7.8. Специальные средства измерения

Технологические процессы целлюлозно-бумажного производ­ства отличаются разнообразием, сложностью и достаточно спе­цифичны. Поэтому для измерения технологических величин, ха­рактеризующих производства целлюлозы, бумаги, картона, пирта, дрожжей, таллового масла, канифоли и других сопут­ствующих видов продукции, требуется широкая номенклатура отраслевых специальных средств измерения. Кроме того, для решения проблемы охраны окружающей среды в ЦБП необхо­димо предусмотреть создание современных очистных сооруже­ний, функционирование которых невозможно без систем конт­роля и управления, что в свою очередь требует разработки спе­цифичных для этой отрасли промышленности измерительных датчиков и устройств.

Действительно, начиная с измерения количества и сорта дре­весины, поступающей на лесную биржу и кончая определением технологических величин, характеризующих окончательную пе­реработку основной и вспомогательной продукции вплоть до ее упаковки, везде требуются специальные отраслевые измери­тельные приборы.

Создание и внедрение отраслевых средств измерения для целлюлозно-бумажного производства происходит в два этапа. Сначала разрабатываются средства лабораторного измерения, на стадии внедрения которых проводятся периодические экс­пресс-анализы технологических величин и отрабатываются ме­тодика и техника измерений. Затем разрабатываются техничес­кие средства измерения, которые используют для контроля или автоматизации технологических процессов.

Многие отраслевые анализаторы технологических величин находятся на первой стадии развития ввиду чрезвычайной слож­ности измерения ряда технологических параметров и трудоемко­сти разработки новых датчиков и приборов, особенно для ЦБП.

Рассмотрим ряд приборов, получивших применение в произ­водственных измерениях или перспективных с этой точки зре­ния.

Анализатор содержания костры. Определение содержания костры и других включений в целлюлозной и бумажной массе онтролирует полноту ее провара, очистки, отбелки, размола и качества сортирования при подготовке для машин. Такое ши­рокое применение этого показателя предопределило важность пнедрения приборов для лабораторного и технического измере­ния содержания костры.

На рис. 7-46 схематично показано устройство прибора для непрерывного измерения содержания костры непосредственно в трубопроводах.

Автоматический пробоотборник, установленный на трубопро­воде, отбирает пробу массы, которая далее разбавляется, про­пускается через грубую сетку для исключения посторонних пред­метов и заполняет мерный бак. При заполнении бака автомати­чески включается анализатор костры. Он состоит из двух плоских расположенных под углом 90° друг другу источников ин­фракрасного излучения / и 3 и двух фотоэлементов 2 и 4, вос­принимающих инфракрасное излучение, прошедшее через стек-

270

271

лянный элемент с исследуемой массой. Костра при сильном раз­бавлении, попадая в область инфракрасного излучения, абсор­бирует его, что отмечается фотоэлементами 2 и 4, регистриру­ется и накапливается счетчиком за один измерительный цикл, составляющий 10—15 мин. В приборе амплитудный анализа­тор 5, подразделяет костру по толщине на два класса, а ре­зультаты подсчета соответствующих импульсов представлены в счетчиках б и 7. Предел содержания костры каждого из двух классов может быть выбран в соответствии с качеством выпус­каемой продукции. В приборе 8 предусмотрена сигнализация о его превышении.

Анализатор содержания костры имеет выходной стандарт­ный сигнал и может быть подключен к системам управления или ЭВМ.

	3			*
			L. 9			6
			* £. 1	5		7		8
	4

Рис. 7-46

Измерение степени помола и фракционного состава бумаж­ной массы. Важными показателями качества полуфабрикатов, влияющими как на ход технологических процессов производства бумаги и картона, так и на потребительские свойства готовой продукции, являются степень помола и фракционный состав бумажной массы.

Объективными показателями степени помола массы служат средняя длина и ширина волокон или фракционный их состав, степень их фибрилляции, гидратационные свойства и т. д. Од­нако определить каждое из этих свойств не представляется воз­можным. Поэтому под степенью помола древесной, целлюлоз­ной или бумажной массы понимают способность массы более или менее интенсивно пропускать воду, т. е. скорость ее обезво­живания в условиях свободного стекания воды, иначе садкость массы.

