FI67958B - Foerfarande och anordning foer bestaemning av koncentrationen av en substans som aer bunden till partiklar transporterade i ett stroemmande medium - Google Patents

Description

1 67958

Menetelmä ja laite virtaavan väliaineen kuljettamiin hiukkasiin sidotun aineen pitoisuuden määrittämiseksi Tämä keksintö kohdistuu sellaiseen menetelmään, johon viitataan mukaan liitetyissä vaatimuksien 1 ja 2 johdannossa, sekä laitteisiin kyseisen menetelmän suorittamiseen.

Kyseinen keksintö on tuloksena sille työlle, joka on tehty jotta löytyisi yksinkertainen ja luotettava menetelmä sellaisen mittausarvon saamiseksi, jolla olisi hyvin määritelty riippuvuus niin sanotusta kappaluvusta, joka on puu-kuitujen ligniinisisällön mitta. Koska menetelmä oli hyvin tehty, voitiin kuitenkin todeta, että sillä oli paljon laajempi sovellutuskenttä. Menetelmä on hyvin sopiva hiukkasiin sidotun ainesisällön määrittämiseksi, milloin kyseessä oleva aine absorboi säteilyä määrätyllä säteilyn aallonpituusalueella, ja ainetta voidaan katsoa sijoittuvaksi ohueksi kerrokseksi hiukkasen pinnalle, ja sen pinta, joka rajoittuu kerrokseen heijastaa sillä aallonpituusalueella jolle kyseinen säteilyaallonpituus sijoittuu. Kyseinen aine voi käytännössä olla ohut kerros, mutta menetelmää voidaan myös käyttää, kun aine on levitetty hiukkasten paikallisina pitoisuusvaihteluina. Menetelmää voidaan siksi käyttää, esimerkiksi suspendoitujen hiukkasten värimittaus-ten kirkkauden määrittämiseen, suspendoiduilla hiukkasilla olevien eri aineiden pinnan rakenteen tutkimiseksi, suspendoiduilla hiukkasilla olevien pintapäällysteiden tutkimiseksi, jne.

Kun selluloosamassaa valmistellaan paperin valmistusta varten massa analysoidaan valmistelun jälkeiseen jäännös-ligniiniin nähden. Valmiin massan ligniinisisältö on tähän asti määritetty ottamalla massasta näytteitä kemiallista analyysiä varten. Sitten on määritetty kuinka paljon klooria tai kaliumpermanganaattia tietty massamäärä käyttää 67958 hapettaraisessa. Nämä kemialliset analyysit ovat suhteellisen monimutkaisia ja aikaa vieviä. Lisäksi niitä ei voida suorittaa on-line prosessin yhteydessä.

Oleellinen parannus ja yksinkertaistus saavutetaan, kun keksintöön kuuluvalle menetelmälle annetaan ne karakteristiset ominaisuudet, jotka määritellään mukaan liitetyissä vaatimuksissa. Menetelmä voidaan suorittaa on-line automaattisesti lyhyin väliajoin. Se voidaan käynnistää tark-kaamosta, joka on eri paikassa kuin missä varsinainen valmistus tapahtuu. Menetelmän kokeiluissa on saavutettu hyvä korrelaatio niiden mittausarvojen kanssa, jotka on saatu nykyään käytetyillä enemmän tai vähemmän suorilla menetelmillä, kuten kappaluku-menetelmä ja klooriluku-menetelmä.

Puu, josta massa tehdään, rakentuu eri soluista, jotka liittyvät toisiinsa ligniinillä. Selluloosamassan valmistuksessa, esimerkiksi sulfaattimenetelmällä, jossa hakkeet keitetään ylipaineessa ja korkeassa lämpötilassa, puu alistetaan käsittelylle,jossa yksittäiset solut erotetaan, ja ligniini liuotetaan pois. Tämän käsittelyn jälkeen massaan jäävää ligniiniä voidaan katsoa esiintyväksi ainoastaan jokaista kuitua ympäröivänä ohuena kerroksena. Tämä ei täysin vastaa todellisuutta, mutta jokaisen kuidun ligniinisisältö on oleellisesti suurempi periferiassa kuin kuidun ytimessä. Kokeilussa on ligniini todettu vahvasti ultraviolettia valoa absorboivaksi, kun taas se aine, josta jokaisen kuidun ydin pääasiassa koostuu heijastaa näillä valon aallonpituuksilla. Kyseinen keksintö käyttää tätä ominaisuutta hyväksi.

Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin seuraavassa, jossa viitataan mukaan liitettyyn piirustukseen, jossa kuva 1 on perusluonnos mittalaitteesta, joka on rakennettu keksinnön periaatteiden mukaisesti, kuva 2 esittää tulevan valon käyttäytymistä kuidun poikkileikkauksessa, ja kuva 6 7958 3 esittää käytettyä erikoishimmennintä.

Kuvassa 1 esitetyssä keksinnön toteutuksessa veteen sus-pendoitu kuituaine 1 valotetaan kapeakeilaisella ultra-violetilla valolla 2. Suspendoitu kuituaine 1 virtaa korkea-asteisella turbulenssilla kuvun 3 läpi. Kaksi ilmaisinta 4, 5 on sijoitettu kuvun 3 vastakkaisille sivuille vastapäätä valolähdettä 6, johon kuuluu optinen yksikkö 7, joka tuottaa säteen 2. Toinen ilmaisin 4 on sijoitettu siten, että siihen vaikuttaa pääasiassa vain valo, joka kulkee suoraan suspension läpi. Toinen ilmaisin 5 on sijoitettu siten, että siihen vaikuttaa vain valo, joka on heijastunut yhdestä tai useammasta suspension hiukkasesta .

Siitä valosta,joka osuu ensimmäiseen ilmaisimeen 4 voidaan hyvällä tarkkuudella sanoa, että se on läpäissyt suspension siten, ettei se ole ollut keskinäisvaikutuksessa minkään kuidun kanssa. Se valo, joka osuu toiseen ilmaisimeen 5, on kuitenkin aina vähintään kerran heijastunut kuidusta. Suspensio on laimennettava siten, että todennäköisyys, että valo heijastuu useammasta kuidusta ja sen jälkeen osuu jompaankumpaan ilmaisimeen on pieni.

Koska valolähde 6 tuottaa pääasiassa vakion valovuon suspensioon, hiukkasista siroava valo merkitsee sitä, että sironneen, esim. heijastuneen, valon intensiteetin kasvua vastaa suhteellisesti yhtä suuri suoraan suspension läpi kulkeneen valon intensiteetin heikkeneminen. Kun ei yhtään valoa absorboidu suspension hiukkasissa, vaan hiukkaset ovat täysin heijastavia, vaikutus sironneen valon intensiteettiin on yhtä suuri kuin vaikutus suoraan suspension läpi kulkeneen valon intensiteettiin.

Kun noste, jossa hiukkaset ovat susnendoituneet, on itse jossain määrin absorboiva, kumpaankin ilmaisimeen 4, 5 4 67958

F

tuleva säteily muuttuu yhtä paljon, jos suspension läpi kulkeneen valon matkat kumpaankin ilmaisimeen ovat yhtä pitkät.

Kun absorptio ei esiinny hiukkasissa eikä myöskään nesteessä, johon ne ovat suspendoituneet, koko sironneen valon I ja suoraan läpi kulkeneen valon I kokonaisintensiteetti on yhtä suuri kuin säteilleen valon intensiteetti I , so.

I /1 = (I -I ) / I = (I /1 )--1 (1) s r or r o r '

Kun hiukkaset nyt kantavat valoa absorboivan ligniinikerrok-sen,vaikutus kohdistuu I -termiin, muttei I -termiin.

S Γ

Yhtälö (1) ei ole enää voimassa. Johtuen valon absorptiosta heijastuksessa suspension kuiduista, toisesta ilmaisimesta 5 sironnut valo vaimenee, kun taas se valo joka osuu ensimmäiseen ilmaisimeen 4 ei muutu kuitujen pintakerroksen vaikutuksesta.

Ligniini ei varmaankaan muodosta ohutta kerrosta jokaisen kuidun ympärille, vaan pikemminkin esiintyy paikallisina kuitujen tiheysvaihteluina. Kuitenkin, niiden yhtälöiden saavuttamiseksi, johon keksintö perustuu, ligniinin kerros-tumistilaa otaksutaan olevan voimassa hyvänä approksimaationa. Oletetaan myös, että jokaisella kuidulla on ympyrä-lieriömäinen tai pallomainen muoto. Kuidut virtaavat täydellisessä turbulenssissä, jotta kuidun muodon ja suunnan vaikutukset- mittaustuloksiin eliminoituisivat. Kun valo-tus tapahtuu kohtisuorassa virtaussuuntaa vastaan, hiukkaseen osuva valo kulkee ligniinikerroksesta koostuvan hiukkasen rengasmuotoisen poikkileikkauksen ympyräsegmentin osan läpi, jonka korkeus on Ar ennen kuin valo osuu käytettyä valoa heijastavaan hiukkasen pintaan, jonka jälkeen valo kulkee yhtä pitkän matkan 1igniinikerroksen läpi.

