专利名称：滤水性测量的制作方法
技术领域：
本发明涉及滤水性(drainability)测量的建模，并且涉及滤水性测量和与其相 关的测量设备。
背景技术：
在良好质量的纸的制造中需要精确测量和调整纸浆的属性。在纸浆的滤水性测量 (诸如游离度(freeness)或肖伯尔-瑞格勒(Schopper-Riegler)值)中，凭经验确定纸浆 可以与水分离的速度。滤水性取决于多个因素，诸如纤维、纸浆处理(例如，机械的/化学 的处理)、细微物质的量、温度、稠度和测量设备。最知名的滤水性测量方法之一是CSF (加拿大标准游离度)。此测量方法是标准， 并且它在出版物T 227 om-99,Freeness of pulp，TAPPI，1999中被更详细地介绍。在CSF 滤水性测量开始时，精确地将一升样品放入测量箱中。打开下面的盖子，并且允许样品进入 蓄水器，由此一些纸浆降落到蓄水器的下部处的网(wire)上。当从打开下面的盖子起过了 5秒时，打开空气阀，由此水开始从纸浆样品经过网和在网上积累的纸浆流到漏斗中。水的 一部分从漏斗的下支管(branch)流出，这被认为是按照预定的流量释放水。如果流入漏 斗中的液体的流量超过预定的流量，则积累超过预定的恒定体积的水又从侧面支管流出。 在滤水性测量中，用量杯精确地测量从侧面支管流出的水量，并且此水量对应于滤水性，即 CSF值。通常人工地执行该测量。该测量是麻烦的并且对稠度和温度的变化敏感。此外，在 低的CSF值处，该测量是不准确的。另一种知名的滤水性确定方法是所谓的肖伯尔_瑞格勒方法，其在1964年审定的 Scandinavian pulp，paper and board，Testing committee 的出片反物 SCAN-C 19 65 中被 介绍。此测量也是基于流过网的通过下支管和侧面支管的水的流量的，并且流过侧面支管 的水确定滤水性。也通常人工地执行此测量。与前一种测量一样，此测量也是麻烦的并且 对稠度和温度两者的变化敏感。此外，特别是在极值处，SR测量是不准确的。此外，芬兰专利104855公开了一种解决方案，其中可以通过测量来自测量箱的流 量、通过确定来自测量箱的流量对应于预定的流量时的时间点、以及通过将滤水性建立为 直到确定的时间点从测量箱流出的量的函数，从而在计算上确定滤水性。但是，由于这种解 决方案也与不准确有关，因此需要一种比先前的滤水性测量更准确的滤水性测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的方法和用于实现该方法的设备。这是通过对悬浮 液的滤水性测量建模的方法实现的。此外，该方法包括利用漏斗接收已知的流量，每个流 量以使得液体从侧面支管流出的方式填入漏斗；利用漏斗接收的不同的流量来测量下支管 和/或侧面支管的流量；以及基于在下支管和/或侧面支管的流量和利用漏斗接收的流量 之间的测量，建立建模函数。本发明还涉及一种测量悬浮液的方法，该方法包括在测量箱中接收预定体积的样品；以及允许悬浮液通过网流出测量箱。该方法还包括至少在两个时间点测量流出测 量箱的流量；根据在不同的时间点测量的流量、通过预定的建模函数来建立说明悬浮液的 滤水性的参数。本发明还涉及用于对悬浮液的滤水性测量建模的测量设备。该测量设备包括漏 斗、测量计和存储器，该漏斗包括被配置为接收已知的液体流量的侧面支管和下支管，每个 液体流量大于该漏斗的下支管的流量；该测量计被配置为利用由该漏斗接收到的液体流量 来测量在以下的至少一个中从漏斗排出的液体流量下支管、侧面支管；以及该存储器被 配置为，在建模函数基于利用漏斗接收的液体流量和在下支管、侧面支管中的至少一个中 从漏斗排出的液体流量之间的相关性时，存储该建模函数。本发明还涉及一种用于测量悬浮液的测量设备，该测量设备包括预定体积的测量 箱和网，该测量箱被配置为接收悬浮液样品并且允许该悬浮液样品通过该网流出该测量 箱。该测量设备包括传感器，用于至少在两个不同的时间点测量流出该测量箱的流量；存 储器，其中存储预定的建模函数；以及处理器，被配置为根据在不同的时间点测量的流量、 基于存储在该存储器中的预定的函数来建立说明悬浮液的滤水性的参数。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。本发明的方法和布置提供多个优点。使滤水性测量变得更准确，并且可以设置测 量结果对应于期望的测量设备的结果。
在下文中，将参考附图关于优选实施例更详细地描述本发明，在附图中图1示出标准的滤水性测量，图2示出用于对滤水性测量建模的测量设备，图3示出作为总流量的函数的侧面支管和下支管的流量，图4示出滤水性测量，图5示出建立模型的方法的流程图，以及图6示出滤水性测量的流程图。
具体实施例方式让我们首先研究基于标准的现有技术滤水性测量。首先将悬浮液样品放到测量 箱100中，测量箱100的体积是已知的，例如1dm3。悬浮液可以包含例如水和固态物质的颗 粒，诸如填充物、细微材料和/或纤维，纤维又可以例如是植物纤维、木质纤维和/或合成纤 维。悬浮液可以是例如用于制造纸或板的纸浆。然后允许整个测量箱的悬浮液通过网102 流向包括下支管108和侧面支管106的漏斗104。进入漏斗104的悬浮液的部分(即在经 过网102和在网上产生的滤渣(cake)时已被主要过滤成水的悬浮液)通过下支管108流 出漏斗104。在已知的测量中，假定此流量为恒定流量，例如在CSF测量中考虑其值为大约 8. 83ml/s，而在肖伯尔-瑞格勒测量中大约为6. 71ml/s。该悬浮液的一部分还通过侧面支 管106流出漏斗104，并且测量通过侧面支管排出的悬浮液的量。从侧面支管106测量和排 出的悬浮液的量确定悬浮液的滤水性。在现有技术解决方案中，通过下支管108的流量不完全地是恒定的，而是变化的。由于侧面支管106的流量取决于下支管108的流量，因此下支管108的流量变化影响滤水
性测量结果。在当前的解决方案中，可以为滤水性测量建模。在建模中，可以将液体和/或悬浮 液以几个不同的流量提供给期望的种类的漏斗104。提供给漏斗104的每个流量可以被用 来测量侧面支管106的流量、下支管108的流量以及侧面支管106和下支管108两者的流量。图2示出用于对悬浮液的滤水性测量建模的测量设备。测量设备可以包括液体源 200、流量传感器202和处理器204。液体源200可以引导已知的液体流量注入漏斗104，以 使得对于在悬浮液的滤水性测量中使用并且包括下支管108和侧面支管106的每个期望的 漏斗104，液体从侧面支管106流出。在这种情况下，因此每一个液体流量大于漏斗104的 下支管108的流量。在建模中使用的液体可以是水或期望种类的悬浮液。流量传感器202 可以测量引向漏斗104的液体流量。流量传感器206可以利用提供给漏斗104的液体流量 来测量侧面支管106的流量。可替代地或此外，流量传感器208可以利用提供给漏斗104 的液体流量来测量下支管108的流量。处理器204可以建立说明漏斗104的下支管108的 流量对提供给漏斗104的液体流量的依赖性的建模函数。可替代地或此外，处理器204可 以建立说明漏斗104的侧面支管106的流量对提供给漏斗104的液体流量的依赖性的建模 函数。一旦建立了适合的建模函数，就可以存储在存储器210中，并且然后可以在没有漏斗 104的情况下测量要被测量的实际的悬浮液的滤水性。代替流量传感器202或除流量传感器202之外，也可以使用并且布置例如一个或 多个阀门或另一种相应的结构以使得预定的流量流入漏斗104中。代替流量传感器206或除流量传感器206之外，收集容器212也可以被用作测量 计(meter) 216，从侧面支管106流出的液体被收集到其中。可以一直或在期望的时间点对 收集容器212称重以用于确定收集容器212中的液体的量。可以基于液体的量和时间建立 在不同的时间点进入收集容器212的流量。代替称重或除称重之外，可以按照期望的测量 方式连续地或在期望的时间点确定积累的液体的体积。代替流量传感器206或除流量传感器206之外，收集容器214也可以被用作测量 计216，从下支管108流出的液体被收集到其中。可以一直或在期望的时间点对收集容器 214称重以用于确定收集容器214中的液体的量。可以基于液体的量和时间建立在不同的 时间点进入收集容器214的流量。代替称重或除称重之外，可以按照期望的测量方式连续 地或在期望的时间点确定积累的液体的体积。可以自动地或手动地执行流量测量、称重和/或体积确定。图3示出从漏斗的侧面支管106测量的流量300和来自下支管108的流量302。 纵轴是单位为毫升每秒的流量，横轴是单位为毫升每秒的被引向漏斗104的流量。十字和 点表示测量值，线是针对测量值配置的线。在此示例中，当流量大于8. 3031ml/s时，获得作 为被引向漏斗的流量ct。t的函数且流出测量箱100的线性匹配(adaptation)的侧面支管 106流量Cside为Cside(dtot) = (0.959 * ct。t_8. 3031)ml/s。 (1)否则，Cside为0。因此，漏斗104的侧面支管106的任意两个不同的流量的绝对值 Cside(2)-Cside(I) I小于测量的两个流量之间的差的绝对值|ct。t(2)-ct。t(l) |。在此示例中，两个不同的流量之间的差的绝对值为0.959 ^ [ct。j2)-ct。t(l)]。相应地，当流量大于8. 