纸机QCS控制方案

1、二、打浆与抄造1搅拌器控制所有浆井（池）根据浆位若下限自动停搅拌器。2浓度调节系统，实现全闭环调节。3磨浆机采用恒电流闭环控制。 P 58.90 % 100.0 KP 150.0 KP 125.0 KP 124.0 KP P P 145.0 KP P P 3.68 % 110.05 A 118.88 A F 8.66 t/h 85.3 % 58.28 kwh 59.28 kwh C 9.03 kwh/t 10.08 kwh/t 6.88 t/h 80.68 %3.65 M 4.28 M L28.86 A 白水泵 L 贮浆池 浆泵 贮浆池 4定量控制采用绝干量（流量浓度浆比重校正系数（T/H）控

2、制。5水份控制1、扫描架检测的定量，水份为原浆板值，主要靠定量控制阀及一段缸供汽压调节，定量控制为绝干量控制，其前馈为浓度值，水份控制前馈为总蒸汽压力，详细见使用说明书。 6-12# 14-26#双 双 1-4# 5-11# 13-25# 27-42# 43-44# 45-54# 55-56# 单 单 冷缸 PIC PIC清水 回锅炉 PIC PDIC PDIC PIC PICA LIC主蒸汽 PIC二段热泵 一段热泵 冷凝罐 LIC LIC LIC2362/150浆板机烘缸供气控制系统冷凝水泵2台 三段汽水分离器 二段汽水分离器 一段汽水分离器6、车速与水份关系 a、五组烘干检测的定量水份，

3、定量水份经解耦分解为绝干量、水量，车速快慢直接影响定量水份，定量前面分析绝干量调节，水分含水量一段烘缸蒸汽压力调节，确定不同车速下，压力给定值自动调节。b、为保证烘缸温度曲线，一方面调节一段烘缸压力（同上），另一方面严格控制热泵压差。三、QCS技术控制方案1|、概述：和利时公司前辈（机电部六所）自70年代与清华大学，上海仪表研究所，广东测试研究所，上海仪表厂共同承担国家科研项目-定量、水分计算机控制系统。历时5年科研于81年第一套定量、水分计算机控制系统在广州造纸厂投运。先后获得国家科委国家科技成果完成者证书，电子工业部科技成果一等奖。国家科委，国家电子振兴办，电子工业部，轻工业部于89年联合

4、在辽宁开原造纸厂（当时贵厂已投运5套定量、水分计算机控制系统）召开全国定量、水分计算机控制系统推广会。 2、定量、水分计算机控制系统构成：1， 网前浆流送系统控制本套纸浆生产线，根据本公司数年控制经验融合，为如下工艺流程控制方案：（1）、来自成浆井混合浆浓度按3%（任意设定）自动闭环调节，保证高位箱前浓度相对稳定，本套系统我们选用国家专利（ZL97209300.1）产品动刀式纸浆浓度变送器，测量范围：1.5%-8%浓度,灵敏度：优于0.01%。重复性：优于0.3%。动刀式纸浆浓度变送器建议不采用静刀和外旋式，其精度低于动刀5倍。且稳定性差。（2）、成浆池浓度受来自网下坑浆浓度影响，网下坑浆池要

5、严格人工掌握加水量。(3)、高位箱浆浓度按2.5%自动调节。(4)、上料操作：a、启动网部运行，开高压水洗网，人工开网下白水池补充白水，成浆池S闸板阀处于关闭状态，启动白水泵循环白水，白水箱控制阀人工开启一定开度，启动冲浆泵，白水自身循环。b、按给定网速，控制稳浆箱液位。建议冲浆泵采用变频调速。C、按给定网速，定量值设定定量控制阀阀位。d、开上料泵，高位箱循环浆料，排除浆中气泡，排空高位箱到定量控制阀至S阀间空气。e、开真空泵。f、开S阀板阀放料（人工），阀要全开。g、根据上网浆位与流速调节冲浆泵变频调速给定值，根据定量值给定定量控制阀阀位，若上网浓度偏大，开大白水箱阀门提高浆池液位，反之关小

