SE512014C2 - Apparat för mätning av föroreningar i pappersmassa - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 014 skicket hos råmassans mätyta på tvättrummans filter medför en grov mätgräns, vilket gör det omöjligt att erhålla en tillfredsställande upplösning. I metoden för att mäta pap- persmassa är det vidare nödvändigt att preparera en kon- stant, förutbestämd spädning av råmassans koncentration samt uppskatta flödet för mätningen, och tid krävs sålunda för förbehandling före mätningen.

Sammanfattning av uppfinningen Syftet med föreliggande uppfinning är att förbättra nackdelarna hos ovan beskrivna, konventionella metoder ge- nom att tillhandahålla en metod och en apparat med förmåga att med hög noggrannhet avkänna föroreningar i råmassa ge- nom att prov tages direktanslutet.

Metoden för mätning av föroreningar enligt förelig- gande uppfinning kännetecknas av att ett trådnät användes, vilket har en maskvidd som har förmåga att låta vätska pas- sera och att uppfånga råmassans fiberdelar vid olika kon- centrationer vid tiden för bearbetning av råmassan under steget massaproduktion eller papperstillverkning, att sug- ning av massan från trádnätets baksida eller pressning av själva trädnätet mot massan åstadkommes, varvid en mycket tät och våt matta bildas ansamlad på trádnätets framsida, att därefter en flat, transparent platta pressas mot den våta mattans yta, att ytan hos den resulterande mycket täta och mycket släta, våta mattan avkännes med en CCD-kamera i ett katoptriskt system via en glasplatta, och att en bild skapas från denna för att mäta den yta som innehåller föroreningar med avseende på den våta mattans ytstorlek.

Apparaten för att mäta föroreningar i pappersmassa enligt föreliggande uppfinning kännetecknas dessutom av att den har en avlàng behållare med en rektangulär eller cirku- lär tvärsektion, hos vilken åtminstone en del av bottnen är utformad av en flat glasplatta som medger visuell observa- tion av dess inre, och en intagsledning för pappersmassa som är ansluten till behällarens överdel samt en 95 - 02 - 08- GG-PVSÛOBÅ lO l5 20 25 30 512 014 avtappningsledning för pappersmassa som är ansluten till bottnen via en lucka, ett platt tràdnät som har en maskvidd som låter vätska i pappersmassan passera och som har förmåga att fånga upp den ansamlade fiberdelen så att denna kan förskjutas vertikalt under det att den befinner sig i tåtande kontakt med behâllarens sidovägg, och att den är försedd med en CCD-kamera, som från behâllarens utsida är riktad mot ovan nämnda platta, samt en dator för att bear- beta bilden från CCD-kameran, varvid förorenad yta per en- hetsyta av den våta mattan mätes.

Den häri använda transparenta plattan kan vara en platta av syntetisk harts, men en glasplatta är även lämplig.

Kort beskrivning av ritningarna Fig 1 är en bild som visar en mätmetod enligt en ut- föringsform av föreliggande uppfinning.

Fig 2 är ett inställningsdiagram efter tid för mät- apparaten enligt denna utföringsform.

Fig 3 är en bild som visar sambandet mellan resulta- ten från metoden enligt denna utföringsform och en konven- tionell mätmetod med torrt ark.

Fig 4 är en illustration som visar en mätmetod enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning.

Beskrivning av föredragna utförinqsformer Mätmetoden enligt föreliggande uppfinning utföres ge- nom att en våt matta tillverkas i en behållare och mät- ningen utföres med denna våta matta pressad mot en flat, transparent platta, och även om den ovanför den transpa- renta plattan observerade bilden är av den våta mattan, kan mattan tydligt observeras i samma tillstånd som efter tork- ning. Eftersom mätningen utföres med mattan i vått till- stånd är dessutom tillverkningen av denna enkel, och den tillverkade mattan kan även lätt returneras till pappers- massans tillstånd. 95-02-08-GG-P\480084 lO 15 20 25 30 35 512 014 Den i fig l visade mätapparaten har en avlång behål- lare, hos vilken åtminstone en del av bottnen består av en flat glasplatta som medger visuell observation av behålla- rens inre, och ett inloppsrör för pappersmassa samt ett av- loppsrör för pappersmassa är anslutna till behållaren. Så som visas i inställningsdiagrammet i fig 2 för denna appa- rat, inkopplas en avtappningscylinder 2 med skjutlucka så att luckan stänges, inloppsventilen för pappersmassa in- kopplas för att tillföra pappersmassa till behållaren, och en kontinuerlig tryckcylinder l för pappersmassa inkopplas för att föra trådnätet genom pappersmassan och åstadkomma den våta mattan. I detta stadium mätes beskaffenheten hos den våta mattans yta, varefter tryckcylindern 1 för pap- persmassa kopplas ur och frigöres under det att avtapp- ningscylindern 2 med skjutlucka samtidigt frånkopplas för att öppna luckan, och den våta mattan får återvända till pappersmassan genom att den avtappas via avtappningsven- tvättvatten för att till- för att tilen. på till föra en konstant mängd vatten till behållaren Därefter sättes till/från-ventilen för (Öppen) Och därefter på från (stängd) tvätta denna. Eftersom en mätning kan utföras med en sådan cykel, är direktansluten mätning möjlig under papperstill- verkningsprocessen.