Степень помола измеряют в большинстве стран в условных единицах—градусах Шоппер-Риглера (°ШР) на лабораторных приборах того же названия. Последние основаны на измерении интенсивности оттекания жидкости при определенном объеме, температуре и концентрации массы через сетчатое дно. Такой способ измерения имеет невоспроизводимые результаты и не отражает реальных условий водоотдачи массы, например в мок­рой части машин.

Степень помола является очень важной характеристикой процесса отлива массы на сетке, так как она определяет при прочих равных условиях скорость и равномерность формиро­вания полотна, удержание наполнителей, воздухопроницае­мость, впитываемость, механические и печатные свойства бу­маги и картона. Именно степенью помола определяется макси­мально возможная скорость отлива и формирования полотна на сеточной части машины, где оно должно получить достаточ­ную прочность, обеспечивающую передачу его в прессовую часть без обрывов. Это в свою очередь определяет максимально возможную скорость машин при заданном качестве полотна. Решению задачи измерения степени помола для управления размольным оборудованием массоподготовительных цехов пос­вящен ряд разработок у нас и за рубежом [35].

Естественным измерителем степени помола является сама бумаго- или картоноделательная машина. При прочих равных условиях степень помола характеризуется положением линии, ограничивающей зеркало отлива, значением вакуума в отсасы­вающих ящиках или гауч-вале и т. д. Однако из-за влияния пе­ременных факторов (количества массы, подаваемой на сетку, состояния сетки, рН массы и др.) по перечисленным характери­стикам можно судить о степени помола массы кратковременно, при стабильной работе машины.

УкрНПОБумпром разработало и испытало регулятор садко-сти бумажной массы. Садкость массы в этом устройстве опре­деляется по изменению расхода подсеточной воды, отбираемой непосредственно в двух точках, выбранных на рабочей части сетки машины на различных расстояниях от напорного ящика. Эта разность расхода преобразуется в сигнал, используемый в системе управления процессом размалывания целлюлозы на размольном оборудовании.

Такой метод измерения весьма эффективен в технологичес­ких измерениях, так как лишен большого числа составляющих погрешностей. Выбор измеряемой величины исключает те не­достатки, которые присущи описанному выше измерительному устройству, поскольку разность расходов характеризует реаль­ную фильтрацию воды на сетке машины. Использование же этой измерительной информации для управления размольным оборудованием из-за значительного запаздывания (связанного с наличием больших промежуточных емкостей) нецелесооб­разно.

Многие зарубежные фирмы в качестве датчика, контроли­рующего степень помола (садкость) массы, используют спе­циальное устройство, в котором тем или иным путем реализу­ется фильтрация массы определенного объема, концентрации, температуры через сетки различных конструктивных исполне­ний. Объем отфильтрованной воды (или понижение давления в закрытой полости датчика) является измеряемым показате-

272

273

	7			8			9
									J
С 5			2		1
					-=-«			-

Рис. 7-47 Рис. 7-48

лем, связанным со степенью помола. УкрНПОБумпром внедрило отраслевой прибор для измерения степени помола

массы типа КСП, также основанный на определении этого по­казания по времени наполнения определенного объема отфиль­трованной водой. Измерение производится в открытом бачке, через который проходит поток массы, причем датчик КСП пе­риодически погружается в исследуемую массу и определяется время его наполнения до заданного уровня. Период измерения составляет 8 мин. В большинстве случаев условия фильтрации не соответствуют тем, которые сопутствуют отливу массы на движущихся сетках машин. Кроме того, в рассматриваемых устройствах период измерения настолько велик, что измери­тельный сигнал не может использоваться для управления бы­стродействующим размольным оборудованием.

В существующих системах регулирования для размольного оборудования используются косвенные показатели: мощность двигателя, перепад температур или концентраций ионов до и после размола и др. Однако эти показатели не могут обеспечить постоянства степени помола, особенно при колебаниях исход­ного помола массы и ее расхода. Поэтому задача измерения сте­пени помола должна решаться с помощью автоматических из­мерительных устройств с достаточным быстродействием.

Одним из перспективных приборов для лабораторного опре­деления фракционного состава массы являются кондуктометри­ческие анализаторы состава частиц по их длине и толщине (рис. 7-47). Сильно разбавленная исследуемая суспензия с во­локнами проливается из одного сосуда / в другой 2 через калиб­ровочное отверстие 3. При разности потенциалов между элект­родами 4 и 5 по раствору протекает ток, величина которого зависит от величины отверстия 3. Если по отверстию проходит волокно, то амплитуда тока уменьшится из-за увеличения сопро­тивления цепи между электродами 4 и 5 пропорционально тол­щине волокна, а длительность этого импульса будет зависеть от плины волокна. Таким образом, в форме импульса тока заклю­чена двойная информация — о толщине и длине волокна, про­ходящего через отверстие.

