FI75227C

FI75227C - Foerfarande foer att bestaemma medelpartikelradie och/eller medelpartikellaengd hos partiklar i ett stroemmande medium.

Info

Publication number: FI75227C
Application number: FI823344A
Authority: FI
Inventors: Haokan Karlsson; Thorulf Pettersson
Original assignee: Svenska Traeforskningsinst
Priority date: 1981-10-01
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1988-05-09
Also published as: FI75227B; US4529309A; DE3236261A1; SE453128B; GB2108265A; GB2108265B; DE3236261C2; SE8105802L; FR2514137B1; FI823344L; CA1187987A; JPH0379643B2; JPS5877608A; FR2514137A1; FI823344A0

Description

75227

Menetelmä juoksevan aineen kuljettamien partikkeleiden keskimääräisen säteen ja/tai keskimääräisen pituuden määri ttämiseksi

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää juoksevan aineen kuljettamien partikkeleiden keskimääräisen säteen ja/tai keskimääräisen pituuden määrittämiseksi käyttämällä ainakin yhtä, sinänsä tunnettua tyyppiä olevaa mittauslaitteistoa, joka jokainen käsittää säteilylähteen, joka emittoi säteilyä aineeseen suunnassa, jonka kulma poikkeaa 0°:sta mainitun aineen virtaussuuntaan nähden, ja jonka intensiteetti ainakin mittauksen ajan on pääasiassa vakio ja ennalta määrätty, valonilmaisin, joka ilmaisee säteilyä, joka on peräisin mainitusta säteilylähteestä, ja joka kulkee mainitun aineen läpi ja muuttaa havaitun säteilyn säh-kösignaaliksi, joka vaihtelee riippuen säteilyn intensiteetistä, optiikka järjestettty rajoittamaan mainitun aineen läpi kulkevan säteilyn poikkipinta-alaa, joka säteily on mainitun säteilylähteen lähettämä ja mainitun ilmaisimen ilmaisema, ja laskinyksikkö, joka muodostaa kaksi signaalia DC ja AC seuraavien laskelmien mukaan DC = In <V'DC/VDC) 2 2 2 AC = In (V RMS + 1 tai AC = In (V RMS . ^DC + 1) C2 c3 V2

DC

jossa V'DC ja VDC ovat mainitun ilmaisimen signaalin tasasähkö jännitekomponentit partikkelisen tai partikkelittoman aineen mittauksen ajan, V^g on partikkelisen aineen ilmaisimen signaalin vaihtosähköjännitekomponentin mittausajan todellisen tehollisarvon (R.M.S.) neliö ja c2 ja c3 ovat vakioita.

Tämäntapaisia laitteita käytetään partikkelipitoisuus-mittareina. Patenttijulkaisussa US-4 110 044 on esitetty 75227 2 tämäntapainen laite, joka sisältää mittapään, joka ilmaisee juoksevan aineen partikkelipitoisuuden. Patenttijulkaisussa US-4 318 180 tuodaan esille laite, jossa käytetään kolmea yllä esitettyä tyyppiä olevaa mittapäätä, joilla on vastavuoroisesti eri erittely, mittaamaan juoksevan aineen partikkeleiden kokohajonta. Näitä laitteita käytetään mittaamaan kuitulietteitä, ja etenkin sellaisia lietteitä, joita käytetään paperin valmistuksen pääaineina.

Normaalisti tällaisten kuitilietteiden kuiduilla on täysin ennalta määrätty paksuuden ja pituuden suhde. Tulokset, jotka ovat sopusoinnussa patenttijulkaisun US-4 318 180 mukaisten mittausten opetuksiin, perustuvat tähän suhteeseen .

Eri paperilaatujen saavuttamiseksi on toisaalta kuituliet-teen kuidut joskus käsitelty jollain tavalla. Ne voivat esimerkiksi kulkea jauhimen läpi. Tässä jauhintoimenpitees-sä kuidut puristetaan ja kudotaan nauhaksi ja tämän käsittelyn jälkeen kuidun halkaisijan ja kuidun pituuden välillä ei enää vallitse määrätty suhde. On ilmennyt, että tieto etenkin kuitujen keskimääräisestä halkaisijasta, mutta myös niiden keskimääräisestä pituudesta jauhonnan jälkeen antaa olennaisen osoituksen jauhimen tehokkuudesta.

