SE464836B - Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion - Google Patents

Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion

Info

Publication number
SE464836B
SE464836B SE8902486A SE8902486A SE464836B SE 464836 B SE464836 B SE 464836B SE 8902486 A SE8902486 A SE 8902486A SE 8902486 A SE8902486 A SE 8902486A SE 464836 B SE464836 B SE 464836B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
suspension
signal
light
value
concentration
Prior art date
Application number
SE8902486A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8902486L (en
SE8902486D0 (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
Application filed by Fladda Gerdt H filed Critical Fladda Gerdt H
Priority to SE8902486A priority Critical patent/SE464836B/en
Publication of SE8902486D0 publication Critical patent/SE8902486D0/en
Priority to DE69033872T priority patent/DE69033872T2/en
Priority to CA002062757A priority patent/CA2062757C/en
Priority to EP93116040A priority patent/EP0582320B1/en
Priority to DE69012837T priority patent/DE69012837T2/en
Priority to JP2506382A priority patent/JP2823136B2/en
Priority to PCT/SE1990/000212 priority patent/WO1991000993A1/en
Priority to EP90906417A priority patent/EP0534951B1/en
Priority to US07/807,851 priority patent/US5245200A/en
Publication of SE8902486L publication Critical patent/SE8902486L/en
Publication of SE464836B publication Critical patent/SE464836B/en
Priority to FI920101A priority patent/FI104217B1/en
Priority to JP00340696A priority patent/JP3192364B2/en
Priority to FI973553A priority patent/FI106890B/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

The invention concerns a method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion, which suspension can contain fractions with particles of very different sizes. The suspension is illuminated by a beam of light. Light received from the suspension is detected in order to produce an electrical signal corresponding to the detected light intensity. The illumination of the suspension is carried out with a narrow beam of light in relation to the space between large particles. Light received from the suspension is detected within a narrow angular area. An extreme value Vp of the electrical signal is indicated within a previously determined interval of time. Within each interval of time the extreme value forms the reference value for calculating pre-selected characteristics of the suspension. <IMAGE> Key: 1 = Light source 2 = Detector 15 = Filter AC 4 = Filter DC 5 = Peak detector 6 = Timing device 13 = Holding circuit 7 = Holding circuit 17 = Holding circuit 11 = Input 8 = Control and calculation unit 9 = Indication unit 1 10 = Indication unit 2 14 = Alarm

Description

464 856 suspensionen transmitterade ljuset mäts. Resultatet (utsigna- len från mätaren) visas som funktion av koncentration för cellulosafibrer (stora partiklar) samt för lera (små partik- lar). som synes har ett sådant instrument för samma koncentra- tion mycket högre känslighet för lera än för fibrer. 464 856 the suspension transmitted light is measured. The result (the output signal from the meter) is shown as a function of concentration for cellulose fibers (large particles) and for clay (small particles). which seems to have such an instrument for the same concentration much higher sensitivity to clay than to fibers.

Det finns i dag en optisk metod, som i princip mäter koncen- trationen suspenderat material oberoende av partikelstorleken och som beskrivs i US 4 110 044. Mätprincípen baseras på att inte enbart det transmitterade ljusets medelvärde registreras utan även ljusintensitetens fluktuationer uppmäts i form av en signal omfattande kvadraten på det sanna effektívvärdet hos växelspänningskomponenten av den erhållna mätsignalen. Detta värde har som funktion av partikelstorleken ett spegelvänt beteende i förhållande till den på likspänningsdelen av mät- signalen baserade signalen. Summan av dessa två signaler ger därför ett mått för halten suspenderat material oberoende av partikelstorleken. Genom kvotbildning av dessa två signaler kan dessutom ett relativt mått för suspensionens partikelstor- leksfördelning erhållas.There is today an optical method which in principle measures the concentration of suspended material independent of the particle size and which is described in US 4,110,044. The measuring principle is based on not only the average value of the transmitted light being recorded but also the fluctuations of the light intensity in the form of a signal comprising the square of the true effective value of the AC component of the measurement signal obtained. As a function of the particle size, this value has a mirror-inverted behavior in relation to the signal based on the direct voltage part of the measuring signal. The sum of these two signals therefore gives a measure of the content of suspended material regardless of the particle size. By forming a ratio of these two signals, a relative measure of the particle size distribution of the suspension can also be obtained.

Metoden kallas för TP-metoden och fungerar bra, speciellt vid lägre koncentrationer. där en god linjärisering av både lik- spänningssignalen och kvadraten på det sanna effektívvärdet kan erhållas. För suspensioner med en partikelstorleksfördel- ning med övervägande stora partiklar påverkas dock den av kvadraten på effektívvärdet bildade signalen i för stor ut- sträckning av de stora partiklarna än av de små. En annan, i praktiken ofta väsentlig nackdel är att TP-metoden är relativt svår att kalibrera.The method is called the TP method and works well, especially at lower concentrations. where a good linearization of both the direct voltage signal and the square of the true effective value can be obtained. However, for suspensions with a particle size distribution with predominantly large particles, the signal formed by the square on the effective value is affected to a greater extent by the large particles than by the small ones. Another, often significant disadvantage in practice is that the TP method is relatively difficult to calibrate.

En annan metod, vilken indikerar mätsignalens likspänningsdel och effektívvärdet av mätsignalens växelspänningsdel beskrivs i US 3 879 129. Denna har samma nackdelar som TP-metoden.Another method, which indicates the direct voltage part of the measuring signal and the effective value of the alternating voltage part of the measuring signal, is described in US 3,879,129. This has the same disadvantages as the TP method.

En förbättring av de ovan angivna nackdelarna med tidigare kända metoder erhålles med det sätt. som erhållit de i patent- kravet 1 angivna kännetecknen. Ytterligare särdrag och vidare- 3 464 836 utvecklingar av uppfinningen jämte ett arrangemang för att utföra sättet anges i de övriga patentkraven.An improvement of the above-mentioned disadvantages of prior art methods is thus obtained. which has obtained the characteristics specified in claim 1. Further features and further developments of the invention as well as an arrangement for carrying out the method are set out in the other claims.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna, där fig. 1 visar resultatet av mätning av koncentrationen suspen- derat material med olika partikelstorlek utförd med en tidigare känd koncentrationsmätare, fig. 2 visar ett diagram över utsignalen från mätgivarens detektor_med indikerade parametrar utritade, fig. 3 visar ett blockschema över en utföringsform av ett arrangemang för att utföra sättet enligt uppfinningen, fig. 4 visar ett diagram med en kurvskara erhållen vid prov med uppfinningen med konstant koncentration suspendera- de ämnen, fig. 5 visar ett diagram med en kurvskara erhållen vid prov med uppfinningen med successivt ökande koncentration suspenderade ämnen, fig. 6 visar ett längssnitt genom en första utföringsform av ett mäthuvud lämpligt för uppfinningen, utmed linjen VI-VI i fig. 7 fig. 7 visar en vy underifrån av mäthuvudet enligt fig. 6, och fig. 8 visar ett snitt genom en andra utföringsform av ett mäthuvud lämpat för uppfinningen.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the result of measuring the concentration of suspended material with different particle sizes performed with a previously known concentration meter, Fig. 2 shows a diagram of the output signal from the measuring sensor detector. Fig. 3 shows a block diagram of an embodiment of an arrangement for carrying out the method according to the invention, Fig. 4 shows a diagram with a curve group obtained in tests with the invention with constant concentration suspended substances, Fig. 5 shows a diagram with a curve group obtained in tests with the invention with successively increasing concentration of suspended substances, Fig. 6 shows a longitudinal section through a first embodiment of a measuring head suitable for the invention, along the line VI-VI in Fig. 7. Fig. 7 shows a bottom view of the measuring head according to Figs. 6, and Fig. 8 shows a section through a second embodiment of a measuring head suitable for the invention.