Импульсы тока через усилитель 6 поступают на амплитуд­ный и временной анализатор 7, который позволяет рассортиро­вать сигналы на несколько градаций. Затем счетчики импульсов 8 подсчитывают количество импульсов по каждому каналу, а двухкоординатные самописцы 9 регистрируют кривые распре­деления волокон по длине и толщине (или только по объему). Имея эти данные, можно с помощью вычислительных устройств найти средний диаметр, среднюю длину или средний объем во­локон.

Приборы для измерения массы квадратного метра бумаги и картона. В отечественной и международной практике для тех­нических измерений массы 1 м² бумажного и картонного полотна преимущественно применяются радиоизотопные устройства. Это объясняется возможностями бесконтактного измерения массы 1 м² полотна, независимостью результатов измерений от вида бумаги, от скорости движения полотна, а также стабильностью, надежностью и сравнительной простотой этих устройств.

В последнее время делаются попытки использовать объем­ные СВЧ-резонаторы с различными резонансными частотами для определения массы 1 м² полотна отдельно и в комплекте с аналогичными СВЧ-влагомерами. По данным разработчиков [23], эта аппаратура будет более точной, простой и дешевой, чем радиоизотопные приборы.

Зависимость (7-14) показывает, что интенсивность радиоак­тивного излучения /, прошедшего через материал, определяется плотностью, толщиной или массой ленточного материала, а также его физическими и химическими свойствами. При про­чих постоянных характеристиках материала можно считать, что I=f(m), где га— масса 1 м² ленточного материала. Значение f находится экспериментально при градуировке прибора для каж­дого вида полотна.

Так как основная цель измерения этого параметра состоит в контроле за поддержанием его заданного (образцами) значе­ния, которое достигается с помощью системы автоматического регулирования (САР), то все устройства схемно и конструктивно выпускаются как регуляторы массы 1 м² исследуемого мате­риала.

Поток радиоактивного излучения (как правило, р-частиц), проходит через материал и, попадая в ионизационную камеру, вызывает ионизационный ток, значение которого обратно про­порционально массе 1 м² исследуемого материала.

Измерительные радиоизотопные устройства основаны на сравнении сигналов рабочего и нерабочего преобразователей Для уменьшения влияния на величину ионизационного тока ста­рения источника радиоактивного излучения, его загрязнения,

колебания температуры и влажности воздуха, окружающего датчик, и т. д. Причем ввиду того, что измерительный сигнал используется в САР, в качестве источника сигнала сравнения выбирается аналогичный измерительному нерабочий преобразо­ватель, у которого с помощью шторки переменной толщины (массы 1 м²), устанавливается такое значение сигнала, которое соответствует заданному значению массы 1 м² по условиям тех­нологического процесса. Разностный сигнал измеряется и воз­действует на САР.

Первоначальная градуировка и периодическая поверка (при­мерно через 250 ч) прибора, а также перестройка прибора при переходе с одного вида бумаги на другой осуществляется с по­мощью образцов, масса 1 м² которых соответствует требуемому номинальному значению. Образец устанавливают перед измери­тельным рабочим преобразователем, при этом перемещением шторки в нерабочем преобразователе добиваются одинакового значения ионизационных токов в обоих преобразователях. Та­кой способ градуировки и периодической поверки датчика улуч­шает его метрологические характеристики, позволяет обеспечить стабильность показаний во времени и в некоторой степени иск­лючить влияние ряда дестабилизирующих факторов.

Однако так как уравновешиваюший сигнал не связан с тех­нологическим процессом, то изменения температуры, влажности, фракционного и композиционного состава полотна будут вно­сить погрешности в результирующий выходной сигнал датчика. Отсюда появляется необходимость уменьшить действие наибо­лее значительных факторов введением корректирующих воздей­ствий.

Рассмотрим в качестве примера устройство наиболее широко используемого радиоизотопного регулятора массы 1 м² типа РРВ-64. Структурная схема измерительной части РРВ-64 пред­ставлена на рис. 7-48.