3031ml/s时，获得下支管108的流量为Clower(ctot) = (0.041 * ct。t+8. 3031)ml/s。(2)此示例也示出了下支管108的流量本应该为恒定流量，而它不是。公式(2)的恒 定部分(8. 3031ml/s)不同于常数(8. 83ml/s)，并且流量按照系数0. 041依赖于引向漏斗 104的流量。例如，可以将函数f = 0. 959女ctot-8. 3031作为预定的建模函数存储在存储 器210中。定义的函数可以是普遍的并且适用于全部纸浆等级，或者每个函数可以适用于包 括多个纸浆等级的一些纸浆等级类型。还可以确定每个函数仅仅适用于一个纸浆等级。既 然如此，常数和/或系数可以对于不同的纸浆而不同。代替线性函数，测量的值也可以被插 入到非线性函数中，但是它不一定带来很多附加的准确度。图4示出打算用于测量悬浮液的测量设备。测量设备包括用于接收悬浮液的样品 的预定体积的测量箱100。测量设备还可以包括网102，用于在悬浮液样品经过网102流出 测量箱100时过滤悬浮液样品。网102可以是例如在CSF或肖伯尔-瑞格勒方法中使用的 网，并且可以用芬兰专利113383中描述的方式来制造它。可替代地，网102可以是使液体 的流量减慢并且随时积累悬浮液中的固体的任何结构。网102可以在它的顶部上产生来自 于悬浮液的固体的纸浆滤渣，该滤渣通过过滤防止悬浮液中的固体从测量箱102排出。测 量设备还包括传感器400，用于至少在两个不同的时间点测量流出测量箱100的流量。传感 器400可以是本来已知的任何流量计。传感器400可以是例如利用超声操作的液面高度测 量计。由于测量箱100是已知的，因此可以根据悬浮液的液面的变化来确定从测量箱100 排出的悬浮液的流量。可以以单位时间(例如秒)中的单位体积(例如升或立方米)测量 流量。测量设备还包括处理器204和存储器210。处理器204通过存储在存储器210中 的预定函数、基于在不同的时间点测量的流量来建立说明悬浮液的滤水性的参数。例如，根据标准的CSF值可以被产生作为积分
权利要求
1.一种对悬浮液的滤水性测量建模的方法，其特征在于利用漏斗(104)接收(500)已知的流量，每个流量以使得液体从侧面支管(106)流出 的方式填入漏斗(104)；利用漏斗(104)接收的不同的流量来测量(502)下支管(108)和/或侧面支管(106) 的流量；以及基于在下支管(108)和/或侧面支管(106)的流量和利用漏斗(104)接收的流量之间 的测量，建立(504)建模函数。
2.一种测量悬浮液的方法，所述方法包括在测量箱(100)中接收(600)预定体积的 样品；以及允许(602)悬浮液通过网(102)流出测量箱(100)，其特征在于，至少在两个时间点测 量(604)流出测量箱(100)的流量；根据在不同的时间点测量的流量、通过预定的建模函数来建立(606)说明悬浮液的滤 水性的参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下方式来将所述测量执行作为与标 准对应的测量根据测量的比预定流量大的每个流量、利用预定的函数而生成与在根据标准的测量中 使用的漏斗(104)的侧面支管(106)的每个流量对应的流量，根据所述预定的函数，漏斗 (104)的侧面支管(106)的两个不同的流量之间的差的绝对值小于测量的两个不同的流量 之间的差的绝对值；以及基于与侧面支管(106)的流量对应的流量来建立说明滤水性的参数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，建立由与侧面支管(106)的流量对应的流量 产生的液体体积；以及基于建立的液体体积来建立说明滤水性的参数。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下方式来将所述测量执行作为与标 准对应的测量根据测量的流量的预定函数产生与在根据标准的测量中使用的下支管(108)的流量 对应的流量，并从测量的每个流量中删除产生的流量。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，测量测量箱(100)中的气体的温度，通过超 声测量来测量测量箱(100)中的悬浮液的表面液面，用于确定流出测量箱(100)的悬浮液 的流量；作为测量的气体温度的函数来校正液面高度结果。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，测量由测量的流量从第一流量变为第二流 量所花的时间，用于建立说明悬浮液的滤水性的参数。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，测量由测量的流量从第一预定流量变为第 二预定流量所花的时间，用于建立说明悬浮液的滤水性的参数。