Metoden och apparaten enligt föreliggande uppfinning kommer nu att förklaras med hänvisning till ritningarna.

Fig 1 är en bild som visar en utföringsform av föreliggande tillföres uppfinning. Den pappersmassa, som skall mätas, från ett ledningsrör eller en tank (ingendera visas) under steget för papperstillverkning och tages från ett utlopp till en avlång behållare 3 för mätning. Denna behållare 3 har en intagsöppning 4 för pappersmassa samt ett bräddav- lopp 6 för överskottsprov vid sin övre ände och den har en till/från-öppning 7 för avtappning av prov samt en öppning 8 för tvättning vid sin nedre ände, under det att bottnen är försedd med ett observationsfönster som består av en 95-02-Û8-GG-P\480084 lO l5 20 25 30 512 014 transparent platta 10 som medger observation av råmassan från bottnen. Dessutom är inuti behållaren 3 anordnat ett trådnät 13 som är förskjutbart i tätande kontakt med behàllarens innervägg, vilken kontakt beror på förskjutning av kolven hos en tryckcylinder 1 för pressning av pappers- massa. Vidare är en CCD-kamera 11 anordnad mittemot ovan nämnda transparenta platta 10, och denna är ansluten till en centralenhet 12 som bearbetar bilden från CCD-kameran 11 och mäter ytan av föroreningar per enhetsyta av den våta mattan. Dessutom är belysning 14 anordnad, vilken vetter mot den transparenta plattan 10 i och för en tillfredsstäl- lande fotografisk bild av CCD-kameran 11, under det att CCD-kameran 11 är ansluten till centralenheten 12 via ett kort 15 för räkning av föroreningar, och en bildskärm 17 samt en centraldator 16 är även anslutna till centralenhe- ten 12. I de fall då bilden av den våta mattan avkännas un- der det att CCD-kameran ll rör sig, är kameran 11 monterad på ett XY-stativ, och den kontrolleras av en kontrollanord- ning 19 för XY-stativet, varvid dettas rörelse i XY-rikt- ning kontrolleras. I figuren betecknar 20 en strömkälla för kameran.

En mätmetod med användande av ovan nämnda apparat kommer nu att förklaras. Först tillföres behållaren 3 pap- persmassa, tryck appliceras på kolven hos tryckcylindern 1 för pappersmassa för förskjutning av trådnätet 13, och mas- safibrerna komprimeras vid behàllarens 3 botten, varvid en våt matta bildas. Ytan hos den på detta sätt framställda mattan avkännes därefter av CCD-kameran genom den transpa- renta plattan 10 i behàllarens botten. CCD-kameran 11 mäter föroreningarna med ett katoptriskt system, men linssystemet kan inställas för att motsvara upplösningen vid mätningen, vilket medger att föroreningar med en diameter i stor- leksordningen 10 pm lätt kan avkännas.

Om CCD-kameran sättes på ett XY-stativ kan dessutom ett stort måtomràde undersökas även då en hög upplösning 95 - 02 -08- GG~ P\480084 10 15 20 25 30 35 512 014 vid mätningen skulle medföra att ytan vid en enda mätning blir mindre, eftersom mätningen kan utföras under det att XY-stativet rör sig. Efter mätningen höjes kolven, öpp- ningen för avtappning öppnas och tvättvatten tillföres cel- len (dvs den avlånga behållaren) för att avbörda pappers- massan. Genom att kontinuerligt utföra detta förfarande kan kontinuerlig, direktansluten mätning av föroreningar utfö- ras under bearbetningen av råmassa. Resultaten från mät- ningen erhålles genom att den bildsignal som tages av CCD- kameran med hög hastighet till kortet för räkning av föroreningar i och för bearbetning, från vilket signalen passerar genom centralenheten 12 vid slutet av mätanord- ningen och sändes vidare till den registrerande central- datorn. Centraldatorn 16 ger driftsinstruktioner till var och en av mätsektionerna under det att mätresultaten, dvs förändringar i förorening av smuts, visas på en bildskärm så att trenden kan noteras.

