造纸浆液中颗粒状胶粘物的图像获取系统的制作方法

本实用新型涉及制浆造纸
技术领域：
，特别是涉及一种造纸浆液中颗粒状胶粘物的图像获取系统。
背景技术：
：当前的纸浆造纸工业面临着一个日益严重的问题是：如何控制胶粘物沉积对生产过程和产品质量的不良影响。这些胶粘物主要来自三个方面：一是造纸纤维中本来就存在的亲脂性物质，如脂肪酸、树脂酸、脂肪酸酯、甾醇和甾醇酯等；二是以废纸造纸时，废纸本身引入的涂布粘合剂、印刷油墨、热熔胶、压敏胶等物质；三是制浆造纸过程中添加的某些化学药品，如增强剂、施胶剂、消泡剂和填料等。当胶粘物沉积在成形网上，会产生堵塞网孔，造成滤水困难，增加停机清洗时间等问题；如果沉积在压榨毛布和压辊上，会缩短毛布使用寿命，并影响纸页滤水；如果胶粘物粘附在烘缸表面，会造成纸页断头或者形成纸洞、纸孔；如果胶粘物残留在纸页中，会形成污点，增加纸病；如果胶粘物聚集在白水中，成为“阴离子垃圾”，影响阳离子型助剂的使用效果，阻碍白水的循环回用。因此，纸浆造纸工业应用各种方法来控制胶粘物所带来的不良影响。这些方法主要有机械法和化学法，此外还有生化法等。其中，机械法是应用过筛、除渣、洗涤、浮选等工艺将胶粘物颗粒从造纸浆料中分离出来；或者应用揉搓、分散等工艺来减小胶粘物颗粒的粒径，从而减低胶粘物的危害性。化学法是在造纸浆料里加入分散剂、定着剂、脱粘剂、吸附剂等不同功能的化学试剂，以降低胶粘物染物的危害性；或者直接把清洗剂或者保洁剂应用于制浆造纸设备的表面，如成形网、压榨毛毯、烘缸和干网、等等，以清除沉积在这些设备表面的胶粘物，或者阻止胶粘物在这些设备的表面上沉积。生化法是用生物酶取代化学品来降解或者钝化胶粘物中的某些主要成份，从而削弱胶粘物的危害性。比如，用脂肪水解酶可以降解胶粘物中的脂肪酸酯，用聚酯水解酶可以水解胶粘物中的聚醋酸乙烯酯，而用酰胺酶可以水解胶粘物中的聚酰胺热熔胶。制浆造纸系统中的胶粘物根据它们的颗粒尺寸可分为两大类：尺寸>0.10mm或者>0.15mm的为大胶粘物(macrostickies)，反之，小于这个尺寸的为微细胶粘物(microstickies)。而根据胶粘物生成方式，又可以分为原生胶粘物(primarystickies)和次生胶粘物(secondarystickies)。原生胶粘物指那些直接从制浆造纸的原料中带来的胶粘物；而次生胶粘物则是分散的或者溶解的胶粘物重新聚集或者与造纸浆料中的其他组份(如施胶剂、增强剂、助留助滤剂、消泡剂等造纸助剂)结合而形成的。大胶粘物一般情况下可以用过筛和除渣等方法除去，微细胶粘物除了可以用洗涤的方法去除掉一部分外，往往还需要用化学法或者生化法来控制它们的危害性。获取造纸浆料中胶粘物颗粒的图像，这对于制浆造纸过程有重要意义。应用图像处理系统来分析所获取的图像，可以提供制浆造纸系统中胶粘物多方面的信息，如胶粘物的相对含量、胶粘物颗粒平均粒径和粒径分布、胶粘物颗粒的形状以及颜色，等等。这些信息为控制胶粘物的危害提供了重要的依据。此外，胶粘物颗粒的图像还可以可作为易于保存的图像资料补充到已有的数字和文字记录中，进一步增加制浆造纸生产记录和实验记录的可靠性和可信度。有关获取造纸浆料中胶粘物颗粒的图像，目前最被认可方法有：美国制浆造纸协会(TAPPI)的方法T277om-07(Macrostickiescontentinpulp:the“pick-up”method)、国际脱墨工业协会(InternationalAssociationofDeinkingIndustry)的方法IngedeMethod4(AnalysisofMacrostickiesinPulps)，以及国际标准15360-2(RecycledPulp-EstimationofStickiesandPlastics-Part2：ImageAnalysisMethod)。这些方法是将含有胶粘物的纸浆通过筛缝为0.1mm或者0.15mm的条缝筛，使大胶粘物颗粒与纸浆的纤维分开，并把分离出来的大胶粘物(macrostickies)过滤在黑色的滤纸上。然后在有粘性的胶粘物上覆盖一层白色的涂层，再用扫描仪扫描胶粘物的图像。但是，这个方法只限于能收集的粒径大于0.1mm或者0.15mm的大胶粘物颗粒的图像，对于粒径小于这一尺寸的细小胶粘物颗粒则将被忽略。此外，这个方法在扫描大胶粘物的图像时，先把所有胶粘物颗粒转化成白色的，因而无法区别不同颜色和性质的胶粘物颗粒。美国专利号US9280726讲述了一种纸浆/白水中大污染物的在线分析器和方法。根据这一方法，首先用一个浆料分类器把纸浆/白水中的大胶粘物颗粒分离出来，然后把胶粘物颗粒悬浮液在水中，并用照相机拍摄悬浮在水中的胶粘物颗粒图像，最后用计算机软件分析图像中胶粘物颗粒的数量和总量。但是，该方法也是只限于测定造纸浆料或白水中的大胶粘物。美国专利号US8160305讲述了一种用于测量制浆造纸浆料中颗粒污染物测定的方法和装置。根据这一方法，首先，将一片基质插入到造纸浆料中一定时间后，取出基质，用一成像系统捕捉沉淀在基质上的颗粒污染物图像，然后对图像中的颗粒进行计数和测量，最后在浆料中加入抑制剂处理污染物。这一方法使用的成像系统包括光学扫描仪、数字或胶片摄像机、或者与反射显微镜配合使用的数字或胶片摄像机。但是，这一方法不涉及如何区分造纸浆料中不同颜色的污染物颗粒。《Real-timein-linemeasurementofstickiesinrecycledpulp》(SuvajitDas，PEERS2014,Tacoma,Washington)一文讲述了一种在线实时测量回收纸浆胶粘物的方法和装置。这一方法是让浆样通过一个观察池，同时用高速数字相机拍摄浆样的图像，然后用专门的计算机软件来分析浆样图像，从而检测出浆样中的胶粘物颗粒。这一方法需要依赖复杂的计算机处理软件来分辨浆样图像中的异物是属于胶粘物还是属于其他杂物，而且这种专用的计算机软件需要经过人工的“培训”。美国专利申请号US20140293040也讲述了一种与此类似的方法和装置，所不同的是，这一方法是拍摄沉积在观察池窗口上的颗粒的图像，而不是浆样的图像。但是，总的来说，迄今为止，还没有完善的方法来获取胶粘物颗粒的图像。其中最为严重的缺陷是忽视了胶粘物颗粒的复杂性和多样性。几乎所有的方法都或者是把所有胶粘物颗粒转变成同一种颜色来扫描，或者是在单一的背景下来获取胶粘物颗粒图像。比如，胶粘物颗粒常常有白色和黑色的混杂在一起。如果单单用白色的背景来扫描图像，可能就会忽略了白色的颗粒。反之，如果单单用黑色的背景扫描，可能就会忽视黑色的颗粒。技术实现要素：基于此，有必要针对上述问题，提供一种造纸浆液中颗粒状胶粘物的图像获取系统，采用该系统，能够获取测定制浆造纸系统中包括大胶粘物和微细胶粘物等的各种颜色的胶粘物，达到广泛监测的目的。一种造纸浆液中颗粒状胶粘物的图像获取系统，包括：允许可见光透过的透明吸附试件，所述吸附试件具有吸附表面，用于吸附流经该吸附试件的造纸浆液中的颗粒状的胶粘物；以及图像采集装置，包括图像采集器和背景平台，所述图像采集器用于采集上述吸附试件的图像，所述背景平台用于配合所述吸附试件，该背景平台包括至少两种颜色的背景面，且至少两种所述背景面可相互转换。本发明人在研究中注意到，造纸浆液中的胶粘物往往不是单一的颜色，而是五颜六色的。这些不同颜色的颗粒状的胶粘物往往是由于它们来源不同和性质不同造成的。目前几乎所有获取胶粘物图像的方法都是基于二维图像扫描技术。用单个二维扫描图像很难包括所有各种各样颜色的颗粒状的胶粘物的图像。这是因为，当有些颗粒状的胶粘物的颜色与图像背景的颜色完全相同或者足够相似，那么这部分颗粒状的胶粘物很可能就会在该图像中被丢失。例如，如果只用黑色的背景来扫描颗粒状的胶粘物图像，黑色或者深颜色的颗粒可能就无法显现出来；反之，如果只用白色的背景来扫描颗粒状的胶粘物，白色或者浅颜色的颗粒可能就会损失掉。因此，在上述研究基础上，本实用新型的造纸浆液中颗粒状胶粘物的图像获取系统，选用透明的吸附试件吸附造纸浆液中的颗粒状的胶粘物，随后获取上述透明的吸附试件在至少两种预设背景颜色条件下的图像，例如将吸附试件放置在背景平台上，图像采集装置由吸附试件上方获取图像，或者以背景平台覆盖吸附试件，而图像采集装置由吸附试件下方获取图像。这样，把各个图像综合起来，就可以获得该制浆造纸过程中各种颜色的颗粒状的胶粘物的图像。这样的图像资料有助于更准确地分析和掌握制浆造纸过程中胶粘物的动态，从而有助于更有效地控制和消除胶粘物在制浆造纸过程中所带来的危害。在其中一个实施例中，所述吸附试件为薄膜状或薄片状，该吸附试件包括支撑层和涂覆于该支撑层表面的吸附层。薄膜或薄片形式的吸附试件，便于在不同颜色的背景下获取图像。在其中一个实施例中，所述支撑层选自：无色透明的聚甲基丙烯酸甲酯层、聚碳酸酯层、聚对苯二甲酸乙二醇脂层、聚苯乙烯层、聚氯乙烯层、聚丙烯层和聚乙烯层中的至少一种，所述吸附层选自：聚丙烯酸酯层、丁苯胶乳层、聚醋酸乙烯酯层、聚丁二烯层、聚异戊二烯层、乙烯乙酸乙烯酯层、环氧丙烯酸酯层、苯乙烯丙烯酸层、聚乙烯醇层、天然橡胶层、树脂酸层、脂肪酸酯层、萜烯树脂层、动物蜡层、植物蜡层和石蜡层中的至少一种。制浆造纸过程中的胶粘物是复杂和多变的，尤其是利用回收废纸的造纸过程，胶粘物可能包括了各种各样的颜色，而且各种不同颜色的胶粘物的数量随着造纸过程中原料和各种因素的变化而不断地发生变化。以上述透明高分子材料制成的支撑层，具有透光性好和机械强度高的特点。上述吸附层对于造纸浆液里的胶粘物有特别的亲合力，能够从浆液里迅速地吸附颗粒状的胶粘物。在其中一个实施例中，如所述制浆造纸系统是以回收瓦楞箱纸(即OCC)为主要原料，则所述吸附层选自：聚丙烯酸酯层、聚醋酸乙烯酯层、和乙烯乙酸乙烯酯层中的至少一种；如所述制浆造纸系统是以回收杂志纸为主要原料，则所述吸附层选自：丁苯胶乳层、聚醋酸乙烯酯层、和乙烯乙酸乙烯酯层中的至少一种；如所述制浆造纸系统是以混合回收办公废纸和/或报纸为主要原料，则所述吸附层选自：环氧丙烯酸酯层、苯乙烯丙烯酸层、和聚丙烯酸酯层中的至少一种；如所述制浆造纸系统是以化学浆、机械浆和/或化学机械浆为主要原料，则所述吸附层选自：树脂酸层、脂肪酸酯层、和萜烯树脂层中的至少一种。吸附试件对颗粒状的胶粘物的吸附力主要取决于胶粘物和吸附层各自的化学成份。根据相似相溶的原理，如果胶粘物和吸附层有类似的化学成份，或者说，它们的化学成份有类似的性质，那么，吸附试件对颗粒状的胶粘物的吸附力就强。