Устройство и способ характеристики твердого вещества, присутствующего в жидкостях

Устройство и способ характеристики твердого вещества, присутствующего в жидкостях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для измерения осаждаемости, например, склонности к осаждению на поверхностях, твердого вещества, присутствующего в жидкостях. Способ и устройство особенно хорошо подходят для измерения осаждаемости твердых загрязнений водных жидкостей, содержащих такие твердые вещества, как целлюлозные волокна. Способ и устройство могут быть осуществлены, например, при работе в режиме он-лайн, например, из боковой фракции подаваемого вещества, или в виде встроенного измерения из основного потока вещества.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Зачастую важно знать о склонности твердого вещества, присутствующего в жидкости, содержащей твердое вещество, осаждаться на поверхностях. Это может также рассматриваться, как осаждаемость вещества, то есть относительная склонность твердых частиц вещества осаждаться на поверхностях. Кроме того, иногда это истолковывается как липкость или налипаемость или осаждаемость вещества. Это особенно важно для бумажной промышленности, а также для некоторых других химических производственных процессов или систем, содержащих жидкости с твердыми частицами, как, например, охлаждающая вода. В частности, обычно важно знать или оценивать осаждаемость твердых частиц или твердых загрязнений, присутствующих в жидкости, в особенности, в веществе на водной основе. Это имеет место в случае процессов производства бумаги или картона. Осаждаемость твердых частиц может быть охарактеризована, например, количеством осаждающихся частиц на поверхности во время измерения, размером осаждающихся частиц, количеством осаждающихся частиц определенной размерной группы, площадью измеряемой поверхности, покрытой осаждающимися частицами или комбинацией этого. Осаждающиеся частицы часто имеют гидрофобную природу.

Липкие вещества представляют собой различные адгезивы, поступающие в бумажное производство с рециклированными волокнами. Это могут быть, например, термоплавкие клеи, клеи, склеивающие при надавливании, оболочечные клеи, контактные клеи, адгезивные покрытия для бумаги и/или связующие для типографской краски. Липкие вещества образуются или поступают из бумаги или картона вторичной переработки. Типичные композиции липких веществ представляют собой или включают в себя, например: акрилаты, поливинилацетаты и/или латексы либо любой полимерный материал, присутствующий в рециклированном волокне. Помимо этого липкость может вызвать древесный пек, поступающий из механической или химической целлюлозы. Липкие вещества налипают на устройства бумагоделательных машин, гидропланки, цилиндры и каландровые валы. В других отраслях промышленности водные потоки, содержащие осаждающиеся, зачастую гидрофобные твердые частицы, также могут приводить к проблемам в ходе процесса.

Значительная часть липких частиц вещества может быть удалена механически при обработке рециклированного волокна в размольно-подготовительных отделах или на установках ОКТ (англ. ОСС) (англ. old corrugated containers - отработанная картонная тара). Все остальные липкие вещества могут регулироваться химическими способами. Например, поверхности липких частиц могут быть пассивированы с помощью химического реагента, делающего ее менее липкой. Липкие частицы могут сохранять небольшие размеры с помощью диспергирующих реагентов или они могут прикрепляться к поверхностям волокон с помощью фиксирующих или удерживающих реагентов. Таким образом, важно знать, насколько липкой является целлюлозная масса, чтобы регулировать, ручным способом и/или автоматически, процессы и химические добавки для уменьшения или смягчения липких веществ, включая выбор химических реагентов.

Склонность к осаждению липких веществ часто оценивают описанием липкости таких веществ. Существующие способы определения липкости таких веществ или частиц, включающие в себя испытания методом пластинок и испытания с помощью аэрации, требуют отбора образцов из технологического процесса. Существует несколько стандартизированных способов измерения липких макрочастиц: метод TAPPI Т277 (TAPPI 1999), метод No. 4 INGEDE (International Association of the Deinking Industry - Международной ассоциации компаний по очистке бумаги от краски) и метод в соответствии с Международной организацией по стандартизации (ISO), основанный на отборе и либо визуальном контроле (ISO 15360-1:2000), либо анализе изображений (ISO 15360-2:2001). Эти или несколько отличающиеся другие способы широко используют в промышленности и исследованиях.

