專利名稱：傳感器元件和稠度變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在漿料懸浮液(pulp suspension )的測(cè)量中使用的稠 度變送器(consistency transmitter )的傳感器元件。本發(fā)明涉及用于 測(cè)量漿料懸浮液的稠度(consistency)的稠度變送器。本發(fā)明涉及制 造供在漿料懸浮液的測(cè)量中使用的稠度變送器的傳感器元件的方法。
背景技術(shù)：
已知基于剪切力測(cè)量的稠度變送器用于測(cè)量漿料懸浮液的稠度。 在這些變送器中，傳感器元件(即，測(cè)量傳感器)被放置在輸送懸浮 液的流動(dòng)通道(flow channel)系統(tǒng)等中，并且實(shí)際的測(cè)量元件械j文 置在要測(cè)量的通道系統(tǒng)外。傳感器元件連接到傳送元件，傳送元件通 過力矩原理(moment principle)將作用在傳感器元件上的懸浮液的 力和/或運(yùn)動(dòng)傳送到流動(dòng)通道系統(tǒng)外的測(cè)量元件。測(cè)量元件測(cè)量取決于 作用在傳送元件上的力矩的力，該力與漿料的稠度成比例。
存在三種類型的在剪切力測(cè)量中使用的傳感器元件刀片式、基 本固定的傳感器元件；刀片式、活動(dòng)的(active)傳感器元件；以及 轉(zhuǎn)子式、旋轉(zhuǎn)的傳感器元件。此外，被選擇用于測(cè)量的傳感器元件的 類型將取決于漿料的稠度和處理過程測(cè)量點(diǎn)等。
在漿料的生產(chǎn)中，在堿性水溶液中蒸煮木片。作為蒸煮的結(jié)果， 木材的纖維和木質(zhì)素彼此分離，并且木質(zhì)素溶解在蒸煮溶液中。在蒸 煮后進(jìn)行洗漿，其中含纖維的漿料可以與包含木質(zhì)素的蒸煮溶液分 離。
除了木質(zhì)素和纖維外，木材還包含很多其它物質(zhì)，例如通常被稱 為提取物(extractives)的脂肪酸和樹脂。在蒸煮期間，大多數(shù)提取 物溶解在蒸煮溶液中，但是也有大量提取物仍保留在成品漿料中。特別地，硬木(hardwood)漿料在蒸煮后仍包含大量的中性提取物。硬 木漿料中的提取物主要由不飽和脂肪酸(其主要在漿料中的小尺寸的 薄壁細(xì)胞(parenchymatous cell)中發(fā)現(xiàn))構(gòu)成。提取物也可以出現(xiàn) 在纖維的表面上或自由地出現(xiàn)溶液中。
在進(jìn)一步處理漿料的步驟中提取物導(dǎo)致了很多問題。自由存在于 溶液中的提取物凝聚成團(tuán)并在處理裝置和變送器及其與漿料接觸的 部分中形成沉積物(deposits )、膠質(zhì)(gums )和沉淀物(precipitates )。
考慮到稠度測(cè)量的可靠性，在傳感器元件的表面上形成的提取物 的沉積物導(dǎo)致了問題。在實(shí)踐中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，粘在傳感器元件的表面上 的雜質(zhì)沉積物導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果朝著比真實(shí)值更高的稠度失真。由于這個(gè) 原因，必須比正常情況頻繁得多地校準(zhǔn)變送器。稠度變送器的校準(zhǔn)是 費(fèi)時(shí)的操作。其需要漿料樣本的手工實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，借助該測(cè)量可以校 準(zhǔn)變送器。另外，必須以4到8星期的間隔清潔傳感器元件。
已經(jīng)嘗試通過用Teflon (特氟綸)或鈦涂層涂覆傳感器元件來防 止傳感器元件的玷污，但是這些都沒有導(dǎo)致令人滿意的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的是提供一種傳感器元件，其中當(dāng)用在稠度變 送器中時(shí)消除了上述問題并且給出準(zhǔn)確而可靠的測(cè)量結(jié)果。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，根據(jù)本發(fā)明的傳感器元件特征在于所附的權(quán) 利要求1。用于測(cè)量漿料懸浮液稠度的稠度變送器特征在于所附的權(quán) 利要求5。在傳感器元件制造中的方法，所述傳感器元件用于在測(cè)量 漿料懸浮液中使用的稠度變送器，該方法特征在于所附的權(quán)利要求8。
本發(fā)明基于以下構(gòu)思使在用于測(cè)量漿料懸浮液的稠度變送器中 使用的傳感器元件涂覆有金剛石涂層。涂覆了金剛石的傳感器元件基 本不會(huì)被其表面上的提取沉積物玷污或覆蓋。結(jié)果，測(cè)量的可靠性提 高。另外，可以延長(zhǎng)傳感器元件的校準(zhǔn)和清潔的間隔。
初步試驗(yàn)表明涂覆有金剛石涂層的傳感器元件比涂覆有現(xiàn)有的 諸如特氟綸或鈦的涂層的傳感器元件在基本更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持清潔。是非常堅(jiān)硬的材料，其不會(huì)像 上面提及的傳感器元件的傳統(tǒng)涂層那樣被劃傷或磨損。


下面將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中 圖1示出基于刀片式傳感器元件的并且被結(jié)合漿料流動(dòng)通道系 統(tǒng)放置的稠度變送器的示意性截面； 圖2示出各種刀片式傳感器元件；
圖3示出基于旋轉(zhuǎn)傳感器元件的并且被結(jié)合漿料流動(dòng)通道系統(tǒng) 放置的稠度變送器的示意性截面；以及 圖4示出各種旋轉(zhuǎn)傳感器元件。
具體實(shí)施例方式
圖l示出基于剪切力測(cè)量并且包括刀片式傳感器元件2的稠度變 送器1的截面。刀片式傳感器元件2可以是固定的傳感器元件或活動(dòng) 的刀片式傳感器元件。稠度變送器l被結(jié)合漿料流動(dòng)通道3放置。當(dāng) 稠度變送器被安裝在適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，傳感器元件2被配合安裝在用于 輸送漿料的流動(dòng)通道3內(nèi)，在漿料懸浮液流中。傳送元件4連接著傳 感器元件2，該傳送元件4在其另 一端連接到流動(dòng)通道3外的稠度變 送器1的部件5。
在流動(dòng)通道3中流動(dòng)(箭頭A)的漿料懸浮液使傳感器元件2受 到力作用，其幅度與懸浮液的稠度成比例。傳送元件4將作用在傳感 器元件2上的力傳送到流動(dòng)通道3外的稠度變送器1的部件5，該部 件5配備有用于測(cè)量作用在傳感器元件上的力、用于計(jì)算該力、以及 用于將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備。在圖l中示出的稠度變送器的各部件
和變送器的功能對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，在這方面將不再更 詳細(xì)地描述。
圖2示出十種不同的刀片式傳感器元件2，其設(shè)計(jì)在很大程度上 變化。對(duì)于每個(gè)要測(cè)量的對(duì)象，選擇最適合各自處理?xiàng)l件的傳感器元件。此外，傳感器元件的選擇還受漿料的稠度和處理過程中測(cè)量的位 置等的影響。
圖3示出基于剪切力測(cè)量的并且包括旋轉(zhuǎn)傳感器元件6的稠度變 送器1的截面。稠度變送器l被結(jié)合漿料流動(dòng)通道3地放置。輸送漿 料的流動(dòng)通道3的壁配備有測(cè)量室7，當(dāng)稠度變送器被安裝在適當(dāng)?shù)?位置時(shí)，傳感器元件6被配合安裝在測(cè)量室7中。因此，在測(cè)量期間， 傳感器元件6處在輸送漿料的流動(dòng)通道的漿料懸浮液中。傳送元件8 連接到傳感器元件6，傳感器元件6在測(cè)量期間繞著傳送元件8旋轉(zhuǎn)。 傳送元件8在其另 一端連接到流動(dòng)通道3外的稠度變送器1的部件5。
漿料懸浮液的稠度與在傳送元件8中產(chǎn)生的扭矩成比例。傳送元 件8將由傳感器元件6的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的扭矩傳送到流動(dòng)通道3外的稠度 變送器1的部件5，該部件5配備有測(cè)量扭矩、用于通過計(jì)算來處理 該扭矩、以及用于將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備。在圖l中示出的稠度變 送器的各部件和變送器的功能對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，在這 方面將不再更詳細(xì)地描述。
