专利名称：一种过滤布性能在线检测方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤布性能检测方法，特别是一种过滤布性能在线检测方法，用于造纸、化工等行业滤布的含液量、滤液性、透气度、总体弹性、表面弹性和平整性等综合性能的在线检测。
背景技术：
滤布是造纸行业、化工行业等过滤工艺中的必需品，滤布的含液量、滤液性、透气度、总体弹性、表面弹性和平整性等综合性能，直接影响过滤工艺的生产效率、产品质量和生产成本。为此，在线检测滤布的综合性能至关重要，以便掌握滤布性能的变化趋势，在滤布寿命期间进行有效的调节，使其保持最佳工况，也能确切的预报或决定需要更换滤布的时间，使过滤工艺在确保产品质量的前提下有较高的生产效率和较低的生产成本。
现有的滤布检测方法仅限于检测滤布的滤液性或透气性单一指标，不能在线全面检测滤布的一些重要且随时变化的综合性能指标。目前的滤液性或透气性检测方法，采用红外线或者微波水分传感器来检测滤布的水分含量，并与滤液性和透气性传感器结合使用。红外线传感器有反射式和穿透式两种，反射式红外线传感器只能对滤布表面进行采样，缺少代表性；穿透式红外线传感器在滤布过厚且水分过高时很难使用；而微波水分传感器虽然有响应快、精确度相对较高的优点，但仍然存在着在湿热的环境中稳定性差、制造成本高的问题。上述局限性限制了它们的推广应用，尤其是难以应用在在线检测方面，应用局限于手持装置临时检测或检验室离线检测。
由于目前缺乏有效的滤布性能在线检测手段，实际操作中为保证过滤工艺的质量，一般采用经验判断和定期更换滤布的传统方法，不够科学，也不够经济。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种投资经济、在恶劣检测环境中性能稳定、能在线检测多参数的过滤布性能在线检测方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是该过滤布性能在线检测方法，采用主要由探头、压力传感器、气体流量计、液体流量计、压力调节阀、手动阀、真空泵和控制器组成的负压检测系统，其特点是该检测方法是在一定的真空度和过滤面积下同时分别检测通过滤布的空气流量和液体流量的相对变化来在线检测滤布的含液量、滤液性、透气度、总体弹性、表面弹性和平整性中的至少两个性能指标，所述的检测方法将探头沿滤布纵向设置成至少两个气压独立可控的检测区，其中至少一个检测区采用气体与液体分流并分别计量气体和液体的流量；该探头设置成的独立检测区中至少一个检测区是封闭的环状检测区、并对其它一个或多个检测区形成封闭的平面包围，被包围的检测区采用与封闭的环状检测区相同的检测压力。
本发明所述的含液量的检测是通过直接抽吸滤布中的液体，并通过液体流量计计量所抽出液体的流量。
本发明所述的滤液性的检测是通过同时抽吸滤布中的液体和气体，分别通过液体流量计和气体流量计计量并计算二者的流量比例及其变化判断。
本发明所述的透气度的检测是在被封闭的环状检测区包围的检测区进行的，是在透气度检测区与环状检测区检测气压相同时，通过气体流量计计量气体通过滤布的流量来测定的。
本发明所述的总体弹性的检测是通过比较滤布在不同检测压力下的透气度变化与压力变化之间的对应关系来判断。
本发明所述的表面弹性的检测是通过比较滤布在不同检测压力下检测区边缘漏气量的变化与压力变化之间的对应关系来判断。
本发明所述的平整性的检测是在一定检测压力下通过气体流量计计量滤布与刚性平整边缘之间的漏气量来判断。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果该过滤布性能在线检测方法克服了现有技术存在的只能检测滤布性能的单一指标、不能在线全面检测滤布综合性能；传感器采样缺乏代表性、使用受限止；湿热的环境中稳定性差、制造成本高等缺陷。该检测方法将探头沿滤布纵向设置成至少两个气压独立可控的检测区，采用检测一定的真空度和过滤面积下通过滤布的空气流量和液体流量的相对变化来检测滤布的性能指标，滤布的含液量、滤液性、透气度、总体弹性、表面弹性和平整性等重要且随时变化的综合性能指标都能在线检测，而且具有投资经济、在恶劣检测环境中检测性能稳定、使用方便、适应范围广等优点。该检测方法在造纸行业、化工行业等过滤工艺中的广泛使用，对保证产品质量、提高生产效率、降低生产成本必能产生极大的经济效益。
