1. 造紙工業(yè)簡介
造紙工業(yè)是制造各種紙張及紙板的工業(yè)部門。它包括用木材、蘆葦、甘蔗渣、稻草、麥秸、棉秸、麻桿、棉花等原料制造紙漿的紙漿制造業(yè)，制造紙和紙板業(yè)以及生產(chǎn)涂層、上光、上膠、層壓等加工紙及字型用紙版的加工紙制造業(yè)幾個方面。造紙是我國的四大發(fā)明之一。早在公元前32年到16年西漢成帝時已能制造薄小紙，至公元105年，東漢和帝時蔡倫用樹皮、麻頭、破布、破魚網(wǎng)等代替縑帛和絮作原料，大大推動了手工造紙業(yè)的發(fā)展。世界機(jī)器造紙業(yè)則開始于18世紀(jì)末。
造紙工業(yè)是一個與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會文明建設(shè)息息相關(guān)的重要產(chǎn)業(yè)。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，紙及紙板消費量增長速度與其國內(nèi)生產(chǎn)總值增長速度同步。在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用已越來越多地引起世人矚目，被國際上公認(rèn)為"永不衰竭"的工業(yè)，在美國、加拿大、日本、芬蘭、瑞典等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，造紙工業(yè)已成為其國民經(jīng)濟(jì)十大支柱制造業(yè)之一?，F(xiàn)代造紙工業(yè)的特點不同于一般日用消費品工業(yè)，而是技術(shù)、資金、資源、能源密集型，規(guī)模效益顯著，連續(xù)、高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料工業(yè)。在產(chǎn)品總量中，80%以上作為生產(chǎn)資料用于新聞、出版、印刷、商品包裝和其他工業(yè)領(lǐng)域，不足20%用于人們直接消費。造紙產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，涉及林業(yè)、農(nóng)業(yè)、機(jī)械制造、造紙、熱電、交通運輸、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)，對上下游產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)有一定拉動作用。當(dāng)今世界各國已將紙及紙板的生產(chǎn)和消費水平，作為衡量一個國家現(xiàn)代化水平和文明程度的重要標(biāo)志之一。
行業(yè)產(chǎn)品范圍有：紙漿、機(jī)制紙及紙板、加工紙、手工紙等。為了適應(yīng)激烈的市場競爭，實現(xiàn)制漿造紙工業(yè)的現(xiàn)代化，在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時，還要在生產(chǎn)的過程中盡可能地減少污染、降低消耗、保護(hù)環(huán)境。
2. 水分對紙張的影響
紙張主要由纖維素組成的，而纖維束是親水性很強(qiáng)的物質(zhì)，同時其他造紙原料，同時其他造紙原料也多半是親水性很強(qiáng)的物質(zhì)，所以紙張是一種很容易吸水的材料，紙張含水量的變化會引起如下問題。水分是指紙張中的含水量，即按照規(guī)定方法烘干后，紙張中所減少的重量（質(zhì)量）與取樣時的重量（質(zhì)量）之比，一般以百分?jǐn)?shù)（%）表示。
2.1 產(chǎn)生荷葉邊/緊邊問題
當(dāng)紙張纖維吸水膨脹時，纖維橫截面方向的尺寸變化很大，而長度方向則幾乎沒有變化。因此，印刷過程中紙張絲縷橫向上的伸縮率較縱向大。由于紙張存放過程中邊緣與空氣接觸較多，中部接觸較少，當(dāng)環(huán)境濕度低于紙張濕度時，紙張吸濕產(chǎn)生"荷葉邊"現(xiàn)象；當(dāng)環(huán)境濕度低于紙張濕度時，紙張放濕產(chǎn)生"緊邊"現(xiàn)象。如果紙張在印刷前已有"荷葉邊"或"緊邊"現(xiàn)象，印刷時紙張承受壓力產(chǎn)生不同的受壓形變，會造成印刷圖文套印不準(zhǔn)的問題，嚴(yán)重時紙張易產(chǎn)生印刷折皺。
