测量悬浮液和控制悬浮液工艺的装置和方法制造方法及图纸

一种悬浮液的测量装置，包括：图像拍摄设备(100)，拍摄悬浮液(102)的至少一个测量图像(200)，至少一个测量图像显示至少一个固体颗粒(202)；信息处理单元(112)，接收至少一个测量图像(200)，并基于应用于至少一个测量图像(200)的图形识别，来确定悬浮液(102)的固体颗粒(202)彼此的附着状态。信息处理单元(112)基于悬浮液(102)的固体颗粒(202)的附着状态，确定与下列各项至少之一相关联的悬浮液数据：至少一种工艺控制化学品、至少一种纤维特性、至少一种细小纤维特性、不同尺寸固体颗粒之间的关系、成形和水含量。

Device and Method for Measuring and Controlling Suspension Technology

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量悬浮液和控制悬浮液工艺的装置和方法
本专利技术涉及一种测量悬浮液和控制悬浮液工艺的装置和方法。
技术介绍
造纸机湿部化学品的定量通常基于通过电荷分析仪、电导率仪、pH计等进行的常规湿部化学测量。另外，工艺控制化学品的剂量可以取决于对纸张特性和造纸机运行性进行的测量。这些工艺控制化学品对于工艺的假定影响是基于实验室研究和理论的，实际上，这些实验室研究和理论与实际工业生产工艺中的影响并不是很好地相关。这就是造纸机的控制器实际上并不具备工艺状态信息的原因，因此控制器不能确定工艺是处于、接近还是远离最佳状态。也很少进行检查系统性能的实验室测试。除水是造纸工艺的另一个关键参数。然而，通常通过进行浆游离度测量，再稍后通过进行机器除水测量来获得这种信息，这对于工艺状态的理想确定而言太晚了。由于以上事实，工艺处理机常常在远离最佳的状态下结束。这可能造成工艺控制化学品过量，这对于环境来说是一个问题。另外，过量和/或错误的除水信息可能导致出现运行性问题，并造成成品的质量劣化。因此，需要对测量和控制进行改进。
技术实现思路
本专利技术旨在提供对测量的改进。根据本专利技术的一个方面，提供了一种根据权利要求1所述的悬浮液的测量装置。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种根据权利要求8所述的控制悬浮液工艺的装置。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种根据权利要求16所述的与包含固体颗粒的悬浮液相关的工艺方法。本专利技术具有很多优点。基于图像测量附着在一起的纤维节省了化学品使用，并可以优化滤出(drainage)和助留(retention)。这种测量还可以实时确定例如从流浆箱的除水，并增加工艺可控性。附图说明参考附图，仅通过举例的方式，在下文描述本专利技术的示例实施例，其中：图1示出了悬浮液的测量装置的示例；图2A示出了悬浮液的测量图像的示例；图2B示出了不含工艺控制化学品的四种馏分中含有最大固体颗粒的馏分的示例；图2C示出了不含工艺控制化学品的四种馏分中含有第二大固体颗粒的馏分的示例；图2D示出了不含工艺控制化学品的四种馏分中含有第三大固体颗粒的馏分的示例；图2E示出了不含工艺控制化学品的四种馏分中含有最小固体颗粒的馏分的示例；图3A示出了包含至少一种工艺控制化学品的四种馏分中含有最大固体颗粒的馏分的示例；图3B示出了包含至少一种工艺控制化学品的四种馏分中含有第二大固体颗粒的馏分的示例；图3C示出了包含至少一种工艺控制化学品的四种馏分中含有第三大固体颗粒的馏分的示例；图3D示出了包含至少一种工艺控制化学品的四种馏分中含有最小固体颗粒的馏分的示例；图4示出了至少一个处理器和至少一个存储器的框图的示例；图5示出了稀释子工艺的示例；图6示出了分馏器的示例；图7示出了不含工艺控制化学品和含有十一种不同的工艺控制化学品的纤维宽度的示例；图8示出了不含工艺控制化学品和在十一种不同的工艺控制化学品的作用下的大小絮体的尺寸的示例；图9示出了不含工艺控制化学品和在十一种不同的工艺控制化学品的作用下的细小纤维和填料絮体的尺寸的示例；图10示出了不含工艺控制化学品和在十一种不同的工艺控制化学品的作用下的五个馏分中的固体颗粒尺寸的分布的示例；图11示出了造纸机的示例；以及图12示出了悬浮液的测量方法的流程图的示例。具体实施方式以下实施例仅仅是多个示例。虽然说明书可能在多个地方提到了“一个”实施例，但是这并不一定意味着每次提及的都是相同的实施例，或者这个特征仅仅适用于单个实施例。还可以把不同实施例的单个特征组合起来提供其他实施例。此外，词语“包括”和“包含”应理解为不将所描述的实施例限制为仅仅包括所提到的那些特征，而是这些实施例还可以包含没有具体提及的特征/结构。应当注意，尽管多个附图示出了各种实施例，但它们是仅仅示出一些结构和/或功能实体的简化图。这些图中示出的操作连接可以是逻辑或物理连接。除了这些图和文中描述的那些功能和结构之外，所描述的装置还可以包括其他功能和结构，这对于本领域技术人员是显而易见的。应当理解的是，用于执行测量和/或控制的一些功能、结构和信令的细节与实际专利技术是无关的。因此，这里不需要对它们进行更加详细的讨论。图1示出了悬浮液102的测量装置的示例。悬浮液102使用水来作为介质，水介质中分散有微小固体颗粒。虽然固体颗粒彼此分开，但是它们可以聚集在一起。然而，聚集物或结团转而可以变成固体颗粒，成为分离的结团。固体颗粒是分离的，这表示它们之间具有物理距离。固体颗粒可以包括以下至少一种：纤维(fiber)、细小纤维(fine)、填料、矿物质、污水固体、其任何组合等等。例如，悬浮液102可以是选矿过程的纸浆、污水或悬浮液。纤维可以是诸如植物纤维或动物纤维等天然纤维或合成纤维。另外，固体颗粒可以包括细小纤维、填料和/或至少一种工艺控制化学品。这一种工艺控制化学品例如可以是聚集添加剂或絮凝剂，其让固体颗粒聚合成结团(flocks)、絮凝物(flocculates)、聚集物或簇合物。图像拍摄设备100拍摄悬浮液102的至少一个测量图像200(图2A至图3D中示出图像的示例)。图2中示出了测量图像200的示例。图2A的测量图像示出作为固体颗粒202的木纤维和细小纤维。也可以存在填料。另外，图2A中示出的悬浮液102的测量图像还可以包括至少一种工艺控制化学品。其中一种木纤维是导管(vessel)，它的厚度比其他纤维的厚度厚很多。至少一个测量图像200可以是一个或多个静止图像。至少一个图像还可以是视频图像。图像拍摄设备100可以包括一个或多个照相机(要注意的是，图1仅示出一个照相机)。至少一个照相机可以是高清照相机。例如，照相机可以是电荷耦合器件(CCD)照相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)照相机。在一个实施例中，至少一个照相机可以是视觉可见光照相机。在一个实施例中，至少一个照相机可以是红外照相机。在一个实施例中，至少一个照相机可以是紫外照相机。在一个实施例中，图像拍摄设备100可以包括视觉可见光照相机、红外照相机和紫外照相机的任何组合。例如，图像拍摄设备100的测量图像中的可分辨或可检测的最大对象与测量图像中的可分辨的最小对象之间的比率可以是1000000：1或更高。为了确定这个比率，可以假设，可分辨或可检测的最大对象填充图像拍摄设备100的整个图像区域，而可分辨的最小对象的尺寸为一个像素。也就是说，测量图像中的可分辨或可检测的最大对象与测量图像中的可分辨的最小对象之间的比率是Pmax：1，其中Pmax是测量图像的最大像素数。然后，信息处理单元112接收至少一个测量图像200，确定悬浮液102的固体颗粒202彼此的附着状态。可以使用至少一种图形识别算法，来确定固体颗粒202彼此的附着状态，这种算法应用于至少一个测量图像200。固体颗粒202彼此附着可以形成结团或絮状物，这两者都是悬浮液102的固体颗粒的疏松或致密的聚集物。可以把信息处理单元112实现为处理器和软件。同样地，或者可以凭借单独的逻辑部件或一个或多个专用集成电路(ASIC)，把信息处理单元112实现为硬件配置的形式。而且，混合这些不同的实现方式是有可能的。信息处理单元112基于悬浮液102的颗粒202的附着状态，确定与以下至少一种相关联的悬浮液数据：至少一种工艺控制化学品、纤维特性、细小纤维特性、不同大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬浮液的测量装置，其中所述装置包括：图像拍摄设备(100)，配置为拍摄所述悬浮液(102)的至少一个测量图像(200)，所述至少一个测量图像显示至少一个固体颗粒(202)，其特征在于，所述装置还包括：信息处理单元(112)，配置为接收所述至少一个测量图像(200)，并基于应用于所述至少一个测量图像(200)的图形识别，来确定所述悬浮液(102)的固体颗粒(202)彼此的附着状态；以及所述信息处理单元(112)配置为，基于所述悬浮液(102)的固体颗粒(202)的所述附着状态，确定与下列各项至少之一相关联的悬浮液数据：至少一种工艺控制化学品、至少一种纤维特性、至少一种细小纤维特性、不同尺寸固体颗粒之间的关系、成形和水含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.05 FI 201659241.