67958

Kuva 2 on kuidun la poikkileikkaus ja esittää ympyräseg-menttiä ABC, jonka paksuus on Ar, ja jonka läpi tuleva valo 31 ja heijastunut valo 32 tietyllä tulokulmalla kulkee matkan 2a. Pienin arvo, jonka etäisyys a voi saada, on Ar (katso kuva 2), kun valo kulkee säteissuun-nassa. Suurin arvo, jonka etäisyys a voi saada on s = (r+Ar) sinä, kun valo kulkee tangentiaalisesti kuidun ytimen pintaa kohti. Koska kulma β= α/2 2 2 sinä = 2Ar s/(s + Ar ) = s/(r+Ar) s = 'f 2 r Ar Ar^2 Tällöin etäisyys 2a, jonka valo kulkee ligniinikerroksessa, on seuraavien rajojen välissä 2 Ar < 2a < 2 Ϋ" 2 r Ar so. kun r oletetaan vakioksi (kaikki kuidut yhtä suuret), tällöin 2a ~ Ark jossa 1/2 < k < 1.

Sironneen valon ja suoraan näytteen läpi kulkeneen valon osamäärä on tällöin

Is/Ir = (Io//Ir_1) exp( -/u ki Ark) (2) jossa on aineesta (ligniini) riippuvainen optinen vakio, ja k^ on hiukkasen koosta riippuva vakio. Eksponentiaalinen funktio on saatu soveltamalla Lambert-Beerin lakia. Riippumatta siitä onko hiukkasten muoto pallomainen vai soikea, absorboivan aineen määrä hiukkasta kohti on verrannollinen Ar:een otaksuen, että näytteellä, jolla mittaus suoritetaan, on pääasiassa vakio koostumus homogeenisista ainehiukkasista. Täten ligniinin pitoisuus konc^ on f ~ (Io/Ir) " 1 1 Ί Vk A I — f (3)

L s/ r J J

6 67958 Tämä yhtälö ei täysin ole sopusoinnussa käytännön kanssa, vaan tietyt korjaukset on tehtävä. Vertailevissa selluloosamassan mittauksissa, joissa kappa-luku vaihtelee, seuraava yhtälö on antanut hyvän korrelaation keksinnön mukaisten mittaustulosten ja tavanomaisten mittaustulosten välillä

f Γ Whr - H ] 1A

koncA = A ^In [((Is/Ir) - c1)c2 j <4> jossa A on verrannollisuusvakio, on vakio siten valittu,

että kone, = O kun mittaus tehdään ei-absorboivalla aineel-A

la, on vakio, joka saadaan mittaamalla kaksi tai useampi kalibrointisuspensiota,joilla on sama kappaluku mutta eri suspensioaineen pitoisuuksia, ja on mittalaitteen mitoista riippuvainen vakio, joka määrätään kirkkaan veden mittauksella.

Ilmaisin 5 ei kuitenkaan ole sijoitettu siten, että siihen osuisi kaikki hiukkasista sironnut valo. Sen sijaan ilmaisimella on sellainen sijoitus, että se valo, joka siroaa tietystä suunnasta pääasiassa osuisi siihen. Täten yhtälön (3) vakio k on määritelty ja täysin riippuvainen ilmaisimen 5 sijainnista, joka indikoi sironneen valon, koska hiukkasista tapahtuvan heijastuksen heijastuskulma on täten likimääräisesti määritelty jokaisella kulmalla, jolla hiukkaseen osuu valo, tietyssä kulma-asennossa olevaan ilmaisimeen 5 sironnut valo on jollakin todennäköisyydellä koko sironneen valovirran osa. Tämä merkitsee, että ilmaisimen 5 ilmaisema valon intensiteetin odotusarvo on jossa b on yhtä pienempi vakio. Tämän seurauksena ilmaisimeen 5 tulevan valon odotusarvo on tietty osa kaikesta sironneesta valosta vaimennettuna niin kuin se olisi sironnut suspension hiukkasista täysin määrätyssä kulmassa.

Vakio k voidaan tietysti laskea, mutta määrätyllä kuvun toteutuksella valolähteellä ja ilmaisimilla, se on helpommin määrättävissä useiden kuvun läpi syötettyjen näytteiden 67958 kemiallisilla vertailumittauksilla.

Edellä on jatkuvasti oletettu, että kaikilla kuiduilla yhdessä näytteessä olisi suunnilleen sama ulkonäkö ja koko, jolloin säde r ja ligniinikerroksen tilavuus on yhtä suuri kaikilla kuiduilla ja niitä voidaan katsoa vakiotekijoiksi. Todellisuudessa tilanne ei kuitenkaan ole näin ideaalinen. Näytteen kuiduilla on vaihteleva koko. Ligniinikerroksen paksuus Ar riippuu yksittäisen kuidun koosta, ts. säteestä r. Näytteen ligniinipitoisuus,riippuen massan pitoisuudesta, riippuu kuidun koosta. Havaittiin kuitenkin mahdolliseksi huolimatta kuituaineen vaihtelevasta kokoja-kautumasta suorittaa mittaukset perustuen yhtälöön (4), kun optinen yksikkö muotoillaan siten, että ilmaisimen 5 signaalin kasvun ja ilmaisimen 4 signaalin heikkenemisen suhde on vakio sekä pienillä että suurilla hiukkasilla.

Kuvassa 3 on esitetty himmennin 21, joka on sijoitettu kuvun ja ilmaisimien välille ulostulon puolella. Mainittu kalvo 21 on viuhkamainen, ja sen pisteviivalla merkitty osuus 22 on sijoitettu siten, että suora sädetie ilmaisimiin 4 kulkee tämän osuuden kautta. Himmentimen laajempi osuus 23 on sijoitettu siten, että sironnut sädetie ilmaisimeen 5 kulkee tämän osuuden kautta. Kärjen kohdalla oleva kulma a on säädettävissä,koska himmentimen sivukappaleet 24, 25 laajemman osuuden 23 kohdalla on saranoitu toisiinsa ja kierrettävissä keskipisteen 26 ympäri. Sivukappaleet 24, 25 himmentimen leveämmän osuuden kohdalla on varustettu päätekappaleilla 27, 28, jotka ovat toisiinsa nähden kulmassa, ja himmentimen reunat, jotka ovat kaaria, joiden keskipiste on 26. Toinen päätekappale 27 on sijoitettu toisen 28 yläpuolella siten, että ne ovat liikuteltavissa toisiaan kohti ja poispäin toisistaan, kun kulma a muutetaan.

Viitenumeroiden 29 ja 30 kohdalla on merkitty ne paikat himmentimen sisäpuolella, joiden läpi suorat viivat kuvun 67958 keskipisteestä ilmaisimiin 4 ja 5 kulkevat. Esitetty himmennin saa yksinkertaisella rakenteellisella muotoilulla toiminnan, joka käytännössä on oikea. Toisenlaiset muotoilut, esim. elliptinen muoto tai kaksi aukkoa tms. omaava muotoilu, voivat kuitenkin antaa samanlaisia tuloksia. Oleellinen piirre on siinä, että himmennin aikaansaa siron-neen signaalin kasvu,joka suhteellisesti on yhtä suuri kuin suoran signaalin heikkeneminen erikokoisten hiukkasten tapauksessa.

Ilmaisimen 4 ja 5 signaalit kytketään kumpikin piiriin 8, 9, jotka suorittavat analogia-digitaalimuunnoksen ja näyttävät signaalin keskiarvon määrätyn pituisena ajanjaksona. Tämä jakso on mieluimmin 10 s pitempi. Himmentimellä on järjestetty lisäilmaisin 11, joka ilmaisee sädekeilan 2 tulevan valon. Ideaalitapauksessa kuten sanottu näytettä valotetaan valolähteellä, joka tuottaa vakiosuuruisen valo-virran. Tätä ehtoa ei voida täyttää, kun näytettä valotetaan ultravioletilla valolla, ja mittalaitteen kustannuksia on rajoitettava kohtuullisiksi. Referenssi-ilmaisin 11 on sen tähden tarkoitettu valolähteen 6 valon intensiteet-tivaihtelujen jatkuvaan ilmaisuun ja mittaustulosten korjaamiseen näitä vaihteluja vastaavalla tavalla.

Ilmaisimen 11 lähtösignaali syötetään analogia-digitaali-muuntimeen 12. Yksikköjen 8, 9 ja 12 lähdöt ovat kytkettyjä laskinyksikön 13 tuloihin. Laskin suorittaa yhtälön (4) mukaisen laskuoperaation ja näyttää tuloksen näytössä 14. Laskinyksikkö voi olla mikroprosessori. Laskuoperaatio suoritetaan koko mittausjaksolla lyhyin väliajoin, ja hetkelliset arvot ovat saatavissa ilmaisimista 4, 5 ja 11. Lasku-operaatioiden keskiarvo näytetään mittausjakson loputtua.

On kuitenkin mahdollista saada laskinyksikkö laskemaan jokaisen ilmaisimen 4, 5 ja 11 signaalin keskiarvo n. 10 s pidempänä ajanjaksona, jonka jälkeen yksikkö suorittaa 9 67958 yhtälön (4) mukaisen laskuoperaation käyttäen keskiarvoja.