6、。h、根据网速与冲浆泵变频调速给定值关系，确定提升曲线，根据定量与网速关系，确定提升曲线。在提速过程中，自动调节冲浆泵流量与定量控制阀，同时自动调节各组烘缸汽压值，保证水正常。i、在低速运行、高速出纸时，白水箱供水量要相对大些，使稳浆箱溢流大些，保证提速后上网浓度稳定有调节余量，只有纸幅接至第一道扫描架经检测后调节定量控制阀，至此各种浆速、浓度等值确定。（5）定量控制阀：本套系统我们选用ZBJV型电动V型球阀，其特点：结构紧凑-步进电机执行机构，比其它任何执行机构更紧凑、更可靠、传动效率高。间 隙 小-采用精密滚珠丝杠及多种手段将传动机构的间隙降至最小。分辨率高-采用美国步进电机，全行程90度

7、，共7000步。操作灵活-采用三级控制方式：现场控制、远程控制、DCS控制。（6）绝干控制系统浆料采用绝干量控制，定量控制更加准确。 Q绝=Q浆流量 X N浆浓度X K系数本套控制方案即节约资金，又长期节能，控制定量稳定，保证车速与定量水分连锁控制。2、 定量和水分控制系统引 索第一部分 IBETA-2002型扫描架手册第二部分 定量水分传感器手册O-FRAME SCANNING SYSTEM O型扫描架系统2002扫描架手册Index索引Sec. 1工作原理Sec. 2扫描架的机械描述1. The Scanner Frame扫描架结构2. The outer covers and End b

8、ells 外壳和底罩3. The mechanical Drive system 机械驱动系统4. The linear rails and slides直线导轨和直线轴承5. The Sensor carriage 传感器移动平台Sec. 3电子和电气原件1. The Motor 电机2. The Electronic Drive system电子驱动系统3. 220Vac/24Vac Transformer 220Vac/ 24Vac 的变压器4. Scanner control electronics 扫描架控制电气Sec. 4保养说明1. Linear slide lubricatio

9、n直线导轨的润滑2. Bearings lubrication 轴承润滑Sec. 5附录安装尺寸和图样2002 - O型扫描架系统 第一节工作原理2002扫描架是专门为造纸工业设计的，该装置一般安装在造纸机的干燥部末端与卷纸缸之间。扫描架的主要用途是为各种传感器（比如定量、水份、厚度等传感器）提供一个移动平台。传感器安装在扫描架上，工作时在纸张间左右移动。通常造纸工业中用的传感器为双面传感器，比如，纸张定量传感器包括两个部分，一个是放射头，一个是检测头，这两部分分别安装在上、下探头里在静止状态下，放射头安放在检测头的上面，它们中间有一个10毫米的间隔。检测时，纸张穿过这个间隔，传感器上的光学、

10、机械、电子元气件和计算机软件同时工作，检测出规定的测量数值。在静止情况下，放射头和检测头的相对位置是固定的。 在扫描状态下，如果放射头和检测头定位在X轴、Y轴和Z轴方向，就会产生大的问题。 如果放射头和检测头没能定位在和在静态时一样的位置上，测量值或读数就不一致。因此，为保证取得纸张的精确测量数据，放射头和检测头在纸张之间来回移动时，必须确保上、下探头的定位精度。2002扫描器的设计在测量宽幅纸时同样非常精确、稳定。它的精确性能维持超过5年的长时间 。2002扫描架是设计为O型架。它是由两根平行的高硬度钢梁，固定在框柱上构成，探头安装在O型架内，在两平行梁之间，放射头一般安装在上梁，检测头一般

11、安装在下梁。扫描架的各种高强度和高精度构件确定保了它的下列特性：超过10米跨距的高强度平行钢梁内部构架与外界绝缘的封闭结构传感器精确且平稳的检测纸幅。放射头和检测头的精确定位。设备的低保养。各种元件易安装。可靠性极高。 第二节 扫描架的机械描述2002扫描架是专门为造纸工业设计的，该装置一般安装在造纸机的干燥部末端与卷纸缸之间。2002扫描架的不锈钢外壳非常美观，这外壳把内部构架与外界绝缘，同时使得2002扫描架质量更高。1. 扫描架结构扫描架内部构架是用高强度钢梁制成的，2001型扫描架的平行梁是由“I”型梁构成，该2002型扫描架在钢梁上加有加强板。这样使它的构造纤细且强度增高。2002型

12、扫描架的平行梁是由两根工型梁焊接成的，这两根工型梁焊在一起形成了一个“O”型硬式架，所有元器件安装在O型架两边。每个扫描架有两根水平放置的钢梁一上一下，上梁提供安装放射头构架，而下梁则提供安装检测头构架，这两根梁的末端分别固定在两垂直柱上。这完整的构架形成了纸张能通过的“O”型架，传感器将在这“O”型架内对纸张进行扫描检测并为纸机操作员提供测量信息。2. 外壳和底罩扫描架一般安装在造纸机的干燥部后，它是依据造纸机和其生产出的纸的类型来设计的。在这区域的环境对它影响很大，环境条件包括如下：1.由于季节的变化，带来的温度变化。2.纸的温度随着蒸干而下降。3.干燥部流出的蒸汽水使此区域内的湿度增大