Полотно / проходит между рабочим источником излучения 2 и рабочей ионизационной камерой 4 датчика 3. Величина иони­зационного тока в камере 4 определяется реальной массой 1 м² полотна. Заданное значение компенсирующего ионизационного тока устанавливается в нерабочей компенсационной камере 5 при настройке источника излучения 7. Настройка производится по образцу шторкой (задатчиком) 6. Собирающие электроды обеих ионизационных камер подключены к общему нагрузоч­ному сопротивлению предварительного электромеханического усилительного каскада 8.

Разностный ток (при отклонении значения массы 1 м² от но­минального значения) усиливается фазочувствительным усили­телем 9. На выходе последнего после выпрямления образуется напряжение постоянного тока, пропорциональное по значению и знаку измеренному отклонению массы 1 м². Для стабилизации выходного напряжения во времени и под действием окружаю­щих условий в усилителе 9 используется глубокая отрицатель­ная обратная связь. К выходу усилителя 9 подключен автома­тический электронный потенциометр 10 (типа ПСР-1), снабжен­ный переменными навесными шкалами (г/м² и %) для бумаги всех видов, выпускаемых на данной бумаго- и картоноделатель-ной машине. С выхода усилителя 9 через блок управления // сигнал поступает на блок регулирования 12, с которым связан исполнительный механизм. Сканирующее устройство 13, управ­ляемое блоком 11, комплектуется камерой рабочего источника 2 и датчиком 3. Оно предназначено для перемещения датчика по­перек полотна для статистического исследования распределения массы по ширине полотна. Сканирующее устройство использу­ется двух типов. Для машин шириной до 3 м оно выполняется в виде скобы (в регуляторах массы 1 м² типа РРБ-2, РРВ-64, РВТБ), а для машин шириной более 3 м в виде двухбалочной О-образной конструкции (в регуляторе влажности и массы 1 м² типа ВВМ-1). В последнем случае жесткость конструкции до­стигается значительно большая, чем у скобы.

При переработке бумаги и картона, например при нанесении на полотно-основу или полотно-подложку специальных покры­тий, требуется контролировать толщину или массу 1 м² покры­тий. В этом случае датчики радиоизотопных измерителей 1 м² типа РВП устанавливаются на полотно-основу и на полотно со специальным покрытием на значительном расстоянии друг от друга. Чтобы сравнивать измерительные сигналы с обоих датчи­ков, необходимо предусмотреть линию задержки для первого датчика при подаче его измерительного сигнала в цепь сравне­ния. Время задержки определяется скоростью движения по­лотна и расстоянием, которое оно проходит до второго датчика. В измерительном устройстве используется вычислительный блок, в котором определяется масса 1 м² полотна-основы, по­лотна с покрытием и покрытия.

При необходимости контроля равномерного нанесения пок­рытий по ширине полотна используют синхронные сканирую­щие устройства, перемещающие одновременно оба датчика, а на регистрационном устройстве фиксируется изменение массы 1 м² покрытия по ширине полотна-основы [35, 40].

Дальнейшее совершенствование радиоизотопных измерите­лей массы 1 м² происходит в нескольких направлениях.

Во-первых, улучшаются их метрологические характеристики и в первую очередь их метрологическая надежность. Это дости­гается использованием новейшей элементной базы, структурным, схемным, конструктивным и технологическим их совершенство­ванием. Современные устройства характеризуются достаточно малой основной погрешностью: приведенная погрешность не превышает у= ±0,5 %. Для уменьшения погрешности нестабиль­ности измерителей 1 м² предусматриваются автоматические пе­риодические поверки устройства по условным рабочим этало-

276

277

нам, или мерам, воспроизводящим постоянные номинальные значения массы 1 м² материала с последующей автоматической коррекцией их показаний.

Во-вторых, для исключения влияния на показания радио­изотопных измерителей 1 м² изменения влажности полотна соз­даются комбинированные многопараметрические измерительные устройства массы 1 м² и влажности для одновременного их из­мерения и определения с помощью вычислительных устройств

влажности (с учетом измеренной массы 1 м²), массы 1 м² (с учетом измеренной влажности) и содержания абсолютно су­хого вещества.