Большинство лабораторных методов, измеряющих количество липких макровеществ, основаны либо на отливке листа вручную, либо на процеживании целлюлозной массы через щели размером 100 или 150 мкм. Такие предварительные обработки сопровождаются окрашиванием липких веществ, фона или того и другого для создания большего контраста между фоном и липкими веществами. После этого липкие вещества оценивают количественно в виде площади (мм²/кг) или в виде количества липких веществ на кг сухой целлюлозной массы. Хотя может существовать хорошая корреляция между липкими макровеществами, проанализированными с помощью анализа изображения, и отходами сортировки, проанализированными с помощью DCM экстракции, и количественной оценкой липких веществ с помощью FTIR (англ. Fourier transform infrared spectroscopy - инфракрасная спектроскопия на основе преобразования Фурье), измерение липких макровеществ не всегда коррелируется с проблемой осаждений на бумагоделательных машинах.

В современных методах определения склонности к осаждению на поверхностях твердых веществ, присутствующих в жидкостях, существуют значительные ограничения. Например, никакой из существующих методов не позволяет осуществлять непрерывное определение осаждаемости твердых частиц по мере их по мере их прохождения через производственный процесс. Таким образом, существует потребность в способе или устройстве, которые позволили бы определять осаждаемость твердых частиц непрерывно, в частности, в режиме он-лайн.

Еще одно ограничение современных методов определения осаждаемости твердых частиц, присутствующих в жидкости, заключается в том, что технологический поток, подлежащий измерению непрерывно или в режиме он-лайн, должен быть фракционирован перед измерением. То есть твердые загрязнения, подлежащие анализу, перед измерением должны быть отделены от образца.

Еще одно ограничение современных методов оценки осаждаемости вещества заключается в необходимости извлечения образца из производственного процесса. Способ извлечения образца, или в случае испытания методом пластинок, извлечения пластинки, подвергшейся воздействию вещества, и транспортировки образца для дистанционного тестирования требует дополнительных ресурсов и времени для определения липкости. Это не только неэффективно в целом, но это также может означать, что в течение времени, прошедшего между отбором образцов и испытанием, через зону образца проходит нежелательное количество некачественного вещества. Одно или несколько из упомянутых выше ограничений присутствуют в существующих измерительных приборах и способах измерения осаждаемости твердых загрязнений в системах целлюлозно-бумажного производства.

Различные технологические процессы и вещества требуют различных степеней точности и временных интервалов для определения липкости или осаждаемости вещества. Таким образом, существует необходимость в устройстве или датчике, способных определять осаждаемость жидких веществ быстро и без извлечения измерительной пластины для дистанционного анализа.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства, позволяющих определять характеристику осаждаемости твердого вещества, присутствующего в жидкости, в частности, в водных веществах. Целью некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для определения в режиме он-лайн осаждаемости твердых частиц, присутствующих в жидкости, в частности, в водном веществе, в частности, в технологическом потоке или в части технологического потока. Целью некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для встроенного измерения водного вещества, содержащего твердое вещество.

Определение характеристики осаждения вещества основано на измерениях осаждений на поверхности из по меньшей мере части объема вещества. Осаждения, такие как, например, частицы, волокна или липкие вещества, присутствующие на поверхности осаждения и способные захватываться устройством формирования изображений во время измерения обеспечивают основу для определения характеристик осаждения твердых частиц.

Цель настоящего изобретения достигается посредством нового устройства для определения осаждаемости твердого вещества по пункту 1, системы для определения осаждаемости твердого вещества по пункту 15, способа измерения осаждаемости твердого вещества, присутствующего в жидкости, по пункту 24, или посредством использования устройства по любому из пунктов с 1 по 14 или 23, системы по любому из пунктов с 15 по 23 или способа по любому из пунктов с 24 по 42 для регулирования дозирования химического реагента в процесс.