Vaihtoehtoinen menetelmä vaihtoehtoisella laitteella, joka perustuu yhtälöön (4) selostetaan seuraavassa.

Mitattu signaali I , joka sisältyy yhtälön (4) osoittajaan, voidaan tietysti mitata samasta näytteestä, mutta erillisessä läheisessä mittalaitteessa ja toisella aallonpituusalueella kuin mitatut signaalit, jotka sisältyvät nimittäjiin. Kun tässä toisessa mittalaitteessa käytetään säteilyn aallonpituusaluetta, jolla kuljetusnesteeseen liuenneet aineet eivät absorboi säteilyä, mutta absorboivat säteilyä ensimmäisessä mittalaitteessa, niin tällaiset näytteeseen liuenneet aineet eivät vaikuta yhtälöön (4), koska yhtälön (4) nimittäjään sisältyviin mitattuihin signaaleihin vaikuttaa säteilyn absorptio samalla tavalla. Tämä merkitsee sitä, että tämä vaikutus häviää kun muodostetaan näiden signaalien osamäärä.

Tämä vuorostaan merkitsee sitä, että nesteeseen liuennut ligniini ei vaikuta kappaluvun mittaukseen ja siksi pesu ei ole tarpeellinen, ei myöskään silloin kun läheisen mittalaitteen aallonpituus on lähi-infrapuna-alueella. Näytteen esikäsittely on siksi paljon yksinkertaisempi.

Yhtälön osoittajan osoittajassa esiintyvä signaali I voi tässä tapauksessa joko olla läheisen mittalaitteen sädetiel-le sijoitetun referenssi-ilmaisimen mittaussignaali tai läheisen mittalaitteen mittaussignaali I , kirkkaan veden kalibroinnissa. Ensin mainitussa tapauksessa ylimääräinen läheinen mittalaite on rakennettu kuvaa 1 vastaavalla tavalla: Valolähde - optiikka - himmennin - kupu - ilmaisin - analogia-digitaalimuunnin. Tämä laite voidaan kytkeä samaan laskinyksikköön kuin ensimmäinen mittalaite.

Lopuksi vielä yksi vaihtoehto on selostettu, joka niinikään perustuu yhtälöön (4).

67958 1 o

Yhtälössä (4) sekä osoittajaan että nimittäjään sisältyvä tekijä 1/1 on näytteeseen suspendoidun aineen hiukkaskoos-tumuksen ja konsentraation suora funktio. Tämä merkitsee, siinä tapauksessa, että hiukkaskoostumus pysyy pääasiassa vakiona, että kun suspension ainepitoisuus pysyy vakiona mittalaitteessa, niin tällöin ligniinipitoisuus on yksikäsitteinen I :n funktio, so. määrättyyn suuntaan sironnutta valoa indikoivan ilmaisimen 5 signaalin funktio. Tämä merkitsee sitä, että kun aineen konsentraatio ja hiukkaskoostumus suspensiossa pidetään vakiona, keksintöön liittyvä menetelmä voidaan viedä läpi ainoastaan yhdellä ilmaisimella. Tämä voidaan aikaansaada, esimerkiksi sijoittamalla konsentraation mittalaite vastavirtaan keksintöön liittyvästä mittalaitteesta, jolloin pitoisuuden mittalaitteen signaalin täytyy ohjata suspension laimennus siten, että pitoisuuden mittalaitteen signaali pysyy vakiona.

Kun ligniinipitoisuus on yksikäsitteinen Ig:n funktio, suuri määrä ligniinisisältöä vastaavia Is~arvoja voidaan varastoida laskinyksikön muistiin. Muistikennoon viitataan vastaanotettua tulosignaalin arvoa lähinnä olevalla arvolla, ja muistikennon varastoima arvo siirretään näyttöyksikköön. Muistikennoihin voidaan mahdollisesti myös viitata tulosignaalin kahdella lähinnä olevalla arvolla, ja interpolaatio näiden kahden varastoidun ligniinisisältöarvon välillä suoritetaan ennen kuin tulos siirretään näyttö-yksikköön. Ligniinisisältö voidaan myös laskea I :n funktiolla, joka on sovitettu näytteen ligniini-sisältöön empiirisellä korreloinnilla. Suuri määrä muunnelmia voidaan kuvitella keksinnön puitteissa.

