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質量檢測控制系統(QCS)

發布時間:2019-05-29 13:37 作者:高達科技 瀏覽量:
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1. 系統原理構成

紙張質量控制系統主要包括測量和控制兩部分構成,其中測量部分為定量、水份、厚度、灰份等的在線檢測,測量的關鍵是高精度、高穩定性的傳感器和掃描架。   


質量檢測控制系統(QCS)(圖1)


             2. 工藝流程

   質量檢測控制系統(QCS)(圖2)           

定量是指紙張每平方米的重量(g),它是依靠改變定量閥的開度從而改變上漿絕干量實現控制的。要保證定量穩定,首先必須保證上網濃度的穩定,因此在調漿箱前有一個濃度調節回路。


水份是指紙張的含水率(%),它是依靠改變烘缸內的蒸汽壓力從而改變烘缸的干燥能力來實現控制的。

厚度是指紙張在規定一定面積、一定壓力的條件下所測得紙的兩個表面之間的垂直距離(um)。它是依靠將其通過旋轉滾筒來進行控制的。    灰分是指紙張在925度溫度時完全燃燒的剩余物質,通常用百分比含量來表示,即灰分相對于紙張絕干定量的比值,它是依靠改變紙漿或涂布的配比中施加的礦物質填料來實現控制的。
通過對紙張定量、水分、厚度、灰分的控制可以提高產品成品率和優質率,并且能夠節約原料和能源,降低成本。


3. 系統結構

控制系統采用PLC+計算機結構,系統資源合理分配測控時效更高,現場顯示面板+現場按鈕配合與計算機操作結合實現操控雙保險,保證系統的安全平穩運行。開放式的系統結構方便與第三方系統通訊、強大的PLC功能支持用戶進行二次開發、高精度定量閥保證控制精度、人性化的界面設計使現場人員更易掌握。


4. 掃描架

先進、堅固的掃描架是實現QCS系統在線精確測量和優秀控制的基礎平臺。高達公司高性能?"O"型掃描架是QCS系統的重要組成部分。BMCS掃描架是結構先進,技術起點高,能適應不同精度要求的測量和控制,是國產同類產品中唯一獲得國家創新基金無償支助的產品。
 掃描架立柱采用"┥"型結構設計,有效的減少了大梁形變 


     質量檢測控制系統(QCS)(圖3)          


5. 傳感器介紹

定量傳感器:GBW-101型定量傳感器利用放射源發出的β射線透過物質的吸收規律來測量薄片材料的定量。它廣泛適用于造紙、薄膜、塑料片、膠片以及其它薄片的在線非接觸連續測量,為其生產過程的自動控制提供實時的質量檢測信號。

測量精度:2δ≦ 0.25%

穩定性:連續工作8小時,漂移不超過0.25%



         質量檢測控制系統(QCS)(圖4)           


紅外水分傳感器:

GMS-201紅外水份傳感器是基于紅外線吸收原理,利用在近紅外光譜區某些波長的紅外輻射能量被水分子有選擇的吸收,而中心波長的輻射能量幾乎不被吸收的特點,通過測量紅外線穿過紙頁被吸收的能量來表征紙頁的含水量。

測量范圍:1~25%

測量精度:2σ≤±0.15%

穩定性:連續運行8小時,漂移不超過0.15%



     質量檢測控制系統(QCS)(圖5)


微波水分傳感器:

MWM-20微波水分傳感器利用水的介電參數(約75)比纖維素的(約2.5)高很多倍,紙張中的水份比例因此將被強烈地反映到紙張的介電參數上面,這種效應能用微波技術以高精度來測量。水份敏感部件是一個微波諧振腔,它的一個諧振頻率對介入諧振腔的材料量及其介電參數敏感;它的另一個諧振頻率對材料不敏感,作為參考頻率。這兩個頻率之差作為基本量值反映出被測物的水分含量。

測量范圍:0~70%(定量40~2000g/m2)

測量精度:2σ≤±0.25%

穩定性 :≤2σ/48小時(σ指標準偏差)



     質量檢測控制系統(QCS)(圖6)


接觸式厚度傳感器:
 

GCL-401型厚度傳感器采用輕觸式氣囊設計,精確可靠地測量各種等級的紙幅厚度,使用透過紙幅的電磁感應測量原理直接測量紙厚,不受紙張成分和密度的影響。這一測量技術在20~2000μm范圍提供高超的精度。它廣泛適用于造紙和幅面材料的在線接觸式測厚,為其生產過程的自動控制提供實時的厚度檢測信號。

測量范圍:20~2000μm

         質量檢測控制系統(QCS)(圖7)


灰分傳感器:
GAS-102型灰份傳感器利用放射源發出的x射線透過物質的吸收規律來測量幅面材料的灰份或無機物涂布量。它廣泛適用于造紙、薄膜、塑膠片以及其它薄片的在線非接觸測量,為其生產過程的自動控制提供實時的質量檢測信號。

測量范圍: 2 ~ 40%(定量15 ~ 300克/平方米)

測量精度:2σ≤±0.25%或2σ≤±0.15克/平方米(取大者)


穩定性:連續運行8小時,漂移不超過0.25%或0.15克/平方米(取大者)


         質量檢測控制系統(QCS)(圖8)          


測量面板采用內嵌式可控電阻絲加熱技術有效解決環境溫差、紙頁水汽等在箱體、探頭表面的結露現象,消除了因外界變化對測量的影響和水滴造成的紙病。



         質量檢測控制系統(QCS)(圖9)


探頭箱體內腔整體恒溫設計給測量電子電路創造一個恒定的工作環境。

   質量檢測控制系統(QCS)(圖10)


測量間歇恒溫技術保證測量結果不受外界空氣密度濕度的影響。

         質量檢測控制系統(QCS)(圖11)


測量間隙溫度變化導致空氣密度變10℃的溫度變化將影響定量1.393g/m2(測量間隙10mm計算)

紙頁從上下梁之間通過,紙頁對上梁存在較大的加溫效應導致QCS上下梁存在溫差。溫差易導致大梁發生垂直方向的變形。垂直位置每變化50微米,將影響0.35~0.45g/m2


         質量檢測控制系統(QCS)(圖12)


大梁受溫度影響的變形,是其物理特性決定的,通過特殊的結構設計只可減少變形;但通過傳感器的實時檢測變形量,并軟件補償對信號的影響,可根本上解決機械的物理特性對定量水份測量的影響

內置Z向高精度測距傳感器實時在線測量探頭間隙,實時軟件補償大梁形變對測量的誤差



         質量檢測控制系統(QCS)(圖13)

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