13、4.悬浮尘埃，纤维的微尘造成此区域内的清洁度差考虑综上要素，设计了扫描架外壳来隔离所有环境对其内部构架的影响, 整个扫描架由不锈钢外壳封盖，一来不锈钢外表美观，二来对外部环境不敏感。 在扫描架底罩的外盖有另一功能：作为扫描架需用的电子和移动装置的外盖。每个盖子都安装有门扣，开盖作业很简单，开盖时只需开扣不需任何工具。在相对的两盖子间有一个间隔，这是传感器滑动区，在这区内传感器滑动架在纸张间前后移动。这个间隔是密封的，一条密封带与传感器滑动架的一起运行将对间隔完全密封。这条密封带除了密封扫描架构件之外，还有传送机带的功效。所有的灰尘被收集在这条传送带上并被输送到扫描架的末端后掉到地上。如果操作业

14、员需清除灰尘时，不必关机，只需打开扫描架末端的盖子，密封带上的所有尘就能被清除。 扫描架的检修很简单，打开不锈钢盖子就可全面接触到扫描架构件的所有元件和活动部件。这些外盖和密封带一起把内部构件与外界完全隔离以易于检修和维护。3. 机械驱动系统根据顾客的要求，扫描架为安装传感器提供了一个平台，这个平台自身应安装上只能在一个方向上穿过纸张前后移动的轨道，这个在轨道上运行的平台称为传感器滑动架，它是传感器在纸张间前后移动的一个机械装置。这个滑动架通过高精度的同步齿条带、齿轮和驱动轴而运行。这个滑动架被加上了运行在整个扫描架范围内的钢制齿条带。这齿条带通过固定在单一驱动轴上的齿轮而运行。这驱动轴在扫描

15、架的传动边。上部和下部滑动架的运行机械装置是一样的，单一的驱动轴保证了上下部滑动架能同步准确运行。这单一的驱动轴由电机带动，电机的速率是可以调整的，并且可以根据顾客要求编程不同的速率。4. 直线导轨和直线轴承传感器滑动架需安装在极精确的直线导轨上，直线轴承只允许在穿过纸间的一个方向前后移动，精确度非常高。传感器滑动架需安装上特别的、高精确的、正适合在直线轨道上运行的直线轴承。这滑座只允许在直线导轨上运行。直线轴承和导轨保证了滑动架不会产生旋转或Z形运动。直线轴承用特别的密封圈密封起来，这密封圈就象当传感器滑动架在穿过纸间运行时加上的一条清洗直线轴承的毛巾。这直线导轨安装在经精密加工的底座上，通

16、过底座可以调节直线导轨在Z方向的运动。有了直线导轨和直线轴承，在测量纸张数据时，上下传感器可以准确定位，从而保证了被测数据的精确度。 5. 传感器滑动架传感器滑动架是安装传感器的机械配套构件。这滑动架安装在沿着直线导轨运行的直线轴承上。传感器滑动架的功能是使得固定传感器能在被测量的纸张间运行。与传感器滑动架机械连接的是驱动齿条带和密封带，这密封带是滑动架在纸间运行的的活动部分。这密封带正好封扫描架通过的开口处。密封带与滑动架直接连接且与滑动架驱动传送带一起运行。滑动架上有支架，以安装和固定传感器密封元件。支架的设计很特别，可以使传感器密封元件倾斜，以便纸张顺利通过。这个倾斜角是根据纸张在扫描架

17、位置的角度来测定的。上部放射头附件与下部检测头附件的间隔必须为10毫米。不管纸张倾斜度如何，这间距不变。第三节电子和电气元件2002型扫描架是专为造纸工业设计的，用来支持传感器。一般来说，生产出的纸张是宽幅的，传感器就必须在这些宽幅纸张上来回运动以测量纸张的各种属性。 传感器的运作是通过电子和电子元件来控制的，这一节是关于系统中的每种部件的描述。1. 电机和电子驱动系统电机是传感器滑动架运行的一个关键部件，电机确定了传感器滑动架的运行和扫描速度。电机的类型根据应用来具体选择。在2002 型扫描架中用的是步进电机，步进电机是最新的技术且提供非常高的精确定位。它的体积小然而可用的旋转力却很高，这种

