DD235918A1 - ARRANGEMENT FOR CONTINUOUS MOISTURE MEASUREMENT OF WOOD PARTICLES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kontinuierlichen Feuchtemessung von Holzpartikeln nach dem Infrarot-Reflexionsmessprinzip. Es ist vorzugsweise anwendbar bei der Feuchtebestimmung von Partikeln, die bei ihrer Foerderung an Wandungen gefuehrt werden. Das Ziel ist, auch Holzpartikel zu messen, deren Waermeabstrahlung eine messgeraetespezifische Grenztemperatur uebersteigt und/oder deren Begleitphase Bestandteile enthaelt, die zur Kondensation waehrend der Messung fuehren. Die Aufgabe besteht darin, die Messung ohne Unterbrechung des Partikelstromes durchzufuehren, eine hinreichende, gleichbleibende Struktur an der zu messenden Oberflaeche des Messgutes zu sichern und stoerende Einfluesse auf das Messgeraet auszuschalten. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass an einer Gehaeusewand eines Foerderers ein Inspektionsfenster angeordnet ist. Ausserhalb des Foerderers ist diesem Inspektionsfenster der Messkopf des Infrarotmessgeraetes in einem bestimmten Abstand und einem definierten Winkel zugeordnet. Die Erfindung ist vorzugsweise anwendbar bei der Herstellung von plattenfoermigen Werkstoffen wie Span- oder Faserplatten.The invention relates to an arrangement for continuous moisture measurement of wood particles according to the infrared reflection measurement principle. It is preferably applicable to the moisture determination of particles which are guided in their promotion to walls. The aim is also to measure wood particles whose heat radiation exceeds a measuring device specific limit temperature and / or whose accompanying phase contains components which lead to condensation during the measurement. The task is to perform the measurement without interruption of the particle flow, to ensure a sufficient, consistent structure on the surface to be measured of the material to be measured and to eliminate disturbing influences on the measuring device. This object is achieved by arranging an inspection window on a housing wall of a conveyor. Outside of the conveyor, the inspection head of the infrared measuring device is assigned to this inspection window at a specific distance and a defined angle. The invention is preferably applicable in the production of plate-like materials such as particleboard or fiberboard.
Description
Die Erfindung betrifft die kontinuierliche Bestimmung der Feuchtigkeit von Holzpartikeln nach dem Infrarot-Reflexionsmeßprinzip bei der Herstellung von plattenförmigen Werkstoffen wie Span- oder Faserplatten. Sie wird vorzugsweise angewandt bei der Feuchtebestimmung von Partikeln, die bei ihrer Förderung an Wandungen geführt werden, z. B. an in senkrecht oder schräg verlaufenden Wandungen von Fallschächten, an Schurren, an Wandungen von Schneckenförderern, Kratzer-und Trogkettenförderern.The invention relates to the continuous determination of the moisture content of wood particles according to the Infrarot-Reflektionsmeßprinzip in the production of plate-like materials such as chipboard or fiberboard. It is preferably used in the determination of moisture of particles that are guided in their promotion to walls, z. B. on in vertical or inclined walls of chutes, on chutes, on walls of screw conveyors, scratches and chain conveyors.
Die Feuchtemessung an Holzpartikeln kann im Produktionsprozeß der Span- und Faserplattenindustrie neben anderen Meßverfahren auch nach dem Infrarot-Reflexionsmeßprinzip durchgeführt werden. Es ist ein Oberflächenmeßverfahren. Die Eindringtiefe der Strahlung liegt in der Größenordnung von Zehntelmillimetern. Vorraussetzungen für das Messen der Feuchte mit einem Infrarot-Meßgerät sind das Einhalten eines meßgerätespezifischen Abstandes zwischen dem Meßkopf und dem, Meßgut sowie eine hinreichend gleichbleibende Struktur an der Oberfläche des Meßgutes und eine bestimmte Mindestschichtdicke des Meßgutes. Da diese Forderungen in geschlossenen Fördersystemen, z. B. in Fallschächten nur schwer zu erfüllen sind, werden in solchen Fällen meist andere Meßverfahren angewendet. Nach dem Infrarot-Reflexionsmeßprinzip sind Messungen an Partikeln in Fallschächten bzw. im fallenden Materialstrom nur mittels spezieller Probenahmevorrichtungen bekannt. Solche Vorrichtungen, z. B. in Form einer drehenden, teilweise in den Fallschacht ragenden Scheibe, führen einen Teilstrom als Partikelvlies nach außen. Außerhalb des Fallschachtes ist über der Scheibe der Meßkopfeines Infrarot-Meßgerätes angeordnet. Das Meßgut wird an dieser Stelle vom Meßkopf optisch erfaßt und gemessen. Im weiteren Transport wird dieser Teilstrom wieder in den Fallschacht geleitet und mittels eines Abstreifers in den Hauptstrom zurückgeführt. Derartige Probenahmevdrrichtungen sind noch in weiteren Ausführungen bekannt, z. B. mit stehender Scheibe und einem rotierenden Zellenrad.The moisture measurement of wood particles can be carried out in the production process of chipboard and fibreboard industry in addition to other measuring methods according to the Infrarot-Reflektionsmeßprinzip. It is a surface measuring method. The penetration depth of the radiation is on the order of tenths of a millimeter. Prerequisites for measuring the humidity with an infrared measuring device are the observance of a measuring instrument-specific distance between the measuring head and the object to be measured and a sufficiently uniform structure on the surface of the measured material and a certain minimum layer thickness of the measured material. Since these requirements in closed conveyor systems, z. B. are difficult to meet in case shafts, other measurement methods are usually used in such cases. According to the infrared reflection measuring principle, measurements on particles in downpipes or in the falling material flow are known only by means of special sampling devices. Such devices, eg. B. in the form of a rotating, partially projecting into the chute disc lead a partial flow as a particle fleece to the outside. Outside the chute, the measuring head of an infrared measuring device is arranged above the disk. The material to be measured is optically detected and measured at this point by the measuring head. In further transport of this partial flow is passed back into the chute and returned by means of a scraper in the main stream. Such Probenahmevdrrichtungen are still known in other embodiments, for. B. with a standing disc and a rotating bucket.
Im Anschluß an einen Trocknungsprozeß lassen sich mit diesen Vorrichtungen Messungen nicht oder nur mit erheblichem Wartungsaufwand durchführen. Die vom Trocknungsgut mitgeführte Begleitphase, ein Dampf-Luft-Gemisch mit Holzstaub und Harzbestandteilen, führt durch Kondensation auf dem Abschlußglas des Infrarot-Meßkopfes zu einem meßwertverfälschenden Belag.Following a drying process can be with these devices measurements or not perform only with considerable maintenance. The accompanying phase entrained by the material to be dried, a vapor-air mixture containing wood dust and resin constituents, leads to a scale-distorting coating due to condensation on the glass of the infrared measuring head.
Außerdem besteht die Gefahr, daß die bei ca. 35°C liegende obere Grenztemperatur des Meßelementes, eines PbS-Photowiderstandes, überschritten wird, da die erforderliche mechanische Anordnung des Meßkopfes an der Probenahmevorrichtung eine temperaturmäßige Überbeanspruchung durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung begünstigt. Grundsätzlich liegen bei diesen Probenahmevorrichtungen z. B. bei Durchsatzschwankungen keine gleichbleibenden, d. h. definierbaren Oberflächenstrukturen und Niveaus des optisch abzutastenden Partikelvlieses vor, so daß sich die Meßunsicherheit erhöht.There is also the risk that the lying at about 35 ° C upper limit temperature of the measuring element, a PbS photoresistor, is exceeded, since the required mechanical arrangement of the measuring head on the sampling device favors a temperature overload by heat conduction and heat radiation. Basically, these sampling devices are z. B. in throughput fluctuations no consistent, d. H. definable surface structures and levels of the optically scanned particle fleece before, so that increases the uncertainty.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Möglichkeiten zur kontinuierlichen Feuchtigkeitsmessung nach dem Infrarot-Reflexionsmeßprinzip an Holzpartikeln, deren Wärmestrahlung dazu führt, daß die Umgebungstemperatur für den Meßkopf eine vorgegebene Grenztemperatur überschreitet und/oder deren Begleitphase Bestandteile enthält, die zur Kondensation während der Messung führen und/oder deren Grobstruktur eine herkömmliche Messung am Förderer nicht zuläßt.The object of the invention is to provide opportunities for continuous moisture measurement according to the Infrarot-Reflektionsmeßprinzip of wood particles, the heat radiation causes the ambient temperature for the measuring head exceeds a predetermined limit temperature and / or the accompanying phase contains components that are used for condensation during the measurement lead and / or their coarse structure does not allow a conventional measurement on the conveyor.
-2- 746 83-2- 746 83
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Infrarot-Reflexionsmessung ohne Unterbrechung des Partikelstromes durchzuführen und eine hinreichende, gleichbleibende Struktur an der dem Meßgerät zugewandten Oberfläche des Meßgutes mit geringem technischen Aufwand zu sichern sowie vom Meßgut ausgehende meßwertverfälschende Einwirkungen auf das Meßgerät zu verhindern bzw. weitgehend auszuschalten.The invention has for its object to perform the infrared reflection measurement without interruption of the particle flow and to ensure a sufficient, consistent structure of the meter facing surface of the material to be measured with little technical effort as well as outgoing from Meßgut outgoing measurable distorting effects on the meter or largely off.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an einer Gehäusewand eines Förderers ein Inspektionsfenster so angeordnet ist, daß das zu fördernde Material als geschlossener Materialfluß darübergeführt wird. Dabei entspricht die wirksame Fläche des Fensters mindestens dem Meßfleckdurchmesser des Infrarot-Meßstrahles. Außerhalb des Förderers ist dem Inspektionsfenster der Meßkopf des Infrarotmeßgerätes zugeordnet. Der dabei einzuhaltende, meßverfahrensbedingte und vom Gerätetyp abhängige Abstand bietet die Möglichkeit, mittels bekannter wärmestrahlungsmindernder oder -dämmender Mittel nachteilige Temperatureinflüsse von Seiten des Meßgutes bzw. der Wandung des Förderersauf den Meßkopf in zulässigen Grenzen zu halten.This object is achieved according to the invention in that on a housing wall of a conveyor, an inspection window is arranged so that the material to be conveyed is passed over as a closed material flow. The effective area of the window corresponds at least to the measuring spot diameter of the infrared measuring beam. Outside the conveyor, the inspection window is assigned the measuring head of the infrared measuring device. The thereby to be observed, meßverfahrensbedingte and dependent on the device type distance offers the ability to keep by means of known heat radiation reducing or -dämmender adverse effects of temperature on the part of the measured material or the wall of the conveyor on the measuring head within acceptable limits.
Um eine meßwertverfälschende Totalreflexion am Inspektionsfensters einen Winkel von > 18 bis < 65 bildet.To form a total value-distorting reflection on the inspection window an angle of> 18 to <65 forms.
Je nach Art des Förderers liegt das Inspektionsfenster in einer Ebene mit der Gehäusewand des Förderers oder ist in diese eingebuchtet. Da sowohl plane, gekrümmte als auch sphärische Formen möglich sind, kann es jeder Gehäusewand zur Vermeidung von den Durchfluß störenden Materialstaus weitestgehend angepaßt werden. Damit wird gleichzeitig ein Selbstreinigungseffekt erzielt. In Fallschächten kann zur Sicherung der für die Messung erforderlichen Belegungshöhe am unteren Ende des Inspektionsfensters eine Staulippe angeordnet sein.Depending on the type of conveyor, the inspection window lies in a plane with the housing wall of the conveyor or is indented into this. Since both planar, curved and spherical shapes are possible, it can be adapted as much as possible to prevent any housing wall to avoid flow congestion material jam. This achieves a self-cleaning effect at the same time. In fall wells can be arranged to secure the required for the measurement occupancy level at the bottom of the inspection window, a spoiler lip.
Bei staubiger Umgebungsluft sowie bei meßtechnisch nachteiligen Fremdlichteinfluß ist derfreiliegende optische Strahlengang zwischen Meßkopf und Inspektionsfenster zweckmäßigerweise durch einen Tubus abgeschirmt.In dusty ambient air as well as technically disadvantageous extraneous light influence the exposed optical beam path between the measuring head and inspection window is suitably shielded by a tube.
Nachteilige Wirkungen auf den Meßkopf durch die Begleitphase werden durch das Inspektionsfenster ausgeschlossen.Adverse effects on the measuring head through the accompanying phase are excluded by the inspection window.
Da an die Glasqualität keine besonderen Ansprüche gestellt werden, können vorteilhafterweise handelsübliche sogenannte Schaugläser verwendet werden.Since no special demands are placed on the glass quality, commercial so-called sight glasses can advantageously be used.
In der zugehörigen Zeichnung zeigenIn the accompanying drawing show
Figur 1: Teilansicht eines Schneckenförderers mit anschließendem Fallschacht Figur 2: Schnittdarstellung des Schneckenförderers im Bereich des Inspektionsfensters Figur 3: Schnittdarstellung des InspektionsfenstersFigure 1: Partial view of a screw conveyor with subsequent chute Figure 2: sectional view of the screw conveyor in the region of the inspection window Figure 3: sectional view of the inspection window
Einem kontinuierlich arbeitenden Duplextrockner für Holzpartikel ist je ein Schneckenförderer 1 vor- bzw. nachgeschaltet. In beiden Förderern soll die Feuchte der Holzpartikel gemessen werden. Das Prinzip der Meßplatzgestaltung ist jeweils gleich, es wird deshalb nur die Anordnung am vorgeschalteten Schneckenförderer 1 beschrieben. Der Partikelstrom besitzt die Förderrichtung 9. An der Austrittsseite des Schneckenförderers 1 ist ein Inspektionsfenster, das aus einem in die Wandung 2 des Schneckenförderers 1 eingelassenen Flansch 3 mit dem leicht auswechselbaren Fenster 4 und einem Deckring 5 besteht, angeordnet. Als Fenster 4 wurde ein handelsübliches sogenanntes Schauglas mit einem optisch wirksamen Durchmesser von 70 mm eingesetzt. Der Montageort des Fensterzentrums liegt 400 mm vordem Ende des Schneckenförderers 1 bzw. vor dem Fallschacht 6 und 320 mm unterhalb der Oberkante des Schneckenförderers 1. Die zum Meßgut liegende Seite des Fensters 4 ist bündig mit der Wandung 2 ausgeführt.A continuous-action duplex dryer for wood particles is preceded or followed by a screw conveyor 1. In both conveyors, the moisture content of the wood particles should be measured. The principle of Meßplatzgestaltung is the same, it will therefore only the arrangement on the upstream screw conveyor 1 will be described. The particle flow has the conveying direction 9. At the outlet side of the screw conveyor 1 is an inspection window, which consists of a recessed into the wall 2 of the screw conveyor 1 flange 3 with the easily interchangeable window 4 and a cover ring 5 is arranged. As window 4, a commercially available so-called sight glass was used with an optically effective diameter of 70 mm. The installation location of the window center is 400 mm in front of the end of the screw conveyor 1 or in front of the chute 6 and 320 mm below the upper edge of the screw conveyor 1. The lying to Meßgut side of the window 4 is flush with the wall 2.
Als Infrarot-Meßgerät wird ein Infrarot-Photometer der Fa. Pier-Electronic eingesetzt. Der Meßkopf 7 ist dem Fenster 4 in einem Abstand 10 von 10cm und einem Winkel 8 von 45° zugeordnet. Mit der beschriebenen Anordnung ist sowohl eine ständige Belegung des Fensters 4 als auch eine ständige Selbstreinigung desselben gesichert.As an infrared measuring instrument, an infrared photometer from the company Pier-Electronic is used. The measuring head 7 is assigned to the window 4 at a distance 10 of 10 cm and an angle 8 of 45 °. With the described arrangement, both a permanent occupancy of the window 4 as well as a constant self-cleaning of the same is ensured.
Weiterhin bietet die Anordnung des Inspektionsfensters an der Austrittsseite des Schneckenförderers 1 gegenüber der Eintrittsseite den Vorteil der größeren Verdichtung des Partikelstromes und damit die Gewähr einer meßtechnisch vorteilhaften Oberflächenstruktur, d. h. die Meßunsicherheit verringert sich gegenüber einer Messung an unverdichtetem losen Meßgut erheblich. Nachteilige Wirkungen der Begleitphase des Partikelstromes auf den Meßkopf 7 sind wirksam ausgeschaltet. Meßwertverfälschende Wärmestrahlungen können unter Ausnutzung des meßtechnisch bedingten Abstandes zwischen Meßgut und Meßkopf 7 mit Hilfe von bekannten wärmedämmenden Elementen, z.B. Reflexionsblenden, wirksam verhindert werden.Furthermore, the arrangement of the inspection window on the outlet side of the screw conveyor 1 with respect to the inlet side offers the advantage of greater compression of the particle flow and thus the guarantee of a metrologically advantageous surface structure, d. H. the measurement uncertainty is considerably reduced compared to a measurement of uncompressed loose material to be measured. Adverse effects of the accompanying phase of the particle flow on the measuring head 7 are effectively switched off. Measured value-distorting thermal radiations can be exploited by taking advantage of the metrological distance between the material to be measured and the measuring head 7 with the aid of known heat-insulating elements, e.g. Reflection covers, effectively prevented.
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