FR2517827A1 - Procede et appareil de mesure par voie optique de la consistance d'une boue de pate - Google Patents
Procede et appareil de mesure par voie optique de la consistance d'une boue de pate Download PDFInfo
- Publication number
- FR2517827A1 FR2517827A1 FR8220496A FR8220496A FR2517827A1 FR 2517827 A1 FR2517827 A1 FR 2517827A1 FR 8220496 A FR8220496 A FR 8220496A FR 8220496 A FR8220496 A FR 8220496A FR 2517827 A1 FR2517827 A1 FR 2517827A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- electromagnetic radiation
- reflected
- wavelength
- water
- absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/34—Paper
- G01N33/343—Paper pulp
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA MESURE PAR VOIE OPTIQUE DE LA CONSISTANCE DE BOUES DE PATE; ON ENVOIE 5, 2 UN FAISCEAU DE RADIATIONS ELECTROMAGNETIQUES SUR LA BOUE; LES RADIATIONS REFLECHIES 2A, 13 SONT SEPAREES EN 7, PUIS FILTREES 8, 8A EN DEUX COMPOSANTS ENVOYES RESPECTIVEMENT A DEUX PHOTODETECTEURS 11, 11A POUR OBTENIR DEUX SIGNAUX ELECTRIQUES TRAITES ET DIVISES EN 16 L'UN PAR L'AUTRE, DE MANIERE A OBTENIR UNE GRANDEUR S REPRESENTATIVE DE LA SEULE CONSISTANCE DE LA BOUE.
Description
Procédé et appareil de mesure par voie optique de la
consistance d'une boue de pâte.
consistance d'une boue de pâte.
La présente invention concerne un procédé et un appareil nouveaux de mesure de la consistance de divers types de mélanges de pâte et d'eau (boues de pâte). L'invention est basée sur un phénomène optique présenté par les mélanges de pâte et d'eau et sur l'utilisation de ce phénomène pour la mesure de la consistance de ces mélanges.
Dans l'industrie de la pâte et du papier et au cours du procédé de fabrication du papier, les fibres de bois individuelles sont séparées du bois, soit par des moyens mécaniques ou chimiques, soit par des combinaisons de ces deux moyens. De l'eau est mélangée aux fibres de bois brut pour former une boue de pâte de bois comprenant de façon typique plus de 80% d'eau. Pour effectuer un contrôle de bonne qualité des processus de formation de la pâte, et pour fabriquer de façon régulière un produit final (papier) répondant à des normes spécifiées, il est essentiel de connaître le rapport entre les fibres de bois et la masse totale (ce rapport étant connu dans la technique par le terme de "consistance") en chaque point au cours du processus.
Par exemple, il est important, en vue du contrôle de la qualité, de pouvoir mesurer la consistance de la boue de pâte alors qu'elle circule dans un tuyau vers une tour ou une chambre de stockage où la pâte se déplace très lentement ou est même parfois complètement immobile. I1 est également important de pouvoir déterminer la consistance de la boue d'une pâte chimique (blanchie ou non blanchie), d'une pâte thermo-mécanique, d'une pâte mécanique, de mélanges de pâtes différentes, ou de la consistance de la boue pendant le processus de blanchiment.
La plupart des détecteurs qui sont utilisés dans l'industrie pour mesurer la consistance de mélanges d'eau et de pâte (boues de pâte) fonctionnent mécaniquement. Ces détecteurs mécaniques mesurent, d'une façon ou d'une autre, la force que la boue de pâte en déplacement produit sur un bras, une plaque ou toute autre élément mécanique. Ces détecteurs mécaniques ont des limites bien connues, telles que la distorsion due à la vitesse de la boue, la façon dont ils sont affectés par diverses espèces de bois et le degré de raffinage (indice d'égouttage). En outre, ces détecteurs mécaniques ne peuvent pas être facilement installes dans une tour ou une chambre par laquelle passe lentement une boue de pâte ou dans laquelle est contenue une boue de pâte.Les détecteurs mécaniques sont également limités à des consistances spécifiques de la pâte et ils ne mesurent pas avec précision des consistances de la boue de pâte inférieures d'environ 1% ou supérieures d'environ 5%.
Il existe sur le marché un détecteur de chloruration qui est insensible à des variations de consistance (ce détecteur fait l'objet du brevet US 3 994 602). Ce détecteur a essentiellement pour objet de contrôler la chloruration et il le fait en mesurant la transmittance dans la partie visible et proche de l'infra-rouge du spectre électromagnétique (lumière).
Ce brevet décrit également la mesure de la consistance par la détection de la transmisttance de la boue de pâte à des distances diverses de la source-de radiations. Un second dispositif utilise une combinaison de mesures de réflectance et de transmittance, dans le même but. Ni l'une ni l'autre de ces techniques n'utilise un filtrage spécifique des radiations comme moyen clé pour déterminer la consistance.
La présente invention a pour objet de procurer un dispositif et un procédé.optîques susceptibles de mesurer avec précision la consistance d'une boue de pâte de diverses qualités (quel que soit le type de la fibre de bois) et d'effectuer la mesure dans des conditions diverses du procédé et avec des éléments de géométrie divers, tels que des tubes, des tours ou des chambres, indépendamment de la vitesse et sur la totalité de la gamme de température comprise entre OOC et 1000C.