一种悬浮液的测量装置，其中所述装置包括：图像拍摄设备(100)，配置为拍摄所述悬浮液(102)的至少一个测量图像(200)，所述至少一个测量图像显示至少一个固体颗粒(202)，其特征在于，所述装置还包括：信息处理单元(112)，配置为接收所述至少一个测量图像(200)，并基于应用于所述至少一个测量图像(200)的图形识别，来确定所述悬浮液(102)的固体颗粒(202)彼此的附着状态；以及所述信息处理单元(112)配置为，基于所述悬浮液(102)的固体颗粒(202)的所述附着状态，确定与下列各项至少之一相关联的悬浮液数据：至少一种工艺控制化学品、至少一种纤维特性、至少一种细小纤维特性、不同尺寸固体颗粒之间的关系、成形和水含量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信息处理单元(112)配置为，基于所述悬浮液(102)的固体颗粒(202)的所述附着状态，确定与下列各项至少之一相关联的数据：至少一种工艺控制化学品的量与化学品参考或化学品目标的偏差、所述纤维特性与纤维参考或纤维目标的偏差、所述细小纤维特性与细小纤维参考或细小纤维目标的偏差、不同大小的颗粒之间的关系与颗粒参考或颗粒目标的偏差、结团与结团参考或结团目标的偏差、以及水含量与水参考或水目标的偏差。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述信息处理单元(112)配置为基于所述悬浮液数据，直接或间接地确定与所述悬浮液(102)的zeta电位值相关联的数据。4.根据任何前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述信息处理单元(112)包括：一个或多个处理器(300)；包含计算机程序代码的一个或多个存储器(302)；以及所述一个或多个存储器(302)和所述计算机程序代码配置为，利用所述一个或多个处理器(300)，使装置至少执行以下操作：基于至少一种图形识别算法，对所述测量图像(200)执行所述图形识别；基于所述图形识别，确定所述悬浮液(102)的固体颗粒(202)彼此的附着状态；及确定所述悬浮液数据。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括：稀释子工艺(500)，配置为从工艺(102)采集样本，把所述样本稀释到期望浓度，提供所稀释的样本供所述图像拍摄设备(100)执行图像拍摄。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置包括所述稀释子工艺(500)，所述稀释子工艺(500)包括分馏器(600)，所述分馏器(600)配置为提供至少一种馏分供所述图像拍摄设备(100)执行图像拍摄，所述馏分包含期望尺寸范围的所述悬浮液(102)的颗粒。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信息处理单元(112)配置为，基于所述悬浮液(102)的多个馏分中的所述颗粒(202)的附着状态，来确定所述悬浮液数据。8.一种控制悬浮液工艺的装置，其特征在于，所述装置包括根据权利要求1所述的装置，用于测量与包含所述固体颗粒(202)的水悬浮液相关联的工艺；以及所述信息处理单元(112)配置为，基于所述悬浮液数据，控制是否在所述工艺中使与以下各项至少之一相关的特性保持不变或改变：至少一种工艺控制化学品、纤维、细小纤维、浆料类型、一种尺寸的固体颗粒相对于至少一种其他尺寸的固体颗粒、成形和水。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述信息处理单元(112)配置为控制把所述至少一种工艺控制化学品输入到所述工艺(110)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·考皮宁，T·兰塔拉，H·库姆普莱宁，
申请(专利权)人：维美德自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI