1. 造紙工業(yè)簡(jiǎn)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(gè)方面。造紙是我國(guó)的四大發(fā)明之一。早在公元前32年到16年西漢成帝時(shí)已能制造薄小紙，至公元105年，東漢和帝時(shí)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(dòng)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(gè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)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(guó)家，紙及紙板消費(fèi)量增長(zhǎng)速度與其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)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(guó)際上公認(rèn)為"永不衰竭"的工業(yè)，在美國(guó)、加拿大、日本、芬蘭、瑞典等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，造紙工業(yè)已成為其國(guó)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(diǎn)不同于一般日用消費(fèi)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(fèi)。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(yùn)輸、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)，對(duì)上下游產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)有一定拉動(dòng)作用。當(dāng)今世界各國(guó)已將紙及紙板的生產(chǎn)和消費(fèi)水平，作為衡量一個(gè)國(guó)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)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(shí)，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(duì)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(shí)其他造紙?jiān)?，同時(shí)其他造紙?jiān)弦捕喟胧怯H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(huì)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(shí)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(shí)，纖維橫截面方向的尺寸變化很大，而長(zhǎng)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(shí)，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(shí)，紙張放濕產(chǎn)生"緊邊"現(xiàn)象。如果紙張?jiān)谟∷⑶耙延?quot;荷葉邊"或"緊邊"現(xiàn)象，印刷時(shí)紙張承受壓力產(chǎn)生不同的受壓形變，會(huì)造成印刷圖文套印不準(zhǔn)的問題，嚴(yán)重時(shí)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(huì)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(duì)雙面銅版紙而言較為突出。在濕度相對(duì)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(duì)較低的環(huán)境中單銅紙放濕容易向纖維面卷曲。
2.3 對(duì)印刷其它方面的影響
單銅紙?jiān)谟∷⑦^程中，如果含水量發(fā)生了變化（過度干燥或過度潤(rùn)濕），纖維和涂料的水分平衡被破壞，失去水分就會(huì)向未涂布面卷曲，吸收水分就會(huì)向涂布面卷曲。如果紙張?jiān)谟∷⑶熬痛嬖诰砬鷨栴}，會(huì)影響印刷的順暢性和印刷效率；如果紙張?jiān)谟∷⑦^程中或印刷后出現(xiàn)卷曲問題，將對(duì)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(xiàng)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(cè)定水分含量值，利用加熱對(duì)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(cè)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(duì)物料烘干前后分別進(jìn)行稱重后，人工計(jì)算得出水分值…… 了解烘干法水分儀原理詳情
烘干法水分測(cè)定儀原理
烘干法又叫"加熱失重法"，采用物理分析方法測(cè)定水分含量值，利用加熱對(duì)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(cè)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(duì)物料烘干前后分別進(jìn)行稱重后，人工計(jì)算得出水分值。該方法測(cè)定一個(gè)樣品需要2~4個(gè)小時(shí)，對(duì)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(chǎng)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(cè)定儀采用遠(yuǎn)紅外暗場(chǎng)加熱器）對(duì)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(cè)定儀將烘箱干燥法進(jìn)行一體化升級(jí)，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(cè)定趨勢(shì)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(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng)即可獲取可靠結(jié)果，測(cè)定結(jié)果與烘箱法具有良好的一致性，一般樣品的測(cè)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(píng)。
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(fèi)休法水分儀在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