因此，按照上述设置，选用与制浆造纸系统中所要监测的颗粒状的胶粘物有较好吸附能力的吸附层材料，具有较好的吸附效果。在其中一个实施例中，所述图像采集装置还包括选自发光二极管、荧光灯、卤素灯、金属卤化物灯、和氙灯中的至少一种光源，为所述图像采集器提供照明。以上述光源提供照明，具有较好的图像采集效果。在其中一个实施例中，所述至少两种预设背景颜色中至少有一种背景颜色为与一种颗粒状的胶粘物颜色互补的互补色。分别利用不同颗粒状的胶粘物的互补色做背景来扫描图像，可以显著改善扫描图像的质量，提高扫描的分辨率。在其中一个实施例中，所述背景面至少包括黑色的背景面和白色的背景面。白色和黑色的背景颜色具有较好的通用性，能够将浅色和深色的颗粒状的胶粘物在图像中明显的突出，从而改善扫描图像的质量，提高扫描的分辨率。在其中一个实施例中，所述背景平台选自：平板式背景平台，圆盘式背景平台、和传送带式背景平台中的至少一种；所述平板式背景平台包括可滑动的背景平板，所述背景平板上设有至少两种颜色的背景面；所述圆盘式背景平台包括背景转盘和转轴，所述背景转盘安装于所述转轴上，并可围绕该转轴转动，所述背景转盘上设有至少两种颜色的背景面；所述传送带式背景平台包括转动辊和背景带，所述背景带可在转动辊的带动下围绕转动辊转动，所述背景带上设有至少两种颜色的背景面。采用上述背景平台，能够方便、快捷的实现不同颜色背景的转换，降低了操作难度。在其中一个实施例中，所述图像采集器选自：分辨率为500像素以上的黑白或者彩色线阵摄像机，和所述图像采集器为分辨率为200,000像素以上的黑白或者彩色面线阵摄像机中的至少一种；所述摄像机为电荷耦合元件摄像机或互补金属氧化物半导体元件摄像机。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的一种造纸浆液中颗粒状胶粘物的图像获取系统，通过透明的吸附试件与背景面可相互转换的图像采集装置相互配合，能够提高的监测胶粘物的精度和灵敏度。克服了在单一颜色背景下采集颗粒状的胶粘物图像时所造成的误差，因为在单一颜色背景下采集颗粒状的胶粘物图像，可能会忽视与背景颜色相同或者相似的那部分颗粒状的胶粘物，从而引起测量和观测的误差。因此，应用本实用新型的装置来获取制浆造纸系统中颗粒状的胶粘物的图像时可以为后续的胶粘物分析提供比较全面和准确的胶粘物图像资料。同时，应用本实用新型的装置所获取胶粘物图像，可作为易于保存的图像资料补充到已有的数字和文字记录中，进一步增加制浆造纸生产记录和实验记录的可靠性和可信度。附图说明图1为本实用新型中用于离线反应的捕获装置结构示意图；图2为本实用新型中用于在线反应的捕获装置结构示意图；图3为本实用新型中底座可拆卸式的捕获装置结构示意图；图4为本实用新型中图像采集装置的结构示意图；图5为本实用新型中平板式背景平台的结构示意图；图6为本实用新型中圆盘式背景平台的结构示意图；图7为本实用新型中传送带式背景平台的结构示意图；图8为实施例1中的颗粒状的胶粘物图像；图9为实施例2中的颗粒状的胶粘物图像；图10为实施例3中的颗粒状的胶粘物图像。其中：110.容纳腔体；111.筒体；112.底座；120.进液管；130.出液管；140.搅拌器；150.试件架；151.上底座板；152.下底座板；160.密封圈；200.吸附试件；310.图像采集器；320.背景平台；321.背景平板；322.背景转盘；323.转轴；324.转动辊；325.背景带；329.背景面；330.光源；410.浅色颗粒状的胶粘物；420.深色颗粒状的胶粘物。具体实施方式为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。一种造纸浆液中颗粒状胶粘物的图像获取系统，包括允许可见光透过的透明吸附试件和图像采集装置。所述吸附试件具有吸附表面，用于吸附流经该吸附试件的造纸浆液中的颗粒状的胶粘物。所述图像采集装置包括图像采集器和背景平台，所述图像采集器用于采集上述吸附试件的图像，所述背景平台用于配合所述吸附试件，该背景平台包括至少两种颜色的背景面，且至少两种所述背景面可相互转换。例如将吸附试件放置在背景平台上，图像采集装置由吸附试件上方获取图像，或者以背景平台覆盖吸附试件，而图像采集装置由吸附试件下方获取图像。适用于本发明的制浆过程包括但不限于：各种化学浆、各种机械浆和化学机械浆、以及各种废纸回收纸浆。适用于本发明的造纸过程包括但不限于：包装用纸、箱纸板、瓦楞原纸、生活用纸、新闻纸、未涂布印刷书写纸、涂布印刷纸、白纸板、以及各种特种纸及纸板。本发明人在研究中注意到，造纸浆液中的胶粘物往往不是单一的颜色，而是五颜六色的，比如包括红色的，蓝色的，黄色的，绿色的，黑色的或者深颜色的，白色的或者浅颜色的等等。这些不同颜色的颗粒状的胶粘物往往是由于它们来源不同和性质不同造成的。如果只用单个背景来获取颗粒状的胶粘物的图像，可能会损失掉部分与背景颜色相同或者相似的颗粒状的胶粘物。比如，如果只用黑色的背景来扫描颗粒状的胶粘物图像，黑色或者深颜色的颗粒可能就无法显现出来；反之，如果只用白色的背景来扫描颗粒状的胶粘物，白色或者浅颜色的颗粒可能就会损失掉。因此，在上述研究基础上，优选的，所述吸附试件为允许可见光透过的透明薄膜。选用透明的吸附试件吸附造纸浆液中的颗粒状的胶粘物，随后获取上述透明的吸附试件在至少两种预设背景颜色条件下的图像，能够提高的监测胶粘物的精度和灵敏度。如分别用黑色和白色的背景扫描颗粒状的胶粘物图像，就可以把浅色和深色两部分的颗粒状的胶粘物都包括进来。因此，本发明的方法通过获取颗粒状的胶粘物在不同颜色背景下的图像，能够测定制浆造纸系统中各种胶粘物，具有监测效果好的优点。本实用新型的造纸浆液中颗粒状胶粘物的图像获取系统，适用于各种颜色颗粒状的胶粘物的监测，比如包括红色的，蓝色的，黄色的，绿色的，黑色的或者深颜色的，白色的或者浅颜色的等等。并且适用的颗粒状的胶粘物的尺寸包括粒度小于0.15mm或者0.1mm的微细颗粒状的胶粘物，和粒度大于0.1mm或者0.15mm的大颗粒状的胶粘物。由于制浆造纸系统中的胶粘物没有固定的化学组成，其化学成分因造纸原材料不同和生产工艺不同而有很多的变化，但本实用新型的图像获取系统也适用于监测绝大多数制浆造纸过程中所遇到的颗粒状的胶粘物。这些胶粘物来源包括但不限于下列物质：压敏胶、热熔胶、各种天然和合成胶黏剂、涂布粘合剂、残余油墨、天然树脂、造纸用的消泡剂、施胶剂、或者增强剂，以及这些物质与小纤维和/或者无机颗粒结合在一起的混合物。其中的无机颗粒进一步包括：高岭土、滑石粉、膨润土、碳酸钙、二氧化钛、或者合成硅酸盐等物质。上述预定取样点为根据监测的目的和要求以及制浆造纸系统的工艺流程特点，在系统不同部位选择的数个取样点。这里所述的制浆造纸系统包括从制浆阶段到纸页烘干部的各个阶段。有些系统制浆部分和造纸部分是分开的，有的则是联在一起的，均可适用于本实用新型。上述取样点包括但不限于制浆造纸系统如下的部位：碎浆机出口、高浓和低浓除渣器、粗筛和精筛机、纤维分级筛、纸浆浓缩机、磨浆机、热分散机、漂白塔、浮选脱墨设备、气浮池、卸料塔、储浆塔、成浆池、冲浆槽、压力筛、成形网、流浆箱。本项发明所述的浆液包括但不限于取自这些取样点的进料口、出料口、排渣口和/或者这些取样点内部的造纸浆液，渣浆、滤出液、白水，等等。而具体取样点的确定首先取决于获取胶粘物图像的目的和要求。有的获取图像的目是为了监测整个制浆造纸系统中胶粘物的分布情况，有的只是为了监测某个制浆造纸阶段的运行效率或者胶粘物去除率。对于前者来说，取样点要分布整个系统的各个主要环节，而后者则只需要在要监测的部位周围确定少数取样点就够了。取样点的确定还取决于制浆造纸的工艺流程。不同的制浆造纸系统的工艺流程有着相当大差别。比如同样是OCC造纸系统，有的从碎浆机到流浆箱，中间包括许多阶段，如纤维分级筛、多段精筛、除渣、浓缩机、磨浆机、热分散，等等，有的只经过简单的除渣和粗筛。显然，如果要监测整个系统胶粘物的分布情况，前者的取样点要比后者多。应用本实用新型的颗粒状胶粘物的图像获取系统来监测一个制浆造纸系统中颗粒状的胶粘物的分布情况时，当确定了取样点之后，下一步是用吸附的方法将每一个取样点的浆液中的颗粒状的胶粘物分离出来。为了达到吸附颗粒状的胶粘物的目的，吸附试件仅需具有能够吸附颗粒状的胶粘物的表面即可，其形状、大小可根据具体要求设计。但是，考虑到实操中的便利性和可行性，优选的，所述吸附试件为薄膜状或薄片状，该吸附试件包括支撑层和涂覆于该支撑层表面的吸附层。更优选的，所述支撑层选自：无色透明的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层、聚碳酸酯(PC)层、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)层、聚苯乙烯层(PS)层、聚氯乙烯(PVC)层、聚丙烯(PP)层和聚乙烯(PE)层中的至少一种，所述吸附层选自：聚丙烯酸酯(PA)层、丁苯胶乳(SBR)层、聚醋酸乙烯酯(PVAc)层、聚丁二烯(PBD)层、聚异戊二烯(PIP)层、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)层、环氧丙烯酸酯(EA)层、苯乙烯丙烯酸(PSAA)层、聚乙烯醇(PVA)层、天然橡胶层、树脂酸层、脂肪酸酯层、萜烯树脂层、动物蜡层、植物蜡层、和石蜡层中的至少一种。上述透明高分子材料制成的支撑层，具有透光性好和机械强度高的特点。上述吸附层对于造纸浆液里的胶粘物有特别的亲合力，能够从浆液里迅速地吸附颗粒状的胶粘物。上述包括支撑层和吸附层的吸附试件可通过多种方法制备得到，在将吸附层材料涂抹在支撑层时，可采用溶剂涂布、乳胶涂布、或者热熔胶涂布的方法。其中，溶剂涂布法是将吸附层材料溶解在有机溶剂中，然后将所得到的溶液均匀地涂抹在支撑层表面。待溶剂挥发以后，进一步裁成所需的尺寸，便做成了一个吸附试件。乳胶涂布法是将吸附层材料乳化在水里，然后将所得到的乳液涂抹在支撑层表面，干燥之后，便可做成吸附试件。热熔涂布法是在没有水或者有机溶剂参与的情况下，将吸附层材料加热升温，使之成为具有一定流动性的液体，然后再将此熔融的液体涂抹在支撑层的表面，随即冷却，使涂层凝固。合适的吸附层厚度可选择1μm-100μm范围之间，更为合适的吸附层厚度在5μm-50μm之间。根据本实用新型的要求，所述吸附试件往往还可以用市场现有的各种胶带或胶膜产品来替代。