JP2010525352A - センサ素子及びコンシステンシー送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】 パルプ懸濁液の測定用のコンシステンシー送信機用センサ素子であって、ダイアモンドコーティングで被覆されたセンサ素子。パルプ懸濁液のコンシステンシー測定用のコンシステンシー送信機であって、パルプ懸濁液に配置され、ダイアモンドコーティングで被覆されたセンサ素子と、センサ素子上の実効的な力／トルクを測定し、力／トルクを計算により処理し、力／トルクを電気信号に変換する装置を備える部品と、センサ素子及び部品に接続され、当該部品に、センサ素子上の実効的な力／トルクを送信する送信素子とを含む。パルプ懸濁液の測定用のコンシステンシー送信機用センサ素子の製造方法であって、センサ素子をダイアモンドコーティングで被覆するステップを含む。

Description

本発明は、パルプ懸濁液の測定用のコンシステンシー送信機用センサ素子に関する。本発明は、パルプ懸濁液のコンシステンシー測定用のコンシステンシー送信機に関する。本発明は、パルプ懸濁液の測定用のコンシステンシー送信機用センサ素子の製造方法に関する。

せん断力測定に基づくコンシステンシー送信機は、パルプ懸濁液のコンシステンシーの測定用に知られている。これらの送信機では、センサ素子、即ち測定センサは、パルプ懸濁液を搬送する流路系若しくはその類内に配置され、実際の測定素子は、測定されるべき流路系の外側に配置される。センサ素子は、モーメントの原理によりセンサ素子上の実効的なパルプ懸濁液の力及び／又は動きを、流路系の外側の測定素子に送る送信素子に接続される。測定素子は、送信素子上の実効的なモーメントに依存する力を測定し、当該力は、パルプのコンシステンシーに比例する。

せん断力の測定に３つの種類のセンサ素子が使用されている。即ち、ブレード状の略固定状態のセンサ素子、ブレード状のアクティブセンサ素子、及び、ロータ状のロータリセンサ素子である。測定用に選択されるセンサ素子の種類は、とりわけ、パルプのコンシステンシー及び処理測定ポイントに依存するだろう。

パルプの生産において、ウッドチップは、アルカリ溶液内で煮沸される。煮沸の結果、木の繊維とリグニンが互いに分離し、リグニンは、煮沸溶液内に溶解する。煮沸後、パルプは洗浄され、その際、繊維パルプは、リグニン含有煮沸溶液から分離されることができる。

木は、また、リグニン及び繊維の他に、脂肪酸や樹脂のような、一般的に抽出物と称される他の多数の物質を含む。たいていのエキスは、煮沸中に煮沸溶液内に溶解するが、大部分の量は依然として仕上がったパルプ内に留まる。特にハードウッドパルプは、煮沸後に大きな量の天然のエキスを含む。ハードウッドパルプ内のエキスは、主に、パルプ内の小さいサイズの実質細胞内に主に見出される不飽和脂肪酸からなる。エキスは、また、繊維の表面にも現われうり、若しくは、溶液内に自由に現れうる。

エキスは、パルプの更なる処理のステップにおいて数多くの問題を引き起こす。溶液内の自由なエキスは、凝集され、パルプに接触するプロセスデバイス及び送信機及びそれらの部品において、沈殿物、ガム、析出物を形成する。

コンシステンシー測定の信頼性の観点から、問題点は、センサ素子の表面上へのエキスの付着の形成により生ずる。実際に、センサ素子の表面上に着く不純物の付着物は、実際の値よりも高いコンシステンシーに向かうひずみを測定結果に引き起こす。このため、送信機は、通常よりも顕著に頻繁に校正されなければならない。コンシステンシー送信機の校正は、時間のかかる作業である。これは、送信機を校正することができるパルプのサンプルの手作業による試験測定を必要とする。更に、センサ素子は、４から８週間の間隔で清浄されなければならない。

テフロン（登録商標）やチタンコーティングでセンサ素子を被覆することによってセンサ素子の汚れを防止するための試みがなされているが、これらは、満足のいく結果をもたらしていない。

従って、本発明の目的は、上述の問題点を無くし、コンシステンシー送信機で使用されたときに信頼性の高い測定結果を提供するセンサ素子を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明によるセンサ素子は、添付の請求項１で特徴付けられる。パルプ懸濁液のコンシステンシーを測定するためのコンシステンシー送信機は、添付の請求項５で特徴付けられる。パルプ懸濁液の測定用のコンシステンシー送信機用センサ素子の製造方法は、添付の請求項８で特徴付けられる。

本発明は、パルプ懸濁液の測定用のコンシステンシー送信機用センサ素子がダイアモンドコーティングで被覆されるという考えに基づく。ダイアモンド被覆されたセンサ素子は、その表面上にエキス付着物により汚されたり覆われたりすることが実質的に無い。その結果、測定の信頼性が向上する。更に、センサの洗浄及び校正の間隔を長くすることができる。

パイロット試験によれば、ダイアモンドコーティングで被覆されたセンサ素子は、テフロン（登録商標）やチタンのような既知のコーティングで被覆されたセンサ素子よりも有意に長い時間きれいなままであった。更に、ダイアモンドコーティングは、略永久的である。上述の従来のセンサ素子のコーティングのように掻ききずや破損を受けない非常に硬い材料である。

