DE1773086B2

DE1773086B2 - Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Papierbahnen, Zellstoffbahnen und Filzschichten

Info

Publication number: DE1773086B2
Application number: DE19681773086
Authority: DE
Inventors: Eino Juhani Dipl.-Ing. Helsinki Kuusi; Antti Ilmari Jyvaeskylae Lehtinen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1968-03-29
Filing date: 1968-03-29
Publication date: 1974-07-18
Also published as: DE1773086A1; DE1773086C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Papierbahnen, Zellstoffbahnen und Filzschichten im Bereich hohen Feuchtigkeitsgehaltes, beispielsweise im Siebtuchteil.

Es ist bekannt, für die Dichte- und Dickenmessung Röntgenstrahlung zu benutzen, wobei als Quellen für die Röntgenstrahlung u.a. Bremsstrahlungsquellen und sogenannte K-Strahler dienen (H. Hart, »Radioaktive Isotope in der Betriebsmeßtechnik«, Berlin 1962, Seite 178 bis 196). So sind z. B. H/Ti-, Pm/Al- und Sr/ AI-Quellen als Slrahiungsqucllen genannt worden, die u.a. zur Dickenmessung nach der Methode der Rückstreumessung, bei der sich der Strahler und das Meßgerät auf der gleichen Seite gcnüber dem Meßgut befinden, verwendet werden können.

Ferner ist bereits beschrieben worden (USA.-Patentschrift 2 890344), daß Feuchtigkeitsmessungen grundsätzlich mit Röntgenstrahlung ausgeführt werden können, wobei jedoch die Sekundärstrahlung im Meßgut erzeugt wird. Diese Methode ist aber bei der Messung der Dicke von dünnen Schichten nicht anwendbar.

Schließlich ist aus »Feinwerktechnik«, 60, 1956, Seite 386, bekannt, die Schichtdickenbestimmung einer Zinnauflage bei Weißblechen mit Hilfe eines Röntgengerätes auszuführen; diese Methode, wonach die von der Röntgenröhre ausgehenden, die Zinnschicht durchdringenden Strahlen in Stahlblech eine Sekundärstrahlung auslösen, die beim Durchdringen der Zinnauflage zum Teil geschwächt wird, wobei das Ausmaß dieser Schwächung ein Maß für die Dicke der Zinnauflage ist, eignet sich jedoch nur für die beschriebenen Metalischichtwerkstoffe.

Die bisher bekannten Methoden zur Dichte- oder Dickenmessung können nicht zur Messung des Feuchtigkeitsgehaltes bei dünnen Schichten eingesetzt werden, da die Absorption z. B. bei Papier wesentlich geringer ist als die Absorption der Meßstrahlung bei Metallen. Daher ist eine besondere Auswahl des Rückstreumaterials bzw. Hintergrundmaterials erforderlich. Rückstrahlende Targets sind allerdings schon verwendet wurden; jedoch sind derartige rückstrahlende Targets bislang nicht an besondere Schichtdikken angepaßi worden.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in der

•5 Schaffung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Papierbahnen, Zellstoffbahnen und Filzschichten, womit eine exakte Feuchtigkeitsmessung bzw. Überwachung von Feuchtigkeitsänderungen im Bereich hoher Feuchtigkeit, z. B. im Siebtuch-

teil, ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

Eine Radioisotopen-y-Strahlungsquelle befindet sich auf einer Seite des Meßguts, deren y-Strahlung

möglichst ungeschwächt das Meßgut durchdringt; auf der der y-Strahlungsquelle gegenüberliegenden Seite des Meßguts ist ein in Abhängigkeit von der Schichtdicke des Meßguts derart gewähltes Hintergrundmaterial vorgesehen, daß die im Hintergrundmaterial er-

zeugte charakteristische Röntgenstrahlung eine ausreichende Absorption im Meßgut erfährt; auf der Seite der y-Strahlungsquelle ist ein auf die charakteristische Röntgenstrahlung mittels eines Impulshöhenanalysators und/oder Ross-Filters abgestimmter

Strahlungsdetektor angeordnet.

Bei der Anwendung dieser Vorrichtung wird mittels einer Radioisotopen-Strahlungsquelle die charakteristische Röntgenstrahlung eines als Hintergrund hintei der zu untersuchenden Schicht dienenden Materials erregt und die Änderung dieser Strahlung nach Durchlaufen der zu untersuchenden Schicht gemessen, wobei die gemessenen Änderungen als Maß für die Feuchtigkeit dienen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sehr einfach im Aufbau; ihre Anwendung

beeinträchtigt auch in keiner Weise das zu untersuchende Material bzw. dessen Herstellungsverfahren. Mit dieser Vorrichtung lassen sich Feuchtigkeit und Feuchtigkeitsanderungen z. B. im Ablauf des Herstellungsverfahrens solcher Bahnen und Schichten in allen

Bereichen, z. B. auch im Sif.btuchbereich, in dem der Feuchtigkeitsgehalt hoch ist, exakt bestimmen; dies ist vor allem deshalb sehr vorteilhaft, weil bei den bisher bekannten Methoden der Feuchtigkeitsgehalt in den Bereichen hoher Feuchtigkeit, z. B. im Siebtuchteil, nicht mit befriedigender Genauigkeit gemessen werden konnte.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher veranschaulicht. Die Radioisotopen-Stiahlungsquelle 1 entsendet y-Strah-

lung, die die zu untersuchende Schicht 5 durchdringt und im Hintergrundmaterial 3 eine charakteristische Röntgenstrahlung hervorruft. Da die Strahlungsquelle 1 und der Detektor 2 auf der gleichen Seite der zu messenden Schicht 5 liegen, muß die charakteristisehe Röntgenstrahlung des Hintergrundmaterials die zu untersuchende Schicht 5 durchlaufen, um in den Detektor 2 zu gelangen. Mit zunehmender Feuchtigkeit der Papier- oder Zellstoffbahn oder Filzschicht geht die Intensität der zu messenden charakteristisehen Strahlung infolge der vom Wasser verursachten Absorption zurück. Zwischen der Strahlungsquelle 1 und dem Detektor 2 liegt ein Strahlungsschutz 4.

Es wird angenommen, daß der Trockensubstanzgchalt der zu untersuchenden Schicht 5 je Flächenge-

wicht (in mg/cm') konstant bleibt oder mittels anderweitiger Verfahren erfaßt wird. Bei sehr geringen Trockensubstanzgehalten ist dies von untergeordneter Bedeutung.

Die Art der anzuwendenden Strahlungsquelle wird von der Dicke der zu messenden Schicht bestimmt. Wenn die zu upiersuchende Schicht ein hohes Flächengcwicht (100 bis 1500 mg/cnr) besitzt, werden Strahlungsquellen verwendet (z.B. eine Pm'⁴⁷/Al-Rremsstrahlungsquelle oder eine Am²⁴'-Quelle), die eine erheblich höhere mit?!ere Spektrumenergie als die charakteristische Röntgenstrahlung des Hintergrundmaterialshaben, damit die Absorption der erregenden y-Strahlung in der zu untersuchenden Schicht nicht zu üoermäßiger Abnahme der intensität der aus dem Hintergrundmaterial austretenden charakteristischen Röntgenstrahlung führt.

Wenn die zu messende Schicht geringeres Flächengewicht hat (in der Größenordnung < 150 mg/cnr), ist es am besten, eine Strahlungsquelle zu verwenden (z.B. eine HVZr-Bremsstrahlungsquelle), die ein Spektrum niedrigerer Energie liefert, wobei schon die Änderungen in der Absorption der erregenden Strahlung die Intensitätsvariationen der charakteristischen Strahlung des Hintergrundmaterials vergrößern und damit den zu messenden Effekt steigern.

Falls die zu messende Schicht sehr dünn ist, z. B.

eine Papierbahn mit einem Flächengewicht in der Größenordnung von 6 mg/cm-, muß man eine Strahlungsquelle mit sehr geringer Energie verwenden (z B H'/Ti-Quelle) und als Hiniergrundmatenal eine unter der Papierbahn eingelegte, aus einem Material mit niedriger Ordnungszahl (z. B. CaCO,) hergestellte Hinterurundplatte benutzen, damit die Feuchtigkeitsänderungen hinreichend große Änderungen in der Intensität der zu messenden charakteristischen Ronteenstrahlung hervorrufen.

Die Trennung der charakteristischen Röntgenstrahlung des Hintergrundmaterials von der an der zu untersuchenden Schicht usw. gestreuten Strahlung erzielt man durch Anwendung von Impulshohenanalyse und/oder von abgeglichenen Ross-Filtcrn. Als Detektoren sind Proportionalzähler und Szintillationskristall am zweckmäßigsten. · , ,

Oie zur Messung verwendete Vorrichtung wird auf nur einer Seite der zu untersuchenden Schicht angeordnet Dadurch werden die Herstellungsarbeitsweise für solche Bahnen und Schichten und die Anordnung der Maschinenteile (Siebtuch, Zylinder usw.) überhaupt nicht gestört.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Papierbahnen, Zellstoffbahnen und Filzschichten im Bereich hohen Feuchtigkeitsgehaltes, beispielsweise im Siebtuchteil, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: eine Radioisotopen-y-Strahlungsquelle befindet sich auf einer Seite des Meßguts, deren y-Strahlung möglichst ungeschwächt das Meßgut durchdringt; auf der der y-Strahlungsquelle gegeriüberliegenden Seite des Meßguts ist ein in Abhängigkeit von der Schichtdicke des Meßguts derart gewähltes Hintergrundmaterial vorgesehen, daß die im Hintergrundmaterial erzeugte charakteristische Röntgenstrahlung eine ausreichende Absorption im Meßgut erfährt; auf der Seite der y-Strahlungsquelle ist ein auf die charakteristische Röntgenstrahlung mittels eines Impulshöhenanalysators und/oder Ross-Filters abgestimmter Strahlungsdetektor angeordnet.