Le principe de la mesure est basé sur les caractéristiques uniques de la lumière (radiations électromagnétiques) dans la gamme comprise entre 200 nm et 5000 nm, sur l'envoi d'un faisceau de cette lumière sur une boue de pâte et sur la détection et la mesure de la lumière réfléchie par les fibres de la pâte dans la boue. La mesure de la consistance dépend directement du fait que l'eau contenue dans la boue de pâte atténue la lumière selon des degres différents pour des longueurs d'onde différentes à l'intérieur de la gamme mentionnée.
La réflectance de la pâte est mesurée en utilisant des longueurs d'onde "sensibles à l'eau et "non sensibles à l'eau" et en comparant mathématiquement ces signaux. Ainsi, le résultat est que le procédé de mesure est sensible à des modifications de la quantité d'eau dans la boue, mais fortement insensible à divers autres facteurs qui perturberaient normalement la mesure ou interféreraient avec elle. Ceci est en soi essentiellement basé sur le fait que ces facteurs "d'interférence" affectent de la même manière les deux longueurs dwonde mesurées. Les facteurs habituels qui perturbent la mesure peuvent être par exemple la blancheur, l'espèce du bois ou les produits chimiques dissous et présènts dans la partie d'eau de la boue.
L'invention concerne un procédé de mesure de la consistance d'une boue de pâte consistant principalement en pâte de bois et en eau, comprenant l'envoi d'un faisceau de radiations électromagnétiques sur la boue de pâte et la mesure du degré d'absorption et du degré de réflexion relatifs des radiations électromagnétiques réfléchies-.
La longueur d'ondé des radiations électromagnétiques peut être située dans la gamme comprise entre environ 200 nm et 5000 nm. Des gammes plus étroites peuvent être comprises entre environ 400 nm et 1600 nm, ou entre environ 700 nm et 1250 nm.
Le procédé de mesure de la consistance d'une boue de pâte consistant essentiellement en pâte de bois et en eau peut comprendre: (a) l'envoi d'un faisceau de radiations radiations électromagnétiques sur la boue; (b) la réception des radiations électromagnétiques réfléchies par la boue; (c) la séparation des radiations électromagnétiques réfléchies en composantes; et (d) la mesure des intensités relatives des longueurs d'onde réfléchies des composantes selon- les facteurs d'absorption par l'eau.
Les radiations électromagnétiques réfléchies peuvent être séparées en deux composantes.
La première composante des radiations électromagnétiques réfléchies peut être envoyée par un filtre passe-bande dont la longueur d'onde centrale nominale est d'environ 960 nm.
La seconde composante des radiations électromagnétiques réfléchies peut être passée par un filtre passe-bande dont la longueur d'onde centrale nominale est d'environ 800 nm.
En variante, la première composante des radiations électromagnétiques réfléchies peut être passée par un filtre passe-bande dont la longueur d'onde centrale nominale est d'environ 1200 nm et la seconde composante des radiations électromagnétiques réfléchies peut être passée par un filtre passe-bande dont la longueur d'onde centrale est d'environ 1060 nm.
En variante, la première composante des radiations électromagnétiques réfléchies peut être mesurée sur une longueur d'onde correspondant au maximum d'absorption par l'eau dans la bande spectrale comprise entre environ 200 nm et 5000 nm, et la seconde composante des radiations élec tromagnétiques réfléchies peut être mesurée sur une longueur d'onde correspondant à une valeur d'absorption dans l'eau très inférieure à celle de la première composante.
L'appareil de mesure de la consistance d'une boue de pâte peut comprendre: (a) des moyens pour envoyer un faisceau de radiations électromagnétiques sur une boue de pâte consistant principalement en fibres de pâte de bois et en eau; (b) des moyens pour recevoir les radiations électromagnétiques réfléchies par la boue; (c) des moyens pour séparer les radiations électromagnétiques réfléchies en composantes; (d) des premiers moyens de filtrage pour filtrer l'une des deux composantes des radiations électromagnétiques réf lé- chies; (e) des seconds moyens de filtrage pour filtrer une autre composante des radiations électromagnétiques réfléchies; (f) des premiers moyens photodétecteurs pour détecter les radiations électromagnétiques réfléchies et filtrées par les premiers moyens de filtrage et créer ainsi un signal électronique proportionnel, (g) des seconds moyens photodétecteurs pour détecter les radiations électromagnétiques réfléchies et filtrées par les seconds moyens de filtrage et créer ainsi un signal électronique proportionnel; (f) des moyens pour amplifier les premier et second signaux des photodétecteurs; et (i) des moyens pour diviser les deux signaux réfléchis et obtenir un rapport entre les deux réflectances.
Les premiers moyens de filtrage (d) peuvent être choisis de manière qu'ils transmettent principalement les radiations électromagnétiques ayant une longueur d'onde correspondant à l'une des gammes d'absorption maximales dans l'eau et les seconds moyens de filtrage (e) peuvent être choisis de manière qu'ils transmettent principalement les radiations électromagnétiques ayant une longueur d'onde pour laquelle l'absorption par l'eau est sensiblement inférieure à la longueur d'onde des premiers moyens de filtrage.