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения особенно хорошо подходят для определения характеристик осаждения веществ в системах целлюлозно-бумажного производства. Такие вещества включают в себя, например: целлюлозные массы, суспензии целлюлозы, водные суспензии волокон и/или частиц, техническую воду, оборотную воду и тому подобное. Например, некоторые варианты осуществления используются при определении характеристической величины облагороженной макулатурной массы на основе смешанного канцелярского мусора, газетной макулатуры и/или журнальной макулатуры. Другие сорта рециклированноого волокна, такие как отработанная картонная тара или смешанные отходы типа целлюлозных масс, также хорошо подходят для таких определений. Некоторые варианты осуществления также хорошо подходят для определения осаждаемости древесного пека, происходящего из механической или химической целлюлозы или других типов целлюлозных масс. При определении осаждаемости требуемого вещества исходное вещество может быть сначала разбавлено, например, добавлением соответствующего количества жидкости или другого вещества, после чего измененное вещество пропускают через измерительное устройство. Измерение или признаки, основанные на измерении измененного вещества, могут быть использованы непосредственно для определения осаждаемости исходного вещества, или они могут быть использованы в сочетании с известными качественными характеристиками разбавляющего вещества для получения величины осаждаемости исходного вещества. Аналогично, исходное вещество или часть исходного вещества могут быть сконцентрированы перед измерением. Вещество, исходное или разбавленное, может также частично содержать воздух, такой как газ.

Содержание воды в измеряемом технологическом потоке, как правило, превышает 90%.

Некоторые варианты осуществления описаны здесь в виде устройства, включающего в себя камеру, расположенную таким образом, что вещество, для которого определяют осаждаемость, может проходить сквозь нее. Вещество, подразумеваемое в качестве образца, поступает в измерительную камеру, при этом образец зачастую включает в себя жидкость, в частности, жидкость на водной основе, и твердое вещество. Многообразие подходящих типов веществ можно оценить на основании приведенного ниже подробного описания. Твердое вещество может включать в себя твердое вещество, считающееся загрязняющим веществом (например, липкие вещества), в особенности, твердые загрязняющие вещества, и другой твердый материал (например, волокна, минеральные пигменты). Загрязняющее твердое вещество может быть частично растворимым. Однако во время измерения загрязняющие твердые вещества имеют твердую форму. Камера также включает в себя прозрачную часть, с которой по меньшей мере некоторая часть вещества контактирует при прохождении через камеру. По мере того как вещество контактирует с прозрачной частью, частицы твердого вещества могут, по меньшей мере временно, осаждаться на прозрачную часть. Осаждение может быть химическим или механическим. В большинстве случаев осаждение имеет в большей степени химическую природу. Устройство, формирующее изображение, располагают для осмотра осажденных частиц на прозрачной части так, чтобы можно было определить осаждаемость вещества или образца.

Устройство, система и способ согласно изобретению особенно хорошо подходят для жидких веществ, содержащих другое твердое вещество помимо осаждаемого твердого вещества. Предпочтительно, другое твердое вещество содержит волокна.

Согласно некоторым вариантам осуществления, датчик располагают как датчик встроенного типа по отношению к технологическому потоку вещества, например, через встроенный датчик пропускают полный поток вещества из технологического потока.

Согласно некоторым вариантам осуществления, датчик располагают как датчик встроенного типа по отношению к технологическому потоку, который может также рассматриваться как расположенный для работы в режиме он-лайн по отношению к боковому потоку, отходящему из технологического потока. Например, отбирают образец из основного технологического потока, непрерывно или периодически, и направляют через его боковой поток. Устройство согласно изобретению размещают в боковом потоке. Указанный датчик располагают непосредственно в линии бокового потока. Боковой поток проходит через измерительную камеру. Боковой поток течет непосредственно через датчик, что позволяет осуществлять непрерывное измерение липкости в режиме он-лайн. Согласно некоторым вариантам осуществления, расход через датчик регулируют так, чтобы он был небольшим в положении измерения. Согласно некоторым вариантам осуществления, поток устанавливают так, чтобы существовала точка торможения потока, чтобы скорость потока в точке измерения или рядом с ней приближалась к нулю. Согласно некоторым примерам, скорость потока может быть или устанавливается такой, чтобы при подходе к месту формирования изображения она составляла менее 0,1 м/с или, в частности, менее 0,03 м/с.

