紙張重量及水分量的測定方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供紙張重量及水分量的測定方法和裝置。使用微波共振器測定共振頻率偏差量Δf和峰值水平變化量ΔP，根據(jù)V1＝(Δf·ε”2/Kf-Δp·ε’2/Kp)/(ε’1·ε”2-ε”1·ε’2)、V2＝(Δf·ε”1/Kf-Δp·ε’1/Kp)/(ε”1·ε’2-ε’1·ε”2)求出V1及V2，進而根據(jù)絕干紙張重量＝β·V1、水分量＝γ·V2求出絕干紙張重量及水分量。常數(shù)Kf、Kp、ε’1、ε’2、ε”1及ε”2以Kf及Kp的分散值變得小于規(guī)定值的方式確定ε’1、ε’2、ε”1及ε”2。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及以聯(lián)機方式測定片狀物質(zhì)、尤其是紙片的紙張重量(每I平方米的重量)及水分量的方法和裝置。
技術(shù)介紹
在紙的制造工序中，以聯(lián)機方式測定紙張重量(每I平方米的重量)及水分率是非常重要的，紙張重量(grammage :坪量平方米克重)是在紙的品質(zhì)方面及商業(yè)交易中重要的管理項目。目前，通常使用 BM 計(Basis Weight & Moisture Measurement System 紙張定量&濕度測量系統(tǒng))，根據(jù)P線的透射衰減量求出紙的紙張重量，根據(jù)近紅外線的吸 收量求出紙的水分。通過BM計得到的紙張重量測定值被認為可靠性最高。在測定紙張重量時，使用從Kr85(氪)或Pml47(钷)等放射線源得到的P線。當(dāng)紙張重量大時，P線的衰減量大，當(dāng)紙張重量小時，衰減量小，因此，P線的透射量與紙張重量處于接近反比例的關(guān)系。為了正確地求出紙張重量，使用表示P線的透射量和紙張重量的關(guān)系的校準線。作為測量水分的近紅外線，通常使用基準光、測定光及修正光這三種?；鶞使獾牟ㄩL為I. 8 ii m,該波長光不會因水分而衰減。測定光的波長為I. 9 ii m,該波長光因水分而衰減。修正光的波長為2.1pm，該波長光不受到纖維素的影響。通過以校準線的方式預(yù)先研究出基于水分確定的測定光的衰減量和水分量的關(guān)系，從而能夠求出正確的水分量。在現(xiàn)有的BM計的紙張重量測定使用P線，因此作為線源必須使用氪85或钷147等放射線源。放射線源可能對人體造成不良影響。因此，必須在測定時設(shè)立禁止通行區(qū)域以避免靠近線源，或使在附近作業(yè)機會多的人帶有攜帶膠片式射線計量器的義務(wù)，定期檢測接受的放射線量。另外，要需要配備能夠處理放射線的負責(zé)技術(shù)人員，其要求充分注意放射線的處理并具有處理放射線的專業(yè)知識。作為避免使用放射線源而導(dǎo)致的上述課題的方法，本專利技術(shù)人等提出了以不使用放射線的方式來測定紙等的片狀物質(zhì)的紙張重量及水分的方法(參照專利文獻I)。該提出的方法是使用微波電介體共振器來同時測定紙張重量和水分的方法，作為以聯(lián)機的方式測量紙的纖維取向等的采樣的電感應(yīng)的各向異性的裝置的應(yīng)用，示出了除了纖維取向以外還能夠同時測定紙張重量及水分量的技術(shù)。根據(jù)該提出的方法，紙張重量根據(jù)未配置采樣時的共振頻率和配置了采樣時的共振頻率的差即共振頻率偏差量來求出，水分量根據(jù)未配置采樣時的共振頻率下的峰值水平和配置了采樣時的共振頻率下的峰值水平的差即共振峰值水平變化量來求出。先行技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I日本特開2006-349425號公報(美國專利第7、423、435B2號公報)在通過提出使用微波電介體共振器的方法同時測定紙張重量和水分量的情況下，若水分量恒定，則如圖19所示，能夠以非常高的測定精度來測定紙張重量。圖19是在使長條的紙采樣相對于微波電介體共振器以760m/分的速度進行供給的同時進行聯(lián)機測定得到的結(jié)果，其測定了在將水分量保持成恒定的情況下紙張重量從60. Og/m2變化至49. 3g/m2的部分。另外，若水分量恒定，則如圖20的上圖所示，對于紙張重量不同的各種紙的品種而言，在共振頻率偏差量和基于BM計的紙張重量的測定結(jié)果之間表現(xiàn)出很強的相關(guān)關(guān)系。因此可知，通過對共振頻率偏差量乘以系數(shù)，如圖20的下圖所示，能夠正確地測定紙張重量。