这是因为这些产品大多具备了本实用新型所描述的吸附试件的基本特征。这些特征包括合适的支撑层和吸附层。许多这类产品的支撑层(即支持介质)是用无色透明的高分子材料制成的，厚度通常在0.05mm至0.5mm范围之间，宽度从数毫米至一米以上，长度可达几十米，甚至上百米。而且，这些产品的吸附层往往含有本实用新型中吸附层所需要的成份。合适的产品包括但不限于：BOPP胶带，PE胶带，PET胶带，OPP胶带，PVC胶带等等。一般来说，吸附试件对颗粒状的胶粘物的吸附力主要取决于胶粘物和吸附层各自的化学成份。根据相似相溶的原理，如果胶粘物和吸附层有类似的化学成份，或者说，它们的化学成份有类似的性质，那么，吸附试件对颗粒状的胶粘物的吸附力就强。因此，优选的，如所述制浆造纸系统是以回收瓦楞箱纸(即OCC)为主要原料，则所述吸附层选自：聚丙烯酸酯层、聚醋酸乙烯酯层、和乙烯乙酸乙烯酯层中的至少一种；如所述制浆造纸系统是以回收杂志纸为主要原料，则所述吸附层选自：丁苯胶乳层、聚醋酸乙烯酯层、和乙烯乙酸乙烯酯层中的至少一种；如所述制浆造纸系统是以混合回收办公废纸和/或报纸为主要原料，则所述吸附层选自：环氧丙烯酸酯层、苯乙烯丙烯酸层、和聚丙烯酸酯层中的至少一种；如所述制浆造纸系统是以化学浆、机械浆和/或化学机械浆为主要原料，则所述吸附层选自：树脂酸层、脂肪酸酯层、和萜烯树脂层中的至少一种。按照上述设置，选用与制浆造纸系统中所要监测的颗粒状的胶粘物有较好吸附能力的吸附层材料，具有较好的吸附效果。可以理解的，在取样步骤中，仅需使造纸浆液流经所述吸附试件表面，即可将颗粒状的胶粘物吸附，而常规技术中，通常为了减少造纸浆液的流动对取样设备的冲击，不得不采用取样设备与造纸浆液流向平行的取向。但是，这种取向不利于造纸浆液与取样设备的充分接触，影响了取样设备对胶粘物的捕捉效率。优选的，使造纸浆液与所述吸附试件表面呈45-90度的角度流向所述吸附试件，可以使造纸浆液与吸附试件充分接触，从而加速了颗粒状的胶粘物在吸附试件表面的吸附过程。对于如何取样，可根据监测目的和要求设置，仅需达到使足够量的造纸浆液流经吸附试件，使取样具有代表性即可。例如，可采用如下胶粘物捕获装置，该胶粘物捕获装置包括反应容器和吸附试件，所述反应容器包括用于容纳造纸浆液的容纳腔体，所述吸附试件的吸附表面位于所述容纳腔体内。可以理解的，使用该胶粘物捕获装置时，还需要一些必要的外围辅助设备；这些外围设备包括但不限于：必要的管道、管道接口、管道阀门、流体泵、流量计、机械搅拌设备或者振摇设备等等。利用该胶粘物捕获装置，能够提高胶粘物捕捉效率，并且该捕获装置结构简单、造价低廉，而且操作简便。因而可以同时使用多个这样的捕获装置来捕捉一个制浆造纸系统中多个纸取样点的造纸浆液品里的胶粘物，从而降低了日常监测胶粘物在制浆造纸系统胶粘物分布情况的成本和操作难度。对于容纳造纸浆液的容纳腔体的体积，可以理解的，如采用离线反应的方式，需要较大的容纳腔体以保证取样的代表性，如采用在线反应的方式，则相对来说较小的容纳腔体即可满足需求。本实用新型中，容纳腔体的体积选自20ml-20000ml的范围之间，较为合适的容纳腔体体积选自50ml-5000ml的范围之间，更为合适的容纳腔体体积选自100ml-2000ml的范围之间。且容纳腔体的形状选自圆柱形、椭圆柱形、正方柱形、长方柱形、或者任何合适的几何形状均可，较为合适的容纳腔体形状选自圆柱形或者正方柱形。制作该容纳腔体的材料选自金属、玻璃和/或塑料，较为合适的反应容器材料选自塑料。可以理解的，本实用新型使用的吸附试件可以安装在容纳腔体内的任何位置，只要吸附试件有足够支撑，能够经受来自各个方向浆液流动的冲击，以保证在吸附反应时吸附试件的吸附表面能与造纸浆液充分地接触即可，但是，比较合适的位置是把吸附试件安装在容纳腔体的底部，与容纳腔体的底部平行，并且使吸附表面面向容纳腔体的内部，这样可以保证在吸附反应时造纸浆液与吸附试件的吸附层充分地接触，提高胶粘物的分离效率。从实用的角度看，吸附试件可直接安装在容纳腔体底部的一个开口下方。此开口的形状与吸附试件大体相同，但尺寸略小一些。为了增加吸附试件的机械承受力，在吸附试件下方可以再加一块支撑板。安装吸附试件的另一种方法是：先将吸附试件以一个框架固定起来，然后把带有吸附试件的框架安装在容纳腔体的底部。用来固定吸附试件的框架的形状与吸附试件大体相当，外围尺寸比吸附试件略大，但中间的开口比吸附试件略小。优选的框架应该有上下两片。这样可以把吸附试件夹在两片框架之间。而为了使颗粒状的胶粘物与吸附试件具有足够的吸附反应区域，本实用新型所使用的吸附试件的面积在0.25cm2-600cm2的范围之间，较为合适的吸附试件面积选自2cm2至100cm2d的范围之间，更为合适的吸附试件面积选自从5cm2至50cm2的范围之间。吸附试件的形状选自正方形、长方形、圆形、椭圆形、或者任何合适的几何形状均可。对于取样方案，包括离线反应和/或在线反应，所述离线反应为：取预定取样点的造纸浆液，置于一预先安装了吸附试件的反应容器内，保持反应容器内的造纸浆液在流动状态下与所述吸附试件反应。例如，可用机械搅拌、振摇、转动、和/或翻转的方式保持造纸浆液流动。