Во время формирования изображения захватываются одно или несколько изображений осажденных частиц. Как правило, данные изображений, полученных во время формирования изображения, анализируют с помощью анализа изображений.

Согласно некоторым вариантам осуществления, поверхность может периодически очищаться с помощью душевой установки. Орошающий поток может быть потоком сжатого воздуха, воды, очищающей жидкости или их смеси. Кроме того, период формирования изображений может составлять между интервалами очистки от 1 с до 10 часов, в частности, от 10 минут до 5 часов. Согласно некоторым вариантам осуществления, период формирования изображений может составлять между интервалами очистки от 1 с до 2 часов, в частности, от 10 с до 2 часов или, в частности, от 1 минуты до 30 минут.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг. 1A показано устройство, работающее в режиме он-лайн, подключенное к основному потоку или к боковому потоку.

На Фиг. 1B показано в разрезе устройство, работающее в режиме он-лайн с Фиг. 1A.

На Фиг. 2A изображено Т-образное проточное устройство.

На Фиг. 2B показано в разрезе устройство с Фиг. 2A.

На Фиг. 3 показан вариант осуществления устройства, находящегося внутри технологического потока.

На Фиг. 4 показан встроенный вариант осуществления, расположенный непосредственно внутри трубопровода.

На Фиг. 5 показан вариант осуществления устройства с камерой, имеющей нестандартную геометрическую форму.

На Фиг. 6 приведены данные анализа изображений одного из вариантов осуществления. Количество осажденных частиц в зависимости от времени представлено для двух категорий размеров частиц при использовании целлюлозной массы, содержащей 65% облагороженной макулатурной массы.

На Фиг. 7 приведены данные анализа изображений одного из вариантов осуществления. Относительная площадь осажденных частиц от общей площади осаждения в зависимости от времени представлена для двух категорий размеров частиц при использовании целлюлозной массы, содержащей 65% облагороженной макулатурной массы.

На Фиг. 8 приведены данные анализа изображений одного из вариантов осуществления. Количество осажденных частиц в зависимости от времени представлено для двух категорий размеров частиц при использовании сначала целлюлозной массы, содержащей 65% облагороженной макулатурной массы, с последующей заменой на 100% крафт-целлюлозу.

На Фиг. 9 приведены данные анализа изображений одного из вариантов осуществления. Количество осажденных частиц в зависимости от времени представлено для двух категорий размеров частиц при использовании сначала целлюлозной массы, содержащей 65% облагороженной макулатурной массы, с последующей заменой на 100% крафт-целлюлозу.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вариант осуществления 10 настоящего изобретения изображен на Фиг. 1A и 1B. Устройство согласно данному варианту осуществления содержит камеру 12, которая включает в себя внутреннее пространство 13 и верхнюю часть 14 с двумя светоизлучающими диодами 15, над которой размещено устройство 16, формирующее изображение, и трубопровод 17.

Поток 18 вещества подают через трубопровод 17 в камеру 12. Камера 12 на Фиг. 1A показана в продольном расположении. Труба 17 может быть главным трубопроводом технологического процесса либо может быть вспомогательной трубой бокового потока другого основного потока. Камера 12 включает в себя внутреннее пространство 13, через которое проходит поток. На рисунках внутреннее пространство изображено в виде прямоугольника, имеющего большее поперечное сечение по сравнению с входной трубой и выпускной трубой 17. Геометрическая форма камеры 12 и внутреннего пространства 13 может быть похожей на кювету, может значительно отличаться и не ограничивается прямоугольником. Кроме того, поперечное сечение камеры 12 и/или внутреннего пространства 13 может быть такого же размера, приблизительно такого же размера или больше, чем входная и выпускная трубы. Могут быть использованы различные геометрические формы в зависимости от требуемых условий эксплуатации. Стенки камеры, окружающие внутреннее пространство, могут, согласно некоторым вариантам осуществления, окружать лишь частично внутреннее пространство, вследствие чего внутреннее пространство может быть, например, открытым каналом.

Согласно варианту осуществления Фиг. 1A и 1B, площадь поперечного сечения потока увеличивается, когда поток 17 вещества поступает во внутреннее пространство 13 камеры из входной трубы 18. Таким образом, расширение трубы 18 до большего поперечного сечения камеры 12 обеспечивает средство снижения скорости потока жидкого вещества, по меньшей мере, вблизи области изображения.

По меньшей мере часть верхней части 14 камеры 12 является прозрачной/светопроницаемой и/или по существу свободной, так что по меньшей мере часть материала, проходящего через датчик, может захватываться устройством 16, формирующим изображение. Прозрачная часть камеры 12 может быть изготовлена из акрила, поликарбоната, пластмассы, стекла или любого другого подходящего прозрачного материала, как описано выше. Прозрачность в данном контексте означает, что свет может проходить через прозрачный материал. Поверхность прозрачного материала, подвергнутая воздействию содержимого внутреннего пространства, то есть поверхность осаждения, должна быть способна накапливать частицы в течение по меньшей мере кратковременного промежутка времени из потока вещества. Хотя на рисунках показано, что лишь верхняя часть 14 камеры 12 является прозрачной, любая другая часть камеры может быть прозрачной, например, ее стороны или дно, и/или одна или несколько дополнительных частей камеры могут быть изготовлены из такого же или аналогичного прозрачного материала. Кроме того, может быть один или несколько дополнительных слоев/материалов между устройством, формирующим изображение, и верхней частью 14, которые должны быть по меньшей мере частично прозрачными/светопроницаемыми или иным способом не полностью заслоняющими устройство, формирующее изображение, во время формирования изображения.

На Фиг. 1A и 1B камера 12 изображена в виде прямоугольника, имеющего прямоугольное внутреннее пространство 13 и прозрачную верхнюю часть 14, закрывающую всю верхнюю часть внутреннего пространства. Над верхней прозрачной частью 14 размещено устройство 16, формирующее изображение. Устройство 16, формирующее изображение, расположено таким образом, что может непрерывно или дискретно фокусироваться через прозрачную часть на или рядом с поверхностью внутри камеры, то есть на поверхности или на некотором расстоянии около поверхности к внутреннему пространству. Зону фокусировки камеры регулируют до расстояния 0-300 мкм от прозрачной поверхности, предпочтительно, 0-150 мкм, более предпочтительно, 0-30 мкм. Устройство 16, формирующее изображение, располагают так, чтобы оно было способно непрерывно или дискретно фокусироваться на внутренней части верхней прозрачной части 14, то есть на или рядом с поверхностью прозрачной части, лицевой стороной к внутреннему пространству. Для того, чтобы через прозрачный материал, например, на внутреннюю поверхность прозрачного материала, сфокусировать много устройств, формирующих изображение, таких как фотокамера, материал должен иметь большую толщину. Необходимую толщину прозрачного материала 14 определяют на основании устройства, формирующего изображение, характеристик применяемых линз, соединенных с устройством, формирующим изображение, и материала слоя 14. Однако устройство, формирующее изображение, должно быть способно непрерывно и/или дискретно отслеживать любые частицы, осаждающиеся на поверхность осаждения, внутреннюю поверхность верхней прозрачной части 14.

Или же, прозрачная часть 14 может быть обеспечена в другом месте, отличном от верхней части устройства, например, в нижней части камеры. Осаждение частиц на поверхности прозрачной части обусловлено другими силами, отличными от сил гравитации.

Устройство 16, формирующее изображение, должно иметь разрешение, позволяющее измерять требуемые размеры налипших частиц, подлежащих подсчету. Во многих областях применения, например, в бумажной промышленности, фотокамера, имеющая разрешающую способность изображения приблизительно от 0,7 мкм/пиксель до 20 мкм/пиксель, предпочтительно, от 1 до 10 мкм/пиксель, предпочтительно, от 1,5 до 5 мкм/пиксель, позволяет определять частицы, имеющие размеры свыше 2 мкм, что достаточно для многих областей применения. Однако разрешение и выбор устройства, формирующего изображение, при необходимости может варьироваться.