ГУ

Л

БМ01 У

БМОЗ У

БМ02 Л

БММ

Статистические характеристики W

I

Статистические характеристики т

В-третьих, масса 1 м² и влажность, являясь случайными величинами при из­мерении их вдоль и поперек полотна, мо­гут быть полностью охарактеризованы только статистическими оценками. Для получения таких оценок требуется прово­дить статистическую обработку много­кратных измерений массы 1 м² и влаж­ности (с учетом их корреляции) вдоль и поперек полотна. Это осуществляется в современных многопараметрических уст­ройствах для определения параметров полотна, в состав которого входит вычис­лительный блок, предназначенный для нахождения статистических оценок па­раметров полотна и их распределения вдоль и поперек полотна.

Рис. 7-49

Перечисленные три направления со­вершенствования этих устройств реали­зованы в автоматических устройствах совместного измерения влажности и мас­сы 1 м² типа ВВМ. Упрощенная структурная схема такого устройства приведена на рис. 7-49.

Датчики влажности Д_т и массы 1 м² Д_т совместно с вторич­ными измерительными преобразователями ВИП перемещаются сканирующим устройством СУ поперек полотна. После измери­тельных устройств ИУ_Х и ИУу сигналы хну, пропорциональные влажности w и массе 1 м² m соответственно, поступают в блок математической обработки БМ01 для определения w, так как

y = f(m, w) = F (га_а, т_ъ), (7-30)

где от_а — масса сухого вещества, т_в — содержание влаги.

На выходе БМ01 получаем сигнал У, пропорциональный со­держанию влаги в полотне т_в. Сигнал У и сигнал, пропорцио­нальный массе 1 м² х, подаются на блок математической обра­ботки БМ02, где определяется X, пропорциональное содержа­нию абсолютно сухого вещества т_а, так как m_a=rn—m_B. Оба сигнала поступают на соответствующие блоки математической обработки БМОЗ и БМ04 для статистической обработки с це­лью нахождения среднего значения параметров и распределе­ния параметров поперек полотна, причем среднее значение т_& используется для регулирования концентрации массы, подавае­мой в напорный ящик. Данные о распределении массы по по­перечному профилю полотна позволяют управлять напускным устройством напорного ящика машины. А сигнал, пропорцио­нальный влажности, корректирует САР нагрева цилиндров су­шильной части машины.

Все вычисленные результаты представляются для оператора на дисплее и регистрируются с помощью цифропечатающегО уст­ройства.

Современные многопараметрические устройства для измере­ния параметров полотна содержат большое число датчиков, включая датчики массы 1 м², влажности, толщины, непрозрач­ности полотна и другие, микро- или мини-ЭВМ для обработки и вычисления результатов по сложным алгоритмам и для управ­ления цепями внутри устройства, например с целью автомати­ческой поверки измерительных каналов, а также сложные уст­ройства для представления и хранения измерительной инфор­мации (см. гл. 9).

Толщиномеры для бумаги и картона. В производстве бумаги и картона необходимо контролировать толщину полотна или тол­щину специальных покрытий, которые наносятся на бумагу (осо­бенно на технические сорта бумаги) и картон. Контроль тол­щины позволяет не только получить однородное качество, что очень важно для дальнейшей переработки или использования бумаги, но и сэкономить расход ценного сырья.

Изменения толщины вдоль и поперек рулона носят стоха­стический характер, т. е. могут быть представлены случайными функциями, причем эти функции, как правило, обладают свой­ствами стационарности или локальной стационарности. Поэтому обработка результатов измерения толщины должна основы­ваться на математической статистике.

Существенную роль в этой измерительной задаче играет выбор способа и метода измерения и принципа действия средств измерения.

По способу измерения толщиномеры делятся на контактные и бесконтактные.

Первые имеют первичный измерительный преобразователь, который соприкасается с поверхностью контролируемого изде­лия. Существенными недостатками их являются износ деталей преобразователя в месте контакта с изделием и деформация .(маркировка) изделия под действием преобразователя.

В контактных устройствах изменение толщины изделия пре­образуется в изменение положения первичного измерительного преобразователя, т. е. измерение толщины сводится к измере­нию весьма малых перемещений. Основные принципы действия контактных толщиномеров сводятся к преобразованию переме­щения либо в механическую (механические толщиномеры), либо в электрическую величину (электрические толщиномеры).

Контактные толщиномеры [35, 40] для измерения толщины бумаги и картона используются редко из-за перечисленных их недостатков и больших погрешностей измерения.