Metoden enligt uppfinningen baseras på ett första antagande att suspensionen i princip består av två komponenter, stora och små partiklar. De stora partiklarna kan då betraktas som ett relativt transparent nätverk. i vilket många små partiklar svävar omkring. Betraktar man då en mindre delvolym av en sådan suspension enligt statistiska fördelningsprinciper, är antalet små partiklar stort och relativt konstant. Antalet stora partiklar är däremot mycket litet och varierar kraftigt.The method according to the invention is based on a first assumption that the suspension in principle consists of two components, large and small particles. The large particles can then be considered as a relatively transparent network. in which many small particles float around. If one then considers a smaller subvolume of such a suspension according to statistical distribution principles, the number of small particles is large and relatively constant. The number of large particles, on the other hand, is very small and varies greatly.

En suspension av fibrer med storleken 1 mm längd och 20 um bredd innehåller t ex vid en koncentration på 1000 mg/liter . 3 . . ung. 2 partiklar per mm . Tillsätter man till denna suspen- 464 836 4 sion 100 mg/liter lera med en partikelstorlek på 1 um i dia- . . . 4 3 . meter, ökar antalet partiklar till 7,5;lQ pg; mm , Vlfi mätning av ljusdämpning i en mindre volym hos denna suspension erhålles ett medelvärde på det transmitterade ljusets intensi- . tet. Avvikelsen från medelvärdet påverkas främst av fluktua- tíonerna hos fibermaterialet (då och då förekommer det fibrer . i ljusstrålen). Den största signalhöjden skulle i princip er- hållas, när inga fibrer förekommer i ljusstrålen. och ljuset enbart dämpas av lerapartiklarna. Detta innebär, att suspen- sionens andel stora eller små partiklar kan bestämmas genom att mäta det transmitterade ljusets medelvärde V samt dess DC maximala värde, d v s toppvärde V . under en i förväg be- P stämd tid. (I detta sammanhang fungerar ljusabsorberande, lösta ämnen i suspensionen på samma sätt som lera varför dessa indikeras som om de vore lera.) vid beräkning av suspensíonens turbiditet eller koncentration används Lambert Beer's lag, som återger det transmitterade ljusets intensitet enligt följande: -a1N V = V0 * e (1) där V0 = Det transmitterade ljusets intensitet för klart vatten, d v s utan partiklar.A suspension of fibers with a size of 1 mm length and 20 μm width contains, for example, at a concentration of 1000 mg / liter. 3. . ung. 2 particles per mm. If 100 mg / liter of clay with a particle size of 1 μm is added to this suspension. . . 4 3. meters, the number of particles increases to 7.5; 10 pg; mm, Vl fi measurement of dimming in a smaller volume of this suspension, an average value of the intensity of the transmitted light is obtained. tet. The deviation from the mean value is mainly affected by the fluctuations of the fibrous material (from time to time there are fibers in the light beam). The largest signal height would in principle be obtained when no fibers are present in the light beam. and the light is only dimmed by the clay particles. This means that the proportion of large or small particles in the suspension can be determined by measuring the average value V of the transmitted light and its maximum maximum value, i.e. peak value V. for a pre-determined time. (In this context, light-absorbing solutes in the suspension act in the same way as clay, which is why they are indicated as clay.) When calculating the turbidity or concentration of the suspension, Lambert Beer's law is used, which reflects the intensity of the transmitted light as follows: -a1N V = V0 * e (1) where V0 = Intensity of the transmitted light for clear water, ie without particles.

V = Medelvärdet för ljusets intensitet, som har dämpats p g a närvarande partiklar. a = Spridningskoefficienten. 1 = Längd av ljusets strålgång genom suspensionen.V = The average value of the light intensity, which has been attenuated due to particles present. a = The scattering coefficient. 1 = Length of light beam through the suspension.

N = Antalet partiklar per volymsenhet. ' Turbidítet eller grumlighet r definieras vanligen: 1 = N * a = ln(Vo/V)/l (2) 5 464 sze Av ovanstående framgår att turbiditeten är direkt proportio- nell mot suspensionens koncentration vid ett och samma parti- kelslag. För suspensioner bestående av flera olika partikel- slag gäller: 1 = Z Ní*aí = (1/1)*X1n(Vo/Vi) (3) där i står som index för olika typer av suspensioner, varvid summeringen görs över samtliga partikelslag. Suspensionens koncentration i mg/l är därmed: konc = (i/im", cínnnrO/ví) (4) där Ci är konstanter för omvandling av turbiditet till kon- centration i mg/l för resp. partikelslag.N = Number of particles per unit volume. Turbidity or turbidity is usually defined as: 1 = N * a = ln (Vo / V) / l (2) 5 464 sze From the above it appears that the turbidity is directly proportional to the concentration of the suspension at one and the same particle type. For suspensions consisting of several different particle types, the following applies: 1 = Z Ní * aí = (1/1) * X1n (Vo / Vi) (3) where i stands as an index for different types of suspensions, the summation being made over all particle types . The concentration of the suspension in mg / l is thus: conc = (i / im ", cínnnrO / ví) (4) where Ci are constants for the conversion of turbidity to a concentration in mg / l for each particle type.

Om man nu har en blandning av två helt olika typer av suspen- sioner, d v s en med mycket små partiklar, t ex lera, och en med relativt stora partiklar, t ex fibrer, inverkar dessa som nämnts olika på det transmitterade ljusa . Grovt uttryckt kan man säga att suspensionsdelen med de små partiklarna inverkar på den maximala signalhöjdens avvikelse från den signal, som erhålles vid mätning, på klarvatten, under det att suspen- sionsdelen med de stora partiklarna ger en tydlig variation (växling) hos signalen.If you now have a mixture of two completely different types of suspensions, ie one with very small particles, eg clay, and one with relatively large particles, eg fibers, these, as mentioned, have a different effect on the transmitted light. Roughly speaking, it can be said that the suspension part with the small particles affects the deviation of the maximum signal height from the signal obtained during measurement, on clear water, while the suspension part with the large particles gives a clear variation (change) of the signal.

I fig. 2 visas ett diagram av den växelspänningssignal, som erhålles från ett mäthuvud med detekterat transmitterat ljus, vilket mäthuvud kommer att diskuteras närmare längre fram i beskrivningen. Nivåerna på klarvattensignalen V0 (har mätts tidigare vid kalibrering av instrumentet genom mätning på klarvatten), signalens likspänningsnivå VDC och signalens toppnivâ VP är markerade i figuren. Eftersom i enlighet med den ovan beskrivna teorin små partiklarna inte nämnvärt bidrar till den erhållna signalens variation utan främst åstadkommer att signalens toppvärde sänks från klarvattennivån till topp~ värdet V , bildas för denna suspensíonsdel ln(Vo/VP), P under det att ln(VP/VDC) bildas för suspensíonsdelen med de stora partiklarna. 464 856 6 Användning av Lambert Beers lag för en "modellsuspension" be- stående av två partikelslag - stora och små - ger således föl- jande resultat för signalerna i fig. 2: konc = a*1n(V0/VP) + b*ln(VP/VDC) (5) . där a och b är konstanter, a*ln(VO/VP) är koncentrationen av små partiklar och b*ln(vP/VDC) är koncentrationen av stora partiklar.Fig. 2 shows a diagram of the alternating voltage signal obtained from a measuring head with detected transmitted light, which measuring head will be discussed in more detail later in the description. The levels of the clear water signal V0 (have been measured previously when calibrating the instrument by measuring on clear water), the signal DC voltage level VDC and the signal top level VP are marked in the figure. Since, according to the theory described above, the small particles do not significantly contribute to the variation of the obtained signal but mainly cause the peak value of the signal to be lowered from the clear water level to the peak value V, for this suspension part ln (Vo / VP), P is formed while ln ( VP / VDC) is formed for the suspension part with the large particles. 464 856 6 The use of Lambert Beers law for a "model suspension" consisting of two particle types - large and small - thus gives the following results for the signals in Fig. 2: conc = a * 1n (V0 / VP) + b * ln (VP / VDC) (5). where a and b are constants, a * ln (VO / VP) is the concentration of small particles and b * ln (vP / VDC) is the concentration of large particles.