Наличие верхней прозрачной части 14 соответствующей толщины и без искривления способствует формированию изображений частиц, осажденных на внутреннюю поверхность прозрачной части 14. Внутренняя поверхность прозрачной части обращена к внутреннему пространству. По этой причине во многих ситуациях может быть использован плоский, прямоугольный кусок прозрачного материала, имеющий постоянную толщину и расположенный по существу перпендикулярно к устройству, формирующему изображение. Аналогично, в некоторых ситуациях может быть предпочтительно наличие поверхности осаждения прозрачной части 14, находящейся на постоянном расстоянии от устройства 16, формирующего изображение. Кроме того, хотя прозрачная часть 14 показана как закрывающая всю верхнюю часть внутреннего пространства 13, для получения изображения надлежащего качества достаточно лишь прозрачной части 14. Вследствие этого необходимо, чтобы лишь часть поверхности камеры, обращенная к устройству, формирующему изображение, была прозрачной, например, в виде окна. Другие геометрические формы и расположения могут быть могут быть осуществлены без отклонения от объема настоящего изобретения.

Внутри, на и/или вблизи камеры могут быть расположены одно или несколько осветительных устройств, помогающих формированию изображения. На Фиг. 1B показаны два светоизлучающих диода (СИД, англ. LED, Light Emitting Diodes) (LED) 15, размещенных внутри прозрачного слоя 14. Один или несколько СИД (англ. LED), размещенных внутри прозрачного материала, могут быть использованы для освещения всей части материала, позволяя легко получать изображение внутренней поверхности. СИД (англ. LED) также могут быть расположены на внешней или внутренней поверхностях прозрачного материала 14. Для получения требуемого освещения для устройства, формирующего изображение, могут быть использованы и другие источники освещения, такие как традиционные лампы накаливания, галогеновые лампы, органические СИД (англ. LED), лазеры и другие известные источники освещения. Освещение может быть непрерывным или дискретным.

Кроме того, одна или, кроме того, одна или несколько дополнительных поверхностей камеры могут быть изготовлены частично или полностью из прозрачного или полупрозрачного материала. Такие поверхности могут содержать осветительные элементы и/или могут пропускать через себя свет, чтобы обеспечить освещение для устройства, формирующего изображение. Например, поверхность, противоположная устройству, формирующему изображение, и прозрачная поверхность 14 могут быть прозрачными и пропускать свет для эффективного освещения частиц, налипающих на прозрачную поверхность 14.

Вариант осуществления 20 настоящего изобретения выполнен Т-образной формы (см. Фиг. 2A и 2B). Устройство согласно этому варианту осуществления содержит камеру 21, которая включает в себя внутреннее пространство 22, имеющее прозрачную часть 23. За пределами верхней прозрачной части 23 расположено устройство 25, формирующее изображение. В прозрачной части 23 также может присутствовать один или несколько осветительных элементов 24. Напротив прозрачной части 24 расположено устройство/трубопровод 26 для подачи вещества. Для отвода вещества из камеры 21 предусмотрены трубопроводы 28 по обе стороны камеры. Камера также оборудована линией 31 подачи промывочной жидкости и линией 32 продувки воздухом.

Подаваемое вещество 27 проходит через трубопровод 26 в камеру 21 и покидает камеру 21 в виде материала 29 через трубопроводы 28 по обе стороны камеры. Аналогично варианту осуществления 10, камера 21 включает в себя внутреннее пространство 22, имеющее прозрачную часть 23. За пределами верхней прозрачной части 23 расположено устройство 25, формирующее изображение, способное улавливать изображение частиц, осаждающихся на поверхность осаждения, например, на внутреннюю поверхность, находящуюся в условиях воздействия содержимого внутреннего пространства 22, прозрачной части 23.

В варианте осуществления 20 прозрачная часть 23 расположена напротив устройства 26 для подачи вещества. При таком расположении, когда вещество 27 поступает во внутреннее пространство 22 и вытесняется через левый и правый трубопроводы 28, оно образует зону 34, где поток находится или почти приближается к застойной зоне, имеющей, по меньшей мере временно, скорость подачи потока, равную или близкую к 0 м/с. Устройство 25, формирующее изображение, расположено так, чтобы была видна по меньшей мере часть, и зачастую - большая часть, или вся поверхность прозрачной части 23 вблизи застойной зоны 34. Аналогично варианту осуществления 10, в этом случае также может присутствовать один или несколько осветительных элементов 24.