La longueur d'onde centrale des premiers moyens de filtrage (d) peut être d'environ 960 nm et la longueur d'onde centrale des seconds moyens de filtrage (e) peut avoir une longueur d'onde pour laquelle l'absorption dans l'eau est considérablement inférieure à celle des premiers moyens de filtrage.
Les seconds moyens de filtrage (e) peuvent laisser passer des radiations électromagnétiques ayant une longueur d'onde pour laquelle l'absorption par l'eau est plus de cinq fois inférieure à l'absorption par l'eau des radiations électromagnétiques transmises par les premiers moyens de filtrage (d).
Les moyens (a) pour envoyer un faisceau de radiations électromagnétiques émettent des radiations électromagnétiques situées dans la gamme comprise entre environ 200 et 5000 nm.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui suit, dans laquelle on se réfère aux dessins sur lesquels
la figure 1 montre l'atténuation des radiations électromagnétiques dans l'eau en fonction de la longueur d'onde,
la figure 2 est une vue en coupe latérale d'un détecteur optique de consistance,
la figure 3 représente sous forme d'un schéma-blocs électronique les composants comportant le détecteur optique de consistance,
la figure 4 est une représentation graphique de onze essais effectués pour montrer l'allure du signal de détection de consistance par rapport à la consistance de la boue de pâte pour une pâte kraft semi blanchie, et
la figure 5 représente un exemple graphique de six essais effectués pour montrer la réduction au minimum des effets du changement de blancheur sur le signal du détecteur de consistance.
la figure 1 montre l'atténuation des radiations électromagnétiques dans l'eau en fonction de la longueur d'onde,
la figure 2 est une vue en coupe latérale d'un détecteur optique de consistance,
la figure 3 représente sous forme d'un schéma-blocs électronique les composants comportant le détecteur optique de consistance,
la figure 4 est une représentation graphique de onze essais effectués pour montrer l'allure du signal de détection de consistance par rapport à la consistance de la boue de pâte pour une pâte kraft semi blanchie, et
la figure 5 représente un exemple graphique de six essais effectués pour montrer la réduction au minimum des effets du changement de blancheur sur le signal du détecteur de consistance.
La réflectance des radiations électromagnétiques par une boue (qui est un mélange à deux phases de liquide et de solide) est généralement directement affectée par la quantité de liquide présent du fait que la boue est habituellement principalement constituée par de l'eau. Ceci s'applique à des boues de pâte, et selon la réflectance des radiations électromagnétiques par la boue d'eau et de pâte la réflectance est affectée principalement par la quantité d'eau présente.
Dans la gamme du spectre électromagnétique comprise entre environ 200 et 500 nm, l'absorption des radiations dans l'eau présente des pics et des valllées pour les diverses longueurs d'onde.
Du fait que la boue de pâte est principalement de l'eau, avec une partie mineure de composants dissous et en suspension, le faisceau lumineux envoyé sur la boue circule le plus souvent à travers le composant liquide de la boue avec peu d'interférence. Cependant, une partie de la lumière est réfléchie. La boue réfléchit la lumière par les fibres qui sont proches de la surface et également dans une grande mesure par les fibres individuelles qui sont situées plus profondément sous la surface. La transmittance de l'eau ou du liquide de la boue devient donc une clé pour la détermination du degré selon lequel une boue dans son ensemble réfléchira les radiations électromagnétiques d'une longueur d'onde spécifique.
La réflectance des fibres de bois dépend également de la longueur d'onde des radiations accidentelles. Pour des longueurs d'onde supérieures à environ 800 nm, la réflectance des radiations électromagnétiques des fibres de bois devient relativement insensible à des changements de longueur d'onde.
Par contre, l'eau présente des variations d'absorption distinctes pour des longueurs d'onde supérieures à environ 800 nm. La figure 1 qui montre les valeurs d'absorption électromagnétiques ( en ordonnées) par rapport à la longueur d'onde exprimée en nm (en abscisses), indique que l'eau présente un maximum (pic) d'absorption pour environ 960 nm.
Elle présente un minimum (vallée) d'absorption pour une longueur d'onde d'environ 1060 nm. De même, pour environ 1200 nm, l'absorption par l'eau atteint un maximum (pic). La même tendance cyclique se poursuit pour es longueurs d'onde des radiations électromagnétiques supérieures à 1200 nm, avec des minimums et des maximums qui alternent. Ceci signifie que l'on peut également utiliser-d'autres longueurs d'onde pour atteindre les buts que se fixe l'invention.
La demanderesse a découvert que ces pics et ces vallées d'absorption peuvent être utilisés pour mesurer la quantité d'eau contenue dans une boue de pâte (et de ce fait la "consistance") en envoyant un faisceau lumineux ayant une largeur de bande relativement importante, par exemple comprise entre environ 200 nm et 5000 nm, et en sélectionnant et à l'aide de filtres les radiations électromagnétiques réfléchies seulement pour des longueurs d'onde présélectionnées.