Бесконтактные толщиномеры [35] основаны на ряде физи­ческих явлений:

на зависимости поглощения энергии колебания различных частот от толщины материала или его покрытия (радиоизотоп­ные толщиномеры, СВЧ-толщиномеры и др.);

на зависимости параметров электрических цепей от толщины материала (емкостные, индуктивные толщиномеры);

на измерении одной или двух координат, определяющих по­верхности материала (пневматические, гидравлические и др.).

Наибольшее практическое применение вообще нашли радио­изотопные и емкостные толщиномеры. Однако для бумажного и картонного полотна, где на их показания влияют плотность, влажность и даже структурный состав материала, погрешности измерения становятся настолько велики, что применение таких толщиномеров в ЦБП_ не представляется возможным.

На Балахнинской картонной фабрике был опробован кон­тактный аналоговый индуктивный толщиномер, установленный на круглосеточной картоноделательной машине [40]. Однако ши­рокого распространения в ЦБП он не получил, по-видимому, из-за перечисленных выше недостатков контактного способа, осуществление которого оказалось недостаточно совершен­ным.

Более перспективным является индуктивный датчик с вы­ходным частотным сигналом, разработанный фирмой «Межу-рекс» и использованный в ее информационно-измерительной си­стеме для бумагоделательных машин.

Конструктивно датчик представляет собой обычный миниа­тюрный электромагнит с обмоткой на П-образном сердечнике, который встроен в отполированный сапфир, скользящий по бу­маге. С другой стороны бумаги расположен ферритовый диск, к которому с помощью специальной подвесной системы прижи­мается сапфир с легким давлением, менее 0,004 МПа. Такая конструкция датчика не маркирует исследуемого полотна и, не­смотря на вибрацию последнего, обеспечивает с ним тесный скользящий контакт.

Обмотка электромагнита включена в обратную цепь RL-генератора, так что изменение толщины полотна преобразуется в изменение частоты генератора.

Преобразование толщины в частотно-цифровой сигнал и ис­пользование цифрового прибора позволяет существенно улуч­шить метрологические характеристики устройства и лучшим об­разом сочетать его с цифровыми системами контроля и управ­ления.

Изменение неравномерности просвета бумажного полотна. Как извести^ структурные свойства бумажного полотна, опре­деляемые многими факторами, характеризующими процессы подготовки массы и ее отлива на мокрой части бумагоделатель­ной машины, можно исследовать с помощью измерителей нерав­номерности просвета бумаги, иначе называемой облачностью бумажного полотна. К наиболее важным факторам, связанным с неравномерностью просвета бумаги, относятся качество цел­люлозы, степень ее помола, концентрация массы, наполнители, величина рН, условия подачи массы из напорного ящика, режим отлива полотна на сеточной части (режим тряски, вакуум в от­сасывающих ящиках и гауч-вале и т. д.).

Для многих из этих факторов можно найти свой оптимум, измеряя неравномерность просвета бумаги при стабилизации остальных влияющих параметров.

Неравномерность просвета бумаги также коррелирована с параметрами качества бумажного полотна: его прочностью, гладкостью, сопротивлением продавливанию и излому, разрыв­ной длиной, пористостью, упругостью, кроющей способностью и, главное, печатными свойствами.

Таким образом, прибор для измерения неравномерности про­света бумаги является чрезвычайно ответственным с точки зре­ния управления технологическими * величинами для стабилиза­ции качества бумажного полотна.

Одним из перспективных принципов действия измерителей просвета является измерение светопроницаемости полотна по эффекту изменения интенсивности света пропускаемого через бумажное полотно, который определяется с помощью фотоумно­жителя. Такой способ контроля неравномерности просвета наи­более близок к общепринятой визуальной оценке просвета бу­мажного полотна.

Структурная схема прибора для измерения просвета бумаги приведена на рис. 7-50.

Световой поток от источника света / проходит через движу­щееся полотно, образуя световое пятно диаметром 0,2 мм, ко­торое фокусируется оптической системой 2 и попадает на фото­умножитель 3. Выбор такой небольшой поверхности измерения позволяет контролировать самые небольшие структурные неод­нородности в бумажном полотне. Фотоумножитель обеспечивает спектральную чувствительность, близкую к чувствительности че­ловеческого глаза.