Согласно варианту осуществления Фиг. 2A и 2B, поток 27, поступающий во внутреннее пространство 22 через входную трубу 26, подразделяется на два выходящих потока 29. Разделение потока на два выходящих потока может позволить снизить скорость потока жидкого вещества в пределах внутреннего пространства камеры по меньшей мере вблизи области изображения.

Согласно варианту осуществления Фиг. 2A и 2B, площадь поперечного сечения увеличивается, когда поток вещества 27 поступает во внутреннее пространство 22 камеры 21 из входной трубы 26. Вследствие этого расширение трубы 26 до большего поперечного сечения внутреннего пространства 22 обеспечивает средства для снижения скорости потока жидкого вещества во внутреннем пространстве по меньшей мере вблизи зоны изображения. На входе во внутреннее пространство или выходе из камеры скорость потока может превышать скорость потока, возникающую в зоне изображения. Согласно некоторым вариантам осуществления, типичные скорости потока на входе или выходе составляют менее 0,5 м/с.

Из-за образования застойной зоны 34 в Т-образном варианте осуществления 20 зачастую бывает необходимо промывать камеру сильной струей жидкости для удаления время от времени осадившихся частиц. По этой причине камеру 22 в данном варианте осуществления оборудуют линией 31 подачи промывочной жидкости и линией 32 продувки воздухом. При необходимости промывки камеры или по меньшей мере поверхности осаждения поток вещества сокращают, и для промывки камеры используют смесь воздуха, например, сжатого воздуха, и жидкости, например, воды из процесса производства бумаги, из линий 31 и 32. Смытое вещество может быть затем удалено из камеры через трубопроводы 28 или с сырьем 27 либо с помощью специального трубопровода для промывки (не показан).

Хотя изображены отдельные линии подачи жидкости и воздуха, 31 и 32, для промывки системы, для промывки камеры могут быть использованы альтернативные элементы. Например, через одну линию могут подаваться жидкость и газ или только одно вещество для промывки камеры. Жидкость может быть водой, химически обработанной водой, химическим веществом или практически любым известным веществом, способным промыть камеру. Другие способы очистки внутренней поверхности прозрачного слоя 23, например, механические средства, такие как скребок, могут быть использованы вместе или вместо промывки. В силу вышесказанного, очистка может осуществляться в присутствии или в отсутствии потока 27 веществ.

Хотя вариант осуществления 20 изображен в виде "Т" и имеет входные и выходные трубопроводы, расположенные под прямым углом, угол врезания загрузочного отверстия 26 и/или угол выхода выходных устройств 28 могут быть отличны от прямых углов. Кроме того, может быть одно или больше двух выходных устройств. Выходное отверстие может быть расположено так, чтобы занимать постоянно 360 градусов вокруг области изображения за счет размещения другой камеры для сбора выходящего потока. Геометрическая форма и характеристики камеры и внутреннего пространства могут варьироваться, как обсуждалось выше применительно к варианту осуществления 10.

На Фиг. 3 показан вариант осуществления 40 системы, использующей устройство в режиме он-лайн, с расположением в боковом потоке. Линия 41 подачи основного вещества имеет линию 43 бокового потока, который регулируют с помощью регулировочного средства 42, например, вентиля. При необходимости определения липкости подаваемого вещества регулировочное средство 42 позволяет в течение некоторого времени по меньшей мере часть подаваемого вещества направлять через линию 43. Вещество, подаваемое из линии 43, далее поступает в сенсорную камеру 44, где определяют осаждаемость подаваемого вещества. Камера 44 может быть любой камерой, такой как описана выше и изображена на Фиг. 3 в виде “T”-образного расположения аналогично варианту осуществления 20 Фиг. 2A и 2B.