Ekvation (5) ovan kan även omskrivas enligt följande: konc = (ln(Vo/VP) + cl*ln(VP/VDC))*c2 (6) där cl är mätarrangemangets känslighetskoefficient och c2 är en konstant för att omvandla mätvärden till koncentration i mg/l. Dessa konstanter har visat sig vara lätta att erhålla genom kalibrering av mätare. vid försök har de enkelt tagits fram genom mätning på två suspensioner med samma koncentra- tion, innehållande å ena sidan de minsta och å andra sidan de största partiklarna: (ln(Vo/VP)Bm+Cl(ln(VP/VDC))sm=(1n(Vo/VP))Bt+C1(ln(VP/VDc)Bt där sm står för små och st står för stora c1 = (ln(Vo/VP))sm ' (l“(Vo/VP)st (ln(VP/VDc))st ' (ln(VP/VDc))sm CZ = konc lab ln(V0/VP+c1ln(VP/VDC) där konc lab är ett värde på suspensionens koncentration er- hållet vid laboratoriebestämning enligt standardmetod. Själv- . klart kan flera sådana mätningar göras, helst med olika koncen- trationer, för att erhålla statistiskt säkrare resultat.Equation (5) above can also be rewritten as follows: conc = (ln (Vo / VP) + cl * ln (VP / VDC)) * c2 (6) where cl is the sensitivity coefficient of the measurement arrangement and c2 is a constant for converting measured values to concentration in mg / l. These constants have been found to be easily obtained by calibrating meters. in experiments, they have been easily obtained by measuring two suspensions with the same concentration, containing on the one hand the smallest and on the other hand the largest particles: (ln (Vo / VP) Bm + Cl (ln (VP / VDC)) sm = (1n (Vo / VP)) Bt + C1 (ln (VP / VDc) Bt where sm stands for small and st stands for large c1 = (ln (Vo / VP)) sm '(l “(Vo / VP) ) st (ln (VP / VDc)) st '(ln (VP / VDc)) sm CZ = conc lab ln (V0 / VP + c1ln (VP / VDC) where conc lab is a value of the concentration of the suspension obtained at Of course, several such measurements can be made, preferably with different concentrations, in order to obtain statistically more reliable results.

Tillsammans med det beräknade konc-värdet kan ln(V0/VP) och ln(vP/VDC) användas för att beräkna suspensionens procentu- 7 464 856 ella sammansättning med avseende på små respektive stora par- tiklar, såsom kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till fig. 4. Kvotbíldning mellan ln(VP/VDC) och ln(VO(VP) ger ett annat relativt mått för partikelstorleks- fördelningen.Together with the calculated conc value, ln (V0 / VP) and ln (vP / VDC) can be used to calculate the percentage composition of the suspension with respect to small and large particles, respectively, as will be described in more detail below in connection to Fig. 4. Ratio formation between ln (VP / VDC) and ln (VO (VP) gives another relative measure of the particle size distribution.

Fig. 3 visar en utföringsform på ett arrangemang för att utföra metoden enligt uppfinningen. En ljusstråle L från en ljuskälla 1 belyser en strömmande suspension S. Ljusstrålens L diameter är liten i förhållande till mellanrummen mellan de stora par- tiklarna i suspensionen men stor i förhållande till de små.Fig. 3 shows an embodiment of an arrangement for carrying out the method according to the invention. A light beam L from a light source 1 illuminates a flowing suspension S. The diameter of the light beam L is small in relation to the spaces between the large particles in the suspension but large in relation to the small ones.

Detta leder ofta i praktiken till, att man eftersträvar ett snävt ljusknippe. Det transmitterade ljuset detekteras av en fotodetektor 2, också inom ett snävt vinkelområde. Detektorsig- nalen förstärks i en förstärkare 3. Till förstärkarens 4 utgång är ett filter 4 kopplat, vilket på utgången ger signalens lik- spänningskomponent VDC, vilket ger ett mått på det trans- mitterade ljusets medelvärde. Till förstärkarens 4 utgång är även en toppdetektor 5 kopplad, vilken registrerar den största signalen under en viss mätperiod.This often leads in practice to striving for a narrow bundle of light. The transmitted light is detected by a photodetector 2, also within a narrow angular range. The detector signal is amplified in an amplifier 3. A filter 4 is connected to the output of the amplifier 4, which at the output gives the direct voltage component VDC of the signal, which gives a measure of the average value of the transmitted light. A peak detector 5 is also connected to the output of the amplifier 4, which registers the largest signal during a certain measuring period.

Mätperioden ställs med ett tidsdon 6. vid slutet av varje mät- period matar den dels en första signal till en hållkrets 7, vars ingång är kopplad till toppdetektorns 5 utgång, för att temporärt lagra den rådande utsignalen från toppdetektorn 5, och dels något fördröjt en andra signal till toppdetektorn 5 för att nollställa denna för en ny mätperiod. På hållkretsens 7 utgång finns följaktligen alltid toppvärdet VP för den just föregående perioden. Det är även möjligt att ha pulsad styrning av ljuskällan 1 och mäta enbart under pulserna. Enheten 78 ger då denna styrning (icke visat) och styr kretsarna 75 och 77 i enlighet därmed. signalerna V och VP matas till en styr- och beräknings- enhet 8, lämpligen en mikrodator, t ex en IBM-kompatibel PC, vilken utför de ovan beskrivna beräkningarna och presenterar dem på minst en indikeringsenhet 9, 10, t ex en monitor, skri- vare e.d. 464 856 Tidsdonets 6 mätperiod är så anpassad, att det finns stor sannolikhet för att ett toppvärde inträffar inom varje mät- period, men hålls företrädesvis ändå så kort, att förändringar i suspensionen indikeras så snart som möjligt efter det, att de har inträffat, och att förändringarnas variation i tiden kan följas kontinuerligt. Detta leder till att mätperioden kan hållas kort, när grovfraktionskoncentrationen är låg, men bör vara längre ju högre grovfraktionskoncentrationen är. Mätperio- dens längd kan göras förändringsbar i enlighet med i förväg be- stämda parametrar, av vilka några kan bero av erhållna tidigare mätresultat.The measuring period is set with a timer 6. at the end of each measuring period it supplies a first signal to a holding circuit 7, the input of which is connected to the output of the top detector 5, to temporarily store the prevailing output signal from the top detector 5, and a slightly delayed one. second signal to the peak detector 5 to reset it for a new measurement period. Consequently, at the output of the holding circuit 7 there is always the peak value VP for the previous period. It is also possible to have pulsed control of the light source 1 and measure only during the pulses. The unit 78 then provides this control (not shown) and controls the circuits 75 and 77 accordingly. the signals V and VP are fed to a control and calculation unit 8, suitably a microcomputer, for example an IBM-compatible PC, which performs the calculations described above and presents them on at least one display unit 9, 10, e.g. - vare ed The measuring period of the timer 6 is so adapted that there is a high probability that a peak value will occur within each measuring period, but is preferably still kept so short that changes in the suspension are indicated as soon as possible after they have occurred, and that the variation of changes over time can be monitored continuously. This means that the measurement period can be kept short, when the coarse fraction concentration is low, but should be longer the higher the coarse fraction concentration. The length of the measurement period can be made changeable in accordance with predetermined parameters, some of which may depend on previous measurement results obtained.