Claims (14)

1. 67958 11
2. 1. Menetelmä virtaavan väliaineen kuljettamiin hiukkasiin sidotun aineen pitoisuuden määrittämiseksi, joka aine eri vaihtelevaa pitoisuutta olevissa vyöhykkeissä sijaitsee hiukkasissa yhdessä muun hiukkasaineen kanssa, ja jossa vallitsee voimakas korrelaatio aineen pinnalla esiintymisen ja hiukkasten ainesisällön välillä, jolloin aine absorboi säteilyä määrätyllä säteilyn aallonpituusalueella, ja muu hiukkasaine heijastaa säteilyä, tunnettu siitä, että väliaineeseen säteilee säteilylähde, joka säteilee sanotulla säteilyn aallonpituusalueella, ja että suoraan väliaineen läpi kulkeva säteily ilmaistaan, ja väliaineen hiukkasista tiettyyn suuntaan sironnut säteily ilmaistaan, ja sanotun aineen pitoisuus koncA lasketaan kaavasta / c3 "VV - 11 il1A —a = Ä |ln [('VV 'VV J jossa I on tulevan säteilyn intensiteetti, I on suoraan väliaineen läpi kulkevan säteilyn intesiteetti, Ig on ilmaistun sironneen säteilyn intensiteetti, k on sironneen säteilyn ilmaisukulmasta riippuva vakio 1/2 ja 1 välillä, ja A, c^, c2, ovat vakioita.
3. 2. Menetelmä virtaavan väliaineen kuljettamiin hiukkasiin sidotun aineen pitoisuuden määrittämiseksi, joka aine eri vaihtelevaa pitoisuutta olevissa vyöhykkeissä sijaitsee hiukkasissa yhdessä muun hiukkasaineen kanssa, ja jossa vallitsee voimakas korrelaatio aineen pinnalla esiintymisen ja hiukkasten ainesisällön välillä, jolloin aine absorboi säteilyä määrätyllä säteilyn aallonpituusalueella ja muu hiukkasaine heijastaa säteilyä, ja jolloin myös vaihtelevia aineen pitoisuuksia voi olla liuenneena virtaavaan väliaineeseen, mutta ei saa vaikuttaa pitoisuuden määrittämiseen, tunnettu siitä, että väliaineeseen säteilee kaksi säteilylähdettä, toinen säteilee sanotulla säteilyn aallonpituusalueella, ja toinen lähde säteilee tästä poikkeavalla 12 67958 aallonpituusalueella, ja jossa kumpikin säteily, josta ensimmäisellä aallonpituusalueella oleva suoraan väliaineen läpi kulkenut ilmaistaan, ja sanotulla alueella väliaineen hiukkasista määrättyyn suuntaan sironnut säteily ilmaistaan, ja toisella sanotulla aallonpituusalueella suoraan väliaineen läpi kulkenut säteily ilmaistaan, ja ensimmäisen aineen pitoisuus kone lasketaan kaavasta tr - lv* , . . c3 '«Λ1 - υ \ A 1 |_ < s/rl 1 2 - J jossa I on sanotulla toisella aallonpituusalueella olevan tulevan säteilyn intensiteetti tai sanotulla alueella suoraan hiukkasia sisältämättömän väliaineen läpi kulkeneen säteilyn intensiteetti, I £ on sanotulla toisella aallonpituusalueella suoraan väliaineen läpi kulkeneen säteilyn intensiteetti, I ^ on ensimmäisellä aallonpituusalueella suoraan väliaineen läpi kulkeneen säteilyn intensiteetti, I on ensimmäisellä aallonpituusalueella ilmaistun siron-neen säteilyn intensiteetti, k on sironneen säteilyn ilmai-sukulmasta riippuva vakio 1/2 ja 1 välillä, ja A, c^, c ovat vakioita. 1 2 Menetelmä virtaavan väliaineen kuljettamiin hiukkasiin sidotun aineen pitoisuuden määrittämiseksi, joka aine eri vaihtelevaa pitoisuutta olevissa vyöhykkeissä sijaitsee hiukkasissa yhdessä muun hiukkasaineen kanssa, ja jossa aine absorboi säteilyä määrätyllä säteilyn aallonpituusalueella, ja muu hiukkasaine heijastaa säteilyä, tunnettu siitä, että väliaineen hiukkaspitoisuus pidetään pääasiassa vakiona suunnilleen vakiokoostumuksessa, ja väliaineeseen säteilee säteilylähde, joka säteilee sano 2 tulla säteilyn aallonpituusalueella, sekä että väliaineen hiukkasista määrättyyn suuntaan sironnut säteily ilmaistaan, jolloin ilmaistun signaalin keskiarvo on yksikäsitteisessä suhteessa hiukkasten kuljettaman aineen pitoisuuteen, joka suhde on etukäteen määritetty joko vertailu- 67958 13 mittauksilla käyttäen näytteitä, joilla on tunnetut ainepitoisuudet tai laskemalla kaavasta f r - l1/k I C ' koncA = A j In -(f-· --£-15,. f jossa I on ilmaistun sironneen säteilyn intensiteetti, k on sironneen säteilyn ilmaisukulmasta riippuva vakio välillä 1/2 ja 1, ja A, C^, C,- ja ovat vakioita.
4. 4. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi virtaavan väliaineen kuljettamiin hiukkasiin sidotun aineen pitoisuuden määrittämiseksi, jossa aine eri vaihtelevaa pitoisuutta olevissa vyöhykkeissä sijaitsee hiukkasissa yhdessä muun hiukkasaineen kanssa, jolloin aine absorboi säteilyä määrätyllä säteilyn aallonpituusalueella, ja muu hiukkasaine heijastaa säteilyä, jossa säteilylähde (6), jonka säteily on pääasiassa sanotulla aallonpituusalueella, valottaa väliaineen hiukkasia, ja kaksi ilmaisinta (4, 5) on sijoitettu siten, että toinen ilmaisee suoraan väliaineen läpi kulkeneen säteilyn, ja toinen ilmaisee väliaineen hiukkasista määrättyyn suuntaan sironneen säteilyn, tunnettu siitä, että laskinyksikkö (13) suorittaa ensimmäisen aineen pitoisuuden laskemisen ilmaisimen (4, 5) signaalien avulla kaavalla r - VA J c3<(VIr) · l) ! kone. = A Λ In —γ-ρ=.—j=.—->- f A | (<W - ci)c2 ^ L_ - J jossa I on tulevan säteilyn intensiteetti, I on suoraan väliaineen läpi kulkeneen säteilyn intensiteetti, I on ilmaistun sironneen säteilyn intensiteetti, k on sironneen säteilyn ilmaisukulmasta riippuva vakio 1/2 ja 1 välillä, ja A, c^, c2, ovat vakioita. 1 Laite patenttivaatimuksen 2 mukaisen menetelmän suorittamiseksi virtaavan väliaineen kuljettamiin hiukkasiin 67958 14 sidotun aineen pitoisuuden määrittämiseksi, jossa aine eri vaihtelevaa pitoisuutta olevissa vyöhykkeissä sijaitsee hiukkasissa yhdessä muun hiukkasaineen kanssa, jolloin aine absorboi säteilyä määrätyllä säteilyn aallonpituusalueella, ja muu hiukkasaine heijastaa säteilyä, jossa on sovitettuna kaksi säteilylähdettä, joista toinen säteilee sanotulla säteilyn aallonpituusalueella, ja toinen säteilee ensimmäisestä poikkeavalla aallonpituusalueella, tunnettu siitä, että kolme ilmaisinta on siten sijoitettu, että yksi ilmaisin ilmaisee ensimmäisellä aallonpituusalueella suoraan väliaineen läpi kulkeneen säteilyn, toinen ilmaisin ilmaisee ensimmäisellä aallonpituusalueella hiukkasista määrättyyn suuntaan sironneen säteilyn, ja kolmas ilmaisin ilmaisee toisella aallonpituusalueella suoraan väliaineen läpi kulkeneen säteilyn, ja että laskinyksikkö suorittaa pitoisuuden laskemisen kolmen ilmaisimen signaalin ohjaamana kaavasta f c3((Io/Ir2> - 11 I kone,. = A \ In —ppi—ry r-:- f A |_ ( s7 Π·’ " °1)C2_J jossa I on tulevan säteilyn intensiteetti toisella aallonpituusalueella eli suoraan sanotulla aallonpituusalueella suoraan hiukkasia sisältämättömän väliaineen läpi kulkeneen säteilyn intensiteetti, I 2 on sanotulla toisella aallonpituusalueella suoraan väliaineen läpi kulkeneen säteilyn intensiteetti, I , on sanotulla ensimmäisellä aallon-pituusalueella suoraan väliaineen läpi kulkeneen säteilyn intensiteetti, I on sanotulla ensimmäisellä aallonpituusalueella ilmaistun sironneen säteilyn intensiteetti, k on sironneen säteilyn ilmaisukulmasta riippuva 1/2 ja 1 välillä oleva vakio, ja A, c^, C2, ovat vakioita.
