[發明專利]在板材制造系統中測量選擇組分的傳感器和方法

有效

• 申請號: 200580048241.2
• 申請日: 2005-12-15
• 公開（公告）號: CN101124475A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: F·M·哈蘭
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89;G01N21/35;G01N21/31;G01N33/34;G01J3/12;G01B11/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬;楊松齡

技術領域

本發明大體涉及用于控制連續的板材制造系統的系統，更具體地，涉及用于測量紙張、塑料等中具體組分濃度的傳感器和方法。該技術采用入射紅外輻射到材料層上且檢測來自該材料的輻射的裝置，其中該紅外輻射在具體波長帶寬上。

背景技術

在現代高速造紙技術中，已知連續測量該紙張材料的某一屬性以監測成品質量。這些在線測量方法通常包括基本重量、水含量和層厚即厚度。這些測量方法可用于控制目標的工藝變量，該目標為在制造過程中保持輸出質量且最小化由于擾動必須退回的產品數量。

類似地，在塑料生產中，已知地，當曝露在具有某一波長的輻射下時，可通過它們的特征吸收峰值來識別特定聚合體。實際上，可采用這種在線測量方法來檢測生產中、隨意使用的或回收的塑料制品中具體聚合體的存在和濃度。

該在線層屬性測量方法經常通過掃描傳感器來完成，該掃描傳感器周期地從一邊到另一邊地橫穿該層材料。例如，高速掃描傳感器可如在20秒這么短的周期內完成掃描，通過以約50毫秒間隔從該傳感器讀出測量結果。一系列靜態傳感器還可用于進行類似的在線測量。

在連續造紙機器上的紙張生產中，從行進的網格造紙織物上的纖維(原料)水懸浮液形成紙幅，且通過重力和抽吸以通過該織物排水。然后將紙幅傳送到加壓段，其中可通過壓力和真空去除更多水分。該紙幅然后進入干燥段，在這里蒸氣加熱干燥器和熱氣完成干燥程序。實質上，該造紙機器是一種去水系統。造紙機器的典型形成段包括環形行進造紙織物或金屬絲，其行進在一系列的去水元件比如臺輥、箔片、真空箔片和抽吸箱上方。該原料被攜載在造紙織物頂面上，并且當該織物行進在連續的抽水元件上方時被抽水以形成紙張層。最后，將該濕層傳送到造紙機器的加壓段，其中去除足夠的水分以形成紙張層。本領域公知的造紙裝置例如在G.A.Smook，1992年Angus?Wilde?Publications，Inc，Pulp&?Paper?Technologists第二版手冊中描述了，其還在R.MacDonald?Pulp，1970年版，McGraw?Hill的Paper?Manufacture第三卷(Papermaking?and?PaperboardMaking)中描述了。造紙系統進一步在例如He的美國專利Nos.5,539,634、Hu的5,022,966、Balakrishnan的4,982,334、Boissevain等人的4,786,817、Anderson等人的4,767,935中描述了。許多因素影響去水率，該去水率最終影響生產的紙張質量。明顯地，監測最終的紙品是有利地，尤其是預測和控制生產的紙張的干織物重量。

傳統地，根據其離開主干燥段或者在卷帶軸處采用掃描傳感器來測量層材料的水含量。這種測量方法可用于朝實現預期參數來調整機器工作。用于測量水含量的一種技術是采用紅外區域中水的吸收頻段。為此，通常使用監測或測量設備。這種設備傳統地使用固定測量計或安裝在掃描頭上的測量計，當單個機器需要時，該掃描頭在干燥段出口和/或在卷帶軸入口處往返地橫穿該織物掃描。這些測量計典型地使用寬帶紅外源和一個或多個檢測器，所述檢測器具有由窄帶濾波器選擇的所關注的波長，該窄帶濾波器例如是干涉型濾波器。使用的這些測量計分為兩個主要類型：透射型，其中該源和檢測器在該織物相對側上并且在掃描測量計中其橫穿它同步掃描；以及散射型(有時稱為反射型)，其中該源和檢測器在該織物一側上的一個頭中，該檢測器響應從該織物散射的源輻射量。

盡管最常用的是定位IR濕度計在更良性的干端環境中，但是類似的測量計也可在造紙機器的濕端采用。該濕端濕度計通常位于壓力段一端或干燥段的始端。在這些位置中的測量計對于診斷造紙機器的壓力和形成段是有利的，或者對于“設立”該織物用于進入該干燥段是有利的。

塑料膜可以通過各種方式生產。典型地，原材料、比如熱塑性塑料被融化為橡膠狀塊，然后穿過由許多加熱協作輥組成的一系列夾具以形成具體厚度的膜、層或幅。此外，不同類型的聚合體膜可層壓在一起以形成多層膜。期望工藝控制來監測生產的膜厚。