Fig 3 är en bild som visar sambandet mellan resulta- ten vid faktisk mätning av föroreningar i råmassa genom den ovan beskrivna mätmetoden och resultaten vid mätning av föroreningar i samma råmassa med metoden enligt den japanska patentansökningen nr 4-117668, i vilken ett hand- gjort, torrt ark användes. Mätningen med torrt ark och me- toden enligt föreliggande uppfinning förefaller sålunda att korrelera mycket bra. Tabell 1 ger dessutom en jämförelse vid mätning av föroreningar, varvid resultaten baserats på tätheten och volymen hos den undersökta råmassan. Botten- ytan hos den använda cellen eller den avlånga behållaren var i detta fall 100 mm X 100 mm, men så länge som det förekommer en konstant mängd eller mer av massa, som ansam- las åtminstone till en grad där trådnätets yta inte kan ses, varvid ett likformigt, vått ark bildas, så är det där- efter möjligt att hela tiden kunna avkänna en konstant föroreningsgrad av föroreningar per uppmätt yta oberoende av koncentrationen eller mängden av själva uppslamningen. 95 - 02 ' 08- GG-PWBOÛBL 10 l5 20 25 30 35 512 014 Tabell 1 Mätvärden för smuts med olika tätheter och volymer av pappersmassa Massa- Massavolym täthet 6 g 5 g 4 g 3 % 54,35 Dålig mätning Dålig mätning 56,24 53,74 Dålig mätning 2 % 55,56 56,77 Dålig mätning 55,67 53,32 52,75 1 % 53,35 55,75 Dålig mätning 54,87 55,12 53,88 0.5 % 54,22 53,24 54,87 53,37 55,02 53,71 Den använda cellen hade en bottenyta av 100 mmX100mm * Ett dåligt mätresultat erhölls då ett vått ark inte bildades fullständigt, vilket medförde luckor etc.

Mätsystemet i fig 4 kommer nu att förklaras som en separat utföringsform. Detta mätsystem har en suglåda 22, vars sugsida är utformad som en trådnätsstruktur, och tråd- nätet 23 får passera genom vätska i pappersmassan under det att fiberdelen uppsamlas, varvid en våt matta bildas på tràdnätets 23 yta.

Den våta matta som bildats genom sugning med suglådan 22 direkt nedsänkt i pappersmassan i tanken 21 med råmassa föres därefter med en vertikal cylindermekanism 24 och en roterande ram 25, med vilka lådan manövreras, till den po- sition som anges med den streckade linjen, där den pressas mot ett slätt, transparent observationsfönster 26. Den släta ytan hos det på detta sätt erhållna våta arket mätes därefter genom observationsfönstret 26 med ett katoptriskt system som innefattar en CCD-kamera 27. Bildbehandling och visning av resultaten utföres på samma sätt som i det ovan beskrivna systemet avseende fig 1. Efter mätningen höjes lådan 22, och tvättvatten tillföres lådans insida och mät- ytan för att tvätta bort arket från lådans yta och mätytan. 95-O2-08-GG-P\48008L l0 15 512 014 Genom att upprepa detta förfarande kan en kontinuerlig, di- rektansluten mätning av föroreningar utföras under bearbet- ningen av rámassan. Dessutom kan flera mätningar genomföras genom att ett flertal sugládor monteras på den roterande ramen, varvid samtidig provtagning och mätning kan utföras.

Det i föregående exempel använda trådnätet har en maskvidd om 200 mesh, med vilken främmande material med en diameter av 10 um kan mätas, men maskvidden kan väljas i beroende av storleken hos det främmande material som skall mätas. Eftersom stabila resultat ernàs enbart om massakon- centrationen hos den för mätning använda våta mattan är åt- minstone 20 vikt%, måste trycket hos tryckcylindern även justeras för att nöjaktigt àstadkomma denna koncentration.

Enligt föreliggande uppfinning möjliggöres en direkt- ansluten, mycket exakt kontroll av föroreningar i pappers- massa under papperstillverkningsprocessen, vilket medger evaluering av ràmassa i realtid, varvud ej användbar rä- massa kan avlägsnas före eller under papperstillverknings- steget, och produktion av defekt papper undvikes sålunda. 95 - 02-08- GG- PV-BOOBI»

Claims (3)

W H 20 25 30 1999-08-15 C:\480\0B4-kJ.d0C GG <1 512 014 PATENTKRAV

1. Apparat för mätning av föroreningar i pappersmassa, k ä n n e t e c k n a d hållare (3) utrymme för mottagande av pappersmassa, varvid åtminstone av en avlång be- med en botten, en sidovägg samt ett inre en del av bottnen är utformad som en transparent platta (10) så att behàllarens inre kan observeras visuellt, en intagsledning (4) för pappersmassa ansluten till behàllarens överdel, en avtappningsledning (7) för pappers- ett vertikalt, som medger passage av fukt i massa ansluten till behàllarens botten, flyttbar: tràdnät (13) pappersmassan genom trádnâtet (13) och uppfångning av (13) kontakt med behàllarens sidovägg, en CCD-kamera (11) pla- att den från behàllarens (3) så att en bild åstadkommes av ytan hos den mot den transparenta plattan (10) bearbetning av bilden från CCD-kameran fiberdelar i pappersmassan, varvid trádnâtet är i tät cerad och anordnad på så sätt, utsida kan riktas mot plattan (10) pressade våta mattan, och en dator (16) för (11) föroreningar per ytenhet av den våta mattan. för att mäta

2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en intagsledning (8) för tvättvatten är ansluten till den avlånga behållaren.

3. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en avtappningsledning (7) för prov är ansluten till behàllarens botten.