以离线反应取样时，可用图1所示的胶粘物捕获装置取样，该捕获装置包括反应容器和吸附试件，所述反应容器包括用于容纳造纸浆液的容纳腔体110，所述吸附试件200的吸附表面位于所述容纳腔体110内。所述反应容器还应包括用于促使容纳腔体110内造纸浆液保持流动的搅拌器140。具体为：反应容器的容纳腔体110是一个两头敞开的圆筒。容纳腔体110的底部由上、下两片底座板组成。上底座板151与容纳腔体的底部相连，并且该上底座板151的中间有开口，上底座板151的开口可以是圆形，正方形，长方形，或者其他形状；其面积可以等于或小于反应容器的内横截面积。下底座板152则是通过固定螺丝或者其它方法固定在上底座板151的下方。吸附试件200被夹在上、下两片底座板之间，并且它的吸附层面向反应容器内部。在吸附试件200的上方配有一台桨式搅拌器140，并且搅拌轴与吸附试件表面垂直。吸附反应时，由于吸附层的化学吸引力和搅拌作用产生的机械推动力的双重作用，加速和加强了浆液里的颗粒状的胶粘物在吸附试件表面的吸附，因而提高了捕获颗粒状的胶粘物的效率。所述在线反应为：从预定取样点引出一股造纸浆液支流，并且维持所述造纸浆液流经吸附试件表面，使其发生吸附反应。以在线反应取样时，可用图2所示的胶粘物捕获装置取样，该捕获装置包括反应容器和吸附试件，所述反应容器包括用于容纳造纸浆液的容纳腔体110，所述吸附试件200的吸附表面位于所述容纳腔体110内。所述反应容器还包括进液管120和出液管130，所述容纳腔体110为密闭容纳腔体，其上设有进液口和出液口，所述进液管120与所述进液口连通，所述出液管130与所述出液口连通，所述进液口设于所述容纳腔体110的上部，例如顶部或者侧壁上方，所述出液口设于所述容纳腔体110的侧壁。该反应容器的底部结构与图1所示的装置基本相同。吸附反应时，从制浆造纸系统中引出一股支流浆液经过进料口流入吸附反应容器内，与吸附层接触之后从出料口流出。由于吸附层的化学吸引力和浆液流动产生的机械推动力的双重作用，加速和加强了浆液中颗粒状的胶粘物在吸附试件表面的吸附，因而提高了捕获颗粒状的胶粘物的效率。为了便于安装吸附试件，吸附反应容器的底部可以是敞开的或者有一个开口，另外还附有一个可装卸的底座。例如，所述容纳腔体包括筒状的筒体、试件架和底座，所述底座可拆卸式的安装于所述筒体底部，所述试件架通过所述底座夹紧固定于所述筒体和所述底座之间，所述试件架上设有用于固定吸附试件的吸附安装区域。具体可如图3所示,该装置的容纳腔体主要由圆筒状的筒体111和圆盘状的底座组成112。使用时，先将吸附试件200安装在一个圆形的试件架150上，然后把此试件架150安装在容纳腔体的底座112上，再装上密封圈160，最后通过螺纹连接将筒体111安装在底座112上。圆形试件架150的面积和形状与筒体111底部外横截面相同，但中间有一个开口。开口的形状可以是圆形，正方形，长方形，或者其他形状；其面积略小于吸附试件，以便吸附试件可以覆盖整个开口。可以理解的，胶粘物与吸附试件发生吸附反应需要一定的反应时间，合适的吸附反应的反应时间选自5秒-4小时之间，较为合适的吸附反应时间选自10秒-20分钟的范围之间，更为合适的吸附反应时间选自20秒-10分钟的范围之间。所需吸附反应时间的长短主要取决于浆液的浓度和吸附反应的温度。这里所说的浆液浓度是指浆液中固体干重百分含量，本发明中所述的纸浆浓度或浆液浓度等均是指浆液中固体干重百分含量。而适合的造纸浆液浓度范围在0.05％-10％之间，较为合适的浆液浓度范围是0.2％-5％之间，更加合适的浆液浓度范围是0.5％-4％之间。浆液浓度太低时，颗粒状的胶粘物的吸附反应速率慢，影响吸附效率；反之，如果浆液浓度太高，浆液在反应容器里的流动性差，也不利于颗粒状的胶粘物的吸附。适合的吸附反应温度范围在1℃-99℃之间，较为合适的反应温度范围是10℃-60℃之间，更加合适的反应温度范围是20℃-50℃之间。造纸浆液的温度太高或者太低都不利于颗粒状的胶粘物在吸附试件表面的吸附。在吸附反应结束后，吸附了颗粒状的胶粘物的吸附试件经过适当的淋洗，去除附着在试件上的纤维和无关杂物，并干燥后，就可用于进一步的用途。这些进一步的用途包括但不限于：用图像采集和处理技术来或者重量分析法来分析浆液里胶粘物的相对含量；用光学显微镜观察颗粒状的胶粘物的形态、颜色、大小等特征；用相应的化学分析技术，如显微红外光谱仪和激光显微拉曼光谱仪，来鉴定单个颗粒状的胶粘物的化学组份；或者，作为制浆造纸生产过程的实物资料存档保管，以便将来复查。在本发明中，以图像采集和处理技术来分析浆液里胶粘物的相对含量，具体为获取上述吸附试件在至少两种预设背景颜色条件下的图像；并且进一步用图像处理系统来分析和测量中颗粒状的胶粘物的数量和大小等性质。最后，列出各个取样点颗粒状的胶粘物的相对含量，从而得到胶粘物在所述制浆造纸系统中的分布情况。对于背景颜色的选取，优选采用与颗粒状的胶粘物颜色互补的互补色作为背景颜色，可以显著改善扫描图像的质量，提高扫描的分辨率。或所述背景颜色至少包括白色和黑色。白色和黑色的背景颜色具有较好的通用性，能够将浅色和深色的颗粒状的胶粘物在图像中明显的突出，也能改善扫描图像的质量，提高扫描的分辨率。在分析和处理颗粒状的胶粘物的图像时，还进一步包括对图像处理结果进行过滤，除去不属于颗粒状的胶粘物。比如，最常见的非胶粘物颗粒是纤维或者细小纤维。这些物体之所以会吸附在吸附试件的表面，说明它们的表面也或多或少带有胶粘物杂质。因此，有时也把这些物体当成是胶粘物组成的一部分。不过，有时也需要将它们从检测到的颗粒中除去。由于与颗粒状的胶粘物相比，这些纤维和细小纤维颗粒通常有比较小的圆度和比较大的颗粒长径比。如果需要除去这些物体的颗粒，可以应用图像处理系统根据选定的参数来过滤颗粒图像。如以图像处理系统判断，去除圆度小于0.1和/或长径比大于10的造纸纤维，计算得到颗粒状的胶粘物的含量。为了提高操作的简便性，所述检测步骤中，优选以图像采集装置获取吸附试件在预设背景颜色条件下的图像，所述图像采集装置包括图像采集器和背景平台，所述图像采集器用于采集上述吸附试件的图像，所述背景平台用于配合所述吸附试件，例如将吸附试件放置在背景平台上，图像采集装置由吸附试件上方获取图像，或者以背景平台覆盖吸附试件，而图像采集装置由吸附试件下方获取图像。该背景平台包括至少两种预设背景颜色的背景面，且至少两个所述背景面可相互切换。上述图像采集装置还包括光源，为所述图像采集器提供照明；适合用于本实用新型图像采集装置的光源包括但不限于：LED(LightEmittingDiode，发光二极管)、荧光灯、卤素灯、金属卤化物灯、氙灯。光源的照明方式可以是透射、镜面反射或者是漫反射。上述图像采集装置的结构及工作原理如图4所示，一个带有框形试件架150的吸附试件200从造纸浆液中吸附了不同颜色胶的粘物颗粒(浅色颗粒状的胶粘物410和深色颗粒状的胶粘物420)，被放在一个有黑白两色的背景平台320上。由光源330发出的光线照射在吸附试件200上，由此产生漫反射和/或镜面反射由图像采集器310(照相机)接受并形成图像。为了降低操作难度，能够方便、快捷的实现不同颜色背景的转换，可采用专用的背景平台。例如，所述背景平台可选自：平板式背景平台，圆盘式背景平台、或传送带式背景平台。如图4-5所示，所述平板式背景平台包括可滑动的背景平板，所述背景平板上设有至少两种颜色的背景329面。背景平台有一滑动器(末标出)使背景平台能够沿着水平方向来回滑动，变换背景的颜色。当固定于试件架150上的吸附试件200放置在该背景平台后，对同一组颗粒状的胶粘物(浅色颗粒状的胶粘物410和深色颗粒状的胶粘物420)，分别产生了以白色和黑色为背景的不同图像。如图6所示，所述圆盘式背景平台包括背景转盘322和转轴323，所述背景转盘322安装于所述转轴323上，并可围绕该转轴323转动，所述背景转盘322上设有至少两种颜色(图中为四种)的背景面329；通过电动的或者机械的方式驱动背景转盘以转轴为轴心转动一定的角度，便可以变换背景的颜色，对同一组颗粒状的胶粘物(浅色颗粒状的胶粘物410和深色颗粒状的胶粘物420)，分别产生了以不同颜色背景面329为背景的不同图像。如图7所示，所述传送带式背景平台包括转动辊324和背景带325，所述背景带325可在转动辊324的带动下围绕转动辊324转动，所述背景带325上设有至少两种颜色的背景面329。通过电动的或者机械的方式驱动两个转动辊中的其中一个转动，由转动辊带动多色背景带转动一定的距离，使背景从一个颜色转换到另外一个颜色。多色背景带可以只配有黑和白两种颜色，或者根据需要，配置更多种的颜色，使同一组颗粒状的胶粘物(浅色颗粒状的胶粘物410和深色颗粒状的胶粘物420)，分别产生以不同颜色背景面329为背景的不同图像。适合用于本实用新型图像采集装置的图像采集器为摄像机，该摄像机选自分辨率在500像素以上的黑白或者彩色线阵摄像机，或者，分辨率在200,000像素以上的黑白或者彩色面线阵摄像机。适合用于本实用新型的摄像机包括CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合元件)摄像机和CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体元件)摄像机。采用上述装置和方法得到的颗粒状的胶粘物图像，可以作为制浆造纸生产过程的图形记录或者实验结果的图形资料保存起来。这增加生产记录和实验结果的可靠性和可信度。优选的，以图像处理系统分析图像中颗粒的各项性质，所述图像处理系统选自PCBased系统，PLC系统，或者嵌入式系统。分析过程包括预处理、图像测量和分类步骤；所述预处理步骤包括：亮度补正、颜色提取、对比度转换、边缘增强、二值化处理中的至少一种；所述图像测量步骤包括：颗粒定位、斑点确定、边缘确定、面积测量、点-点距离测量、点-边距离测量、边-边距离测量、圆直径测量、角度测量、圆度测量、和长宽比测量中的至少一种；所述运算结果过滤步骤中，通过分析颗粒圆度和/或颗粒长径比，排除造纸纤维；所述分类步骤中，通过颗粒尺寸、颗粒圆度、和/或颗粒长径比进行分类。可以理解的，还可根据需要，在图像测量步骤之后，通过分析颗粒圆度和/或颗粒长径比，排除造纸纤维；以上述图像处理系统分析图像中颗粒的各项性质，所述性质包括但不限于：颗粒总数、各个颗粒的面积、各个颗粒的圆直径、各个颗粒圆度、各个颗粒长度、各个颗粒宽度、各个颗粒长径比、颗粒总面积、颗粒平均面积、颗粒平均圆直径、颗粒平均长度、颗粒平均宽度、颗粒平均圆度、颗粒平均长径比、颗粒的粒度分布、颗粒圆度分布、颗粒长度分布、颗粒长径比分布、颗粒总面积百分比等等。