18、步进电机的功率要比常规的AC或DC驱动电机高得多。根据电机的可靠性，步进电机是最好的选择。它没有什么部件会轻易失灵。当它与AC或DC电机相比较时，有如下优点：步进电机不需与AC电机一样的高电压装备，它只需24Vac电源供给运行。它不需象DC电机一样要求固定安装的炭刷。它的构造体积小然而却非常坚固耐用。 步进电机的运行只依靠低电压的电力脉冲，它对AC或DC电压没有反应。2. 电子驱动系统步进电机依靠输入的秩序脉冲而运行，这秩序脉冲的频率确定了步进电机的旋转速度。频率越高，旋转速度越快。电力驱动系统的主要功能是供给驱动电机所需的脉冲，这电力驱动系统由两部份组成：v 电机驱动电子元件v 脉冲发电机电

19、机驱动电子元件供给步进电机里线圈的输出电源，这电源是电机运行所需的。这些电子元件装在一块很小的印刷电路板上。这电路板又被安装在一个很大的凹槽上，以驱散由电子产生的热。电机驱动电子元件有很多非常复杂的保护线路，这些保护线路包括了超温、超电流、超负荷和其它内容。不管它们当中的那种条件超出，电子元件将被关闭电路直到这种条件再次安全才进行运行。电机驱动电子元件的功能是使脉冲发电机板的脉冲和电流相接合来驱动步进电机。它的旋转速度取决于脉冲频率，电子元件根据脉冲频率定时将电能输送到电机线圈上。脉冲发电机板的主要功能一方面是产生脉冲，电子元件根据脉冲定时驱动电机。另一方面决定旋转方向，用信号命令电子元件往哪

20、个方向驱动电机运转。 第四节：保养说明1. 直线轴承的润滑直线轴承和导轨系统是2002型扫描架中的一部分运行部件，轴承上安装了一个油嘴，可全面润滑轴承。轴承不需要连续不断的润滑，因为直线轴承是密封装置且已润滑过。直线轴承运行在直线导轨上时，密封的功能就如一条毛巾擦去直线导轨上的异物和污物而后又马上使之润滑。这种清除与润滑相结合的功能使得传感器滑动架能在直线轨道上非常流畅的运行。这保证了2002型扫描架系统高可靠性和高精确度的扫描和测量功能。3. 轴承润滑在2002型扫描架中所用的旋转部件都使用了高质量的进口轴承。iBeta 2002THE BASIS WEIGHT & MOISTURE SEN

21、SORS MANUAL 定量和水分传感器手册Index（索引）Sec. 1Principle of operation of Basis Weight sensor定量传感器的工作原理1. Radiation from the Kr85 radio-isotope Kr85放射线同位素射线2. The ionisation chamber电离室Sec. 2iBeta BW sensor descriptioniBeta定量传感器的描述1.The Kr85 radiation source housing Kr85放射源室2.Radiation from the Kr85 source hous

22、ing Kr85放射源室的辐射3.The radiation detector with Ionisation chamber带电离室的射线探测器4. Basis Weight Sensor Technical Specifications 定量传感器的技术指标Sec. 3Principle of Operation of IR Moisture sensor红外线水分传感器的工作原理1.The iBETA Infra-Red Moisture sensoriBETA红外水分传感器2.Principle of operation of the IR Moisture sensor红外水分传感器

23、的工作原理3.Signal processing 信号处理Sec. 4IR Moisture Sensor Description红外水分传感器的描述1.The Infra-red Source Assembly红外源的安装2.The Infra-red Detector Assembly红外探测器的安装3.IR Moisture sensor specifications红外水分传感器的技术指标Sec. 5APPENDIX附录Appendix 1 Radiation detectable from source housing附录1：放射源室的射线检测Appendix 2 Radiation

24、 Safety information附录2：射线的安全知识iBeta 2002-Two Sensors ManualTHE BASIS WEIGHT SENSOR KR85定量传感器 第一节: 定量传感器的工作原理Betarem检测仪是利用放射性同位素或X射线源所发出的射线穿过某一物体时，其射线一部分将被吸收的原理。这一原理在造纸行业中已被广泛应用，并且已用非常精确的数学模式来测量纸张的定量。具有一定吸收能力的物体对射线的吸收程度取决于它的种类、活力和性质。如果有一定厚度和密度的物体不能完全阻止射线的穿透，那么，穿过物体后剩余的射线强度就能被测量出来。通过对射线穿透很薄的介质(零厚度)所剩余

