一种纸页水分检测方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种纸页水分检测方法及设备，所述设备包括：多个光收发单元，每个光收发单元包括：光发射装置，配置为向纸页表面发射光信号；以及光接收装置，配置为接收所述光发射装置发射到所述纸页表面并被所述纸表面漫反射的光信号，并将接收到的光信号转换为电信号；其中所述多个光收发单元沿着纸页的行进方向设置在所述纸页上方。应用本发明专利技术提供的纸页水分检测方法及设备至少能够得到完整的纵向水分分布曲线。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种纸页水分检测方法及设备，所述设备包括：多个光收发单元，每个光收发单元包括：光发射装置，配置为向纸页表面发射光信号；以及光接收装置，配置为接收所述光发射装置发射到所述纸页表面并被所述纸表面漫反射的光信号，并将接收到的光信号转换为电信号；其中所述多个光收发单元沿着纸页的行进方向设置在所述纸页上方。应用本专利技术提供的纸页水分检测方法及设备至少能够得到完整的纵向水分分布曲线。【专利说明】一种纸页水分检测方法及设备
本专利技术涉及一种造纸生产线自动检测方法及设备，尤其涉及一种纸页水分检测方法及设备。
技术介绍
造纸的生产过程是纸浆在送上造纸机后，经过网部滤水、压榨脱水、烘缸干燥、压光卷取等工艺过程来完成的，如果生产涂布印刷纸，则需要干燥中部或生产成卷筒纸后经涂布加工来实现。造纸过程是一个非常复杂的物理化学过程，影响纸张的性能因素很多，如何稳定工艺过程，提高产品质量，在造纸行业竞争日趋激烈的今天，造纸机工艺过程的自动化检测和控制的自动化程度越来越高，已经成为造纸厂提高产品质量和产量的必然手段。纸张质量的控制一般分为纵向控制和横向控制，其中横向控制(CD)主要使纸页横幅物理指标如定量、水分等保持均匀一致。纵向控制(MD)主要是使纸页沿纸机运行方向的物理指标如定量、水分等保持均匀一致。生产过程中纸张纵向水分分布必须稳定在合理的分布曲线，才能保证纸机正常工作，稳定质量，提高产量。纸页成形后，纸页进入烘缸前的温度一般约为4?32°C，必须将纸页从此温度加热到发生显著蒸发的温度73?93°C，湿纸页在干燥部与烘缸接触干燥，使纸页中所含水分受热蒸发，因此，烘缸表面温度是纸页干燥过程的关键因素，它直接影响纸张的水分、机械强度、平滑度、收缩性等物理性能和蒸汽消耗。干燥部由很多个烘缸段组成，每个段又有多个烘缸，在纸页干燥过程中，要求烘缸干燥温度按一定的规律分布，要在生产过程中得到合适的稳定的干燥曲线。纸张水分的控制是通过调节进入烘缸的蒸汽压力来实现的，当纸张水分发生改变，控制器就要通过改变蒸汽压力调节阀的开度来调节烘缸蒸汽压力，从而调节烘缸的温度，进而稳定纸张水分。每只烘缸表面温度的分布对于干燥过程有很大影响，研究发现在烘缸的前段纸页的含水量高、导热系数大、干燥速率高、蒸发单位重量的水分所需热量少。在烘缸的后段与此相反，因此为使纸页中的水匀速蒸发，防止纸页收缩不均匀而产生断纸、白条印现象，要求烘缸表面温度有一个正确的分布。根据工艺要求，必须使每个烘缸温度保持稳定，最大波动范围不允许超过正负0.5°C。目前，纸页水分一般在成纸、施胶前、压榨脱水处进行检测。主要安装在扫描架内和定量灰分厚度等指标一起检测，也可以采用定点方式检测。根据检测原理不同分为红外和微波两种传感器，比较有代表的S-TEC、ABB、Honeywell的QCS系统中采用的水分检测传感器，通过检测值大小对生产过程实现自动控制。这些传感器在造纸生产线上的主要检测手段，得到大量推广使用，极大地促进了生产过程的自动化控制。但是，由于工作环境温度高，湿度大，对传感器体积有严格限制，决定了现有传感器只能安装在纸机有限的几个位置工作，不能对诸如烘缸表面纸页水分进行检测，不能对对纸页在干燥过程的全程进行水分监测，因此，不能得到完整的干燥曲线。因此，希望提供一种能够得到完整的纵向水分分布曲线的纸页水分检测方法及设备。
技术实现思路