Kuitujen ominaisuuksia syvemmin tutkittaessa, jotka ominaisuudet todella ilmenevät erilaisista ulostulosignaaleista edellä mainittujen US-patenttijulkaisujen kuitupi-toisuusmittareiden sisällä on todettu, että logaritminen tasasähköjännitesignaali DC, jonka mittari antaa, on käänteisesti verrannollinen lietteessä olevien partikkeleiden säteeseen, kun taas logaritmisella vaihtosähkö-jännitesignaalilla AC on määrätty suhde partikkeleiden pituuteen aina ennalta määrättyyn pituuteen asti, joka on määrätty kuitupitoisuusmittarin erottelun mukaan.

Tämän jälkeen se on pituudesta riippumaton. Molempien signaalien arvo on lineaarisesti riippuvainen 3 75227 suspensiopartikkeleiden konsentraatiosta.

Keksinnön mukaan tapahtuu kuitujen keskimääräisen halkaisijan osoitus jakamalla signaali AC mittausjärjestelmästä, jolla on säteilynilmaisimella ilmaistua säteilyä varten pieni poikkipinta-ala signaalilla DC samasta mittausjärjestelmästä tai mittausjärjestelmästä, jolla on ilmaisimella ilmaistua säteilyä varten sama tai eri poikkipinta-ala 7 ja kuidun keskimääräisen pituuden osoitus tapahtuu jakamalla signaali AC mittausjärjestelmästä, jolla on säteilynilmaisimella ilmaistua säteilyä varten suuri poikkipinta-ala signaalilla AC mittausjärjestelmästä, jolla on säteilynilmaisimella ilmaistua säteilyä varten pieni poikkipinta-ala.

Siten käytetään keksinnön mukaisesti suspensiokuitujen keskimääräisen säteen määräämiseksi kuitupitoisuusmittaria, jolla on niin hyvä erottelu, että signaali AC, joka pohjautuu mittauslaitteen vaihtosähköjännitteeseeen, ei reagoi partikke-leiden pituudessa tapahtuviin muutoksiin, ja siksi signaalin AC jakaminen signaalilla DC kuitupitoisuusmittarista antaa suspensiopartikkeleiden keskimääräisen halkaisijan käytetyssä lietteessä.

Jotta saataisiin partikkeleiden keskimääräisen pituuden ilmaisu, tarvitaan vielä toinen kuitupitoisuusmittari. Tällä on toisaalta niin pieni erottelu, että lietteessä olevien kuitujen pituus sisältyy optisen ilmaisimen näkökulmaan. Laitteen erottelu on riippuvainen aineen läpi kulkevan havaitun valon poikkipinta-alasta sillä tavalla, että suuri erottelu vastaa pientä poikkipinta-alaa, ja pieni erottelu vastaa suurta poikkipinta-alaa. Jotta saataisiin kuitujen keskimääräinen pituus, on signaali AC, joka tulee siitä kuitupitoisuusmitta-rin päästä, jolla on pieni erottelu, jaettava signaalilla AC, joka tulee siitä kuitupitoisuusmittarista, jolla on suuri erottelu.

75227 4

Keksintöä selitetään tarkemmin seuraavassa viitaten mukana seuraavaan piirustukseen, jossa kuvio 1 osoittaa laitteen liittämistä keksinnönmukaisen menetelmän mukaisesti ja kuvio 2 sisältää keksinnönmukaisten signaalien AC käyriä.

Kuviossa 1 on näytetty laitteen liittäminen, joka vastaa keksinnönmukaista menetelmää.

Tämä kuvio on osa patenttijulkaisun US-4 318 180 kuviosta. Kaksi kuitupitoisuusmittarijärjestelmää tai -päätä on siinä näytetty, joista kuviossa ylempänä olevalla on suuri erottelu ja alempana olevalla pieni erottelu. Molemmat mit-tapäät toimivat seuraavalla tavalla. Säteilylähteen 20, 20' lähettämä säteily yhdensuuntaistetaan linssisysteemillä 21, 21', joka on piirustuksellisesti kuviossa 1 piirretty yhdeksi linssiksi. Välikalvon 24, 26 läpi kulkee yhdensuuntaistettu valo koelasin 16 läpi, joka sisältää juoksevan kuitulietteen, jossa on mitattavat kuidut. Tämä selitys pohjautuu mittaukseen, jossa kuidut ovat kuitulietteessä, mutta on huomattava, että keksintö aivan hyvin on sovellettavissa mittaukseen, jossa partikkelit ovat juoksevassa aineessa, joka aine voi olla neste tai kaasu. Sopivimmin koelasissa 16 on suorat pinnat, joiden kautta säteily kulkee. Koelasin toiselle puolelle on toinen välikalvo 27, 29 järjestetty ja tarvittaessa myös kokoojalinssi 33. Viimeksi mainittu yksikkö 27 tai 29, 33 määrää säteilynilmaisimen 30, 32 näkökulmat. Kuvion 1 ylemmällä mittapäällä on niin pieni näkökulma, että melkein kaikkien aineessa olevien kuitujen pituus on pitempi kuin mittalasin sisällä olevan kolmion kanta, jolla kolmiolla kannan vastakkainen kulma on sama kuin näkökulma. Kuvion 1 alemmalla mittajärjestelmällä on sellainen näkökulma, että kuitujen odotettavissa oleva pituus mahtuu hyvinkin mainitun kannan sisälle.