Det kan vara lämpligt att även ha en hållkrets 13 styrd av tidsdonet 6 på samma sätt som hållkretsen 7 efter filtret 4.It may be appropriate to also have a holding circuit 13 controlled by the timer 6 in the same way as the holding circuit 7 after the filter 4.

Hållkretsarna 7 och 13 är av sådan typ att de överför sina värden i digital form till den digitalt arbetande enheten 8.The holding circuits 7 and 13 are of such a type that they transmit their values in digital form to the digitally operating unit 8.

Det är för övrigt uppenbart för fackmannen, att en del av eller alla kretsarna 4-7 och 13 kan simuleras av programvara i enhe- ten 8, varvid naturligtvis den eller de signaler, som matas till enheten B, omvandlas till det signalformat, som enheten 8 arbetar med. Dvlika omvandlíngsenheter är banala i sammanhanget och visas därför icke. Filtret 4 kan således utgöras av en be- räkningsrutin, som beräknar signalens medelvärde under varje mätperiod. Signalen från förstärkaren 3 kan lämpligen samplas av enheterna 4 och 5 och alla beräkningar utföras digitalt på sätt som är välkänt för fackmannen.It is moreover obvious to the person skilled in the art that some or all of the circuits 4-7 and 13 can be simulated by software in the unit 8, whereby of course the signal or signals supplied to the unit B are converted into the signal format which the unit 8 working with. Such conversion units are banal in this context and are therefore not shown. The filter 4 can thus consist of a calculation routine, which calculates the average value of the signal during each measuring period. The signal from the amplifier 3 can conveniently be sampled by the units 4 and 5 and all calculations are performed digitally in a manner well known to those skilled in the art.

Såsom också visas i fig. 3 kan även beräkningar ske enligt den ovan omtalade TP-metoden eller baserade på enbart effektiv- värdesmätning. Det kan vara en fördel att utföra beräkningar av samma egenskaper hos suspensionen enligt två olika metoder och ha en löpande jämförelse mellan dessa och ge larmsignal till en larmenhet 14 av t ex audiotvp eller optisk typ. så snart som beräkningarna enligt de båda metoderna avviker från varandra på i förväg specificerade sätt.As also shown in Fig. 3, calculations can also be made according to the above-mentioned TP method or based on only effective value measurement. It can be an advantage to perform calculations of the same properties of the suspension according to two different methods and have a continuous comparison between these and give an alarm signal to an alarm unit 14 of, for example, audio type or optical type. as soon as the calculations according to the two methods deviate from each other in pre-specified ways.

Jämförelse med metoder baserade på effektivvärdesmätning inne- bär inga stora extra åtgärder, eftersom man kan utnyttja samma 9 464 ass grundsígnal från mäthuvudet 1, 2, 3. Därför visas även ett filter 15 kopplat till förstärkarens 3 utgång. Filtret 15 filt- rerar ut växelspänningsdelen av signalen och matar denna till en enhet 16, som mäter det sanna effektivvärdet av signalen från filtret 15 och matar detta till enheten 8, eventuellt via en hållkrets 17 av samma typ och funktion som kretsarna 7 och 13. Signalvägarna visas streckade för att markera, att elemen- ten 15 och 16 kan uteslutas. Naturligtvis kan även elementen 15 och 16 simuleras av programslingor i enheten 8.Comparison with methods based on effective value measurement does not involve any major extra measures, since the same 9 464 ass basic signal can be used from the measuring head 1, 2, 3. Therefore, a filter 15 connected to the output of the amplifier 3 is also shown. The filter 15 filters out the AC voltage part of the signal and supplies it to a unit 16, which measures the true effective value of the signal from the filter 15 and supplies it to the unit 8, possibly via a holding circuit 17 of the same type and function as the circuits 7 and 13. The signal paths are shown in dashed lines to indicate that elements 15 and 16 can be excluded. Of course, elements 15 and 16 can also be simulated by program loops in the unit 8.

I fig. 3 visas endast ett mäthuvud 1. 2. Det som därvid sker är en indelning i enbart två partikelstorleksområden, stora och små. En indikering i flera storleksklasser kan dock erhållas, om man har flera mäthuvuden med olika breda strålgångar. En mätutrustning med dessa egenskaper för TP-metoden beskrivs i SE 78 06 922. Den beskrivna signalbehandlingen enligt upp- finningen kan tillämpas på signalerna från alla huvudena. Styr- - och beräkningsenheten 9 erhåller då en VDC VP-signal från varje mäthuvud och är försedd med ett program, som beräknar partikelkoncentrationen inom ett antal partikel- -signal och storleksområden.Fig. 3 shows only one measuring head 1. 2. What happens in this case is a division into only two particle size ranges, large and small. An indication in several size classes can, however, be obtained if you have several measuring heads with different wide beam paths. A measuring equipment with these properties for the TP method is described in SE 78 06 922. The described signal processing according to the invention can be applied to the signals from all the heads. The control and calculation unit 9 then receives a VDC VP signal from each measuring head and is provided with a program which calculates the particle concentration within a number of particle signal and size ranges.

För att experimentellt pröva metoden enligt uppfinningen av partikelstorleken har försök utförts på suspensioner initialt innehållande mycket små partiklar. Till dessa suspensioner tillsattes sedan under kontinuerlig omrörning olika flocknings- kemikalier, varvid större partikeleller flockningsaggregat bil- dades. Fig. 4 återger resultat av sådana mätningar.To experimentally test the method according to the invention of the particle size, experiments have been performed on suspensions initially containing very small particles. Various flocculation chemicals were then added to these suspensions with continuous stirring, whereby larger particles or flocculation aggregates were formed. Fig. 4 shows the results of such measurements.

Kurvan A visar grumlighetsmätning, vilket motsvarar C3 ln(Vo/VDC), där C3 är en konstant. Kurvan B visar mätning av koncentrationen suspenderat material i enlighet med uppfinningen. d v s konc = CZ(ln(Vo/VP)+Cl*ln(VP/VDC). Kurvan C visar b.ln(VP/VDC), d v s indikering av koncentrationen av stora partiklar i suspensionen. Kurvan D visar a.1n(V0/VP), d v s koncentrationen av små partiklar i suspensionen. Kurvorna har markerats med olika typer av markeringar. varje markering är 464 836 1° placerad vid en mättidpunkt, vilken är markerad utmed ab- skissan. Det är 15 sek. mellan varje mättidpunkt.Curve A shows turbidity measurement, which corresponds to C3 ln (Vo / VDC), where C3 is a constant. Curve B shows measurement of the concentration of suspended matter in accordance with the invention. ie conc = CZ (ln (Vo / VP) + Cl * ln (VP / VDC). Curve C shows b.ln (VP / VDC), ie indication of the concentration of large particles in the suspension. Curve D shows a.1n ( V0 / VP), ie the concentration of small particles in the suspension.The curves have been marked with different types of markings.Each marking is 464 836 1 ° placed at a measurement time, which is marked along the abscissa.There is 15 seconds between each measurement time .