圖4示出四種不同的傳感器元件6，其意圖為由傳送元件8使其 旋轉(zhuǎn)。傳感器元件6具有通孔9，用于將傳送元件8的一端連接到傳 感器元件6。各傳感器元件的形狀不同，并且，對(duì)于每個(gè)測(cè)量對(duì)象的 傳感器元件的選擇受漿料的稠度和處理過程中測(cè)量位點(diǎn)等等的影響。
在圖2和圖4中示出的傳感器元件由諸如耐酸鋼的耐用材料制 成，并且它們整個(gè)都涂覆有金剛石涂層。通過例如在低溫下的真空沉 積技術(shù)來執(zhí)行傳感器元件的涂覆。金剛石涂層技術(shù)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員是已知的，在這方面將不再更詳細(xì)地描述。
本發(fā)明意圖不受限于上面作為例子呈現(xiàn)的實(shí)施例，而是根據(jù)所附 的權(quán)利要求來應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于漿料懸浮液的測(cè)量中使用的稠度變送器的傳感器元件，其特征在于，傳感器元件(2、6)涂覆有金剛石涂層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的傳感器元件，其特征在于，傳感器元件(2) 是刀片式傳感器元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的傳感器元件，其特征在于，傳感器元件(6) 是旋轉(zhuǎn)傳感器元件。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的傳感器元件，其特征在 于，傳感器元件(2、 6)被布置在輸送漿料懸浮液的流動(dòng)通道中。
5. —種用于測(cè)量漿料懸浮液的稠度的稠度變送器，包括要放 置在漿料懸浮液中的傳感器元件(2、 6);部件(5)，其配備有用 于測(cè)量作用在傳感器元件上的力/扭矩、用于通過計(jì)算來處理該力/扭 矩，以及用于將該力/扭矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備；以及傳送元件(4、8), 其連接到傳感器元件(2、 6)和所述部件(5)，用于將作用在傳感 器元件上的力/扭矩傳送到所述部件(5);其特征在于，傳感器元件(2、 6)設(shè)有金剛石涂層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的稠度變送器，其特征在于，所述傳感器元 件是刀片式傳感器元件(2)，其中，該傳感器元件被布置為固定的 或活動(dòng)的；或者所述傳感器元件是旋轉(zhuǎn)傳感器元件(6)，其中，該 傳感器元件被布置為可通過傳送元件(8)旋轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的稠度變送器，其特征在于，傳感器元 件(2、 6)被放置或要被放置在輸送漿料的流動(dòng)通道內(nèi)的漿料懸浮液流中
8. —種在傳感器元件的制造中的方法，該傳感器元件用于在漿 料懸浮液的測(cè)量中使用的稠度變送器，該方法特征在于，用金剛石涂 層涂覆傳感器元件(2、 6)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，通過低溫下的真空沉 積技術(shù)進(jìn)行所述涂覆。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于，所述傳感器元件 由耐酸鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在漿料懸浮液的測(cè)量中使用的稠度變送器的并且涂覆有金剛石涂層的傳感器元件。一種用于測(cè)量漿料懸浮液稠度的稠度變送器，包括要被放置在漿料懸浮液中的并且配備有金剛石涂層的傳感器元件；配備有用于測(cè)量作用在傳感器元件上的力/扭矩、用于通過計(jì)算來處理該力/扭矩、以及用于將該力/扭矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備的部件；以及傳送元件，其連接到傳感器元件和所述部件，用于將作用在傳感器元件上的力/扭矩傳送到所述部件。一種制造用于在測(cè)量漿料懸浮液中使用的稠度變送器的傳感器元件的方法，其中，該方法包括用金剛石涂層涂覆傳感器元件的步驟。
文檔編號(hào)G01N11/14GK101680830SQ200880018009
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者O·羅薩里 申請(qǐng)人:美卓自動(dòng)化有限公司