Ilmaisimen 30, 32 lähdöt on yhdistetty laskevaan piiriin 34. Perustuen kunkin ilmaisimen signaaliin, tämä piiri 75227 5 laskee DC = ln(V'DC/VDC) jossa V'DC ja VDC ovat ilmaisimen signaalin tasasähköjän-nitekomponentit aineen mittauksen ajan suspensiopartikke-lein, ja vastaavasti ilman suspensiopartikkeleita. Arvo VDC on siten johdettu aikaisemmassa mittauksessa puhtaasta aineesta ja on talletettu laskevan piirin 34 muistiin.

Perustuen kunkin ilmaisimen 30 ja 32 signaaliin, laskee piiri 34 seuraavaa V2 AC = ln,__RMS + ... c2 tai 2 2 , V V1 AC = In, RMS . DC n ' c 2 + 3

J DC

joka on logaritminen vaihtosähköjännitesignaali AC, joka 2 on mainittu yllä, ja jossa V ^g on ilmaisimen vaihtosähkö jännitesignaalin todellinen R.M.S. korotettuna toiseen potenssiin, sekä C2 ja ovat vakioita.

Kuviossa 2 on lasketun logaritmisen vaihtosähköjännite-signaalin AC herkkyys osoitettu keskimääräisten kuituosien kuitupituuden funktiona molempien mittapäiden ulkomuodoilla, kuten myös lasketun tasasähköjännitesignaalin DC herkkyys kuituosien keskimääräisen halkaisijan funktiona. Näiden signaalien osalta on seuraava yhtälö todettu paikkansapitäväksi: DC = kone · k/r jossa k on vakio, joka on riippuvainen kuitumittaripään ulkomuodosta, kone on aineen kuitupitoisuus ja r on kuitujen keskimääräinen halkaisija.

75227 6

Signaalilla AC on seuraava yhtälö todettu paikkansapitäväksi. Käyrän vinolle osalle kaava AC-j = k^ · kone · s jossa k^ on vakio, kone on aineen kuitupitoisuus ja s on kuitujen keskimääräinen pituus.

Sille signaalin AC käyrän osalle, jossa käyrä on käytännöllisesti katsoen samalla tasolla, on voimassa yhtälö AC2 = k2 · kone toisin sanoen käyrän tällä osalla on signaalin voimakkuus vain riippuvainen konsentraatiosta.

Kuten selvästi havaitaan signaalin AC käyrästä, ilmaisimen 30 käyrän polvi, toisin sanoen se kohta, jossa käyrä muuttuu vinosta käytännöllisesti katsoen suoraksi, on niin matalalla kuitupituustasolla, että kuitupituudella ei ole käytännön vaikutusta tähän signaaliin. Siten, koska tämä signaali on riippuvainen vain kuitupitoisuudesta, on kuitujen keskimääräinen halkaisija johdettavissa jakamalla tämä signaali signaalilla DC jommasta kummasta mittajärjestelmästä, toisin sanoen

r = AC2/DC

ja keskimääräinen pituus s on johdettavissa jakamalla signaali AC, joka on peräisin kuitupitoisuusmittarista, jolla on pieni erottelu, signaalilla AC kuitupitoisuusmitta-rilta, jolla on suuri erottelu, toisin sanoen s = AC 1/AC 2

Jotta saataisiin juoksevassa aineessa olevien partikke-leiden keskimääräinen halkaisija, tarvitaan siten vain 75227 7 yksi kuitupitoisuusmittaripää, jolla on suuri erottelu. Jotta saataisiin partikkeleiden keskimääräinen pituus, tarvitaan kaksi kuitupitoisuusmittaripäätä, jolla toisella on pieni erottelu ja toisella suuri erottelu.