Denna mätning skedde i laboratoriet på bakvatten från en ; pappersmaskin. vid mättidpunkten l var detta obehandlat. vid två tillfällen, strax före mättidpunkterna 2 och 6. tillsattes . olika flockningskemíkalier. Såsom framgår av kurvorna C och D har den första kemikalien, tillsatt vid mättidpunkten 2, rela- tivt liten flockningseffekt, under det att den andra. tillsatt vid mättidpunkten 6, har relativt stor effekt. Detsamma visar också i det här fallet kurvan A enligt tidigare känd grumlig- hetsmetod men inte lika tydligt. Kurvan D enligt uppfinningen är praktiskt taget spegelvänd mot kurvan C. Av dessa kurvor ser man även tydligt att flockarna slås sönder i långsam takt efter den kraftiga flockbildningen vid mättidpunkten 6, d v s kurvan C sjunker och kurvan D stiger. En viss tendens till detta ses även efter mättidpunkten 2. Kurvan B, som ju är en viktad adde- ring av kurvorna C och D, ligger praktiskt taget på samma nivå, vilket kan betecknas som ett utomordentligt bra resultat, eftersom ju denna kurva skulle visa den totala koncentrationen, vilken under denna laboratoriemätning har hållits konstant.This measurement took place in the laboratory on backwater from a; paper machine. at measurement time l this was untreated. on two occasions, just before measurement times 2 and 6. were added. various flocculating chemicals. As can be seen from curves C and D, the first chemical, added at measurement time 2, has a relatively small flocculation effect, while the second. added at measurement time 6, has a relatively large effect. The same also shows in this case curve A according to the previously known turbidity method but not as clearly. The curve D according to the invention is practically mirror-inverted to the curve C. From these curves it is also clear that the flocks break at a slow pace after the strong flock formation at the time of measurement 6, i.e. the curve C decreases and the curve D rises. A certain tendency to this is also seen after the measurement time 2. Curve B, which is a weighted addition of curves C and D, is practically at the same level, which can be described as an extremely good result, since this curve would show the total concentration, which has been kept constant during this laboratory measurement.

Kurvorna erhållna med metoden enligt uppfinningen ger för handen att en löpande tydlig information kan erhållas be- träffande tillståndet hos t ex en strömmande suspension. och att därmed en snabb och säker indikation kan erhållas på vid- tagna åtgärder. t ex tillsättning av olika kemikalier. Såsom framgår av kurvan D kan man även se när kemikalietillsatsen har varit sådan att mer tillsats inte kommer att göra mer nytta be- träffande utflockning av små partiklar. Vid tillsättníngen vid tidpunkten 6 har kurvan D sjunkit så lågt, att den ligger rela- tivt nära x-axeln. operatören kan pröva med att sätta till f ytterligare flockningsmedel för att få ner kurvan ytterligare. _ Om kurvan då icke sjunker har ytterligare tillsättning av f medlet ingen effekt, vilket ju visar sig direkt. Annat medel kan t ex prövas därefter och effekten av detta visar sig också direkt efter tillsättning på kurvan. Detta innebär att använd- ning av metoden enligt uppfinningen leder till att överdosering ll 464 sas av kemiska flockningsmedel t ex i bakvatten från pappersbruk och vid reningsverk kan styras mera optimalt. Dessutom ser man snabbt verkan av olika kemikalier och kan välja den för till- fället bäst lämpade.The curves obtained with the method according to the invention indicate that a continuously clear information can be obtained regarding the condition of, for example, a flowing suspension. and that thus a quick and safe indication can be obtained of the measures taken. eg addition of various chemicals. As can be seen from curve D, it can also be seen when the chemical additive has been such that more additive will not do more good with regard to flocculation of small particles. When added at time 6, the curve D has dropped so low that it is relatively close to the x-axis. the operator can try adding f additional flocculants to bring the curve down further. If the curve then does not fall, further addition of the agent has no effect, which is immediately apparent. Other agents can, for example, be tried afterwards and the effect of this is also shown immediately after addition to the curve. This means that the use of the method according to the invention leads to the overdose ll 464 being caused by chemical flocculants, for example in backwater from paper mills and in treatment plants, can be controlled more optimally. In addition, you can quickly see the effect of different chemicals and can choose the one that is best suited at the moment.

Fig. 5 visar resultat erhållna med metoden enligt uppfinningen frör olika blandningar av fiber- och lerasuspensioner. Liksom i fig. 4 visar kurvan A grumlighetsmätning, kurvan B mätning av koncentrationen suspenderat material i enlighet med uppfin- ningen. d v s C2(ln(V0/VP)+Cl*ln(VP/VDC)), b.ln(v /V ) och kurvan D a.1n(VO/VP). Utmed abskissan är nu íonggntrationen angiven, under det att markeringarna är satta vid de speciella mättidpunkterna. Dessutom visar kurvan E och F den uppmätta respektive den beräknade koncentrationen av stora partiklar i förhållande till den totala koncentrationen.Fig. 5 shows results obtained with the method according to the invention for different mixtures of fiber and clay suspensions. As in Fig. 4, curve A shows turbidity measurement, curve B shows measurement of the concentration of suspended material in accordance with the invention. i.e. C2 (ln (V0 / VP) + Cl * ln (VP / VDC)), b.ln (v / V) and the curve D a.1n (VO / VP). Along the abscissa, the ionization is now indicated, while the markings are set at the special measurement times. In addition, curves E and F show the measured and the calculated concentration of large particles in relation to the total concentration, respectively.

Till en utgångssuspension av tallsulfatmassa har successivt in- blandats (d v s mellan varje mättidpunkt) kända halter av lera, lera, lera. tallsulfat. tallsulfat, lera. björksulfat, björk- sulfat. Den uppmätta koncentrationen vid metoden enligt uppfin- nigen, vilken här ökar nästan linjärt, korrelerar mycket väl med koncentrationen enligt laborationsbestämning. även den upp- mätta halten stora partiklar (kurvan E) stämmer mycket bra överens med den beräknade andelen fibermaterial enligt bland- ningsförfarandet (kurvan F). Såsom framgår av kurvan A skulle för de sammansättningsvariationer, som har använts här för sus- kurvan C pensionen och som inte är orealistiska inom skogsindustrin, grumligheten definitivt vara en felaktig mätparameter för att erhålla en uppfattning om vad som händer med suspensionen både med avseende på halten suspenderat material och partikelstor- leksfördelningen.To a starting suspension of pine sulphate pulp, known contents of clay, clay, clay have been successively mixed in (i.e. between each measurement time). tallsulfate. pine sulphate, clay. birch sulphate, birch sulphate. The measured concentration in the method according to the invention, which here increases almost linearly, correlates very well with the concentration according to laboratory determination. even the measured content of large particles (curve E) corresponds very well with the calculated proportion of fibrous material according to the mixing procedure (curve F). As can be seen from curve A, for the compositional variations that have been used here for the sub-curve C pension and which are not unrealistic in the forest industry, the turbidity would definitely be an incorrect measurement parameter to obtain an idea of what happens to the suspension both in terms of content suspended material and particle size distribution.

Principen enligt uppfinningen kan även användas för mätningar enligt spridningsprincipen. Detta kan vara aktuellt vid t ex mycket låga halter av suspenderat material. Vid dylik mätning mäter man nämligen en liten signal relativt bakgrunden vid 0-nivån istället för en liten signalförändring relativt en hög bakgrundsnivå (klarvattennivån) som vid transmissionsmätning.The principle according to the invention can also be used for measurements according to the scattering principle. This may be relevant at, for example, very low levels of suspended material. In such a measurement, a small signal is measured relative to the background at the 0 level instead of a small signal change relative to a high background level (clear water level) as in transmission measurement.

Detta kan innebära, att man istället för att indikera topp- 464 836 12 värdet i fig. 3 indikerar växelspänningssignalens bottenvärde vä och ställer detta i relation till nollnivån istället för mot klarvattennivån för suspensionsdelen med de små partik- larna. För suspensionsdelen med de stora partiklarna ställs bottenvärdet VB i relation till medelvärdesnivån VDC. Dessa relationer är dock mera komplicerade än de enkla logaritmerade - n kvotuttrycken för transmissionsmätningar och bl a beroende av mätgivarens geometriska utformning.This may mean that instead of indicating the peak value in Fig. 3, the bottom value of the alternating voltage signal is indicated and set in relation to the zero level instead of to the clear water level of the suspension part with the small particles. For the suspension part with the large particles, the bottom value VB is set in relation to the average value level VDC. However, these relationships are more complicated than the simple logarithmic - n quota expressions for transmission measurements and, among other things, depend on the geometric design of the measuring transducer.

Mätmetoden enligt uppfinningen kräver vid mätning på vanliga förekommande suspensioner, såsom bakvattnet från ett pappers- bruk. en relativt snäv mätstråle som är nära kollimerad eller fokuserad. Ofta är suspensionen relativt koncentrerad, vilket kräver ett litet mätgap för att genom suspensionen transmitte- rat ljus skall kunna indikeras och ge en behandlingsbar mot- tagen signal. Kända mäthuvuden med dessa egenskaper lider ofta av igensättningsproblem och måste rensas ofta.The measurement method according to the invention requires when measuring on commonly occurring suspensions, such as the backwater from a paper mill. a relatively narrow measuring beam that is close to collimated or focused. The suspension is often relatively concentrated, which requires a small measuring gap in order for light transmitted through the suspension to be able to be indicated and give a treatable received signal. Known measuring heads with these properties often suffer from clogging problems and must be cleaned frequently.

Fig. 6 visar en lämplig utformning av mäthuvudet 1. 2 i fig. 3 och som kan användas vid mätmetoder enligt uppfinningen. Huvu- det är väsentligen päronformat i fig. 6 och 7, men kan ha vil- ken yttre form som helst, som ger goda strömningsegenskaper i den suspension den är insatt i. På undersidan finns ett spår 23, som tjänar som mätkanal. I två kanaler, vilka i sin ena ände ansluter till var sin sida av mätkanalen och just vid anslutnigen till denna löper parallellt med plattans undersida, är var sin glasfiberledare 20, 21 inlagd. Fiberledarens 20 ände är ansluten till en ljuskälla 25, såsom en lysdiod eller laser.Fig. 6 shows a suitable design of the measuring head 1.2 in Fig. 3 and which can be used in measuring methods according to the invention. The head is substantially pear-shaped in Figs. 6 and 7, but can have any external shape, which gives good flow properties in the suspension in which it is inserted. On the underside there is a groove 23, which serves as a measuring channel. In two channels, which at one end connect to each side of the measuring channel and just at the connection to this run parallel to the underside of the plate, each is made of fiberglass conductor 20, 21. The end of the fiber conductor 20 is connected to a light source 25, such as an LED or laser.

Fiberledaren 21 är ansluten till en ljusdetektor 26 anpassad till ljuskällans 25 utsända ljus. Den mjukt böjda formen på kanalerna för ljusfiberledarna 20 och 21 beror på att ljus- fiberledarna måste föras i en mjuk båge för att deras prestanda f icke skall påverkas.The fiber conductor 21 is connected to a light detector 26 adapted to the light emitted by the light source 25. The softly curved shape of the channels for the fiber optic conductors 20 and 21 is due to the fact that the fiber optic conductors must be routed in a soft arc so that their performance f is not affected.

Mätgapets bredd mellan den i fig. 6 visade mätkanalens 23 sidoväggar bestäms av den typ av medium mätningen skall utföras på. Om t ex mätning skall ske på fibersuspension i avlopps- vatten vid papperstillverkning kan ett avstånd på ca 3 mm vara 13 464 ass ändamålsenligt. Kanternas höjd skall vara låga och ljusfiber- ledarna skall vara förlagda så nära den yttre kanten som är möjligt av tillverkningstekniska skäl. Mätkanalens djup bör vara sådan att verkan av friktionen mellan den strömmande sus- pensionen och kanalens botten har försumbart inflytande på den förbi de optiska elementen strömmande suspensionen. Det mate- rial vid plattans undersida, som håller ljusfiberledaren på plats, är företrädesvis avfasat vid mätkanalen 23, under det att fiberns ände företrädesvis är avskuren tvärs mot utbred- ningsriktningen och är polerad i änden. Uppfinnigen är främst tänkt för detekteríng av direkt genom en suspension transmit- terat ljus, varför ljusfiberledarna är förlagda med ändarna mittemot varandra. Optiken, d v s i denna utföringsform ljus- fiberledarnas 20, 21 ändar, skall vara placerade nära den yttre kanten på mätgapet. Såsom visas i fig. 7 bör även kanalens in- lopp och utlopp vara mjukt rundade. skarpa kanter invid och i kanalen skall undvikas. Ljusfiberledarna 20 och 21 är förda genom hela kroppen 19 och genom ett rör 22 inskruvat i kroppens 19 övre ände.The width of the measuring gap between the side walls of the measuring channel 23 shown in Fig. 6 is determined by the type of medium on which the measurement is to be performed. If, for example, measurement is to take place on fiber suspension in wastewater during papermaking, a distance of approx. 3 mm can be 13 464 ass expedient. The height of the edges shall be low and the fiber optic conductors shall be located as close to the outer edge as possible for technical reasons. The depth of the measuring channel should be such that the effect of the friction between the flowing suspension and the bottom of the channel has a negligible influence on the suspension flowing past the optical elements. The material at the underside of the plate which holds the light fiber conductor in place is preferably chamfered at the measuring channel 23, while the end of the fiber is preferably cut across the direction of propagation and is polished at the end. The invention is primarily intended for the detection of light transmitted directly by a suspension, so that the light fiber conductors are located with the ends opposite each other. The optics, i.e. in this embodiment the ends of the light fiber conductors 20, 21, must be located close to the outer edge of the measuring gap. As shown in Fig. 7, the inlet and outlet of the duct should also be softly rounded. sharp edges next to and in the channel should be avoided. The fiber optic conductors 20 and 21 are passed through the entire body 19 and through a tube 22 screwed into the upper end of the body 19.

I fig. 7 visas en lämplig utformning av kanalen 23 med en bred in- och utströmningsdel och ett insnävat mätgapsparti just vid ljusledarnas 20 och 21 öppningar mot kanalen.Fig. 7 shows a suitable design of the channel 23 with a wide inflow and outflow part and a narrowed measuring gap portion just at the openings of the light guides 20 and 21 towards the channel.

Kroppen 19 tillverkas lämpligen i två delar, vilka limmas mot varandra vid skiljeytan 24.Den ena, i fig. 7 undre, delen för- ses med gjutna eller infrästa spår för ljusfiberledarna 20 och 21. Kroppen i fig. 7 är cirkulärsymmetrisk men kan även vara eliptisk eller ha annan form. Mäthuvudets form i strömnings- riktningen kan anpassas till strömningsförhållandena hos det medium, som det skall användas för.The body 19 is suitably manufactured in two parts, which are glued to each other at the dividing surface 24. One, in Fig. 7 lower, the part is provided with cast or milled grooves for the light fiber conductors 20 and 21. The body in Fig. 7 is circularly symmetrical but can also be elliptical or have another shape. The shape of the measuring head in the direction of flow can be adapted to the flow conditions of the medium for which it is to be used.

I fig. 6 visas att ljuskällan 25 för ljusfiberledaren 20 och ljusdetektorn 26 för ljusfiberledaren 21 är placerade i ett parti vid den utanför mediet befintliga änden på röret 22. Om denna placering är temperaturstabil behövs icke någon tempera- turgivare för temperaturkompenseríng, vilket annars kan behövas för att få helt konstant belysning och en detektorsignal enbart 464 836 1* beroende av förändringar i suspensionens sammansättning. En stabil spänningskälla 27 matar ljuspunkten 25. Signalen från detektorn 26 matas till en signalbearbetningskrets 28. såsom den som visas i fig. 3.Fig. 6 shows that the light source 25 of the light fiber conductor 20 and the light detector 26 of the light fiber conductor 21 are located in a portion at the outside of the tube 22 outside the medium. If this location is temperature stable, no temperature sensor for temperature compensation is needed, which may otherwise be needed. to obtain completely constant illumination and a detector signal only 464 836 1 * depending on changes in the composition of the suspension. A stable voltage source 27 supplies the light point 25. The signal from the detector 26 is supplied to a signal processing circuit 28 such as that shown in Fig. 3.

Mäthuvudet enligt fig. 6 och 7 är ämnat för nedsäkning i en strömmande suspension, som t ex kan befinna sig i en öppen kanal e.d.The measuring head according to Figs. 6 and 7 is intended for immersion in a flowing suspension, which may, for example, be located in an open channel or the like.

Fig. 8 visar ett vid mätmetoden enligt uppfinningen användbart mätparti av en kyvett eller ett rör, genom vilket ett medium med suspenderade ämnen strömmar. Mätutrustningen är här utfor- mad som ett rör 30, lämpligen med samma diameter som kyvet- ten/röret i övrigt. En mätkanal 31 är utformad i ett förtjockat parti på rörets insida.Två ljusfiberledare 32 och 33 ansluter i sin ena ände till var sin sida av mätkanalen 31, är förlagda i rörets vägg och ansluter till en liuskälla 34 respektive en ljusdetektor 35 i sin andra ände. Eftersom enheterna 34 och 35 är placerade så att de påverkas av det undersökta medíets tem- peratur finns en temperaturindikator 36 placerad i anslutning till dem. En spänningskälla 37 är ansluten till ljuskällan 34. signalerna från ljusdetektorn 35 och temperaturindíkatorn 38 är matade till en krets 38, som kompenserarar detektorsignalen för temperaturens inverkan. Utsignalen från kretsen 38 matas till en signalbearbetningskrets 39. såsom den som visas i fig. 3.Fig. 8 shows a measuring portion of a cuvette or a tube which can be used in the measuring method according to the invention, through which a medium with suspended substances flows. The measuring equipment is here designed as a tube 30, suitably with the same diameter as the cuvette / tube in general. A measuring channel 31 is formed in a thickened portion on the inside of the tube. Two light fiber conductors 32 and 33 connect at one end to each side of the measuring channel 31, are located in the wall of the tube and connect to a light source 34 and a light detector 35 at their other end. . Since the units 34 and 35 are positioned so that they are affected by the temperature of the examined medium, a temperature indicator 36 is placed adjacent to them. A voltage source 37 is connected to the light source 34. The signals from the light detector 35 and the temperature indicator 38 are supplied to a circuit 38, which compensates the detector signal for the effect of temperature. The output signal from the circuit 38 is fed to a signal processing circuit 39, such as that shown in Fig. 3.

Ljusfiberledarnas ändar kan vara anslutna direkt till mätkana- len och placerade mitt emot varandra. varje ljusfiberledare om- fattar på brukligt sätt en kärna med ett eller flera höljen med annat brytningsindex än kärnan och med ett skyddshölje. Lämpli- gen är deras ändar planslipade. Det från en ljusemitterande ljusfiberledare utträdande ljuset är något divergent, och en ljusmottagande ljusfiberledare har ett något divergent synfält.The ends of the fiber optic conductors can be connected directly to the measuring channel and placed opposite each other. Each fiber optic conductor usually comprises a core with one or more housings with a different refractive index than the core and with a protective cover. Appropriately, their ends are planar ground. The light emanating from a light emitting fiber optic conductor is slightly divergent, and a light receiving fiber optic conductor has a slightly divergent field of view.

Om t ex en ljusfiberledare med en ytterdiameter på 0,95 mm och kärndíameter 0,6 mm används kan dess emitterade resp. mot- tagande ljuskägla betraktas som snäv om mätgapets längd uppgår till mellan 1 och 5 mm. För många applikationer är en mätgaps- längd på 3 mm lämplig. För att få det transmitterade strål- n, Ur 15 464 836 knippet kollimerat eller fokuserat kan en liten lins, t ex indexlins, placeras i änden av åtminstone den emitterande ljus- fiberledaren. vid mätning på suspenderat material, t ex fibermaterial, som är optiskt aktivt. emitteras polariserat ljus från ljuskällan och av suspensionen polarísationsvridet ljus mottages. Därvid kan en polarisator (icke visad) vara placerad i änden av den emit- terande ljusfiberledaren och en till denna polarísator fas- vriden polarisator vara placerad framför änden på den mot- tagande ljusfiberledaren. Som skydd för polarisatorerna bör då var sin saphirglasskíva vara placerad mellan mätgapet och pola- risatorerna.If, for example, a light fiber conductor with an outer diameter of 0.95 mm and a core diameter of 0.6 mm is used, its emitted resp. receiving light cone is considered narrow if the length of the measuring gap is between 1 and 5 mm. For many applications, a measuring gap length of 3 mm is suitable. In order to have the transmitted beam collimated or focused, a small lens, eg index lens, can be placed at the end of at least the emitting light fiber conductor. when measuring suspended material, eg fibrous material, which is optically active. polarized light is emitted from the light source and the polarization-twisted light is received by the suspension. In this case, a polarizer (not shown) can be located at the end of the emitting fiber optic conductor and a polarizer rotated to this polarizer can be located in front of the end of the receiving fiber optic conductor. As protection for the polarizers, each of the sapphire crystal discs should then be placed between the measuring gap and the polarizers.

Många modifieringar är möjliga inom ramen för uppfinningen.Many modifications are possible within the scope of the invention.

Exempelvis är uppfinningen även tillämpbar för mätning av par- tiklar svävande i en gas.For example, the invention is also applicable to the measurement of particles suspended in a gas.

Claims (8)