5. 6. Laite patenttivaatimuksen 3 mukaisen menetelmän suorittamiseksi virtaavan väliaineen kuljettamiin hiukkasiin sidotun aineen pitoisuuden määrittämiseksi, jossa aine eri 67958 15 vaihtelevaa pitoisuutta olevissa vyöhykkeissä sijaitsee hiukkasissa yhdessä muun hiukkasaineen kanssa, jolloin aine absorboi säteilyä määrätyllä säteilyn aallonpituusalueella ja muu hiukkasaine heijastaa säteilyä, jossa säteilylähde (6) , jonka säteily pääasiassa on sanotulla aallonpituusalueella, valottaa väliaineen hiukkasineen, ja ilmaisin (5} ilmaisee väliaineen hiukkasista määrättyyn suuntaan sironneen säteilyn, tunnettu siitä, että väliaineen hiukkasten pitoisuutta pidetään vakiotasolla suunnilleen vakiokoostumuksella, ja että signaaliprosessointiyksikkö laskee signaalin keskiarvon ja näyttää hiukkasiin sidotun aineen sisällön laskettuun keskiarvoon määrätyssä suhteessa olevan arvon, joka suhde on saatu joko vertailumittauksilla käyttäen näytteitä, joilla on tunnetut ainepitoisuudet tai laskemalla kaavasta f f - IA k°nCA = A |ln <IS -4C5)C6 jossa I on ilmaistun sironneen säteilyn intensiteetti, k on sironneen säteilyn ilmaisukulmasta riippuva vakio välillä 1/2 ja .1, ja A, C4 ja Cg ovat vakiolta.
6. 7. Laite määriteltynä samalla tavalla kuin patenttivaatimuksissa 4-6 selluloosakuitujen ligniinisisällön mittaamiseksi, tunnettu siitä, että säteilylähteen säteily on ultravioletin säteilyalueessa, ja säteilylähde on etupäässä elohopealamppu.
7. 8. Laite määriteltynä samalla tavalla kuin patenttivaatimuksessa 5 selluloosakuitujen ligniinisisällön mittaamiseksi, tunnettu siitä, että säteilylähde säteilee lähi-infrapuna-alueella ja on etupäässä valoa emittoiva diodi.
8. 9. Laite määriteltynä samalla tavalla kuin patenttivaatimuksissa 5-8, tunnettu siitä, että referenssi- 16 6795 8 ilmaisin (11) on tarkoitettu väliaineeseen tulevan valon intesiteetin I ilmaisemiseksi, o
9. 10. Laite määriteltynä samalla tavalla kuin patenttivaatimuksissa 4-8, tunnettu siitä, että laskinyksikkö (13) suorittaa laskemisen 10 s ylittävän jakson aikana havaittujen keskiarvojen ohjaamana.
10. 11. Laite määriteltynä samalla tavalla kuin patenttivaatimuksissa 4-8, tunnettu siitä, että laskinyksikkö noin 10 s ylittävän jakson aikana suorittaa useita laskuja jokaisen ilmaisimen hetkellisen arvon ohjaamana ja laskee myös sanoista keskiarvot.
11. 12. Laite määriteltynä samalla tavalla kuin patenttivaatimuksissa 4, 5, 7-10, tunnettu siitä, että himmennin (21) on sijoitettu virtaavaan väliaineeseen nähden samalla puolella kuin ilmaisimet (4, 5) ja on ennen sanottuja ilmaisimia vaikuttamassa väliaineen läpi säteilleeseen valoon, ja joka himmennin (21) on muotoiltu siten, että sekä suurilla että pienillä hiukkasilla hiukkasista siron-neelta valoa ilmaisevan ilmaisimen (5) signaalin kasvun ja suoraan kulkenutta valoa ilmaisevan ilmaisimen (4) signaalin pienenemisen välinen suhde on vakio.
12. 13. Laite määriteltynä samalla tavalla kuin patenttivaatimuksessa 12, tunnettu siitä, että himmennin (21) on suunnilleen viuhkamainen ja sijoittuu pisteviivalla esitetyllä osalla siten, että suoraan väliaineen läpi kulkeva säteily kulkee pisteviivalla esitetyn osan lähellä, ja hiukkasista sironnut säteily kulkee lähellä leveämpää ympyränmuotoista himmentimen osaa.
13. 14. Laite määritelty samalla tavalla kuin patenttivaatimuksessa 13, tunnettu siitä, että himmentimen (21) kärjen kulma on säädettävissä ja voidaan kalibroinnin avulla säätää oikeaan asentoon. 67958 17
14. 15. Laite määriteltynä samalla tavalla kuin patenttivaatimuksissa 5-14, tunnettu siitä, että turbulenssi-muokkain on sijoitettu siten, että väliaine virtaisi voimakkaalla turbulenssilla mittauspaikan läpi. 18 67958