图1为使用本发明实例1的检测系统示意图。
图2为使用本发明实例2的检测系统示意图。
图3为使用本发明实例3的检测系统示意图。
具体实施例方式
实施例参见附图，该过滤布性能在线检测方法，采用主要由探头151-3、压力传感器51-5、气液分离罐61-2、液封管161-2、气体流量计71-5、液体流量计81-2、压力调节阀91-5、真空罐11、手动阀12、真空泵13和控制器14组成的负压检测系统。本实施例将探头151-3沿滤布41-3纵向设置成至少两个气压独立可控的检测区1-3、17、18，这些检测区1-3、17、18与滤布41-3的接触面可以是圆型的，也可以是条型或其它形状；每个检测区间1-3、17、18都有其特定的功能和检测项目，区间的划分数量可以根据检测要求而确定，各检测区1-3、17、18的检测压力和面积是可调的，可以是一致的，也可以是不一致的。这些检测区1-3、17、18中至少一个检测区采用气体与液体分流并分别计量气体和液体的流量，即脱液检测。该实施例的探头151-3设置成的独立检测区1-3、17、18中至少一个检测区2、17是封闭的环状检测区、并对其它一个或多个检测区3、18形成封闭的平面包围，被包围的检测区3、18采用与封闭的环状检测区2、17相同的检测压力。本发明采用负压检测，这样有利于探头151-3与滤布41-3之间的密封，其密封程度是由检测区真空度和滤布41-3的表面平整性决定的，相对正压检测的密封是由传感器与滤布间的机械压力、滤布表面平整性、滤布的张紧度等诸多因素决定而言，负压检测的密封性有更多的确定性，并且可以实现单边在线扫描检测而省却了正压检测所必须考虑的滤布反面的夹紧密封问题。
该检测方法是在一定的真空度和过滤面积下同时分别检测通过滤布41-3的空气流量和液体流量的相对变化来在线检测滤布的含液量、滤液性、透气度、总体弹性、表面弹性和平整性中的至少两个性能指标。
1、滤布的含液量的检测是通过直接抽吸滤布中的液体，并通过液体流量计计量所抽出液体的流量。
2、滤布的滤液性的检测是通过同时抽吸滤布中的液体和气体，分别通过液体流量计和气体流量计计量并计算二者的流量比例及其变化判断。考虑用于液体的滤布含液量高，用气压差法检测时难免发生液气混流的现象，对透气度影响很大，在这种条件下单一检测透气度的误差是很大的，没有实际指导意义，所以本实施例在第一个检测区1采用脱液检测，直接检测滤布在一定真空度下的自由液含量和透气性，并通过在高含液量条件下滤布的自由液脱除量和透气性的相对变化来判断滤布滤液的难易程度单位脱液量所带出的气体量越大，说明滤布脱液所需要的实际脱液动力就越少，意味着滤布的滤液性越好，反之则说明滤布的滤液性较差。第一个检测区1的另一个重要功能是尽可能的吸出液体，使滤布的液体含量达到在检测真空度下的平衡点，使进入后续检测区的滤布液体含量均一，为后续的其他指标检测做好准备。
3、滤布的透气度的检测是在被封闭的环状检测区包围的检测区进行的，是透气度检测区与环状检测区检测气压相同时，通过气体流量计计量气体通过滤布的流量。滤布透气度检测是在探头被包围的检测区3、18即透气度检测区3、18的探头上进行的，透气度检测探头与脱液检测探头可以是联体的，也可以是单体的，但两个检测探头的距离应该尽可能的接近，以防止滤布可能的横向运动造成检测区定位的偏差。实施例采用的透气度检测真空度不高于脱液检测的真空度，以免打破原先的平衡而使滤布中液体被吸出，从而造成透气度检测的偏差。环状检测区2、17所检测到的空气流量是包含了边缘的空气泄漏流量的滤布的总透气量，采用的检测真空度必须与被包围的检测区3、18的一致，而且该真空度是由控制器14控制而保持稳定的，这样就为被包围的检测区3、18提供一个没有泄漏的检测环境。透气度检测区3、18所检测到的数值能够严格的代表滤布的透气度。
4、滤布的总体弹性的检测是通过比较滤布在不同检测压力下的透气度变化与压力变化之间的对应关系来判断。透气度变化的比例与过滤压差变化的比例越一致，说明滤布的整体弹性就越差，因为刚性的滤布的过滤阻力是一定的，透气量随着过滤压差的增加而增加；相反，透气度的比例与过滤压差即真空度的变化比例偏差越大，就说明滤布的整体弹性就越好，因为弹性好的滤布在过滤压力差变化时会发生压缩或者膨胀，其过滤阻力是随着压力差而变化的，每种滤布的过滤特性不同，其阻力与过滤压差的关系要通过实验确定。就一般规律而言，新的滤布弹性较好，随着滤布毛层的脱落和磨损，滤孔内刚性滤饼残留物的不断积累，滤布弹性会逐渐下降。
5、滤布的表面弹性的检测是通过比较滤布在不同检测压力下检测区边缘漏气量的变化与压力变化之间的对应关系来判断。滤布边缘漏气量的比例变化与真空度的比例变化越一致，说明滤布表面的弹性就越差，因为空气在通过刚性滤布表面所遇到的阻力是一定的，漏气量随着空气压差的增加而增加；相反，漏气量的比例变化与真空度的比例变化偏差越大，就说明滤布的表面弹性就越好，因为表面弹性好的滤布在空气压力差变化时其检测边缘会发生压缩或者膨胀，空气通过边缘的阻力是随着压力差而变化的。每种滤布的表面特性不同，其阻力与空气压差的关系要通过实验确定。就一般规律而言，新的滤布表面弹性较好，随着滤布表面毛层的脱落、老化和磨损，滤布的刚性较大的加强层会越来越接近表面，滤布的表面弹性呈逐渐下降的趋势。
6、滤布的平整性的检测是在一定检测压力下通过气体流量计计量滤布与刚性平整边缘之间的漏气量来判断。环状检测区2、17与透气度检测区3、18所检测值的比值能很好的描述滤布边缘空气泄漏的比例，滤布表面越平整、致密性越好，就越接近1，滤布表面越粗糙或者越不平整，比如在滤布使用寿命的后期，漏气量就越大，比值就越大。
实例1本实例为本发明用于造纸压榨部上毛布与湿纸刚分离后对规格为700G/M2的毛布41进行在线综合性能检测。参见图1，本实例采用的是将探头151设置成三个检测区1-3的检测系统。检测区1、2分别接气液分离罐61、62，气液分离罐61、62分别直接接气体流量计71、72，分别接液封管161、162后接液体流量计81、82，气体流量计71、72和液体流量计81、82分别通过控制器14控制的压力调节阀91、92接真空罐11，气液分离罐61、62分别接压力传感器51、53；检测区3接压力传感器54、接气体流量计73后接通过控制器14控制的压力调节阀93接真空罐11；真空罐11接压力传感器52。用于检测区1的真空度根据液体流量计82的信号Gw2由系统通过控制阀91自动调整，但必须大于或等于检测区2、3的真空度；检测区2、3的真空度均采用0.030MPa真空度，检测面积均为314mm2。
本实例采用了4个指标来描述第一检测区的结果1、液体流量计81的信号Gw1是在毛布与湿纸分离后在一定空气压力差下检测的脱液量，是检测毛布的带液量。此指标说明以下情况a、对特定的毛布而言，毛布在真空条件下脱液所能达到的最大干度极限是由毛布的堵塞情况而决定的，堵塞越严重，吸出的液体就越少，毛布越畅通，吸出的液体就越多；b、在高含液量情况下毛布在被真空抽吸时是先脱液后透气的，在探头设计和调试过程中确保足够的透气量Ga1，就能保证毛布在这一真空度下达到干度的最大值；c、在确保毛布在进入压榨前所受到的真空抽吸也达到了在一定真空条件下脱液所能达到的最大干度极限的条件下，如果在检测区1采用同样的真空度并保证足够的脱液面积，就能假设经检测区1抽吸后的毛布与毛布进入压榨区时的含液量是基本一致的，即使有少许不一致，也仅仅是单次循环毛布粘附的少量细小纤维造成的，那么在检测区1所检测到的液体流量就可以被看作是毛布从压榨流程中额外带出来的液体量，称作毛布带液量。这种安排能实现只用一次检测就能定性的了解毛布的带液量而无须用在压榨前后分别检测含液量而后求得差值。
2、气体流量计71的信号Ga1是检测区1毛布在一定空气压力差下的透气量，其检测主要目的是确保一定的富余抽吸能力从而确保在一定真空检测条件下脱液量能达到最大干度极限。
3、Ga1/Gw1由于气液分离罐61的真空度被始终控制在一个稳定的值，在液体抽出量一定的情况下，透气量Ga1的变化能反映出毛布的脱液难易程度即滤液性。
