiin edullisimmin esiin taajuusalueella 10 ... 100 MHz.There was some noticeable difference in the behavior of the pulp and the groundwood, which was apparently due precisely to the different fiber properties. The phenomenon was most preferably detected in the frequency range 10 ... 100 MHz.

Permittiivisyys kasvaa sakeusalueella 0,1 ... 0,5 % lähes lineaarisesti 20 % ja saavuttaa loivan huipun 1 ... 5 % sakeudessa.Permeability increases in the consistency range 0.1 ... 0.5% almost linearly by 20% and reaches a gentle peak at a consistency of 1 ... 5%.

Käytetty anturi oli paksukalvotekniikalla toteutettu ns. sormikuviokondensaattori.The sensor used was a so-called thick film technology. sormikuviokondensaattori.

Keksinnön suoja-ala on määritelty oheisissa patenttivaatimuksissa. Laitetekniset suoja-alaan kuuluvat toteutukset ovat tunnettua tekniikkaa, ml. eräät anturikonstrukti t ja tarvittavat elektroniset laskentalaitteistot.The scope of the invention is defined in the appended claims. Implementations falling within the scope of equipment technology are known technology, incl. certain sensor structures and the necessary electronic calculation equipment.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa mitä moninaisimmilla aloilla, esim. puunjalostus-, keraamisessa, väri- ja tekstiiliteollisuudessa, samaten esim. jätevesien mittaamisessa.The method according to the invention can be applied in a wide variety of fields, e.g. in the wood processing, ceramic, paint and textile industries, as well as e.g. in the measurement of wastewater.

61964 561964 5

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesi-merkin avulla viitaten oheiseen piirustukseen.The invention will now be described in detail by means of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing.

Esimerkki 1Example 1

Pestyn sellun johtokyky määrättiin massan sakeudella 0-5 % taajuuksilla: (1) 5 MHz, (2) 10 MHz, (3) 20 MHz, (4) 50 MHz ja (5) 80 MHz.The conductivity of the washed pulp was determined at a pulp consistency of 0-5% at frequencies: (1) 5 MHz, (2) 10 MHz, (3) 20 MHz, (4) 50 MHz, and (5) 80 MHz.

Mittaustulokset on esitetty graafisesti liitteenä olevassa kuvassa. Massan dc-johtokyky oli 3-5 juS.The measurement results are shown graphically in the attached figure. The dc conductivity of the mass was 3-5 juS.

Mittaustulokset osoittavat selvästi riippuvuuden johtokyvyn ja massan sakeuden välillä.The measurement results clearly show the relationship between conductivity and pulp consistency.

Claims (4)

61 964 661 964 6 1. Menetelmä sellu- ja/tai hiokekuituja sisältävän massan sakeu-den mittaamiseksi, tunnettu siitä, että massan johto-kyky ja/tai johtokykyyn verrannollinen sähköinen suure määrätään mittausjännitteen tietyllä taajuusalueella, joka on sopivimmin 10-100 MHz, ja mitattavan massan sakeus määrätään vertaamalla saatua mittaustulosta tunnetun sakeuden omaavalla massalla saatuihin vastaaviin mittaustuloksiin.A method for measuring the consistency of a pulp containing pulp and / or ground fibers, characterized in that the conductivity of the pulp and / or an electrical quantity proportional to the conductivity is determined in a certain frequency range of the measuring voltage, preferably 10-100 MHz, and the consistency of the measured mass is determined by comparison from the measurement result obtained with the corresponding measurement results obtained with a mass of known consistency. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitattavan massan sakeus on 0,1-10 %.Method according to Claim 1, characterized in that the consistency of the mass to be measured is 0.1 to 10%. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massan sakeus on 0,5-5 %.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the consistency of the pulp is 0.5 to 5%. 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä määrätään massan permitti-visyys.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the permittivity of the pulp is determined in the method.
FI793104A 1979-10-08 1979-10-08 FOERFARANDE FOER MAETNING AV KONSISTENS I EN MASSA FI61964C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI793104A FI61964C (en) 1979-10-08 1979-10-08 FOERFARANDE FOER MAETNING AV KONSISTENS I EN MASSA

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI793104A FI61964C (en) 1979-10-08 1979-10-08 FOERFARANDE FOER MAETNING AV KONSISTENS I EN MASSA
FI793104 1979-10-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI793104A FI793104A (en) 1981-04-09
FI61964B FI61964B (en) 1982-06-30
FI61964C true FI61964C (en) 1982-10-11

Family

ID=8512931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI793104A FI61964C (en) 1979-10-08 1979-10-08 FOERFARANDE FOER MAETNING AV KONSISTENS I EN MASSA

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI61964C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI61964B (en) 1982-06-30
FI793104A (en) 1981-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2928487A1 (en) METHOD FOR MEASURING THE RELATIVE HUMIDITY OF A MEASUREMENT WITH THE AID OF MICROWAVES IN THE GHZ RANGE
JP3166867B2 (en) Material moisture measuring device
FI61964C (en) FOERFARANDE FOER MAETNING AV KONSISTENS I EN MASSA
US3586971A (en) Microwave apparatus for ascertaining changes in dielectric properties utilizing a slow wave structure
EP0389916B1 (en) Apparatus for measuring the dielectric properties of materials
Cutting et al. A capacitance-resistance hygrometer
HU187463B (en) Flow micro-cell of measuring based on measurement of electric conductivity by means of oscillometry
Harris et al. Precise measurement of dielectric constant by the two-fluid technique
DE19848878A1 (en) Detecting changes in physical values associated with multi-component liquids involves using sensitized polymer network operated as transducer which detects change in mass or other mechanical properties and converts it into electrical signal
FI69372B (en) MEASUREMENT METHOD FOR APPARATUS FOR MAINTENANCE WITH FASTA CORNECT AEMNENS MASSFLOEDE OCH FUKTIGHET ELLER NAOGON ANNAN EGENSKAP
Chudobiak et al. An open transmission line UHF CW phase technique for thickness/dielectric constant measurement
DE1155924B (en) Device for layer thickness-independent measurement of the water or hydrogen content of material to be measured in layers with the help of neutrons
DE3701632A1 (en) Optical sensor
RU2027162C1 (en) Density gage of liquid medium and gaseous atmosphere
WO2019168423A1 (en) Microwave soil moisture sensor based on phase shift method and independent of electrical conductivity of the soil
Hilhorst et al. A dielectric tensiometer
Kraszewski et al. Sensing dielectric properties of arbitrarily shaped biological objects with a microwave resonator
US20240044809A1 (en) Method for measuring substance quantities in a mixture
Van Beek et al. Dielectric behavior of aqueous solutions of sodium polyphosphates of low degree of polymerization
SU1083128A1 (en) Method of measuring powder material specific resistance
SU1067421A1 (en) Method and device for measuring parameters of non-homogenous substances
SU851243A1 (en) Substance concentration measuring method
SU1053002A1 (en) Process for determining moisture content in building material
Leach et al. Design of a single electrode capacitor for use with moisture meters and similar apparatus
SU1000877A1 (en) Capacitive converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: KAJAANI OY