然而，不僅僅是電介體共振器，在為空洞共振器的情況下，在使用微波共振器測定紙張重量時，測定的紙張重量的值受水分量的影響這一情況也得以明確。例如，圖21是使用電介體共振器通過與圖19同樣的聯(lián)機測定來測定紙張重量和水分率時的顯示畫面。這種情況下，雖然為紙張重量恒定的紙的采樣，但在使水分率從2. 7%變化至5. 8%時，紙張重量的測定值也發(fā)生了變化。圖21的顯示畫面的紙張重量作為與共振頻率偏差量成比例的數(shù)據(jù)算出，水分率根據(jù)共振峰值水平變化量算出。進而，在圖21中，用于比較的基于BM 計的紙張重量(B)和水分率(M)的測定結(jié)果也以數(shù)值的方式被表示。需要說明的是，在本說明書中，作為與水分的量相關(guān)的用語將“水分率”和“水分量”作為相同的用語而均進行使用?！八致省焙汀八至俊贝嬖谙率鲫P(guān)系水分率=(水分量/ (絕干紙張重量+水分量)X 100 (% )(絕干紙張重量為水分率是0%時的紙張重量)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于能夠排除使用微波共振器測定紙張重量時的水分量(水分率)的影響而正確測定紙張重量。用于解決課題的手段在使用了微波共振器的紙張重量測定中，對紙張重量受到水分量的影響的原因進行研究的結(jié)果是，該原因在于，紙張重量由共振頻率偏差量計算，該共振頻率偏差量與從絕干(水分率為0)的紙的介電常數(shù)減去I得到的值和紙的厚度的乘積成比例，在計算上沒有考慮水分造成的影響。在共振頻率偏差量的測定結(jié)果上增加了基于紙的絕干部分的共振頻率偏差量，因水的介電常數(shù)而產(chǎn)生的共振頻率偏差量被加算。水的介電常數(shù)大，在4GHZ下約為80左右，因此無法忽視其對共振頻率偏差量的結(jié)果造成的影響。本專利技術(shù)基于上述考慮，通過計算來排除因水的介電常數(shù)產(chǎn)生的共振頻率偏差量而從紙張重量測定值中排除水分的影響。首先，說明測定紙張重量及水分量(或水分率)的裝置的簡要情況。在使用微波共振器不測定紙的纖維取向而測定紙的紙張重量和水分量的情況下，必須消除介電常數(shù)的各向異性。作為消除方法，具有使用例如一個微波共振器的方法。微波共振器可以為空洞共振器，也可以為電介體共振器。此時，在為空洞共振器的情況下，使用圓筒空洞共振器或球形空洞共振器等，如例如電場向量成為環(huán)狀的TEtlll模式那樣，選擇電場向量不向某一方向偏斜的共振模式。在為電介體共振器的情況下，當(dāng)然優(yōu)選漸逝波的電場向量不向某一-〖亙定方向偏向，而使用圓柱型電介體共振器選擇成為朝向四面八方的電場分布或成為環(huán)狀的電場分布等的電場分布的共振模式。這種情況下，可以直接使用無采樣時和有采樣時的通過共振器得到的共振頻率偏差量和共振峰值水平變化量來算出紙張重量和水分量。在作為以聯(lián)機的方式計測紙的纖維取向等采樣的電感應(yīng)的各向異性的裝置的應(yīng)用來同時測定紙張重量及水分量時，反而存在受到采樣的介電常數(shù)各向異性的影響的問題。介電常數(shù)為張量因此根據(jù)方向不同其值也不同，但紙張重量和水分量為標量，因此不會因方向不同而值不同。在測定紙張重量或水分量時，如何消除該介電常數(shù)各向異性成為課題。說明在計測采樣的電感應(yīng)的各向異性的裝置中消除采樣的介電常數(shù)各向異性的方法。圖2A和圖2B中示出矩形的微波電介體共振器的示意外觀圖。圖2A為俯視圖，圖2B為通過其天線2a、2b的位置處的垂直剖視圖。電介體共振器I通過一方的天線2a激發(fā)，從另一方的天線2b進行輸出。共振器I和天線2a、2b收容在屏蔽殼體4內(nèi)。 大部分的共振能被封閉在共振器I的內(nèi)部，但一部分作為漸逝波向表面滲出。在為矩形的電介體共振器的情況下，通過適當(dāng)選擇共振模式，能夠使向共振器表面滲出的電場分布與長邊方向平行。在此，使用電場分布成為與長邊方向平行那樣的共振模式。漸逝波6的電場向量的幾乎全部平行，能夠測定采樣8的介電常數(shù)各向異性即取向性。在使采樣8與電介體共振器I的上表面接近或接觸配置時，如圖3那樣，共振頻率與漸逝波6的電場向量方向的介電常數(shù)對應(yīng)地向低頻率側(cè)偏移。使該共振頻率偏差量為Af0共振頻率偏差量定義為從無采樣情本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：永田紳一，澤本英忠，黑澤雅宏，
申請(專利權(quán))人：王子制紙株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：