2.2 產(chǎn)生單銅卷曲的問題
含水量的變化也會引起紙張卷曲的問題。由于單面銅版紙一面是涂料，另一面為吸水性很強(qiáng)的纖維，涂料基本不伸縮，而纖維伸縮程度較大，所以單面銅版紙的卷曲問題相對雙面銅版紙而言較為突出。在濕度相對較高的環(huán)境中單銅紙吸濕容易向涂布面卷曲；在濕度相對較低的環(huán)境中單銅紙放濕容易向纖維面卷曲。
2.3 對印刷其它方面的影響
單銅紙在印刷過程中，如果含水量發(fā)生了變化（過度干燥或過度潤濕），纖維和涂料的水分平衡被破壞，失去水分就會向未涂布面卷曲，吸收水分就會向涂布面卷曲。如果紙張在印刷前就存在卷曲問題，會影響印刷的順暢性和印刷效率；如果紙張在印刷過程中或印刷后出現(xiàn)卷曲問題，將對后序的加工、包裝等作業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，紙張水分是不可缺少的項目之一。
3. 加熱失重法（烘干法）水分儀在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
烘干法又叫"加熱失重法"，采用物理分析方法測定水分含量值，利用加熱對水分揮發(fā)的影響，將物料中的水分烘干。傳統(tǒng)比較通用的水分測定方法是烘箱法，是將物料樣品放入烘箱烘干，利用電子天平對物料烘干前后分別進(jìn)行稱重后，人工計算得出水分值…… 了解烘干法水分儀原理詳情
烘干法水分測定儀原理
烘干法又叫"加熱失重法"，采用物理分析方法測定水分含量值，利用加熱對水分揮發(fā)的影響，將物料中的水分烘干。傳統(tǒng)比較通用的水分測定方法是烘箱法，是將物料樣品放入烘箱烘干，利用電子天平對物料烘干前后分別進(jìn)行稱重后，人工計算得出水分值。該方法測定一個樣品需要2~4個小時，對于一些高節(jié)奏生產(chǎn)的企業(yè)，烘箱法嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，已達(dá)不到該類企業(yè)的使用需求。
采用鹵素加熱技術(shù)，升溫比市場上傳統(tǒng)紅外加熱技術(shù)快40%
在該背景下，維科美拓水分儀采用一種高效率的烘干加熱器—高品質(zhì)環(huán)狀鹵素?zé)簦ㄟh(yuǎn)紅外水分快速測定儀采用遠(yuǎn)紅外暗場加熱器）對樣品進(jìn)行加熱，替代傳統(tǒng)烘箱加熱，該種方法加熱速度快、加熱均勻。維科美拓烘干法水分快速測定儀將烘箱干燥法進(jìn)行一體化升級，將加熱模塊、稱重模塊、操作模塊、人機(jī)智能模塊完美的結(jié)合在一起，系統(tǒng)可根據(jù)測定趨勢智能停機(jī)并分析樣品水分值，將結(jié)果結(jié)果直接顯示在屏幕上，實現(xiàn)一鍵啟動即可獲取可靠結(jié)果，測定結(jié)果與烘箱法具有良好的一致性，一般樣品的測定僅需幾分鐘即可完成，工作效率遠(yuǎn)高于烘箱法，廣受企業(yè)用戶的青睞與好評。
根據(jù)用戶的不同需求，我們可以提供以下解決方案：
4. 卡爾費休法水分儀在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
卡爾費休法有滴定法（容量法）和庫侖法(電量法)兩種方法，是卡爾·費休(Karl Fischer)提出的測定水分的分析方法?？栙M休法是測定物質(zhì)水分的各類化學(xué)方法中，對水最為專一、最為準(zhǔn)確的方法?？栙M休法經(jīng)過近年市場改進(jìn)，提高了準(zhǔn)確度，擴(kuò)大了測量范圍，已被列為許多物質(zhì)中水分測定的標(biāo)準(zhǔn)方法……了解卡爾費休水分儀原理詳情
卡爾費休水分儀原理與發(fā)展