En sélectionnant les filtres utilisés de manière qu'un filtre soit adapté a la longueur d'onde du maximum d'absorption de la lumière et en établissant le rapport entre le signal ainsi obtenu et le signal provenant d'un autre filtre adapté a une longueur d'onde minimale d'absorption de la lumière, la demanderesse a déterminé qu'il est possible d'obtenir un résultat mesurable qui ne dépend pas particulièrement des propriétés de la boue qui affectent normalement le spectre de réflectance dans la gamme de longueurs d'onde choisie, ou qui sont affectées par ces dernières. Par contre, le résultat est sensible des modifications de la consistance.Ceci est démontré par les graphiques des figures 4 et 5 qui montrent les résultats de mesures d'essais effectués sur différentes pâtes, quand les deux filtres avaient respectivement une longueur d'onde de 960 nm et de 800 nm, avec une largeur de bande de 5 nm.
Si on se réfère aux figures 2 et 3 qui représentent la constitution du détecteur, une lampe incandescente à filament de tungstène (5) est alimentée à partir d'une alimentation (6) raccordée par exemple à une source électrique à basse tension ( par exemple de + 24 volts) et qui engendre des radiations électromagnétiques (lumière) dans la gamme spectrale comprise entre environ 200 nm et 5000 nm, ces radiations sont envoyées-dans un câble à fibres optiques (2) et transmises par l'intermédiaire d'une fenêtre (14) à une boue de pâte qui se trouve de l'autre côté de la fenêtre. Une partie de cette lumière est transmise au travers de la boue et une partie est réfléchie en direction de la fenêtre (14) et au travers de celle-ci.
Un second câble à fibres optiques (2a) est disposé parallèlement au câble (2) et il recueille et transmet la lumière réfléchie par la boue de pâte au travers de la fenêtre (14) pour qu'elle parvienne à une lentille (13).
Ensuite, un séparateur de faisceau (7) et deux filtres séparés (8) et (8a) divisent la lumière réfléchie qui a traversé la lentille (13) de manière que deux photodétecteurs (11) et (lia) ne reçoivent chacun qu'environ la moitié de la lumière réfléchie.
Les photodétecteurs (11) et (1 la) sont activés par la lumière ils produisent des signaux qui sont amplifiés dans des amplificateurs respectifs (14) et (14a) munis d'une entre auxiliaire de réglage de seuil; ces signaux sont ensuite traités en utilisant un diviseur électronique (16) pour obtenir le rapport entre les deux réflectances.pour des longueurs d'onde distinctes. Le rapport entre les signaux est converti, en (17), en un signal de sortie S dont le courant est de 4 à 20 mA, qui convient à un traitement, un contrôle et une évaluation industriels, par exemple au moyen d'un ordinateur.Par ailleurs, en boîtier d'alimentation (18) fournit les différentes tensions (par exemple + 15V et - 15V) nécessaires au fonctionnement de l'appareil, à partir de la tension générale + V ( par exemple + 24 volts), tandis qu'un détecteur-stabilisateur en température (19), alimenté par la tension de + V, contrôle les deux photodétecteurs (11) et (pila).
Les câbles (2) et (2a) sont disposés dans un arbre ou conduit détecteur (). Les extrémités des deux câbles sont maintenues en place par un support de câbles a fibres optiques (3). L'équipement optique et électronique est logé dans un flasque détecteur (10). Une joue (4) fixe l'arbre détecteur (1) à la boite à détecteur (10). Les éléments' optiques sont montés et supportés par un bloc de montage d'éléments optiques (6). Les deux filtres (8) et (8a) sont maintenus en place par une paire de supports (9). La plaquette a circuit imprimé (12) des éléments électroniques est également logée dans la boîte (10). On élimine les effets de la lumière parasite en utilisant une garniture (15) étanche à la lumière et divers joints a clé.
Les deux filtres (8) sont choisis de manière 'que leur largeur de bande soit assez étroite et qu'ils présentent par exemple une largeur de bande de transmission de 5 nm. La longueur d'onde centrale (longueur d'onde correspondant a la longueur d'onde maximale) de l'un des filtres est choisie de manière à correspondre à un pic d'absorption par liteau, par exemple une longueur d'onde de 960 nom ou de 1200 nm.
On choisit ensuite l'autre filtre (8a) de manière que sa longueur d'onde centrale soit aussi proche que possible de la lonyueur d'onde du premier filtre, mais dans le même temps que ce soit la longueur d'onde pour laquelle l'absorption par l'eau soit considérablement plus faible, et de préférence plus de cinq à dix fois plus faible, par exemple une longueur d'onde de 800 nm ou de 1060 nm.
Ainsi, quand on mesure la réflectance de la boue- de pâte, le signal provenant du premier filtre (8) est beaucoup plus affecté par la quantité d'eau présente par volume unitaire de boue que le signal provenant du second filtre (8a). Par ailleurs, les deux signaux sont pratiquement également affectés par d'autres phénomènes de la boue de pâte qui ont un effet sur la réflectance. Ceci, par ailleurs, signifie que le taux (ou sortie du détecteur) est très sensible à des variations de consistance et très insensible à des facteurs autres que les variations de consistance.
La figure 4 ( avec en ordonnées l'intensité du signal de détection exprimé en milliampères et en abscisses la consistance, exprimée en %, de la boue de pâte) représente sous forme graphique le résultat d'une série de onze essais portant sur l'analyse, conformément à l'invention, d'une boue de pâte pour une pâte kraft semi-blanchie.
La figure 5 représente sous forme graphique (avec en ordonnées la valeur relative du signal du détecteur et en abscisses la consistance exprimée en %) six essais effectués pour démontrer comment les perturbation de la blancheur sont minimisées par le détecteurans cet exemple, la courbe A est relative à une pâte kraft non blanchie ayant une brillance d'environ 20 tandis que la courbe B est relative à une pâte kraft entièrement blanchie ayant une brillance d'environ 90.
On a constaté que la sensibilité à la consistance est considérablement plus forte que la sensibilité à des changements de blancheur. Dans ce cas, les deux échantillons représen- tent les extrêmes pratiques de l'échelle de blancheur. Dans les conditions réelles du procédé, on ne rencontrerait pas des modifications aussi importantes.
Pour une consistance de 0,4%, prise à titre d'exemple, on peut constater d'après les courbes A et B de la figure 5 que:
10) le signai du détecteur varie en fonction des variations de la consistance (pour 1%):
1,2 - 1,13 - 0,07 = 0,7 %
0,5 - 0,4 0,1
20 le signal du détecteur varie en fonction des variations de la brillance (pour une unité):
1,2 = 0,96 - 0,24
90 - 20 = 70 = 0,0034/1 unité
Un autre aspect à considérer dans la sélection des filtres est qu'il peut arriver qu'un facteur perturbateur soit plus puissant que tous les autres. Par exemple, la blancheur peut être assez constante, mais des changements d'espèce du bois peuvent être fréquents et impossibles à prédire.Dans ce cas, la seconde longueur d'onde est choisie pour produire une insensibilité maximale vis-a-vis de ce facteur perturbateur en mesurant des échantillons de la pâte en question et en choisissant le second filtre de manière qu'il ait éventuellement une longueur d'onde légèrement différente de celle normalement choisie pour le second filtre.
10) le signai du détecteur varie en fonction des variations de la consistance (pour 1%):
1,2 - 1,13 - 0,07 = 0,7 %
0,5 - 0,4 0,1
20 le signal du détecteur varie en fonction des variations de la brillance (pour une unité):
1,2 = 0,96 - 0,24
90 - 20 = 70 = 0,0034/1 unité
Un autre aspect à considérer dans la sélection des filtres est qu'il peut arriver qu'un facteur perturbateur soit plus puissant que tous les autres. Par exemple, la blancheur peut être assez constante, mais des changements d'espèce du bois peuvent être fréquents et impossibles à prédire.Dans ce cas, la seconde longueur d'onde est choisie pour produire une insensibilité maximale vis-a-vis de ce facteur perturbateur en mesurant des échantillons de la pâte en question et en choisissant le second filtre de manière qu'il ait éventuellement une longueur d'onde légèrement différente de celle normalement choisie pour le second filtre.
Un certain nombre de variations de la structure de base peuvent être envisagées pour obtenir des résultats égaux ou légèrement inférieurs à ceux obtenus avec les détecteurs précédemment décrits. Celles-ci sont les suivantes.
1. Le câble à fibres optiques peut être éliminé en plaçant la source lumineuse, le séparateur de faisceau, les filtres et les détecteurs immédiatement à la suite de la fenêtre, a la pointe du détecteur.
2. La source lumineuse peut être réalisée en utilisant des diodes émettrices de lumière (LED). Celles-ci permettent de réaliser un détecteur plus simple par sa conception, mais moins adaptable à différentes conditions spécifiques du procédé, par exemple du fait qu'il faut utiliser des filtres a bande très étroite et de longueur d'onde spécifique pour compenser les perturbations. A mesure que la technologie des
LED avance, ceci devrait devenir une alternative plus attrayante du fait de la simplicité et des couts moindres.
LED avance, ceci devrait devenir une alternative plus attrayante du fait de la simplicité et des couts moindres.
3. On peut utiliser des filtres multiples, ou bien l'on peut effectuer la mesure du spectre total en question pour obtenir les mêmes résultats, mais avec plus de liberté pour la sélection de la longueur d'onde et effectuer diverses compensations.
4. A la place d'un rapport entre deux signaux, on peut utiliser les calculs qui suivent pour produire un résultat utilisable dans certaines conditions:
(a) la différence des deux signaux;
(b) un signal divisé par la somme des deux;
(c) un signal unique (cette variante devient plus utile quand les consistances sont supérieures à 4... 5% quand il s'agit d'une pâte de forte blancheur); et
(d) un signal plus une constante divisé par un second signal plus une constante.
(a) la différence des deux signaux;
(b) un signal divisé par la somme des deux;
(c) un signal unique (cette variante devient plus utile quand les consistances sont supérieures à 4... 5% quand il s'agit d'une pâte de forte blancheur); et
(d) un signal plus une constante divisé par un second signal plus une constante.
5. Les filtres peuvent être montés sur une roue a filtres.
6. On peut utiliser un ou plusieurs détecteurs électromagnétiques en fonction du nombre de filtres utilisés ou si l'on utilise ou non une roue à filtres.
7. On peut utiliser divers éléments de traitement la place du diviseur. Par exemple, on pourrait facilement utiliser un microprocesseur.
La liste ci-dessus ne doit pas être considérée comme complète et limitative et elle n'est donnée qu'a titre d'exemple.
On peut obtenir un résultat similaire à celui indiqué ci-dessus en utilisant des longueurs d'onde coïncidant toutes avec les maximums d'absorption dans l'eau, puis en faisant la somme des signaux individuels. Dans ce cas cependant, le bénéfice consistant-- être capable de compenser les autres phénomènes perturbateurs du spectre de réflectance est perdu dans une grande mesure.
Certains des avantages de l'invention vis- -vis de détecteurs existants et actuellement utilisés sont les suivants:
(a) peu d'interventions de maintenance;
(b) une gamme de mesure de consistance allant de 0,05 15% est possible en utilisant le même détecteur de base;
(c) l'installation du détecteur peut être faite par l'intermédiaire d'un clapet à bille en vue de faciliter l'inspection par la suite;
(d) la mesure est fortement indépendante du débit (par comparaison avec les dispositifs mécaniques);
(e) le détecteur peut être installé virtuellement en tout endroit quelconque où il y a un débit minimal et suffisamment d'espace pour la réflectance de la lumière par la boue, et
(f) la géométrie des tuyauteries et des conteneurs physiques n'affecte pas la mesure.
(a) peu d'interventions de maintenance;
(b) une gamme de mesure de consistance allant de 0,05 15% est possible en utilisant le même détecteur de base;
(c) l'installation du détecteur peut être faite par l'intermédiaire d'un clapet à bille en vue de faciliter l'inspection par la suite;
(d) la mesure est fortement indépendante du débit (par comparaison avec les dispositifs mécaniques);
(e) le détecteur peut être installé virtuellement en tout endroit quelconque où il y a un débit minimal et suffisamment d'espace pour la réflectance de la lumière par la boue, et
(f) la géométrie des tuyauteries et des conteneurs physiques n'affecte pas la mesure.
Comme il va de soi, et comme il résulte déja de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement a ceux de ses modes de réalisation, non plus qu'a ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties, ayant été plus specialement envisagées; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
Claims (21)
1. Procédé de mesure de la consistance d'une boue de pâte comportant principalement de la pâte de bois et de l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend l'envoi d'un faisceau de radiations électromagnétiques sur la boue de pâte et la mesure du degré d'absorption relatif et du degré de réfection des radiations électromagnétiques réfléchies.
2. Procédé de mesure de la consistance d'-une boue de pâte comportant principalement de la pâte de bois et de l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend:
(a) l'envoi d'un faisceau de radiations électromagnétiques sur la boue,
(b) la reception des radiations électromagnétiques réfléchies par la boue,
(c) la séparation-des radiations électromagnétiques réflécnies en composantes,
(d) la mesure de l'intensité relative des longueurs d'onde réfléchies des composantes selon des facteurs d'absorption par l'eau.
3. Procéde selon la revendication 1, caractérisé en ce que les radiations électromagnétiques réfléchies sont séparées en deux composantes.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la longueur d'onde des radiations électromagnétiques est comprise entre environ 200 nm et 5000 nin.
5. Procédé selon llune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la longueur d'onde des radiations électromagnétiques est comprise entre environ 400 nm et 1600 nm.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la longueur d'onde des radiations électromagnétiques est située dans la gamme comprise entre environ 700 nm et 1250 nm.
7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première composante des radiations électromagnétiques est envoyée par un filtre passe-bande dont la longueur d'onde centrale nominale est d'environ 960 nm
8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première composante des radiations électromagnétiques est envoyée par un filtre passe-bande dont la longueur d'onde centrale nominale est d'environ 800 nm.
9. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première composante des radiations électromagnétiques est envoyée par un filtre passe-bande dont la longueur d'onde centrale nominale est d'environ 1200 nm.
10. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première composante des radiations électromagnétiques est envoyée par un filtre passe-bande dont la longueur d'onde centrale nominale est d'environ 1060 nm.
11. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première composante des radiations électromagnétiques réfléchies est mesurée sur une longueur d'onde correspondant à un maximum d'absorption par l'eau, dans la gamme spectrale comprise entre 200 nm et 5000 nm.
12. Procéde selon la revendication 11, caractérisé en ce que la seconde composante des radiations électromagnétiques réfléchies est mesurée sur une longueur d'onde correspondant à une valeur d'absorption par l'eau très inférieure à celle de la première composante.
13. Appareil pour mesurer la consistance d'une boue de pâte, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) des moyens (52) pour envoyer un faisceau de radiations électromagnétiques sur une boue de pâte consistant principalement en fibres de pâte de bois et en eau; (b) des moyens (2a,13) pour recevoir les radiations électromagnétiques réfléchies par la boue; (c) des moyens (7) pour séparer les radiations électromagné- tiques réfléchies en composantes; (d) des premiers moyens de filtrage (8) pour filtrer l'une des deux composantes des radiations électromagnétiques réfléchies; (e) des seconds moyens de filtrage (8a) pour filtrer une autre composante des radiations électromagnétiques réfléchies; (f) des premiers moyens photodétecteurs (11) pour détecteur les radiations électromagnétiques réfléchies et filtrées par les premiers moyens de filtrage et créer ainsi un signal électronique proportionnel; (g) des seconds moyens photodétecteurs (lla) pour détecter les radiations électromagnétiques réfléchies et filtrées par les seconds moyens de filtrage et créer ainsi un signal électroniyue proportionnel; (f) des moyens pour amplifier les premier et second signaux des photodétecteurs, et (i) des moyens pour diviser les deux signaux-réfléchis et obtenir un rapport entre les deux réflectances.