25、强度的测量，可知道剩余的辐射强度与每平方米介质重量之间的关系，这种关系能够很精确地用数学公式表达出来。Betarem传感器主要是用来测量纸张的重量，对于具有恒定密度的其它物质，比如塑料制品，通过简单的数学变换，对重量的测量就能转变为对厚度的测量.Betarem传感器就如同其名字一样，用Beta()射线辐射源来测量纸张的定量。 在造纸行业中通常使用Beta放射源，对于重量在0-1000g /m2的纸，使用Kr85(氪85)放射源; 对于重量在0-5000g/ m2的较厚纸，使用Sr90(锶90)放射源。事实证明：通过对放射源（例如氪85）射线被吸收量的数学式可以求得每平方米纸张的重量（g/m2）

26、。应用数学中的指数规律，能把射线的吸收情况更近似地表示出来，我们可以通过以下数学式对射线的吸收情况进行描述：I = I0 x e-( x) (1) Where 式中：I是射线穿透介质“”厚度后的强度； I0是射线射入介质前的强度； 是介质对射线的吸收系数(sm/g)在知道Io和测量出对应的I值后，对于确定的介质(纸)，其每平方米的重量(g/m2)可用下式进行计算： X = (1/) ln (I0/I) (2) 实际上，大多数吸收系数不是一个常数，而是定量X的一个函数。虽然在相对完全的重量范围内这个函数可以完全地线性化，但作为一个结果公（2）不是很适合，除非是知道了所供介质的重量和射线的吸收强度

27、。Betarem标准仪器，凭借已知样品能被界定的重量、多组X值和In(I0/I)值，根据这些数值，就能通过简单的线性插补方法计算出每个重量下的未知值。1. Kr85放射性同位素射线Betarem系统采用Kr85放射性同位素做为射体，氪是压缩在带有极薄钛制窗口的容器中的一种气体，窗口的大小决定了射线穿透纸张的分辨率。Kr85气体所发射的绝大多数射线很容易被纸张吸收，而且Kr是一种惰性气体，当气室发生泄漏时，它会迅速地扩散到大气中但对人体不会造成任何危害。象Pm147(钷147)、Sr90(锶90)之类的放射源，它们是固体放射源，如果发生泄漏，将对工作区域内的人员构成危害，因此，如果使用这类放射源

28、，必须用正规的“擦拭检测”法对放射源查漏。Kr85的半衰期比Pm147的半衰期长，Kr85的半衰期是10.7年，Pm147的半衰期为2.7年。以上这些就是造纸行业中用Kr85测量纸张重量的优点。有关放射方面的详细介绍请参阅本手册附录2。2. 电离室电离室是一个内部有绝缘电极的铝制密封汽缸，电离室的内部密封处装有压力为520mmHg的氩气，电离室有一个厚度不超过25微米的薄窗口，允许辐射光线进入与里面的被压氩气相协调。由于内部氩气的压力，离子室的窗口必须密封，如果有气体从离子室中泄漏出来，窗口将会松弛。这样只要通过观察窗口就能判断离子室的物理状况是否好。离子室不能修理，如果窗口坏了或是漏气了，必

29、须更换。射线粒子进入离子室与氩气分子相碰撞，导致气室中的氩气产生电离作用，因此命名为电离室。电离室壳体被接上500Vdc的高压电，粒子和氩分子撞击后产生正电荷和负电荷，当负电荷被室内的电极吸引时，正电荷便移到离子室的壳体上，产生电流I。 定量传感器的电子元件检测出电流I的值并转化为重量(g/m2)的测量值。第二节 : Betarem 定量传感器说明Betarem 定量传感仪器是高质量和高精密元件的组合体，其每一个部分的设计，都做到了实用、安全、可靠、易操作和易维护。1. Kr85放射源室放射源室是传感器系统中的一关键器具，尽管通常使用的放射源(Kr85)对人体健康危害比人们想象中的还要小。但是

30、，严格的安全控制要求：放射源室的设计和制作必须极其注意。放射源室设计中的一个主要要求是操作人员可以从外部观察到铝柱体快门的开或关。就是利用机械和电气元件指示 源室铝柱体快门的工作状态。 Betarem放射源室装备了一对彩色圆盘（红色/绿色）和两个大尺寸的LED(发光二极管)，当铝柱体快门被启动时，圆盘随之一起翻转，继电器给LED供电。 源室的设计适用于用放射源测量定量。就Betarem定量传感器来说，它用的放射源是Kr85放射性同位素。首先用小铝盒中的卡紧弹簧把放射源固定于盒内，然后，把铝盒塞到一个会旋转的固定在旋转螺线管转轴上的铝柱体里(铝柱体的作用与快门一样)。螺线管带动铝柱体转动，使其开