为此，本专利技术提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新型纸页水分检测方法及设备。根据本专利技术的一个方面，提供了一种纸页水分检测设备，包括:多个光收发单元，每个光收发单元包括:光发射装置，配置为向纸页表面发射光信号；以及光接收装置，配置为接收所述光发射装置发射到所述纸页表面并被所述纸表面漫反射的光信号，其中，所述接收到的光信号将被转换为电信号；其中所述多个光收发单元沿着纸页的行进方向设置在所述纸页上方。可选地，根据本专利技术提供的纸页水分检测设备，其中，所述光发射装置包括:测量光发射装置，配置为向所述纸页表面发射能够被水部分地吸收的测量光信号；以及参考光发射装置，配置为向所述纸页表面发射不能被水吸收的参考光信号；其中所述光接收装置配置为接收被所述纸页表面漫反射的所述测量光信号和所述参考光信号，所述接收到的测量光信号和所述参考光信号将被转换为电信号。可选地，根据本专利技术提供的纸页水分检测设备，其中，所述光接收装置进一步包括切换开关，所述切换开关配制为将所述电信号分离为测量电流信号和参考电流信号。可选地，根据本专利技术提供的纸页水分检测设备，其中，所述纸页水分检测设备进一步数据处理单元，所述数据处理单元配置为接收所述测量电流信号和/或所述参考电流信号，以便根据所述测量电流信号和/或所述参考电流信号计算所述纸页的含水量，从而得到所述纸页的纵向水分分布曲线。可选地，根据本专利技术提供的纸页水分检测设备，其中，计算所述纸页含水量W包括以下步骤:根据所述测量电流信号Im和所述参考电流Ικ，计算比值(ΙΜ/ΙΚ);计算(ΙΜ/ΙΚ)的对数值1η(ΙΜ/Ικ)；结合水的吸收强度α，应用公式W = 1η(ΙΜ/ΙΕ)/α求出纸页含水量W。根据本专利技术的一个方面，提供了一种检测纸页水分的方法，利用光发射装置，向纸页表面发射光信号；利用光接收装置，接收所述发射到纸页表面并被漫反射的光信号，其中，所述接收到的光信号将被转换为电信号；所述光发射装置和所述光接收装置构成光收发单元，将光收发单元沿着纸页的行进方向设置在纸页上方。可选地，根据本专利技术提供的方法，其中，所述光发射装置包括测量光发射装置和参考光发射装置；利用测量光发射装置，向纸页表面发射能够被水部分地吸收的测量光信号；利用参考光发射装置，向所述纸页表面发射不能被水吸收的参考光信号；以及利用光接收装置接收被所述纸页表面漫反射的所述测量光信号和所述参考光信号，所述接收到的测量光信号和参考光信号将被转换为电信号。可选地，根据本专利技术提供的方法，利用所述切换开关将将所述电信号分离为测量电流信号和参考电压信号。可选地，根据本专利技术提供的方法，利用所述数据处理单元接收所述测量电流信号和/或所述参考电流信号，以根据所述测量电流信号和/或所述参考电流信号计算所述纸页的含水量，从而得到所述纸页的纵向水分分布曲线。可选地，根据本专利技术提供的方法，按照以下步骤计算所述纸页含水量W:根据所述测量电流信号Im和所述参考电流信号Ικ，计算比值(ΙΜ/ΙΚ);计算(ΙΜ/ΙΚ)的对数值1η(ΙΜ/Ικ)；结合水的吸收强度α，应用公式W = 1η(ΙΜ/ΙΕ)/ α求出纸页含水量W。使用本专利技术提供的纸页水分检测设备，应用本专利技术提供的检测纸页水分的方法至少能够得到完整的纵向水分分布曲线。【专利附图】【附图说明】通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中:图1示出了纸页水分检测设备安装示意图；图2是纸页水分检测系统组成框图；图3是光发射装置脉冲时序产生图；图4是光发射装置模块结构图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸页水分检测设备，包括：多个光收发单元（1?1，1?2，1?3，……，1?n），每个光收发单元包括：光发射装置，配置为向纸页表面发射光信号；以及光接收装置，配置为接收所述光发射装置发射到所述纸页表面并被所述纸表面漫反射的光信号，其中，所述接收到的光信号将被转换为电信号；其中所述多个光收发单元（1?1，1?2，1?3，……，1?n）沿着纸页的行进方向设置在所述纸页上方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·约瑟夫·斯威夫特，马尔科姆·约翰·斯威夫特，杜平，
申请(专利权)人：昆明埃斯泰克工业控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：