实施例1一、实验条件。1、制备胶粘物捕获装置。本实施例的胶粘物捕获装置包括反应容器和吸附试件，所述反应容器包括用于容纳造纸浆液的容纳腔体，所述吸附试件固定于所述容纳腔体内。考虑到吸附试件应具有一定的抗造纸浆液冲击强度，还设有一对框形试件架，该框形试件架的外缘尺寸为70mm×70mm，其中间的开口为54mm×54mm。吸附试件包括支撑层和涂覆于该支撑层表面的吸附层，是用“明庭”透明封箱胶带(购自：Wal-mart店，支撑层为聚丙烯，吸附层为聚丙烯酸酯粘结剂)替代。将透明封箱胶带作为吸附试件，取一段长度约为60mm的透明封箱带贴在其中一片试件架中间的开口上，然后装上另外一片试件架，使上、下两片试件架中间夹着胶带，即将吸附试件安装至试件架上。在将上述安装了吸附试件的试件架安装在一个容积为600ml的反应容器的容纳腔体底部，即得胶粘物捕获装置。2、吸附试验。把要测试的造纸浆液样品调到所需的浆浓，并预热到所需的温度。取500g上述造纸浆液置于上述安装有吸附试件的反应容器(即胶粘物捕获装置)里。然后，用搅拌或者振摇的方式保持反应一定时间。吸附反应结束后，除去反应容器内的造纸浆液，取出吸附试件，用洗瓶轻轻淋洗掉附着在试件上的纤维和无关杂物。待试件风干后，供下一步的图像采集使用。3、图像采集和分析。本实施采用的图像采集装置是以佳能(Canon)LiDE120扫描仪改装而成，改装部分是用一个平板式背景平台取代扫描仪原来的盖板。采集胶粘物图像时，把处理好的吸附试件插入专用图像采集装置的窗口内，在适当的背景颜色、光圈、焦距和必要的参数条件下，采集试件的图像。完成图像采集之后，用图像分析软件imageJ1.49v测量图像中颗粒的数量和面积。然后，根据以下的公式来计算纸浆的胶粘物相对量C：C=ApAt×106(ppm)]]>其中：Ap是扫描图像里颗粒的总面积(像素)；At是吸附试件的扫描面积。二、实验方法。本实施例所用的纸浆由90％的旧瓦楞纸(OCC)和10％的含有热熔胶的碎纸粉组成。OCC是“美废12#”废纸；碎纸粉是用带有热熔胶回收废纸，经微型粉碎机FT102(天津泰斯特)粉碎而成。将这两种原料与去离子水按一定比例混合后，加入到PL12-00型高浓水力碎浆机(咸阳泰思特)，经15分钟碎浆制得浓度约为13％的纸浆，再用去离子水将纸浆稀释至4％浓度(以固体干重百分比计)。吸附反应实验取500克4％(以固体干重百分比计)的浆液纸浆在35℃下进行10分钟。图像采集分别用白色和黑色作背景，色彩模式为黑白，图像区域为2500×2400像素，图像分辨率为1200dpi。白色背景扫描的阈值为40，黑色背景扫描的阈值为140。三、实验结果。实验结果如图8和下表所示，从图中可以看出，在黑色背景下所捕获的图像主要是白色的或者偏浅色颗粒状的胶粘物，而在白色背景下所捕获的图像主要是黑色或者偏深色的颗粒状的胶粘物。即在这一浆液样品中同时存在着数量相当的浅色类的和深色类的颗粒状的胶粘物。表1.胶粘物浓度由上述结果可以进一步看出，不论是白色背景的图像，还是黑色背景的图像，两个实验之间的图像分析结果有比较好的重现性。所以，用上述的方法和装置来获取造纸浆液中的胶粘物图像，具有比较高的可靠性。实施例2一、实验条件。参照实施例1。二、实验方法。本实施例中，取国废旧瓦楞纸(OCC)加入足够量的自来水，用PL12-00型高浓水力碎浆机(咸阳泰思特)碎浆10分钟，制得浓度约为13％的纸浆；再用自来水稀释至2％浓度。吸附试件是用美国“3MScotchPackagingTape”透明封箱胶带(购自：美国Costco店，支撑层为聚丙烯膜，吸附层为聚丙烯酸酯粘结剂)替代。吸附反应实验取500克2％的浆液纸浆在35℃下进行10分钟。图像采集分别用白色和黑色作背景，色彩模式为黑白，图像区域为2500×1800像素，图像分辨率为1200dpi。白色背景扫描的阈值为40，黑色背景扫描的阈值为140。三、实验结果实验结果如图9和下表所示，从图和表中可以看出，在这一样品中同时存在着数量相当的浅色类的和深色类的颗粒状的胶粘物。因此，应用上述的方法和装置可以比较完整和快速反映造纸浆液中各类颗粒状的胶粘物的情况。表2.胶粘物浓度实施例3一、实验条件。参照实施例1。二、实验方法。本实施例中，以华中地区某纸厂的第三号纸机用OCC作原料，日产约800吨箱板纸。该纸机制浆、备浆过程的主要阶段包括：碎浆机、高浓除渣器、卸浆塔、粗筛机、中浓除渣器、分级筛、长纤精筛机、长纤多盘浓缩机等设备。从该纸机的长纤精筛机的良浆出口取得纸浆样品。用纸浆离心机先将纤维和白水分离，然后再将纤维和白水按比例重新混合配成浓度为2％的浆液。取其中500克浆液在35℃下做吸附反应实验10分钟。所用吸附试件的制作与实施例1相同，图像采集与分析的步骤和设备也与实施例1相同。三、实验结果实验结果如图10和下表所示。从结果中可以看出，本实施例的造纸浆液中的胶粘物主要是浅色类的，深色类的胶粘物相对较少。表3.胶粘物浓度以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3