14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les premiers moyens de filtrage (8) sont choisis de manière qu'ils transmettent principalement les radiations électromagnétiques ayant une longueur d'onde correspondant a l'une des gammes d'absorption maximale par l'eau.
15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que les seconds moyens de filtrage (8a) sont choisis de manière qu'ils transmettent principalement les radiations électromagnétiques ayant une longueur d'onde pour laquelle l'absorption par l'eau est sensiblement inférieure a celle de la longueur d'onde des premiers moyens de filtrage (8).
16. Appareil selon la revendication 13, caractérisé én ce que la longueur d'onde centrale des premiers moyens de filtrage (8) est d'environ 960 nm.
17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que la longueur d'onde centrale des seconds moyens de filtrage (8a) est une longueur d'onde pour laquelle l'absorption par l'eau est considérablement inférieure à celle des premiers moyens de filtrage (8).
18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que les seconds moyens de filtrage (8a) laissent passer des radiations électromagnétiques ayant une longueur d'onde pour laquelle l'absorption par l'eau est plus de cinq fois inférieure à l'absorption par l'eau es radiations électromagnétiques transmises par les premiers moyens de filtrage (8).
19. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens (5,2) qui envoient un faisceau de radiations éleçtromagnétiques émettent des radiations électroma gnétiques situées dans la gamme comprise entre environ 200 nm et 5000 nm.
20. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens (5,2) qui envoient un faisceau de radiations électromagnétiques émettent des radiations électromagnétiques situées dans la gamme comprise entre environ 400 nm et 1600 nm.
21. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens (5,2)qui envoient un faisceau de radiations électromagnétiques émettent des radiations électromagnétiques situées dans la gamme comprise entre environ 700 nm et 1250 nm.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US32796081A | 1981-12-07 | 1981-12-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2517827A1 true FR2517827A1 (fr) | 1983-06-10 |
| FR2517827B1 FR2517827B1 (fr) | 1987-07-03 |
Family
ID=23278858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8220496A Expired FR2517827B1 (fr) | 1981-12-07 | 1982-12-07 | Procede et appareil de mesure par voie optique de la consistance d'une boue de pate |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58108436A (fr) |
| CA (1) | CA1199813A (fr) |
| DE (1) | DE3244892A1 (fr) |
| FI (1) | FI824185A7 (fr) |
| FR (1) | FR2517827B1 (fr) |
| NO (1) | NO824088L (fr) |
| SE (1) | SE8206940L (fr) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1196832B (it) * | 1986-12-10 | 1988-11-25 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento per misurare la viscosita di un corpo |
| US5416577A (en) * | 1993-07-02 | 1995-05-16 | Honeywell Inc. | Color sensor for optically measuring consisting and brightness of materials |
| US5420682A (en) * | 1993-07-02 | 1995-05-30 | Honeywell Inc. | Method and apparatus for compensating spectral data with a color sensor |
| WO2012007542A1 (fr) | 2010-07-16 | 2012-01-19 | Matthew Rice | Procédé et appareil de mesure optique |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3675019A (en) * | 1971-03-19 | 1972-07-04 | Measurex Corp | Apparatus for measuring the amount of a substance that is associated with a base material |
| US3827808A (en) * | 1973-05-09 | 1974-08-06 | Industrial Nucleonics Corp | Method and apparatus for measuring the opacity of sheet material in which the transmittance signal is compensated for the reflectivity of the material |
| US3994602A (en) * | 1974-01-14 | 1976-11-30 | Measurex Corporation | Optical reflectance gauge and method therefor |
| US4288160A (en) * | 1973-12-28 | 1981-09-08 | Nekoosa Papers Inc. | Optical property measurement system and method |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3161768A (en) * | 1961-01-27 | 1964-12-15 | Nat Res Dev | Method and apparatus for the analysis of emulsions and suspensions |
| US3405268A (en) * | 1965-03-12 | 1968-10-08 | Brun Sensor Systems Inc | Radiant energy absorption gage for measuring the weight of a base material and the content of a material sorbed by the base material |
| DE1598467B1 (de) * | 1967-07-26 | 1972-03-16 | Frieseke & Hoepfner Gmbh | Geraet zur beruehrungslosen messung der feuchte oder der konzentration anderer substanzen in bewegten messguthaben |
| US3614450A (en) * | 1969-02-17 | 1971-10-19 | Measurex Corp | Apparatus for measuring the amount of a substance that is associated with a base material |