31、/关从而达到了快门的作用。转轴的最大旋转角度为90度。电源关闭时，螺旋弹簧强制关闭铝柱体（快门），从而指示放射源室处于非工作状态。 当铝柱体快门处于非工作位置(门关)时，装有放射源的小铅盒就反转到源室的内测，射线不能射出。当铝柱体快门处于工作位置(门开)时，Kr85放射性同位素小盒上的小孔与源室视准仪上的射线窗口完全重合，在这个位置射线能从源室中射出，此时的快门被说成是“开”。放射源快门(开或关位置)的状态由装在螺线管转轴上红色和绿色圆片指示，圆片是具有90度的扇形窗，它跟着快门转轴一起旋转，通过观察扇形窗显示的颜色(绿色或红色)可以确定快门的位置(开或关)。放射源室还提供了第二种方法判断快门

32、的状态，它使用了两只直径为10mm的发光二极管，一只为绿色，另一只为红色，它和用机械方式转动的色盘的颜色相吻合。当放射源快门处于开的位置时，红色指示灯亮，当放射源快门处于关的位置时，绿色指示灯亮。定量传感器放射源室采用24Vdc电源，驱动快门和发光二极管指示灯工作，导线共有3根(其中二根线是电源线，另一根是命令信号线)。2. 从Kr85放射源室发出的射线为了安全，放射源室外的可测射线的量需得到测量和记录。Kr85放射源室发出的射线强度很弱，其值远远低于一般规定的操作人员安全标.请参阅附录1提供的对放射源发出的射线进行测量。请参阅附录2提供的射线影响情况。3射线探测器和电离室 对于纸张而言，定量

33、的测量需要高精度，这就意味着仪器的信噪比要高，即：干扰信号要低，测量信号要高。 电离室可以达到以上要求，作为一种被动装置，它需要用到一块FET前置放大器板和一个HV电源。 射线探测器完全就是一种把射线转化为容易测量的任一探测电子的电流信号的设计的电子装置，探测器的主要元件是电离室，它是一个很精密的装置，并且需要很高的电压才能使其工作。探测器装置的主要组成部分如下： 射线探测器的外壳尺寸为120x100x235mm，在外壳上有一个较薄的铝制窗口，厚度不到15m，这个小窗面对着要测量的纸张，同时也对着放射源小窗，这个铝窗主要是起保护作用，它是电离室上精密窗口的机械屏障，同时，从射源发出的射线通过它

34、进入电离室进行测量。 电离室：由HV电源给它提供500V的直流电源。FET前置放大器：50M的输入阻抗，能把电离室产生的微弱电流信号放大，使之能转化为数字信号。DC/DC转换器：把12V.DC电源转化为+5V.DC和-5V.DC电源供FET放大器使用。 模拟/数字转换板(ADC)：采用16位的微处理器，把FET前置放大器输出的模拟信号转换为数字信号，电流被转换成2.5伏的电压。放射源和检测器之间没有觇板，只要给FET放大器选择正确的输入电阻就能把放射源与检测器隔开。模数转换的分辨率为38微伏，板上的微处理器通过适当的采样频率就能识别变化的模拟信号，再通过二线制RS485串行接口把数字信号传送到

35、控制计算机(PC)。HV电源组件：供电电压为12Vdc，输出电压可达1000伏，通过调压器可调节输出。4.定量传感器的技术指标Mains power supply主机电源230 Volt a.c. 50 Hz - 1 phase（定相） 10%Operating temperature工作温度min. +5 C最低max. +40C最高Relative humidity (no condensation) at the temperature of +40 C. （+40C时的相对湿度，无冷凝）-max. 50%最高Maximum height above sea level最高的海拔高度-1

36、000 mStorage and transport temperature limits贮存和运输的极限温度min. -25C最低max. + 55C最高Radioactive source used所用放射源Kr85200 milli Curie 毫居里Kr85 source half-lifeKr85放射源的半衰期10 years 年Kr85 source window diameterKr85放射源窗直径7 mmVoltage outputs from the switching Power Supply:开关电源电压输出+ 5 V., + 12V. - 12 V.d.c.Voltag