Частицы из подаваемого вещества налипают или осаждаются на прозрачной части камеры 44 и регистрируются с помощью устройства 46, формирующего изображение. Устройство 46, формирующее изображение, присоединено к ЦП (англ. CPU, central processing unit - центральному процессору) 48. Изображения из устройства, формирующего изображение, может непрерывно или избирательно храниться в памяти или быть доступно с помощью, ЦП (англ. CPU) 48. ЦП (англ. CPU) 48 содержит программное обеспечение на машиночитаемом носителе, таком как жесткий диск или съемный энергозависимый или энергонезависимый носитель, способное анализировать данные изображений с устройства, формирующего изображение, для определения осаждаемости подаваемого вещества. ЦП (англ. CPU) 48 может быть любым известным вычислительным средством, таким как PC (англ. Personal Computer), MAC (англ. Macintosh), сервер, облачный сервер, процессор, КПК (англ. PDA, Personal Digital Assistant - карманный персональный компьютер), часть устройства, формирующего изображение, сама по себе, и тому подобное. Устройство, формирующее изображение, может иметь разрешение, позволяющее улавливать частицы размером менее 50 мкм, или, в частности, менее 5 мкм, или в некоторых случаях менее 150 мкм или менее 100 мкм.

Определение осаждаемости вещества основано на измерении осаждений из по меньшей мере части или объема вещества. В частности, устройство и способ согласно изобретению позволяют осуществлять определение осаждаемости без фракционирования вещества или образца. Осаждения, такие как, например, гидрофобные частицы, липкие вещества, пек, адгезивы, поступающие из бумажного брака с покрытием, или другие частицы, присутствующие на поверхности осаждения и регистрируемые с помощью устройства формирования изображений во время измерения, создают основу для определения характеристик осаждения вещества.

Вычислительное программирование позволяет определять характеристики и/или качество на основании захваченных изображений. Например, оно позволяет заставить процессор выполнять стадию подсчета количества частиц, присутствующих в изображении, посредством любых известных способов распознавания изображений. Например, программа может рассчитать среднее значение, исходя из нескольких изображений, или может сравнить несколько изображений, чтобы исключить из результата неприкрепленные частицы. Грязь, накапливающаяся в системе формирования изображений, может быть удалена из результатов путем пренебрежения частицами, присутствовавшими на изображениях до начала конкретного измерения.

Помимо подсчета количества частиц вычислительное программирование может быть использовано для определения размера каждой частицы и/или групп частиц. Кроме того, вычислительное программирование может быть использовано для определения процента площади, покрытой осаждениями или определенным видом и/или размером осаждений. В некоторые моменты, например, перед определением, может быть проведена обработка данных для определения предопределенного или программного уровня яркости и/или эталонного изображения, с которым сравнивают измеряемые изображение или изображения. Любая из этих величин или любая их комбинация могут быть использованы отдельно или в качестве основы для определения осаждаемости образца вещества, измененного вещества или исходного вещества.

Величиной, характеризующей осаждаемость вещества, может быть, например, общее количество частиц, среднее количество частиц, процент площади покрытой поверхности, средняя шкала яркостей изображения, цвет или продукт, согласно алгоритму, принятому для расчета одной или нескольких из указанных в качестве примера величин. Алгоритм может также осуществлять классификацию частиц, позволяющую идентифицировать, например, липкие вещества, частицы краски, неорганические отложения, пек, волокна, пигменты, пузырьки воздуха и микробиологическую слизь. Классификация может быть основана, например, на форме, размере и цвете. Величины, используемые для характеристики осаждаемости лучшим способом, могут зависеть, например, от размера или типа частиц в образце. Средний специалист в данной области сможет оценить многочисленные характеристики и количественные параметры, достигаемые при использовании устройств, описанных в данном контексте, не отклоняющиеся от объема настоящего изобретения.

Величины, полученные на основании измерений, описывающие частицы, проанализированные с поверхности осаждения, могут использоваться как таковые либо применительно, например, к общему содержанию твердых частиц в веществе. При определении величины характеристики требуемого вещества исходное вещество может быть сначала разбавлено, например, добавлением соответствующего количества жидкости ил