| DE1917628C3 (de) * | 1969-04-05 | 1975-04-30 | Frieseke & Hoepfner Gmbh, 8520 Erlangen | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Feuchte oder der Konzentration anderer Substanzen in bewegten Meßgutbahnen |
| DE2264433A1 (de) * | 1972-11-11 | 1974-05-16 | Siemens Ag | Geraet zur kolorimetrischen untersuchung von substanzen auf signifikante bestandteile |
| DE2910673C2 (de) * | 1979-03-19 | 1985-08-08 | Paul Lippke Gmbh & Co Kg, 5450 Neuwied | Verfahren zum berührungslosen Messen des absoluten Gehaltes eines Stoffes(Beisubstanz) in einer die Form eines dünnen Filmes aufweisenden Mischung(Hauptsubstanz und Beisubstanz) mehrerer Stoffe, insbesondere zum Messen des absoluten Gehaltes von Wasser in Papier |
-
1982
- 1982-12-03 FI FI824185A patent/FI824185A7/fi not_active Application Discontinuation
- 1982-12-04 DE DE19823244892 patent/DE3244892A1/de not_active Withdrawn
- 1982-12-06 CA CA000417058A patent/CA1199813A/fr not_active Expired
- 1982-12-06 SE SE8206940A patent/SE8206940L/ not_active Application Discontinuation
- 1982-12-06 NO NO824088A patent/NO824088L/no unknown
- 1982-12-07 JP JP57213459A patent/JPS58108436A/ja active Pending
- 1982-12-07 FR FR8220496A patent/FR2517827B1/fr not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3675019A (en) * | 1971-03-19 | 1972-07-04 | Measurex Corp | Apparatus for measuring the amount of a substance that is associated with a base material |
| US3827808A (en) * | 1973-05-09 | 1974-08-06 | Industrial Nucleonics Corp | Method and apparatus for measuring the opacity of sheet material in which the transmittance signal is compensated for the reflectivity of the material |
| US4288160A (en) * | 1973-12-28 | 1981-09-08 | Nekoosa Papers Inc. | Optical property measurement system and method |
| US3994602A (en) * | 1974-01-14 | 1976-11-30 | Measurex Corporation | Optical reflectance gauge and method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8206940D0 (sv) | 1982-12-06 |
| JPS58108436A (ja) | 1983-06-28 |
| FI824185A0 (fi) | 1982-12-03 |
| CA1199813A (fr) | 1986-01-28 |
| DE3244892A1 (de) | 1983-07-28 |
| FI824185L (fi) | 1983-06-08 |
| NO824088L (no) | 1983-06-08 |
| FR2517827B1 (fr) | 1987-07-03 |
| FI824185A7 (fi) | 1983-06-08 |
| SE8206940L (sv) | 1983-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0333812B1 (fr) | Dispositif pour determiner en continu un indice d'etat de surface d'une feuille crepee en mouvement | |
| KR960042050A (ko) | 유체 특히 혈액분석의 광학적 검사 장치 | |
| FR2806159A1 (fr) | Procede et dispositif optique pour la mesure non intrusive de la temperature dans un liquide en ecoulement | |
| NO162169B (no) | Anordning og fremgangsmaate for bestemmelse av masseblandingskonsistens | |
| EP0650045A1 (fr) | Procédé et dispositif pour caractériser optimiser et contrôler automatiquement une méthode d'analyse par ressuage | |
| FR2683102A1 (fr) | Procede d'exploitation d'un diode laser. | |
| FR2517827A1 (fr) | Procede et appareil de mesure par voie optique de la consistance d'une boue de pate | |
| AU590223B2 (en) | Concentration meter | |
| WO1998034097A1 (fr) | Determination du rapport des coefficients d'absorption a differentes longueurs d'ondes dans un milieu diffusant | |
| FR2677452A1 (fr) | Procede et appareil destines a determiner des repartitions de dimensions de particules en mesurant l'extinction de lumiere spectrale pendant la sedimentation. | |
| EP0327416B1 (fr) | Procédé d'optimisation du contraste dans une image d'un échantillon | |
| EP0731910B1 (fr) | Dispositif de mesure | |
| WO1999014579A1 (fr) | Procede et appareil de mesure des proprietes d'un papier | |
| US6961126B2 (en) | Optical wavelength splitter | |
| EP0106135B1 (fr) | Procédé et appareil de mesure de la brillance d'une couleur | |
| FR2591739A1 (fr) | Transducteur optique | |
| FR2466759A1 (fr) | Appareil photo-electrique pour l'analyse de gaz | |
| WO2001037226A1 (fr) | Appareil et procede pour verifier l'authenticite de documents, par exemple des billets de banque ou des cheques | |
| FR2613832A1 (fr) | Procede et appareil de mesure de temperature par fibres optiques | |
| RU2294997C1 (ru) | Оптико-электронная система для настройки и диагностики технического состояния бумагоделательных машин (варианты) | |
| JP4442781B2 (ja) | 集光性ホログラムのアレー及びホログラムカラーフィルターの検査方法 | |
| Borbeck et al. | Microfiber analysis via femtosecond stimulated Raman microscopy (FSRM) | |
| EP4040139B1 (fr) | Sonde optique pour analyse par fluorescence en milieux aqueux de molécules organiques présentant au moins un fluorophore et procédé de mise en oeuvre | |
| JPH0125017B2 (fr) | ||
| Basano et al. | All solid-state marine turbidimeter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |