DE911914C

DE911914C - Messanordnung zur Feuchtigkeitsbestimmung an laufenden Bahnen von z.B. Papier u. dgl.

Info

Publication number: DE911914C
Application number: DES23943A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Louis Merz; Dr-Ing Theodor Rummel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1951-07-14
Filing date: 1951-07-14
Publication date: 1954-05-20

Description

Meßanordnung zur Feuchtigkeitsbestimmung an laufenden Bahnen von z. B. Papier u. dgl.
Es ist bekannt, die Feuchtigkeit von laufenden Bahnen, z. B. des Papiers bei Papiermaschinen, durch Messen der dielektrischen Eigenschaften oder des elektrischen Widerstandes der Bahn zu bestimmen. Für die Messung kann Gleich- oder Wechselspannung benutzt werden. Der Meßwert wird meist in Brückenschaltungen ermittelt, wobei vielfach Verstärker verwendet werden müssen. Besonderen Vorteil für die Messung bietet die Verwendung von Gleichspannung. Bei Wechselspannung wird nämlich die Messung durch die Kurvenform der Spannung beeinflußt. Außerdem erfordert das Konstanthalten der Wechselspannung einen relativ großen Aufwand. Gleichspannung dagegen läßt sich auf einfache Weise mittels Glimmlampen stabilisieren. Bei den gebräuchlichen Widerstandsmeßanordnungen läuft die Stoffbahn zwischen zwei Meßelektroden hindurch. Bei relativ trockener Stoffbahn ist diese jedoch Träger elektrostatischer Ladung. Sitzen z. B. auf beiden Seiten der Bahn unterschiedliche Ladungen, so gleichen sich diese iiber das Meßinstrument aus, wenn die Bahn die Meßstrecke durchläuft. Der dadurch auftretende Meßfehler ist abhängig von der Bahngeschwindigkeit und von der Größe der Ladungsdifferenz.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Elektroden wird diese Schwierigkeit vermieden.
Die Meßanordnung nach der Erfindung zur Feuchtigkeitsbestimmung an laufenden Bahnen von z.
Papier, Textilgewebe, Filzen, Schlichtegarnen besitzt zwei auf einer Seite der Bahn aufliegende, hochisoliert gehalterte und mit je einem Pol eines Gleichstrommeßinstruments verbundene Elektroden (Meßelektroden) .
Die beiden Meßelektroden werden z. B. als Rolien oder Walzen ausgebildet, die auf der Stoffbahn aufliegen und deren Achsen hoch isoliert befestigt sind. Auf der anderen Seite der Stoffbahn wird gegenüber den AIeßelektroden eine geerdete Walze oder Rolle angeordnet. Es können auch zwei elektrisch miteinander verbundene geerdete Walzen oder Rollen verwendet werden. Die beiden NIeßelektroden werden vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bahn nebeneinander angeordnet. Auf der einen Seite der Stoffbahn werden die statischen Ladungen nunmehr durch die geerdet Walze abgeleitet. Die statische Ladung dagegen. die sich auf der Seite der Bahn, an der die isolierten Meßelektroden anliegen, befindet, kann nur durch die Dicke der Stoffbahn hindurch zur anderen Seite der Bahn bzw. zur geerdeten Walze gelangen.
Von diesem Ausgleichsstrom wird das LIeßinstrument nicht durchflossen.
Besondere Vorteile bietet eine Anordnung der Elektroden an der Rolle, die beim Aufwickeln der Stoffbahn entsteht. Die Meßelektroden liegen dann jeweils auf der obersten Lage der Stoffbahn auf Hierdurch wird erreicht, daß die Messung von der Stärke der Stoffbahn unabhängig wird, da die elektrischen Kraftlinien sich unabhängig von der Stärke der Bahn nur entsprechend der geometrischen Konfiguration der Meßelektroden ausbilden können. Bei breiten Stoffbahnen können auch mehr als zwei Elektroden, nämlich jeweils eine gerade Anzahl, vorgesehen werden. Die Elektroden werden dann nebeneinander angeordnet und derart parallel geschaltet, daß die jeweils benachbarten Elektroden an verschiedenen Polen des Meßinstruments liegen. Bei Ungleichmäßigkeiten in der Stärke der Bahn oder in der elektrischen Ladungsverteilung erhält man hierdurch einen guten Mittelwert für die Meßwertanzeige. Bei stark unterschiedlicher Ladungsverteilung über die Breite der Bahn können unter Umständen Ladungen verschiedener Größe über die zusammengehörigen Meßelektroden fließen und das Meßergebnis wiederum fälschen. In diesem Fall kann eine vor dem Durchfließen der Meßstrecke auf der Stoftbahn aufliegende, sich über die ganze Breite der Bahn erstreckende Walze angeordnet werden. Wird diese Walze geerdet, so werden die Ladungen von der Bahn abgeleitet, und bis zum Durchlaufen der WIeßstrecke können sich nur noch geringe Ladungen ausbilden. Es ist auch möglich, die erwähnte Walze hochisoliert anzuordnen. Es wird dann ein Ausgleich der Ladungen auf der Breite der Bahn erreicht. Die Walze muß jedoch aus dem gleichen oder einem dielektrischen gleichwertigen Material wie die Stoffbahn bestehen, da sich sonst Kontalitpotentiale zwischen Stoffbahn und Walze ausbilden.
Bei der beschriebenen Elektrodenanordnung werden Meßfehler durch die auf der Bahn vorhandenen Ladungen ausgeschaltet. Bei sehr trockenen Stoffbahnen macht sich jedoch auch die Aufladung der Bahn beim Durchlaufen der Meßstrecke störend bemerkbar. Von der Bahn werden nämlich hierbei Ladungsträger fortgeführt, die von der Äießbatterie geliefert werden. Dieser Ladungstransport läßt sic-h bei konstanter Bahngeschwindigkeit in die Messung eineichen, führt jedoch bei schwankender Bahngeschwindigkeit zu Meßfehlern, da ein von der Bahngeschwindigkeit abhängiger Teil des von der MelSbatterie gelieferten Stromes als Ladung von der Bahn fortgeführt wird. Diese Ladung wird gemaß einer Weiterbildung der Erfindung zu den Meßelektroden zurückgeführt. Hierzu wird mit jeder Melßelektrode eine weitere auf der Bahn aufliegende, hochisoliert gehalterte Elektrode elektrisch verbunden und in Laufrichtung der Bahn in solchem Abstand von der Meßelektrode angebracht. daß die Kapazität zwischen dieser Elektrode und der Meßelektrode klein ist gegen die Kapazität zwischen der Meßelektrode und der gegenüberliegenden geerdeten Walze oder Rolle. Die in der Meßstrecke aufgebrachte Ladung fließt hierdurch auf die Meßelektroden zurück, so daß auch bei schwankender Laufgeschwindigkeit der Stoffbahn das M eß ergebnis nicht gefälscht wird.
In drei Figuren sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden.
Fig. I zeigt eine Stoffbahn 5, die über eine geerdete Walze I geführt ist. Auf der anderen Seite der Stoffbahn liegen der geerdeten Walze die Rollen 6 und 7 gegenüber, die mit dem Wfderstandsmeßgerät verbunden sind. 8 soll die erwärmte hochisolierte Walze zum Ausgleich der Ladungen über die Breite der Bahn darstellen.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit mehreren über die Breite der Bahn verteilten Meßelektroden g und 10, die in der dargestellten Weise parallel geschaltet und mit dem Meßinstrument verbunden sind.
In der Fig. 3 sind mit den Meßelektroden die ebenfalls auf der Bahn aufliegenden Rollen 3 durch die Leitung L elektrisch verbunden. Hierdurch wird die in der Meßstrecke auf die Stoffbahn aufgebrachte Ladung zu den Meßelektroden zurückgeführt.
PATETANSPROCHE: I. Meßanordnung zur Feuchtigkeitsbestimmung an laufenden Bahnen von z. B. Papier, Textilgewebe, Filzen, Schlichtgarnen, gekennzeichnet durch zwei auf einer Seite der Bahn aufliegende hochisoliert gehalterte Elektroden (Meßelektroden), zwischen denen eine Spannungsdifferenz aufrechterhalten wird, und ein Gleichstrommeß instrument zur Messung des zwischen den Elektroden übergehenden Stromes.

Claims

2. Me£anordnung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch rollen- oder walzenförmige, auf einer Seite der Bahn, vorzugsweise senkrecht zur Laufrichtung aufliegende, hochisoliert gehalterte Elektroden und eine auf der anderen Seite der Bahn gegenüber diesen Elektroden angeordnete geerdete Walze oder mehrere elektrisch verbundene geerdete Walzen oder Rollen.

3. Meßanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden dort, wo die Bahn in übereinanderliegenden Lagen aufgewickelt wird, an der obersten Lage anliegen.

4. Meßanordnung nach Anspruch I oder folgenden, gekennzeichnet durch eine gerade Anzahl von auf einer Seite der Bahn nebeneinander angeordneten, derart parallel geschalteten Elektroden, daß jeweils benachbarte Elektroden an verschiedenen Polen des Meßinstruments liegen.

5. Meßanordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Meßelektrode eine weitere auf der Bahn aufliegende hochisoliert gehalterte Elektrode elektrisch verbunden und in Laufrichtung der Bahn in solchem Abstand von der Meßelektrode angebracht ist, daß die Kapazität zwischen dieser Elektrode und der Meßelektrode klein ist gegenüber der Kapazität zwischen der Meßelektrode und der gegenüberliegenden geerdeten Walze oder Rolle.

6. Meßanordnung nach Anspruch I oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine geerdete, aus dielektrisch gleichwertigem Material wie das zu messende Medium bestehende Walze vor dem Durchlaufen der Meßstrecke auf der Bahn aufliegt.

7. Meßanordnung nach Anspruch I oder folgenden. dadurch gekennzeichnet, daß eine hoch isolierte, aus dielektrisch gleichwertigem Material wie das zu vermessende Medium bestehende Walze vor dem Durchlaufen der Meßstrecke auf der Bahn aufliegt.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 7a8 195.