高精度低定量纸页红外水分仪的研制及其在造纸生产中的应用
【摘要】：作为我国古代的四大发明之一——造纸技术，自从实现了定量和水分计算机控制以来，已经产生了巨大的经济效益。对于实现定量和水分控制的关键仪表之一——纸页水分测量仪，目前可供选用的先进技术很多，典型有各种型式的电容法，微波法和近红外线法。其中近红外线法是一种适应范围宽，测量精度较高，所能适应的下限定量较低的在线水分测量方法。尽管如此，长期以来，尤其是国内，对于占有纸页产量相当比例的低定量纸页(尤其是定量低于25g／m~2的纸页)尚缺乏能在环境条件恶劣、安装条件较差的造纸生产过程中进行有效测量的水分仪，阻碍了定量和水分计算机控制技术在这一大类纸页生产过程中的应用。究其原因，低定量纸页绝对含水量少，纸页内部组织结构复杂，易受仪器本身固有因素，纸页自身因素、环境因素及其在线应用中的其它因素的影响是问题的主要方面，如何正确地认识和在水分仪的设计与应用中解决这些问题是实现低定量纸页水分高精度测量的关键。
作为分析水分仪传输特性和分析诸如纸页自身因素等对水分测量的影响的基础——含水纸页的光作用特性，是水分仪研究的薄弱环节之一。长期以来，人们不得不粗糙地采用Beer定律来描述含水纸页的光作用特性，由于纸页是一散射体，完全违背了Beer定律成立的先决条件，这种描述既不能对含水纸页光作用特性进行有效的表述，更无法反映红外水分仪中含水纸页的光作用特性与纸页本身组织和参数等的依赖关系。由于对红外水分测量的研究缺乏有效的理论支撑，使得现有研究主要局限在实验方法水平。然而，由于影响纸页(尤其是低定量纸页)水分测量的因素众多而复杂，纯粹的实验研究影响了对这些因素所引起的干扰的全面、系统的认识，制约了低定量纸红外水分测量的发展。
本课题就是在这样的背景下提出的。全文围绕红外水分测量的机理和如何抑制水分仪应用中各种误差源的影响这两个中心，采用理论与实验相结合的研究方法，对低定量纸页红外水分测量的理论、仪器设计准则和在线应用等论题进行系统、全面和深入的研究。其主要贡献有：
【关键词】：【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：1995
【分类号】：TH83
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2006.172312
【目录】：
- 中文摘要3-6
- 英文摘要6-10
- 致谢10-13
- 第一章 纸页水分及其测量的意义13-19
- 1.1 纸页的水分13-16
- 1.2 纸页水分及其物理性质16-17
- 1.3 纸页水分测量的意义17-19
- 第二章 纸页水分的在线测量概况19-52
- 2.1 纸页水分在线测量和仪表的发展19-24
- 2.2 纸页水分在线测量的非光学方法24-36
- 2.3 纸页水分测量的近红外法36-52
- 第三章 含水纸页的光学特性及其物理模型52-65
- 3.1 纸的光学52-53
- 3.2 描述纸光学特性的两种理论及其局限性53-60
- 3.3 含水纸页光学特性的新物理模型60-65
- 第四章 低定量纸页红外水分测量所面临的困难65-85
- 4.1 纸页的主要参数对红外水分测量的影响——仿真研究65-76
- 4.2 影响纸页红外水分测量的各种因素76-84
- 4.3 低定量纸页红外水分测量所面临的困难84-85
- 第五章 低定量纸页红外水分仪的研究85-149
- 5.1 低定量纸页红外水分仪的基本原理85-87
- 5.2 探头的结构及其设计准则87-115
- 5.3 多波段参比测量技术115-121
- 5.4 信息处理装置121-129
- 5.5 红外水分测量信号处理的新方法——积分法129-139
- 5.6 低定量纸页红外水分仪的抗干扰技术139-149
- 第六章 低定量纸页红外水分仪的定标、自校正和校准149-181
- 6.1 红外水分仪定标、自校正和校准的必要性149-150
- 6.2 低定量纸页红外水分仪的定标150-162
- 6.3 低定量纸页红外水分仪的自校正162-165
- 6.4 低定量纸页红外水分仪的校准165-170
- 6.5 定标与校准的对比170-171
- 6.6 实验结果171-181
- 第七章 低定量纸页红外水分仪的静态误差分析181-202
- 7.1 红外水分仪的静态误差的主要来源181-182
- 7.2 仪器误差182-193
- 7.3 环境误差193-197
- 7.4 被测纸页差异引起的误差197-199
- 7.5 定标和校准引起的误差199
- 7.6 红外水分仪的静态精度——静态误差合成199-202
- 第八章 低定量纸页红外水分仪在造纸机定量/水分控制系统中的应用202-226
- 8.1 造纸机定量/水分控制系统简介202-203
- 8.2 低定量纸页红外水分仪在线应用中的特殊问题及对策203-222
- 8.3 低定量纸页红外水分仪在线应用的动态误差222-223
- 8.4 低定量纸页红外水分仪在B/M控制系统的应用223-226
- 第九章 结束语226-230
- 参考文献230-238
- 作者在攻读博士学位期间完成的论文238
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