Колебания светопроницаемости бумажного полотна вызы­вают изменения анодного тока фотоумножителя, пример кото­рых представлен на рис. 7-51. Переменная составляющая / за­висит от облачности, тогда как постоянная составляющая / характеризует среднюю светопроницаемость бумаги, которая определяется массой I м² или толщиной. Для суждения о про­свете бумаги используется отношение среднеарифметического

Рис. 7-50

значения отклонения Ц=|/-/_ср| к постоянной составляющей анодного тока /_ср, т. е. г_Ср//_Ср, а для представления распределе­ния неравномерности просвета в полотне используется ампли­тудный анализатор переменной составляющей /.

		\ —		- j —
V f	-		1	1 t

Рис. 7-51

Поэтому после усилителя анодного тока 4 (см. рис. 7-50) измерительный сигнал анализируется двумя каналами. В первом канале в устройстве 6 определяется отношение г'_Ср//_Ср, которое после согласующего усилителя выходного сигнала 8, поступает на прибор 10 со шкалой, проградуированной в процентах. Вто­рой канал состоит из амплитудного 5 и частотного 7 анализа­торов и прибора 9. Устройство 11 служит для периодической по­верки каналов преобразований, а блок 12 — источником пита­ния измерительного устройства.

Датчик устанавливается непосредственно на бумагоделатель­ной машине перед сушильной частью или после нее на специаль­ном кронштейне на расстоянии 750—850 мм от края полотна.

Заправка полотна при его обрыве производится без переме­щения датчика за пределы полотна. Окружающая температура в месте установки датчика не должна превышать 60° С.

Контроль обрыва бумажного и картонного полотна. Непре­рывная работа бумаго- и картоноделательных машин не только обеспечивает их высокую производительность, но и экономит материалы, энергию, пар, т. е. понижает себестоимость продук­ции. Для снижения простоев из-за обрывов полотна, для быст­рого их выявления и принятия соответствующих мер применя­ются устройства для обнаружения обрыва бумажного или кар­тонного полотна, устанавливаемые обычно после гауч-вала, на входе в сушильную часть машины, меж­ду сушильными группами и перед нака- гтп ^ -

том. шИшш

Помимо подачи световых и звуковых |—, сигналов об обрыве, выходной сигнал LLr*^-_ от устройства обнаружения обрыва, осо- бенно в скоростных бумаго- и картоно- Рис. ⁷-52 делательных машинах, через системы ав- томатического управления:

обеспечивает подачу воды в гауч-мешалку и на спрыск сетки бумагоделательной машины;

включает гидроотсечку сеточной части и воздушную отсечку у первого отсасывающего пресса;

производит запуск двигателя транспортера мокрого брака прессовой части;

ограничивает подачу пара в сушильную часть;

поднимает все щиты начиная с места обрыва, если сушиль­ная часть машины покрыта колпаком закрытого типа.

В качестве датчиков индикации обрыва применяются фото­реле, ультразвуковые или пневматические реле.

Наибольшее применение нашли фотореле типа ФРС-16. Фо­точувствительный элемент реле — сернисто-свинцовый фоторе­зистор типа ФСА-1 с внутренним темновым сопротивлением 150—250 кОм. При падении светового потока на фоторезистор темновое сопротивление последнего уменьшается на 10—15 %. При этом напряжение на фоторезисторе изменяется в пределе 0,5—2 В при фототоке 100—150 мкА.

Фоторезистор включен в цепь моста, напряжение разбаланса которого подается на вход усилителя. Для получения перемен­ного фототока световое излучение, попадающее на фоторези­стор, модулируется. В качестве модулятора используется элект­ромагнитный вибратор, перекрывающий заслонкой световой по­ток.

Наряду с фотореле применяют также ультразвуковые реле, которые работают более надежно и устойчиво при тряске, в за­пыленной и влажной среде. Одним из таких устройств для об­наружения обрыва является ультразвуковой прибор «Со-на к».

Прибор «Сонак» (рис. 7-52) состоит из следующих основных частей: двух герметизированных ультразвуковых датчиков 1 _и 2, усилителя на полупроводниках <?, сменного выходного реле 4 и источника электропитания 5.

Одним из датчиков электрический сигнал усилителя преоб­разуется в ультразвуковой сигнал частотой 38 кГц. Второй дат­чик принимает этот сигнал и преобразует его в электрический, который в свою очередь поступает обратно в усилитель, таким образом происходит преобразование энергии по замкнутой цепи.

Датчики можно устанавливать под различным углом друг к другу для получения двух типов ультразвуковых траекторий волн: прямой и отраженной.