卡爾費休法簡稱費休法，是1935年卡爾·費休(Karl Fischer)提出的測定水分的容量分析方法。費休法是測定物質(zhì)水分的各類化學(xué)方法中，對水最為專一、最為準(zhǔn)確的方法。雖屬經(jīng)典方法但經(jīng)過近年改進(jìn)，提高了準(zhǔn)確度，擴(kuò)大了測量范圍，已被列為許多物質(zhì)中水分測定的標(biāo)準(zhǔn)方法。
費休法有滴定法與庫侖電量法兩種方法。 適用于許多無機(jī)化合物和有機(jī)化合物中含水量的測定。 是世界公認(rèn)的測定物質(zhì)水分含量的經(jīng)典方法。可快速測定液體、固體、氣體中的水分含量，是最專一、最準(zhǔn)確的化學(xué)方法，為世界通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析方法。廣泛應(yīng)用在石油、化工、電力、醫(yī)藥、農(nóng)藥行業(yè)及院?？蒲械仍?。
利用卡爾費休法測定物質(zhì)中水分是一種重要而靈敏的化學(xué)分析方法，但除了有一個非常好的測定儀器外,必須對測定的物質(zhì)中有無干擾物質(zhì)存在，根據(jù)物質(zhì)中水分的含量確定適當(dāng)?shù)倪M(jìn)樣量，克服各種影響測定精度的因素,細(xì)心操作，才能得到好的測定結(jié)果。1935年卡爾－費休（KarlFischer）首先提出了利用容量分析測定水分的方法，這種方法即是GB6283《化工產(chǎn)品中水分含量的測定》中的目測法。目測法只能測定無色液體物質(zhì)的水分。后來，又發(fā)展為電量法。隨著科技的發(fā)展，繼而又將庫侖計與容量法結(jié)合起來推出庫侖法。這種方法即是GB7600《運行中變壓器油水分含量測定法（庫侖法）》中的測試方法。分類目測法和電量法統(tǒng)稱為容量法?？ㄊ戏椒ǚ譃榭ㄊ先萘糠ê涂ㄊ蠋靵龇▋纱蠓椒ā煞N方法都被許多國家定為標(biāo)準(zhǔn)分析方法，用來校正其他分析方法和測量儀器。
水分反應(yīng)原理
碘氧化二氧化硫時，需要一定量的水參加反應(yīng)：I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4 ，該反應(yīng)是可逆的。為了使反應(yīng)向正方向移動并定量進(jìn)行，須加入堿性物質(zhì)。因此，試劑必須加進(jìn)甲醇或另一種含活潑OH基的溶劑，使硫酸酐吡啶轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的甲基硫酸氫吡啶。
KF庫侖滴定法中，電解質(zhì)電化學(xué)法直接電解產(chǎn)生所需的碘。利用電荷與碘之間嚴(yán)格的定量關(guān)系，測量計算水的含量。當(dāng)有很少量的游離碘時，Pt指示電極兩端的電壓差急劇降低，利用這一變化確定滴定終點。
電解反應(yīng)（法拉第電解定律）
在電解過程中,電極反應(yīng)如下：
陽極：2I--2e→I2
陰極：I2+2e→2I- ，2H++2e→H2↑
從以上反應(yīng)中可以看出，1mol的碘氧化1mol的二氧化硫，需要1mol的水，相當(dāng)于是1mol碘與1mol水的當(dāng)量反應(yīng)，電解1mol碘需要2×96493C電量（法拉第恒量9.6493×10000C/mol ），1mol碘可消耗水的質(zhì)量為18g。
由法拉第電解定律可得 M×10-6/18=Q×10-3/2*9.6493，故M=Q/10.722
式中：W--樣品中的水分含量（μg）； Q--電解電量（mC）；18--水的分子量。
根據(jù)用戶的不同需求，維科美拓可以為用戶提供以下解決方案：
5. 在線水分測定儀在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
在線水分儀是指在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品水分進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測并實時顯示的儀器，在造紙行業(yè)主要以微波法和紅外法兩種方案為主，在線水分測定儀也屬于一種快速檢測水分的方案，與便攜式水分測定儀不同的是，它可以直接安裝在作業(yè)現(xiàn)場，對物料水分進(jìn)行實時監(jiān)控，企業(yè)可通過分析歷史數(shù)據(jù)去完善生產(chǎn)工藝，也可以通過水分預(yù)警功能進(jìn)行現(xiàn)場水分超標(biāo)的快速處理，助力企業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定運行，在企業(yè)生產(chǎn)活動中占據(jù)十分重要的地位……了解在線水分儀原理詳情
近紅外在線水分儀原理
紅外光吸收原理物質(zhì)內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)，如水中的氧-氫鍵和有機(jī)物中的碳-氫鍵，會吸收特定波長的近紅外光線。在特定波長下，所反射的近紅外線能量和它所包含的吸收近紅外線的分子的數(shù)量成反比。水分儀是根據(jù)近紅外波長會被水分子吸收的原理，分析某特定波長的近紅外能量變化。
水分子不是靜止的：當(dāng)遇到特定的能量帶時，它們會振動。水分子中兩個氫原子與氧原子的鍵會伸展、收縮、或以其它形態(tài)扭曲。需要外來的能量引起這些振動，需要的能量遍及整個電磁光譜的特定波段。在整個光譜的不同部位，有一些吸收波段十分強(qiáng)烈，有一些十分微弱。在光譜的近紅外部位，該部分波段對于水分子特別強(qiáng)烈，同時儀器在發(fā)射、過濾和接收這能量方面更容易實現(xiàn)。使用近紅外光能量的特定波長，以提供適量的能量給被測產(chǎn)品中的水分。一般用以測量水分的波長保持在 1 至 2.5 微米范圍。
特定波長能量被吸收的多少，取決于近紅外能量束所遇到的水分子多少和在該特定波長的吸收強(qiáng)度。能量束所遇到的水分子數(shù)量是與所測物質(zhì)中水分成正比。同時因為水分儀是反射比的形式，測量的光束亦被受測物質(zhì)的反射和吸收特性所影響。近紅外線水分測量技術(shù)是一種非破壞性，非接觸式的實時水分檢測技術(shù)。
在線近紅外水分監(jiān)測系統(tǒng)工作原理
紅外在線水分測定儀把多個波長的近紅外線光束聚集到被測物表面上，其表面反射的近紅外線的光束被一個高級紅外光學(xué)探測系統(tǒng)接收和處理。這種高級紅外光學(xué)探測系統(tǒng)能快速處理數(shù)據(jù)。一個內(nèi)嵌式的超性能微型數(shù)字信號處理芯片用來處理、儲藏和顯示所需要的數(shù)據(jù)。其精確度和穩(wěn)定性非常出眾。
在線紅外水分測定儀利用的現(xiàn)象是：許多的物質(zhì)在特定波長下吸收紅外能量，而不吸收在其它波長下的紅外能量。當(dāng)測量受測物質(zhì)的水含量時，最少選擇兩種波長。一種是為參照波長，不會被受測物質(zhì)或水強(qiáng)烈吸收。另一種是為測量波長，它不會被受測物質(zhì)強(qiáng)烈吸收，但會被水強(qiáng)烈吸收。
在線紅外水分測量儀使用裝嵌在轉(zhuǎn)輪上的精密紅外濾光片。這種安裝允許參照光和測量光的脈沖交替地通過濾光片。被保留的光束會被聚焦在受測試的樣品上。首先是參照光被投影在樣品上，然后是測量光被投影在樣品上。這兩個具有時序的光能脈沖會被反射回到一個探測器上，依次轉(zhuǎn)換成兩個電信號。參考通道表示預(yù)計的反射能量的多少。測量通道有一部分被水分子所吸收，因此其能量將出現(xiàn)衰減。這兩個信號結(jié)合形成一個比率。這比率與一些從不同含水程度樣品中獲得的其它比率的差，是與兩者含水量的差成正比例。
兩種通道的信號強(qiáng)度結(jié)合成以下的方程式：R/M X M1/R1=比率
其中：R--代表產(chǎn)品光束的參照通道
M--代表產(chǎn)品光束的測量通道
M1--代表補(bǔ)償光束的測量通道
R1--代表補(bǔ)償光束的參照通道
如果有漂移狀況出現(xiàn)，諸如測量波長的光的強(qiáng)度改變，M和M1值會同時相稱地受影響，對于比率來說，漂移的結(jié)果被抵消，保持了測量結(jié)果的穩(wěn)定性和一致性。
微波在線水分儀原理
微波是一種高頻電磁波，微波透射介質(zhì)時產(chǎn)生的衰減、相位改變主要由介質(zhì)的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切值決定。水是一種極性分子，水的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值都遠(yuǎn)高于一般介質(zhì)。通常情況，含水介質(zhì)的介電常數(shù)和損耗角正切值的大小主要由它的水分含量決定。微波透過物料后被微波接收器接收，根據(jù)微波功率的衰減和相位移的改變，即可計算物料中的水分含量。
由于微波完全穿透過程物料，所以所有的物理性水份都能被測定。這不僅適用于表面的水份，而且也適于內(nèi)部的水份。該技術(shù)保證了裝置很高的測量準(zhǔn)確性和精度，物料的顏色和表面結(jié)構(gòu)不會影響測量結(jié)果?？梢詮V泛運用于煤、燒結(jié)（球團(tuán)）混合料、鐵礦石、化學(xué)品、鋁土礦、鎳礦、糖、煙草、蔗渣、谷物、硅、木料、羊毛、造紙、砂、聚合物、棉花和其他非傳導(dǎo)材料。
微波在線水分儀詳解
根據(jù)不同的物料和它的屬性，傳感器探頭可達(dá)到約150mm至200mm測量深度。產(chǎn)品的總水分即該物料的核心水分以及表面水分，將被測量分析，有時表層水分并不是真實值。傳感器具有較高的穿透性，所以物料表面堆積的污物是不影響測量的。
每種物料的介電常數(shù)或相對介電常數(shù)的變化，這是重要的測量原理。為了更好地理解工作原理，下面是一個非常簡單的解釋：
水的相對介電常數(shù)εr=80左右，大部分其他材料約為εr=1-10左右。例如，沙礫εr值在3-4之間。這意味著，有一個大的可測量的差異，水（80）和被測量（1-10）的物料的相對介電常數(shù)εr。
根據(jù)這種差異可以直接測量相關(guān)物料的水分值。然后以質(zhì)量百分比的物料水分含量作為一個值的標(biāo)準(zhǔn)信號的形式輸出。
換句話說：越多的水或濕氣包含在物料中，其相對介電常數(shù)εr的值就越接近80.
在線式實時測量，當(dāng)物料通過傳感器時即可獲得測量信號，即使是在快速流動的生產(chǎn)線上，靜止實體物料的測量也是可以的。
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6. 便攜式水分測定儀在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
便攜式水分測定儀實際上是一種快速檢測物料水分的儀器，整體精度不如實驗室水分測定儀，但比“老師傅”的觸感和經(jīng)驗更靠譜、準(zhǔn)確，經(jīng)過校準(zhǔn)的便攜式水分測定儀可在作業(yè)現(xiàn)場快速測定出樣品的含水率，如檢測出造紙材料水分含量超出預(yù)警，則送往專業(yè)實驗室采用實驗室水分測定儀進(jìn)行分析確認(rèn)。便攜式水分測定儀因攜帶方便、檢測快速等特點，在造紙行業(yè)來料、生產(chǎn)現(xiàn)場、抽檢等場景得到廣泛應(yīng)用。
7. 露點法水分測定儀在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
露點測定采用的是阻容法，當(dāng)傳感器與氣體充分接觸時，可以快速的顯示氣體的露點/濕度參數(shù)。露點儀可以安裝應(yīng)用在生產(chǎn)線上進(jìn)行實時監(jiān)控，也可以便攜式攜帶至現(xiàn)場隨機(jī)監(jiān)測，無需耗材，經(jīng)濟(jì)方便。氣體露點濕度的檢測主要有兩方面應(yīng)用，一是倉儲、運輸環(huán)節(jié)的環(huán)境氣體的水分檢測；二是生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)用氣的水分檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題，以便采取有效的措施，降低這些氣體濕度的干擾及原材料或成品的含水率。
