質(zhì)量檢測(cè)控制系統(tǒng)(QCS)

1. 系統(tǒng)原理構(gòu)成

紙張質(zhì)量控制系統(tǒng)主要包括測(cè)量和控制兩部分構(gòu)成，其中測(cè)量部分為定量、水份、厚度、灰份等的在線檢測(cè)，測(cè)量的關(guān)鍵是高精度、高穩(wěn)定性的傳感器和掃描架。   

             2. 工藝流程

定量是指紙張每平方米的重量（g），它是依靠改變定量閥的開度從而改變上漿絕干量實(shí)現(xiàn)控制的。要保證定量穩(wěn)定，首先必須保證上網(wǎng)濃度的穩(wěn)定，因此在調(diào)漿箱前有一個(gè)濃度調(diào)節(jié)回路。

水份是指紙張的含水率（%），它是依靠改變烘缸內(nèi)的蒸汽壓力從而改變烘缸的干燥能力來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。

厚度是指紙張?jiān)谝?guī)定一定面積、一定壓力的條件下所測(cè)得紙的兩個(gè)表面之間的垂直距離（um）。它是依靠將其通過(guò)旋轉(zhuǎn)滾筒來(lái)進(jìn)行控制的。    灰分是指紙張?jiān)?25度溫度時(shí)完全燃燒的剩余物質(zhì)，通常用百分比含量來(lái)表示，即灰分相對(duì)于紙張絕干定量的比值，它是依靠改變紙漿或涂布的配比中施加的礦物質(zhì)填料來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。
通過(guò)對(duì)紙張定量、水分、厚度、灰分的控制可以提高產(chǎn)品成品率和優(yōu)質(zhì)率，并且能夠節(jié)約原料和能源，降低成本。

3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)采用PLC+計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)資源合理分配測(cè)控時(shí)效更高，現(xiàn)場(chǎng)顯示面板+現(xiàn)場(chǎng)按鈕配合與計(jì)算機(jī)操作結(jié)合實(shí)現(xiàn)操控雙保險(xiǎn)，保證系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方便與第三方系統(tǒng)通訊、強(qiáng)大的PLC功能支持用戶進(jìn)行二次開發(fā)、高精度定量閥保證控制精度、人性化的界面設(shè)計(jì)使現(xiàn)場(chǎng)人員更易掌握。

4. 掃描架

先進(jìn)、堅(jiān)固的掃描架是實(shí)現(xiàn)QCS系統(tǒng)在線精確測(cè)量和優(yōu)秀控制的基礎(chǔ)平臺(tái)。高達(dá)公司高性能?"O"型掃描架是QCS系統(tǒng)的重要組成部分。BMCS掃描架是結(jié)構(gòu)先進(jìn)，技術(shù)起點(diǎn)高，能適應(yīng)不同精度要求的測(cè)量和控制，是國(guó)產(chǎn)同類產(chǎn)品中唯一獲得國(guó)家創(chuàng)新基金無(wú)償支助的產(chǎn)品。
 掃描架立柱采用"┥"型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效的減少了大梁形變 

5. 傳感器介紹

定量傳感器:GBW-101型定量傳感器利用放射源發(fā)出的β射線透過(guò)物質(zhì)的吸收規(guī)律來(lái)測(cè)量薄片材料的定量。它廣泛適用于造紙、薄膜、塑料片、膠片以及其它薄片的在線非接觸連續(xù)測(cè)量，為其生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制提供實(shí)時(shí)的質(zhì)量檢測(cè)信號(hào)。

測(cè)量精度：2δ≦ 0.25%

穩(wěn)定性：連續(xù)工作8小時(shí)，漂移不超過(guò)0.25%

紅外水分傳感器:

GMS-201紅外水份傳感器是基于紅外線吸收原理，利用在近紅外光譜區(qū)某些波長(zhǎng)的紅外輻射能量被水分子有選擇的吸收，而中心波長(zhǎng)的輻射能量幾乎不被吸收的特點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量紅外線穿過(guò)紙頁(yè)被吸收的能量來(lái)表征紙頁(yè)的含水量。

測(cè)量范圍：1~25%

測(cè)量精度：2σ≤±0.15%

穩(wěn)定性：連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)，漂移不超過(guò)0.15%

微波水分傳感器:

MWM-20微波水分傳感器利用水的介電參數(shù)（約75）比纖維素的（約2.5）高很多倍，紙張中的水份比例因此將被強(qiáng)烈地反映到紙張的介電參數(shù)上面，這種效應(yīng)能用微波技術(shù)以高精度來(lái)測(cè)量。水份敏感部件是一個(gè)微波諧振腔，它的一個(gè)諧振頻率對(duì)介入諧振腔的材料量及其介電參數(shù)敏感；它的另一個(gè)諧振頻率對(duì)材料不敏感，作為參考頻率。這兩個(gè)頻率之差作為基本量值反映出被測(cè)物的水分含量。

測(cè)量范圍：0~70%（定量40~2000g/m2）

測(cè)量精度：2σ≤±0.25%

穩(wěn)定性 ：≤2σ/48小時(shí)（σ指標(biāo)準(zhǔn)偏差）

接觸式厚度傳感器:
 

GCL-401型厚度傳感器采用輕觸式氣囊設(shè)計(jì)，精確可靠地測(cè)量各種等級(jí)的紙幅厚度，使用透過(guò)紙幅的電磁感應(yīng)測(cè)量原理直接測(cè)量紙厚，不受紙張成分和密度的影響。這一測(cè)量技術(shù)在20~2000μm范圍提供高超的精度。它廣泛適用于造紙和幅面材料的在線接觸式測(cè)厚，為其生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制提供實(shí)時(shí)的厚度檢測(cè)信號(hào)。

測(cè)量范圍：20~2000μm

灰分傳感器:
GAS-102型灰份傳感器利用放射源發(fā)出的x射線透過(guò)物質(zhì)的吸收規(guī)律來(lái)測(cè)量幅面材料的灰份或無(wú)機(jī)物涂布量。它廣泛適用于造紙、薄膜、塑膠片以及其它薄片的在線非接觸測(cè)量，為其生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制提供實(shí)時(shí)的質(zhì)量檢測(cè)信號(hào)。

測(cè)量范圍： 2 ~ 40%（定量15 ~ 300克/平方米）

測(cè)量精度：2σ≤±0.25%或2σ≤±0.15克/平方米（取大者）

穩(wěn)定性：連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)，漂移不超過(guò)0.25%或0.15克/平方米（取大者）

測(cè)量面板采用內(nèi)嵌式可控電阻絲加熱技術(shù)有效解決環(huán)境溫差、紙頁(yè)水汽等在箱體、探頭表面的結(jié)露現(xiàn)象，消除了因外界變化對(duì)測(cè)量的影響和水滴造成的紙病。

探頭箱體內(nèi)腔整體恒溫設(shè)計(jì)給測(cè)量電子電路創(chuàng)造一個(gè)恒定的工作環(huán)境。

測(cè)量間歇恒溫技術(shù)保證測(cè)量結(jié)果不受外界空氣密度濕度的影響。

測(cè)量間隙溫度變化導(dǎo)致空氣密度變10℃的溫度變化將影響定量1.393g/m2(測(cè)量間隙10mm計(jì)算)

紙頁(yè)從上下梁之間通過(guò)，紙頁(yè)對(duì)上梁存在較大的加溫效應(yīng)導(dǎo)致QCS上下梁存在溫差。溫差易導(dǎo)致大梁發(fā)生垂直方向的變形。垂直位置每變化50微米，將影響0.35~0.45g/m2

大梁受溫度影響的變形，是其物理特性決定的，通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只可減少變形；但通過(guò)傳感器的實(shí)時(shí)檢測(cè)變形量，并軟件補(bǔ)償對(duì)信號(hào)的影響，可根本上解決機(jī)械的物理特性對(duì)定量水份測(cè)量的影響

內(nèi)置Z向高精度測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)在線測(cè)量探頭間隙，實(shí)時(shí)軟件補(bǔ)償大梁形變對(duì)測(cè)量的誤差