37、e outputs from the torus transformer环形变压器输出电压24 Volt a.c. 10%High voltage output to the Ionization chamber (output HV board)输入到电离室的高压（HV板输出）min. 490 Volt最低max. 510 V.最高Betarem detector and Scanpro ADC board power supplyBetarem检测器和Scanpro ADC板电源+12 VoltData link to the Betarem detectorBetarem检测器通信RS4

38、85, 2-wires 两线D.C. Power Supply AL-1AL-1直流电源12 volts from on boardtransformer12V来自于电气板上的电源24 Volt from torus transformer24V来自于圆盘变压器Offset voltage at closed source 放射源关闭电压Less then 20低于20mVMilli VoltBW Voltage signal with source open and no tape in between放射源开时，定量传感器电压信号与它之间没有磁带Approx 2.5 Volt近似值Stat

39、ic Accuracy with fixed sample静态精度（使用外部聚脂薄膜样片） 0.1 g/m2 or 0.2% of reading whichever is greater（更大值的）200 mCi Kr85Dynamic Accuracy over a complete scan, with fixed sample动态精度(固定样本在完整扫描架上) 0.15 g/m2 or 0.25% whichever is greater. （更大值的） 200 mCi Kr85Response time响应时间 10 msec time constant response10毫秒的固

40、定响应时间 iBeta 2002- Two Sensors ManualTHE MOISTURE SENSOR 红外线水分传感器 第三节 ：红外线水分传感器的工作原理1. 红外水分传感器iBeta系统同样配备了穿透式红外线水分传感器，用互不接触的两个测量头来测量纸张和纸板的水分含量。它的装置由上、下测量头组成，上为检测头，下为放射头，在工作中，放射头和检测头的位置正对着且中间有10mm 的间隔，被测纸张在这传感器的10mm间隔中运行。上部检测头与下部放射头的定位是非常重要的,iBETA扫描架系统稳定性极强，它的设计把上下测量头间的定位误差控制在+/-0.2mm内。检测头容纳了传感器的所有电子元

41、件和信息处理功能。放射头容纳了红外光线源和聚焦射线的光学设备。纸张在检测头与放射头之间运行。2. 红外线水分传感器的工作原理众所周知氢-氧键和碳-氢键吸收红外线，不同结构的化学键吸收不同波长的红外线。水纯粹地由氢-氧键组成。水中的氢氧键吸收红外射线，但是对波长为1.93微米的 磁波波段特别敏感。造纸工业基于这种自然现象的优点，利用红外线来测量纸张的水分。红外线源安放在下部的放射头内，正对上部的检测头。被测纸张在放射头和检测头间通过。检测头检测红外线通过纸张后的强度，红外线强度可经分析后转换成水分读数。这种分析是在测量特定波长的信号强度的基础上进行的。1.85微米的波长是参考信号。1.93微米的

42、波长是测量信号。根据参考信号和测量信号的比例与通过定量传感器所测纸张的定量相结合，可算出水分的百分含量。红外线不可能穿透所有种类的纸张，故红外线传感器主要适用在10gsm-120gsm范围内的好纸张中。对于每平方米克重更高的纸张必须检测纸张的成分和厚度。总的来说红外线水分传感器不适用于每平米克重大于200gsm的纸张。3. 信号处理信号处理必须把红外线装置中的原始信号转化成一个经过适当校准后的被测纸张水分百分度的线性函数。典型的红外线水分传感器的信号处理顺序如下： A 求出基础比率首先找出在传感器间隙中没有纸张时的读数比率，比如：把在“Off Sheet”位置时的读数比率，然后除以在传感器间隙

43、中有纸张时的读数比率，而产生了比率结果“R”，通过给出的基本值“R”就能进一步的推算出最终的水分百分含量。R = I1.85 x I1.93(stdz)I1.93 x I1.85(stdz)B 定量偏差的调整 K = fn( BW )C 校正系数WW = WW0 + K x fn(R)式中：“WW”是水的重量，而“WW0”是其中的一个校正系数。D 水分百分含量的计算。 （水的重量除以纸张的定量）X100这样测出了最后的水分百分含量。第四节 ：红外水分传感器的描述1. 红外射源的装置红外射线源一般位于传感器的下端部分，这个装置的主要功能是供给红外辐射光线并对其加以处理，以至达到能测量水分的效果。