9.一种用于对悬浮液的滤水性测量建模的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括 漏斗(104)、测量计(216)和存储器(210)，所述漏斗(104)包括侧面支管(106)和下支管(108)，所述漏斗(104)被配置为接收已 知的液体流量，每个液体流量大于所述漏斗(104)的下支管(108)的流量；所述测量计(216)被配置为利用由所述漏斗(104)接收到的液体流量来测量在以下的 至少一个中从所述漏斗(104)排出的液体流量下支管(108)、侧面支管(106)；以及所述存储器(210)被配置为存储建模函数，所述建模函数基于利用所述漏斗(104)接 收的液体流量和在下支管(108)、侧面支管(106)中的至少一个中从所述漏斗(104)排出的 液体流量之间的相关性。
10.如权利要求9所述的测量设备，其特征在于，处理器(204)被配置为建立建模函数。
11.一种用于测量悬浮液的测量设备，所述测量设备包括预定体积的测量箱(100)和 网(102)，所述测量箱(100)被配置为接收悬浮液样品并且允许所述悬浮液样品通过所述 网(102)流出所述测量箱(100)，其特征在于，所述测量设备包括传感器(400)，用于至少在两个不同的时间点测量流出所述测量箱(100)的流量；存储器(210)，其中存储预定的建模函数；和处理器(204)，被配置为根据在不同的时间点测量的流量、基于存储在所述存储器 (210)中的预定的函数来建立说明悬浮液的滤水性的参数。
12.如权利要求11所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备被配置为将测量执行 作为与标准对应的测量，并且所述处理器(204)被配置为利用预定的函数、根据测量的大于预定流量的每个流量来 生成与所述漏斗(104)的侧面支管(106)的每个流量对应的流量，根据所述预定的函数，所 述漏斗(104)的侧面支管(106)的两个不同的流量之间的差的绝对值小于测量的两个不同 的流量的差的绝对值，并且所述处理器(204)被配置为基于与所述侧面支管(106)的流量对应的流量来建立说明 滤水性的参数。
13.如权利要求12所述的测量设备，其特征在于，所述处理器(204)被配置为建立由与 所述侧面支管(106)的流量对应的流量产生的液体体积；以及所述处理器(204)被配置为基于建立的液体体积来建立说明滤水性的参数。
14.如权利要求11所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备被配置为用下面这样 的方式将测量执行作为与标准对应的测量所述处理器(204)被配置为利用建模函数根据测量的流量来产生与所述下支管(108) 的流量对应的流量，并从测量的每个流量中删除产生的流量。
15.如权利要求11所述的测量设备，其特征在于，所述处理器(204)被配置为测量由测 量的流量从第一流量变为第二流量所花的时间，用于建立说明悬浮液的滤水性的参数。
16.如权利要求11所述的测量设备，其特征在于，所述处理器(204)被配置为测量由测 量的流量从第一预定流量变为第二预定流量所花的时间，用于建立说明悬浮液的滤水性的 参数。
17.如权利要求11所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括温度计(402)和超 声测量计(400)；所述温度计(402)被配置为测量所述测量箱(100)中的气体的温度，所述 超声测量计(400)被配置为测量所述测量箱(100)中的悬浮液的表面高度，用于确定流出 所述测量箱(100)的流量；以及所述处理器(204)被配置为作为测量的气体温度的函数来校正液面高度结果。
全文摘要
一种测量设备测量在下支管(108)和/或侧面支管(106)中从漏斗(104)排出的液体流量。在利用漏斗(104)接收的液体流量和/或通过下支管(108)和/或侧面支管(106)排出的液体流量之间建立建模函数。在滤水性测量中，传感器(400)至少在两个时间点测量通过网(102)流出测量箱(100)的流量。处理器(204)基于存储在存储器(210)中的建模函数、根据在不同的时间点测量的流量来建立说明滤水性的参数。
文档编号G01N15/00GK102105776SQ200980128867
公开日2011年6月22日 申请日期2009年6月26日 优先权日2008年6月30日
发明者M-P·萨伦 申请人:美卓自动化有限公司