パルプ流路系に関連して配置されたブレード状センサ素子に基づくコンシステンシー送信機の概略断面図。 種々のブレード状センサ素子を示す図。 パルプ流路系に関連して配置された回転型センサ素子に基づくコンシステンシー送信機の概略断面図。 種々の回転型センサ素子を示す図。

以下、図面を参照して、本発明が詳説される。

図１は、ブレード状センサ素子２を含み、せん断力測定の基づくコンシステンシー送信機１の断面図を示す。ブレード状センサ素子２は、固定型のセンサ素子若しくはアクティブ型のブレード状センサ素子であってよい。コンシステンシー送信機１は、パルプ流路３に関連して設けられる。センサ素子２は、コンシステンシー送信機が所定位置に装着されたとき、パルプ懸濁液流れ内に、パルプを搬送する流路３内に適合される。センサ素子には、送信素子４が接続され、送信素子４は、他方では、流路３の外側のコンシステンシー送信機１の部品５に接続される。

流路３内を流れるパルプ懸濁液（矢印Ａ）は、パルプ懸濁液のコンシステンシーに比例した大きさの力の作用をセンサ素子２に受けさせる。送信素子４は、センサ素子２上の実効的な力を、流路３の外部のコンシステンシー送信機１の部品５に送信する。部品５は、センサ素子上の実効的な力を測定し、それを計算し、それを電気信号に変換する装置を備える。図１に示すコンシステンシー送信機の部品及び送信機の機能は、それ自体当業者に知られており、ここでは、詳細には説明しない。

図２は、設計が広範囲で変化する１０つの異なるブレード状センサ素子２を示す。測定される各対象に対して、それぞれのプロセス条件に最も適したセンサ素子が選択される。センサ素子の選択は、とりわけ、パルプのコンシステンシー及びプロセスにおける測定位置に影響を受ける。

図３は、回転型センサ素子６を含み、せん断力測定の基づくコンシステンシー送信機１の断面図を示す。コンシステンシー送信機１は、パルプ流路３に関連して設けられる。パルプを搬送する流路３の壁は、測定室が設けられ、測定室７内には、コンシステンシー送信機が所定位置に装着されたとき、センサ素子６が適合される。従って、測定中、センサ素子６は、パルプを搬送する流路のパルプ懸濁液内にある。センサ素子６には、送信素子８が接続され、測定中、送信素子８の周りをセンサ素子６が回転する。送信素子８は、他方で、流路３の外部でコンシステンシー送信機１の部品４に接続される。

パルプ懸濁液のコンシステンシーは、送信素子８で生成されたトルクに比例する。送信素子８は、センサ素子６の回転により生ずるトルクを、流路３の外部のコンシステンシー送信機１の部品５に送信する。部品５は、トルクを測定し、それを計算し、それを電気信号に変換する装置を備える。図２に示すコンシステンシー送信機の部品及び送信機の機能は、それ自体当業者に知られており、ここでは、詳細には説明しない。

図４は、送信素子８により回転されることが意図された４つの異なるセンサ素子６を示す。センサ素子６は、センサ素子６に送信素子８の一端を接続するための貫通穴９を有する。センサ素子は、形が異なり、測定の各対象に対するセンサ素子の選択は、とりわけ、パルプのコンシステンシー及びプロセスにおける測定位置に影響を受ける。

図２及び４に示すセンサ素子は、耐酸性スチールのような、耐久性の高い材料から作成され、ダイアモンドコーティングにより全体が被覆される。センサ素子のコーティングは、例えば、低温での真空蒸着技術により実行される。ダイアモンドコーティング技術は、それ自体当業者に知られており、ここでは、詳細には説明しない。

本発明は、上述の例で示すような実施例に限定されることを意図せず、本発明は、添付の請求項により適用される。

Claims (10)

1. パルプ懸濁液の測定用のコンシステンシー送信機用センサ素子であって、
   ダイアモンドコーティングで被覆されることを特徴とする、センサ素子。
2. ブレード状センサ素子である、請求項１に記載のセンサ素子。
3. 回転型センサ素子である、請求項１に記載のセンサ素子。
4. 前記パルプ懸濁液を搬送する流路に配設される、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のセンサ素子。
5. パルプ懸濁液のコンシステンシー測定用のコンシステンシー送信機であって、
   前記パルプ懸濁液に配置されるセンサ素子と、
   前記センサ素子上の実効的な力／トルクを測定し、前記力／トルクを計算により処理し、前記力／トルクを電気信号に変換する装置を備える部品と、
   前記センサ素子及び部品に接続され、前記部品に、前記センサ素子上の実効的な力／トルクを送信する送信素子とを含み、
   前記センサ素子は、ダイアモンドコーティングを備えることを特徴とする、コンシステンシー送信機。
6. 前記センサ素子は、ブレード状センサ素子であり、固定状態若しくはアクティブに配設され、若しくは、前記センサ素子は、回転型センサ素子であり、前記送信素子により回転可能に配設される、請求項５に記載のコンシステンシー送信機。
7. 前記センサ素子は、パルプを搬送する流路内のパルプ懸濁液流れ内に配置される、請求項５又は６に記載のコンシステンシー送信機。
8. パルプ懸濁液の測定用のコンシステンシー送信機用センサ素子の製造方法であって、
   前記センサ素子をダイアモンドコーティングで被覆することを特徴とする、方法。
9. 低温での真空蒸着技術により前記被覆を実行する、請求項８に記載の方法。
10. 前記センサ素子は、耐酸性スチールから製造される、請求項８又は９に記載の方法。

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