On huomattava, että kiiitupitoisuusmittaripäät, jotka on näytetty kuviossa 1, ovat vain esimerkkejä, ja että eri parannuksia voidaan tehdä, etenkin koskien liitäntöjen optiikkaa.

Claims

75227 Patenttivaatimus Menetelmä juoksevan aineen kuljettamien partikkeleiden keskimääräisen säteen ja/tai keskimääräisen pituuden määrittämiseksi käyttämällä ainakin yhtä, sinänsä tunnettua tyyppiä olevaa mittauslaitteistoa, joista jokainen käsittää säteily- lähteen (20; 20'), joka emittoi säteilyä aineeseen suunnassa, o jonka kulma poikkeaa 0 :sta mainitun aineen virtaussuuntaan nähden, ja jonka intensiteetti ainakin mittauksen ajan on pääasiassa vakio ja ennalta määrätty; valonilmaimen (30; 32), joka ilmaisee säteilylähteestä peräisin olevaa, suoraan aineen läpi kulkevaa säteilyä ja muuttaa havaitun säteilyn sähkösig-naaliksi, joka vaihtelee riippuen säteilyn intensiteetistä; optiikan (24, 27; 26, 29, 33), joka on järjestetty rajoittamaan mainitun aineen läpi kulkevan säteilyn poikkipinta-alaa, joka säteily on mainitun säteilylähteen lähettämä ja mainitun ilmaisimen ilmaisema; ja laskinyksikön (34), joka muodostaa kaksi signaalia DC ja AC seuraavien laskelmien mukaan DC = In (V' /V ) DC DC 2 2
2 V V v' AC = In ( RMS + 1) tai AC = In ( RMS . DC + 1) C2 63 VDC jossa V' ja V ovat mainitun ilmaisimen vastaavan par-DC DC tikkelipitoisen ja partikkelittoman aineen mittauksen antaman signaalin tasosähköjännitekomponentit, V on partikkeli- RMS sen aineen ilmaisimen signaalin vaihtosähköjännitekomponentin mittausajan todellisen tehollisarvon (R.M.S.) neliö, ja c 2 ja ovat vakioita, tunnettu siitä, että kuitujen keskimääräisen halkaisijan osoitus tapahtuu jakamalla signaali AC mittausjärjestelmästä (17, 24, 27, 30), jolla on säteilynil-maisimella ilmaistua säteilyä varten pieni poikkipinta-ala signaalilla DC samasta mittausjärjestelmästä tai mittausjärjestelmästä, jolla on ilmaisimella ilmaistua säteilyä varten sama tai eri poikkipinta-ala; ja kuidun keskimääräisen pi 9 75227 tuuden osoitus tapahtuu jakamalla signaali AC mittausjärjestelmästä (19, 26, 29, 33, 32), jolla on säteilynilmaisimella ilmaistua säteilyä varten suuri poikkipinta-ala signaalilla AC mittausjärjestelmästä, jolla on säteilynilmaisimella ilmaistua säteilyä varten pieni poikkipinta-ala. Förfarande för att bestämma medelpartikelradie och/eller me- delpartikellängd hos partiklar i ett strömmande medium under användning av atminstone en mätuppställning av en i och för sig känd typ, som var och en innefattar en ljuskälla (20? 20'), som belyser mediet i en riktning med en vinkel mot o strömningsriktningen skild fran 0 med en under mätning i tiden väsentligen konstant och bestämd intensitet, en ljusde-tektor (30? 32), som indikerar fr&n ljuskällan emitterat rakt genom mediet utsträlat ljus och som omvandlar det detekterade ljuset tili en i beroende av den mottagna 1jusintensiteten varierande elektrisk signal, en optik (24, 27? 26, 29, 33) anordnad att begränsa tvärsektionen hos det av detektorn detekterade genom mediet löpande ljuset frän ljuskällan, samt en beräkningsenhet (34), som bildar tva signaler DC och AC enligt beräkningarna DC = In (V' /v ) DC DC 2 2,2 V VV AC = In ( RMS + 1) eller AC = In ( RMS . DC + 1) ^2 C3 VDC där V' och V är likspänningskomponenten av signalen frän detektorn vid mätning pä medium med respektive utan partiklar, V är kvadraten för det sanna effektivvärdet RMS (R.M.S.) av växelspänningsdelen av signalen fran detektorn vid mätning pa medium med partiklar, och c^ och c^ är konstanter, kännetecknat av att för indikering av medelfi-berradien signalen AC fran mätuppställningen (17, 24, 27, 30)