精选造纸定量水分检测原理.docx

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精选造纸定量水分检测原理

质量检测控制系统（QCS）

1.系统原理构成

        纸张质量控制系统主要包括测量和控制两部分构成，其中测量部分为定量、水份、厚度、灰份等的在线检测，测量的关键是高精度、高稳定性的传感器和扫描架。

2.工艺流程

        定量是指纸张每平方米的重量（g），它是依靠改变定量阀的开度从而改变上浆绝干量实现控制的。

要保证定量稳定，首先必须保证上网浓度的稳定，因此在调浆箱前有一个浓度调节回路。

        水份是指纸张的含水率（%），它是依靠改变烘缸内的蒸汽压力从而改变烘缸的干燥能力来实现控制的。

        厚度是指纸张在规定一定面积、一定压力的条件下所测得纸的两个表面之间的垂直距离（um）。

它是依靠将其通过旋转滚筒来进行控制的。

        灰分是指纸张在925度温度时完全燃烧的剩余物质，通常用百分比含量来表示，即灰分相对于纸张绝干定量的比值，它是依靠改变纸浆或涂布的配比中施加的矿物质填料来实现控制的。

        通过对纸张定量、水分、厚度、灰分的控制可以提高产品成品率和优质率，并且能够节约原料和能源，降低成本。

3.系统结构

        控制系统采用PLC+计算机结构，系统资源合理分配测控时效更高，现场显示面板+现场按钮配合与计算机操作结合实现操控双保险，保证系统的安全平稳运行。

开放式的系统结构方便与第三方系统通讯、强大的PLC功能支持用户进行二次开发、高精度定量阀保证控制精度、人性化的界面设计使现场人员更易掌握。

4.扫描架

        先进、坚固的扫描架是实现QCS系统在线精确测量和优秀控制的基础平台。

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"O"型扫描架是QCS系统的重要组成部分。

BMCS扫描架是结构先进，技术起点高，能适应不同精度要求的测量和控制，是国产同类产品中唯一获得国家创新基金无偿支助的产品。

        扫描架立柱采用"┥"型结构设计，有效的减少了大梁形变

5.传感器介绍

        定量传感器:

        GBW-101型定量传感器利用放射源发出的β射线透过物质的吸收规律来测量薄片材料的定量。

它广泛适用于造纸、薄膜、塑料片、胶片以及其它薄片的在线非接触连续测量，为其生产过程的自动控制提供实时的质量检测信号。

        测量精度：

2δ≦0.25%

        稳定性：

连续工作8小时，漂移不超过0.25%

        红外水分传感器:

        GMS-201红外水份传感器是基于红外线吸收原理，利用在近红外光谱区某些波长的红外辐射能量被水分子有选择的吸收，而中心波长的辐射能量几乎不被吸收的特点，通过测量红外线穿过纸页被吸收的能量来表征纸页的含水量。

        测量范围：

1~25%

        测量精度：

2σ≤±0.15%

        稳定性：

连续运行8小时，漂移不超过0.15%

        微波水分传感器:

        MWM-20微波水分传感器利用水的介电参数（约75）比纤维素的（约2.5）高很多倍，纸张中的水份比例因此将被强烈地反映到纸张的介电参数上面，这种效应能用微波技术以高精度来测量。

水份敏感部件是一个微波谐振腔，它的一个谐振频率对介入谐振腔的材料量及其介电参数敏感；它的另一个谐振频率对材料不敏感，作为参考频率。

这两个频率之差作为基本量值反映出被测物的水分含量。

        测量范围：

0~70%（定量40~2000g/m2）

        测量精度：

2σ≤±0.25%

        稳定性：

≤2σ/48小时（σ指标准偏差）

        接触式厚度传感器:

        GCL-401型厚度传感器采用轻触式气囊设计，精确可靠地测量各种等级的纸幅厚度，使用透过纸幅的电磁感应测量原理直接测量纸厚，不受纸张成分和密度的影响。

这一测量技术在20~2000μm范围提供高超的精度。

它广泛适用于造纸和幅面材料的在线接触式测厚，为其生产过程的自动控制提供实时的厚度检测信号。

        测量范围：

20~2000μm

        灰分传感器:

        GAS-102型灰份传感器利用放射源发出的x射线透过物质的吸收规律来测量幅面材料的灰份或无机物涂布量。

它广泛适用于造纸、薄膜、塑胶片以及其它薄片的在线非接触测量，为其生产过程的自动控制提供实时的质量检测信号。

        测量范围：

2~40%（定量15~300克/平方米）

        测量精度：

2σ≤±0.25%或2σ≤±0.15克/平方米（取大者）

        稳定性：

连续运行8小时，漂移不超过0.25%或0.15克/平方米（取大者）

6.现场应用环境解决方案

        测量面板采用内嵌式可控电阻丝加热技术有效解决环境温差、纸页水汽等在箱体、探头表面的结露现象，消除了因外界变化对测量的影响和水滴造成的纸病。

        探头箱体内腔整体恒温设计给测量电子电路创造一个恒定的工作环境。

        测量间歇恒温技术保证测量结果不受外界空气密度湿度的影响。

        测量间隙温度变化导致空气密度变10℃的温度变化将影响定量1.393g/m2（测量间隙10mm计算）

        纸页从上下梁之间通过，纸页对上梁存在较大的加温效应导致QCS上下梁存在温差。

温差易导致大梁发生垂直方向的变形。

垂直位置每变化50微米，将影响0.35~0.45g/m2

        大梁受温度影响的变形，是其物理特性决定的，通过特殊的结构设计只可减少变形；但通过传感器的实时检测变形量，并软件补偿对信号的影响，可根本上解决机械的物理特性对定量水份测量的影响

        内置Z向高精度测距传感器实时在线测量探头间隙，实时软件补偿大梁形变对测量的误差