4、Gw1+Ga1以毫克/分钟表示，新毛布的Gw1和Ga1都比旧毛布的大，Gw1+Ga1代表了毛布在一定抽吸强度下的总体过滤能力，包括液体和气体。
本实例的检测区2、3采用与检测区1相同的检测面积和真空度，以下面指标来描述第二检测区的结果1、气体流量计72的信号Ga2是检测区2毛布在一定空气压力差下的排气量，它是包含边缘的泄漏流量的毛布的总透气量。由于采用与气体流量计73的信号Ga3检测同样的真空度，而且该真空度是由自动控制系统保持稳定的，这样就为Ga3的检测提供一个没有泄漏的检测环境。
2、气体流量计73的信号Ga3是检测区3毛布在一定空气压力差下的排气量。由于与检测区2采用同样的检测压力和面积，检测区的周围压力与检测压力相同，消除了在该检测区边缘的空气泄漏流量，所检测到的数值能够严格的代表毛布的透气度。
3、Ga2/Ga3描述毛布边缘空气泄漏的比例，毛布表面越平整、致密性越好，就越接近1，毛布表面越粗糙或者不平整，比如在毛布使用寿命的后期，漏气量就越大，Ga2/Ga3数值就越大。对于某些应用场合，毛布表面的平整性是十分重要的，比如造纸压榨部的过滤毛布的平整性直接关系到纸张表面的平整性，比如毯印，此时可以用Ga2/Ga3值作为造纸毛布表面平整性的评价指标。
4、液体流量计82的信号Gw2用于确认透气度检测区3内没有自由液脱出，以确保透气度检测的可靠性，所有的检测只有当Gw2信号为零时才有效。当检测到Gw2信号时，通过系统自动调节控制阀91，提高真空度，直到Gw2信号恢复到零。
以下列表说明检测指标的变化与相应的毛布性能情况的判断。
符号注释“ ”上升、“ ”下降、“—”基本稳定在实际应用中，上述参数都是以数据和趋势曲线给出的，可以根据使用经验和数据积累来指导操作，比如调整毛布真空度、冲水量、张紧度、过滤压力及更换毛布等。
实例2本实例为本发明用于化工行业的碳酸钙固体与氢氧化钠溶液的分离过滤，在滤布进入过滤区前的滤布42的透气度、含液量和滤液性检测。该工艺使用的滤布42为单丝长方形网孔结构，表面光滑。参见图2，本实例采用的是将探头152设置成二个检测区2、3的检测系统。用于二个检测分区2、3的真空度全部采用0.015MPa真空度，检测面积均为314mm2。该实例采用的检测系统检测区2接气液分离罐62，气液分离罐62直接接气体流量计72，接液封管162后接液体流量计82，气体流量计72和液体流量计82通过控制器14控制的压力调节阀92接真空罐11，气液分离罐62接压力传感器53；检测区3接压力传感器54、接气体流量计73后接通过控制器14控制的压力调节阀93接真空罐11；真空罐11接压力传感器52。
实例2与实例1的区别在于所检测的滤布带液量低很多，而且自由液体容易被吸出，用环型检测区2就能达到目的，这样，检测区2的作用与实例1的检测区1的作用相当，可以检测滤布42的自由液含量和滤液性。而检测区3可以在与检测区2保持相同的真空度的条件下无泄漏的检测透气度。
实例3本实例为本发明用于造纸压榨部下毛布与湿纸刚分离后对规格为900G/M2的毛布43进行在线综合检测。参见图3，本实例采用的是一个探头153带有五个检测分区的检测系统。检测区1、2分别接气液分离罐61、62，气液分离罐61、62分别直接接气体流量计71、72，分别接液封管161、162后接液体流量计81、82，气体流量计71、72和液体流量计81、82分别通过控制器14控制的压力调节阀91、92接真空罐11，气液分离罐61、62分别接压力传感器51、53。检测区3接压力传感器54、接气体流量计73后接通过控制器14控制的压力调节阀93接真空罐11；检测区17、18分别接气体流量计74、75后接通过控制器14控制的压力调节阀94、95接真空罐11，检测区17、18分别接压力传感器55、56；真空罐11接压力传感器52。
检测区1的真空度根据液体流量计82的信号Gw2由系统通过控制阀91自动调整，但必须大于或等于检测区2、3的真空度；检测区2、3的真空度均采用0.030MPa，检测区17、18的真空度均采用0.015Mpa，检测面积均为314mm2。与实例1比较，本实例增加了2个检测区17和18，相应增加了配套的压力传感器55、56，气体流量计74、75，压力调节阀94、95。这样的安排主要是考虑造纸用的毛布通常比较厚，在压榨部所受的真空抽吸也更大，脱液负荷更重，其质量状况对湿纸页表面的影响也更敏感，所以需要增加对毛布整体弹性和表面毛层厚度的检测。