卡爾費(fèi)休法有滴定法（容量法）和庫(kù)侖法(電量法)兩種方法，是卡爾·費(fèi)休(Karl Fischer)提出的測(cè)定水分的分析方法?？栙M(fèi)休法是測(cè)定物質(zhì)水分的各類化學(xué)方法中，對(duì)水最為專一、最為準(zhǔn)確的方法?？栙M(fèi)休法經(jīng)過近年市場(chǎng)改進(jìn)，提高了準(zhǔn)確度，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，已被列為許多物質(zhì)中水分測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法……了解卡爾費(fèi)休水分儀原理詳情
卡爾費(fèi)休水分儀原理與發(fā)展
卡爾費(fèi)休法簡(jiǎn)稱費(fèi)休法，是1935年卡爾·費(fèi)休(Karl Fischer)提出的測(cè)定水分的容量分析方法。費(fèi)休法是測(cè)定物質(zhì)水分的各類化學(xué)方法中，對(duì)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(cè)量范圍，已被列為許多物質(zhì)中水分測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。
費(fèi)休法有滴定法與庫(kù)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(cè)定。 是世界公認(rèn)的測(cè)定物質(zhì)水分含量的經(jīng)典方法?？煽焖贉y(cè)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)及院校科研等原理。
利用卡爾費(fèi)休法測(cè)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(gè)非常好的測(cè)定儀器外,必須對(duì)測(cè)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(cè)定精度的因素,細(xì)心操作，才能得到好的測(cè)定結(jié)果。1935年卡爾－費(fèi)休（KarlFischer）首先提出了利用容量分析測(cè)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(cè)定》中的目測(cè)法。目測(cè)法只能測(cè)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(kù)侖計(jì)與容量法結(jié)合起來推出庫(kù)侖法。這種方法即是GB7600《運(yùn)行中變壓器油水分含量測(cè)定法（庫(kù)侖法）》中的測(cè)試方法。分類目測(cè)法和電量法統(tǒng)稱為容量法。卡氏方法分為卡氏容量法和卡氏庫(kù)侖法兩大方法。兩種方法都被許多國(guó)家定為標(biāo)準(zhǔn)分析方法，用來校正其他分析方法和測(cè)量?jī)x器。
水分反應(yīng)原理
碘氧化二氧化硫時(shí)，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(dòng)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(kù)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(cè)量計(jì)算水的含量。當(dāng)有很少量的游離碘時(shí)，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(diǎn)。
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(yáng)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(cè)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(duì)產(chǎn)品水分進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)并實(shí)時(shí)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(cè)定儀也屬于一種快速檢測(cè)水分的方案，與便攜式水分測(cè)定儀不同的是，它可以直接安裝在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)物料水分進(jìn)行實(shí)時(shí)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(chǎng)水分超標(biāo)的快速處理，助力企業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，在企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)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(huì)吸收特定波長(zhǎng)的近紅外光線。在特定波長(zhǎng)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(zhǎng)會(huì)被水分子吸收的原理，分析某特定波長(zhǎng)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(shí)，它們會(huì)振動(dòng)。水分子中兩個(gè)氫原子與氧原子的鍵會(huì)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(dòng)，需要的能量遍及整個(gè)電磁光譜的特定波段。在整個(gè)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(duì)于水分子特別強(qiáng)烈，同時(shí)儀器在發(fā)射、過濾和接收這能量方面更容易實(shí)現(xiàn)。使用近紅外光能量的特定波長(zhǎng)，以提供適量的能量給被測(cè)產(chǎn)品中的水分。一般用以測(cè)量水分的波長(zhǎng)保持在 1 至 2.5 微米范圍。
特定波長(zhǎng)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(zhǎng)的吸收強(qiáng)度。能量束所遇到的水分子數(shù)量是與所測(cè)物質(zhì)中水分成正比。同時(shí)因?yàn)樗謨x是反射比的形式，測(cè)量的光束亦被受測(cè)物質(zhì)的反射和吸收特性所影響。近紅外線水分測(cè)量技術(shù)是一種非破壞性，非接觸式的實(shí)時(shí)水分檢測(cè)技術(shù)。
在線近紅外水分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理
紅外在線水分測(cè)定儀把多個(gè)波長(zhǎng)的近紅外線光束聚集到被測(cè)物表面上，其表面反射的近紅外線的光束被一個(gè)高級(jí)紅外光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)接收和處理。這種高級(jí)紅外光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)能快速處理數(shù)據(jù)。一個(gè)內(nèi)嵌式的超性能微型數(shù)字信號(hào)處理芯片用來處理、儲(chǔ)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(cè)定儀利用的現(xiàn)象是：許多的物質(zhì)在特定波長(zhǎng)下吸收紅外能量，而不吸收在其它波長(zhǎng)下的紅外能量。當(dāng)測(cè)量受測(cè)物質(zhì)的水含量時(shí)，最少選擇兩種波長(zhǎng)。一種是為參照波長(zhǎng)，不會(huì)被受測(cè)物質(zhì)或水強(qiáng)烈吸收。另一種是為測(cè)量波長(zhǎng)，它不會(huì)被受測(cè)物質(zhì)強(qiáng)烈吸收，但會(huì)被水強(qiáng)烈吸收。
在線紅外水分測(cè)量?jī)x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(cè)量光的脈沖交替地通過濾光片。被保留的光束會(huì)被聚焦在受測(cè)試的樣品上。首先是參照光被投影在樣品上，然后是測(cè)量光被投影在樣品上。這兩個(gè)具有時(shí)序的光能脈沖會(huì)被反射回到一個(gè)探測(cè)器上，依次轉(zhuǎn)換成兩個(gè)電信號(hào)。參考通道表示預(yù)計(jì)的反射能量的多少。測(cè)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(gè)信號(hào)結(jié)合形成一個(gè)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(hào)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(cè)量通道
M1--代表補(bǔ)償光束的測(cè)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(cè)量波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度改變，M和M1值會(huì)同時(shí)相稱地受影響，對(duì)于比率來說，漂移的結(jié)果被抵消，保持了測(cè)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(shí)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(jì)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(cè)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(cè)量準(zhǔn)確性和精度，物料的顏色和表面結(jié)構(gòu)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果?？梢詮V泛運(yùn)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(cè)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(cè)量分析，有時(shí)表層水分并不是真實(shí)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(cè)量的。
每種物料的介電常數(shù)或相對(duì)介電常數(shù)的變化，這是重要的測(cè)量原理。為了更好地理解工作原理，下面是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的解釋：
水的相對(duì)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(gè)大的可測(cè)量的差異，水（80）和被測(cè)量（1-10）的物料的相對(duì)介電常數(shù)εr。
根據(jù)這種差異可以直接測(cè)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(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)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(duì)介電常數(shù)εr的值就越接近80.
在線式實(shí)時(shí)測(cè)量，當(dāng)物料通過傳感器時(shí)即可獲得測(cè)量信號(hào)，即使是在快速流動(dòng)的生產(chǎn)線上，靜止實(shí)體物料的測(cè)量也是可以的。
根據(jù)用戶的不同需求，我們可以提供以下解決方案：
6. 便攜式水分測(cè)定儀在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
便攜式水分測(cè)定儀實(shí)際上是一種快速檢測(cè)物料水分的儀器，整體精度不如實(shí)驗(yàn)室水分測(cè)定儀，但比“老師傅”的觸感和經(jīng)驗(yàn)更靠譜、準(zhǔn)確，經(jīng)過校準(zhǔn)的便攜式水分測(cè)定儀可在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定出樣品的含水率，如檢測(cè)出造紙材料水分含量超出預(yù)警，則送往專業(yè)實(shí)驗(yàn)室采用實(shí)驗(yàn)室水分測(cè)定儀進(jìn)行分析確認(rèn)。便攜式水分測(cè)定儀因攜帶方便、檢測(cè)快速等特點(diǎn)，在造紙行業(yè)來料、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、抽檢等場(chǎng)景得到廣泛應(yīng)用。
7. 露點(diǎn)法水分測(cè)定儀在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
露點(diǎn)測(cè)定采用的是阻容法，當(dāng)傳感器與氣體充分接觸時(shí)，可以快速的顯示氣體的露點(diǎn)/濕度參數(shù)。露點(diǎn)儀可以安裝應(yīng)用在生產(chǎn)線上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可以便攜式攜帶至現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)監(jiān)測(cè)，無需耗材，經(jīng)濟(jì)方便。氣體露點(diǎn)濕度的檢測(cè)主要有兩方面應(yīng)用，一是倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的環(huán)境氣體的水分檢測(cè)；二是生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)用氣的水分檢測(cè)，及時(shí)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。