44、它的基本组件是一只24伏的直流卤灯，卤灯产生红外光线和可见光线。这些光线被光学装置集中起来（这光学装直通过源室窗口把光线集中起来），然后被通过（拥有固定旋转速度的）马达旋转的斩波器轮中断，最后这光线穿过一透明物体然后离开源室装置。这个源室窗口的直径是10mm。红外灯源要确保安全放置，在扫描期间很重要的一点是红外灯源不能移动。当红外灯坏了要重装时，很重要的一点是需确保拴紧新灯。规定用24伏（直流电）、20瓦的红外灯，但由12伏（直流电）电源供给运行，通过用12伏（直流电）代替24伏（直流电），可以大大地延长灯的工作寿命。用来集中光线的光学装置已申请了专利、是专门为iBETA系统设计的。关于这个光

45、学装置不便透露更多信息。在实践中，这种光学装置永不失效，除非被打破，如果发生这种情形，全套源室装置必须送回STEC公司修理。为了获得一个有用信号必须中断从源室装备中射出的光线，在iBETA系统中选用的中断频率是243赫兹。这光线通过中断器时将会在红外线检测器装置中产生一个频率为243赫兹的AC信号。检测器被调节到这个频率，而其它光线的频率被拒收。这样为水分测量给出了最好的声噪比率信号。被中断的光线通过一透明聚乙烯薄膜退出源室装置。聚乙烯薄膜的主要作用是密封源室装置并防止纸张通过传感器间隙时引起的破坏。红外线装置是水分传感器的被动部分，它包括所有产生红外线的硬件。检测装置利用红外线处理测量信号。

46、The Infra-red source Assembly consists of the following components:红外线装置主要包括以下部件：v The Infra-red lamp assembly 红外灯装置v Cooling fan 冷却扇v Power supply board 电路板v Optics Assembly 光学装置v Chopper wheel motor 断路器轮马达All housed in aluminium housing 所有的铝制室的构件2. 红外线检测器装置红外线水分传感器的检测器装置是水分传感器的活动部份，所有的的电子元件都集中在这里。

47、电子元件的作用是把吸收的红外光线转换成电子信号，然后电子信号被转换成可在电脑中直接使用的数据。红外线检测器有4个测量频道，每个频道针对不同的红外线波长。测量定量低于120gsm的纸张，通常只需用两个频道。这些频道专门针对1.85和1.93微米的波长。来自源室装置的红外光线通过纸张时将被撒播，原始的红外线能量被纸中的水和纤维吸收，纸中的水和纤维越多吸收的红外线能量也越多。从纸中浮现的红外线能量总量由于纸张中存在的水和纤维而大大地降低。当纸张中浮现的剩余红外光线与光线原始强度相比时，它的比值等于被红外线通过的纸张的水分量。水分传感器就是提取这个比值。纸张红外线通道中的第一组件是光学设备，根据应用这

48、些光学设备将会把红外线分离成2至4束相等的光束。在检测好的纸张时，红外线分离成两束相等光束。这分离光束的光学设备具有专利权。对于每束光束，光线则被聚中到一个特殊的配有狭窄波段的滤波器上。每束光束有一个滤波器，这狭窄波段的滤波器的作用是只允许被选择的光线频率通过，其它所有的光线频率被这个滤波器阻止。检测好纸张时所选用的红外线频率是1.85和1.93微米，因而滤波器也选择这些波长。从这些滤波器中浮现的红外线被聚中到一个对红外线灵敏的检测光电元件上，标准的检测器用的是Pbs（硫化铅光电元件），但有一种更新的科技可利用二极管。iBETA系统用二极管当做检测器，这样比Pbs（硫化铅光电元件）更稳定且更少

49、的噪声。在传感器的设计中，最重要的工作是确保声躁比率的信号尽可能好，噪声标准必须保持在一个最低值。基本的产生电气噪声的原因是温度变化。针二极管是感应红外光线信号的基本元件，这针二极管对温度变化的灵敏度很低，但它的灵敏度并不为零，因此请确保温度变化并不至于影响最终的测量计算结果。在计算水分标准时用到了每种波长之间的信号比率，因此如果每个频道中的噪音都一样的话，计算时就得到了抵销。这点在设计红外线水分传感器时是特别重要的方面。红外线水分传感器中所用的每种波长都有独特的二极管配置来感应红外光线。为了确保每种二极管在相同环境中一起工作，所有的二极管被固定在一单独的金属盘上，同时这个金属盘也充当它们的热水槽来补偿它们的温度，因而在操作情况下二极管之间没有什么差异，在这种情况下二极管的性能是相同的，这样产生了非常稳定和可预计的