毛布表面毛层的厚度是通过不同真空度条件下的漏气量检测来判断的。
气体流量计73、75的信号比Ga3/Ga5用来检测毛布的纵向弹性。本实例当检测区3和18的真空度一定时，Ga3/Ga5最小值为1，数值越大、说明毛布弹性越差，反之数值越小、说明毛布弹性越好。
气体流量计72、74的信号比Ga2/Ga4用来检测毛布表面或者横向弹性，能间接地反映毛层厚度。本实例当检测区2和17的真空度一定时，Ga2/Ga4最小值为1，一般而言，数值越大，说明毛布表面弹性越差，意味着毛布表面毛层厚度越小，反之数值越小，说明毛布表面弹性越好。
本发明的探头151-3设置成的独立检测区中至少一个检测区是封闭的环状检测区、并对其它一个或多个检测区形成封闭的平面包围。上述使用实例均采用一个环状检测区对其它一个检测区形成封闭的平面包围，根据检测滤布的实际需要可以设置成一个环状检测区对其它二个、三个或更多个检测区形成封闭的平面包围，被包围的检测区采用与封闭的环状检测区相同的检测压力。
权利要求
1.一种过滤布性能在线检测方法，采用主要由探头、压力传感器、气体流量计、液体流量计、压力调节阀、手动阀、真空泵和控制器组成的负压检测系统，其特征在于该检测方法是在一定的真空度和过滤面积下同时分别检测通过滤布的空气流量和液体流量的相对变化来在线检测滤布的含液量、滤液性、透气度、总体弹性、表面弹性和平整性中的至少两个性能指标，所述的检测方法将探头沿滤布纵向设置成至少两个气压独立可控的检测区，其中至少一个检测区采用气体与液体分流并分别计量气体和液体的流量；该探头设置成的独立检测区中至少一个检测区是封闭的环状检测区、并对其它一个或多个检测区形成封闭的平面包围，被包围的检测区采用与封闭的环状检测区相同的检测压力。
2.根据权利要求1所述的一种过滤布性能在线检测方法，其特征在于所述的含液量的检测是通过直接抽吸滤布中的液体，并通过液体流量计计量所抽出液体的流量。
3.根据权利要求1所述的一种过滤布性能在线检测方法，其特征在于所述的滤液性的检测是通过同时抽吸滤布中的液体和气体，分别通过液体流量计和气体流量计计量并计算二者的流量比例及其变化判断。
4.根据权利要求1所述的一种过滤布性能在线检测方法，其特征在于所述的透气度的检测是在被封闭的环状检测区包围的检测区进行的，是在透气度检测区与环状检测区检测气压相同时，通过气体流量计计量气体通过滤布的流量来测定的。
5.根据权利要求1所述的一种过滤布性能在线检测方法，其特征在于所述的总体弹性的检测是通过比较滤布在不同检测压力下的透气度变化与压力变化之间的对应关系来判断。
6.根据权利要求1所述的一种过滤布性能在线检测方法，其特征在于所述的表面弹性的检测是通过比较滤布在不同检测压力下检测区边缘漏气量的变化与压力变化之间的对应关系来判断。
7.根据权利要求1所述的一种过滤布性能在线检测方法，其特征在于所述的平整性的检测是在一定检测压力下通过气体流量计计量滤布与刚性平整边缘之间的漏气量来判断。
全文摘要
本发明公开了一种过滤布性能在线检测方法，用于造纸、化工等行业滤布的综合性能的在线检测。该检测方法是在一定的真空度和过滤面积下同时分别检测通过滤布的空气流量和液体流量的相对变化来在线检测滤布的含液量、滤液性、透气度、总体弹性、表面弹性和平整性等性能指标，所述的检测方法将探头沿滤布纵向设置成至少两个气压独立可控的检测区，其中至少一个检测区采用气体与液体分流并分别计量气体和液体的流量；该探头设置成的独立检测区中至少一个检测区是封闭的环状检测区、并对其它一个或多个检测区形成封闭的平面包围，被包围的检测区采用与封闭的环状检测区相同的检测压力。本发明具有投资经济、检测性能稳定、能在线检测滤布多参数等优点。
文档编号B01D35/00GK1584590SQ20041004248
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月26日 优先权日2004年5月26日
发明者唐恒博 申请人:唐恒博