10 15 20 25 30 464 ass “ Patentkrav10 15 20 25 30 464 ass “Patent claim 1. Sätt för att registrera tillståndet hos en suspension i rörelse, vilken suspension kan innehålla fraktioner med partik- lar med inbördes mycket olika storlekar, vid vilket sätt sus- pensionen belyses med ett ljusknippe och från suspensionen ut- trädande ljus detekteras för att ge en mot den detekterade ljusintensiteten svarande elektrisk signal, k ä n n e t e c k n a d av att belysningen av suspensionen sker med ett i förhållande till mellanrummen mellan stora par- tiklar snävt ljusknippe och från suspensionen utträdande ljus detekteras inom ett snävt vinkelområde; att ett extremvärde (topp- eller bottenvärde) hos den elektriska signalen indikeras inom i förväg bestämda tidsintervall; och att inom varje tids- intervall extremvärdet bildar utgångsvärde för att beräkna minst en i förväg vald egenskap hos suspensionen.A method for registering the state of a suspension in motion, which suspension may contain fractions of particles of very different sizes from each other, in which way the suspension is illuminated with a light beam and light emerging from the suspension is detected to give a electrical signal corresponding to the detected light intensity, characterized in that the illumination of the suspension takes place with a light beam which is narrow in relation to the spaces between large particles and light emanating from the suspension is detected 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 initial value for calculating at least one preselected property of the suspension. 2. Sätt enligt krav 1 med indikering av genom suspensionen transmitterat ljus, k ä n n e t e c k n a t av att extremvär- det är signalens högsta värde, toppvärde (VP), under tids- intervallet, och att finfraktionen i suspensionen indikeras genom att sätta toppvärdet i relation till en spänningsnivå (V0), som erhållits vid mätning på klarvatten.Method according to claim 1, indicating light transmitted through 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 fine fraction in the suspension is indicated by setting the peak value in relation to a voltage level (V0) obtained when measuring on clear water. 3. Sätt enligt krav 1 eller 2 med indikering av genom suspen- sionen transmitterat ljus, k ä n n e t e c k n a t av att extremvärdet är signalens högsta värde, toppvärde (VP), under tidsintervallet, att signalens medelvärde (VDC) indikeras, och att grovfraktionen i suspensionen indikeras genom att sätta toppvärdet i relation till signalens medelvärde.Method according to claim 1 or 2, indicating light transmitted through 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 of the signal (VDC) is indicated, and that the coarse fraction in the suspension is indicated by setting the peak value in relation to the average value of the signal. 4. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att koncen- trationen av finfraktion indikeras genom att bilda signalen a*ln(VÖ/VP), där a är en konstant, som erhålles genom kali- brering mot en suspension med i förväg känd finfraktionskon- centration. t! 10 15 20 25 30 35 17 464 azel4. A method according to claim 2, characterized in that the concentration of fine fraction is indicated by forming the signal a * ln (VÖ / VP), where a is a constant obtained by calibration against a suspension with a previously known fine fraction concentration. t! 10 15 20 25 30 35 17 464 azel 5. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att koncen- tration av grovfraktion indikeras genom att bilda signalen b*ln(VP/VDC), där b är en konstant, som erhålles genom kalibrering mot en suspension med i förväg känd grovfraktions- koncentration.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 previously known coarse fraction. concentration. 6. Sätt enligt något av kraven 2-5. k ä n n e t e c k n a t av att den totala koncentrationen av suspenderande ämnen i sus- pensionen indikeras genom att bilda signalen k = l onc ( n(VO/VP) + Cl*ln(VP/VDC))*C2 (6) där konstanten Cl är mätarrangemangets känslighetskoefficient och C2 är en konstant för att omvandla mätvärden till koncen- tration i mg/1, varvid konstanterna erhålles genom kalibrering mot suspensioner med i förväg kända fraktioner.A method according to any one of claims 2-5. characterized in that the total concentration of suspending substances in the suspension is indicated by forming the signal k = l onc (n (VO / VP) + Cl * ln (VP / VDC)) * C2 (6) where the constant Cl is the sensitivity coefficient of the measuring arrangement and C2 is a constant for converting measured values to a concentration in mg / l, the constants being obtained by calibration against suspensions with previously known fractions. 7. Arrangemang för att registrerra tillståndet hos en suspen- sion i rörelse, vilken suspension kan innehålla fraktioner med partiklar med inbördes mycket olika storlekar, innefattande en ljuskälla (1), som belyser suspensionen med ett i förhållande till mellanrummen mellan stora partiklar i suspensionen snävt ljusknippe, minst en ljusdetektor (2), som detekterar från sus pensionen utträdande ljus inom ett snävt vinkelområde och som avger en mot den detekterade ljusintensiteten svarande elekt- risk signal. k ä n n e t e c k n a t av att signalbehand- lingsarrangemang (4-8). som inom i förväg bestämda tidsinter- vall indikerar ett extremvärde (topp- eller bottenvärde) hos signalen från detektorn (2) och som beräknar minst en i förväg vald egenskap hos suspensionnen med hjälp av extremvärdet.Arrangement for registering the state of a suspended suspension, which suspension may contain fractions of particles of very different sizes, comprising a light source (1), which illuminates the suspension with a narrow ratio of the particles between large particles in the suspension. light beam, at least one light detector (2), which detects light emanating from the pension within a narrow angular range and which emits an electrical signal corresponding to the detected light intensity. c a n n e t e c k n a t of signal processing arrangements (4-8). which within predetermined time intervals indicates an extreme value (peak or bottom value) of the signal from the detector (2) and which calculates at least one preselected property of the suspension by means of the extreme value. 8. Arrangemang enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att signalbehandlingsarrangemanget (4-8) dessutom indikerar den likspänningsnívå (VDC), omkring vilken detektorsígnalen vari- erar, och beräknar ett värde från en algoritm innefattande extremvärdet och den indikerade likspänningsnivån och anpassad till konfigurationen hos ett mäthuvud innefattande ljuskällan (1) och ljusdetektorn (2).Arrangement according to claim 7, characterized in that the signal processing arrangement (4-8) further 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 to the configuration. of a measuring head comprising the light source (1) and the light detector (2).
SE8902486A 1989-07-10 1989-07-10 Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion SE464836B (en)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8902486A SE464836B (en) 1989-07-10 1989-07-10 Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion
US07/807,851 US5245200A (en) 1989-07-10 1990-04-02 Apparatus and method for preventing blockage of a measuring head for effecting measurements of suspended substances
PCT/SE1990/000212 WO1991000993A1 (en) 1989-07-10 1990-04-02 Measuring apparatus and method
CA002062757A CA2062757C (en) 1989-07-10 1990-04-02 Measuring apparatus and method
EP93116040A EP0582320B1 (en) 1989-07-10 1990-04-02 Measuring apparatus and method
DE69012837T DE69012837T2 (en) 1989-07-10 1990-04-02 MEASURING DEVICE.
JP2506382A JP2823136B2 (en) 1989-07-10 1990-04-02 Measuring head
DE69033872T DE69033872T2 (en) 1989-07-10 1990-04-02 Measuring device and method
EP90906417A EP0534951B1 (en) 1989-07-10 1990-04-02 Measuring apparatus
FI920101A FI104217B1 (en) 1989-07-10 1992-01-09 Measuring Instruments
JP00340696A JP3192364B2 (en) 1989-07-10 1996-01-11 Method and apparatus for recording the state of a moving suspension
FI973553A FI106890B (en) 1989-07-10 1997-08-29 Measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8902486A SE464836B (en) 1989-07-10 1989-07-10 Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8902486D0 SE8902486D0 (en) 1989-07-10
SE8902486L SE8902486L (en) 1991-01-11
SE464836B true SE464836B (en) 1991-06-17

Family

ID=20376527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8902486A SE464836B (en) 1989-07-10 1989-07-10 Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE464836B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014163563A1 (en) 2013-04-02 2014-10-09 Btg Instruments Ab A method for determining a property of a heterogeneous medium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014163563A1 (en) 2013-04-02 2014-10-09 Btg Instruments Ab A method for determining a property of a heterogeneous medium
US10054539B2 (en) 2013-04-02 2018-08-21 Btg Instruments Ab Method for determining a property of a heterogeneous medium

Also Published As

Publication number Publication date
SE8902486L (en) 1991-01-11
SE8902486D0 (en) 1989-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0582320B1 (en) Measuring apparatus and method
Gregory Turbidity fluctuations in flowing suspensions
US4276119A (en) Method and apparatus for on-line monitoring of specific surface of mechanical pulps
US3802964A (en) Continuous measurement of pulp properties
US4402604A (en) Method for the on-line measurement of inclusions in pulp
US4266874A (en) Apparatus and method for measuring the size of fibers
US4290695A (en) Method and apparatus for measurement of transmittance and scatter of light in water
FI106068B (en) Measurement method for the determination of pitch particles from paper pulp
US3873416A (en) System for the continuous measurement of the weight-average fiber length of a pulp
SE463118B (en) PROCEDURE AND DEVICE FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF A SUBSTANCE CONNECTED TO PARTICLES IN A FLOWING MEDIUM
US4441960A (en) Method and apparatus for on-line monitoring of specific surface of mechanical pulps
AU590223B2 (en) Concentration meter
GB2129549A (en) Detecting particles and changes in particle size in a suspension
SE464836B (en) Method and arrangement for recording the condition of a suspension in motion
US4696571A (en) Suspended sediment sensor
EP0174946B1 (en) Measurement of particle contents
CA1123626A (en) On-line monitoring of specific surface of mechanical pulps
GB2087071A (en) Inspection system for the on-line measurement of dirt in pulp
JP2008128888A (en) Water quality meter
FI106890B (en) Measuring method
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
Fladda et al. A new optical method for measuring suspended solids in pulp and paper mill effluents
SU815601A1 (en) Method of monitoring paper pulp preparation process
Baalsrud et al. Measurement of Suspended Matter in Stream Water
DE29513916U1 (en) Optical hydrometric measuring probe

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8902486-3

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed