專利名稱：用來測(cè)量液體吸收的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)相應(yīng)獨(dú)立權(quán)利要求的前序的一種方法和一種裝置。
背景技術(shù)：
紙或紙板吸收水的能力是一種重要性質(zhì)，用于確定紙或紙板對(duì)于
不同使用領(lǐng)域的適用性。紙的"Cobb值"是吸收水的這種能力的一種 測(cè)量方式。
從一般觀點(diǎn)看，Cobb方法這樣進(jìn)行，100cn^面積的紙樣在60秒 期間經(jīng)受來自水的影響，此后以規(guī)定方式除去過多的水。從暴露之前 和之后紙的重量開始，確定吸收水的重量，這給出Cobb值。高Cobb 值意味著水吸收能力高，而低Cobb值意味著水吸收能力低。
Cobb方法(ISO 535)是一種緩慢的、不確定的、勞動(dòng)密集型的 并因此是高消耗的人工方法。因?yàn)樵诜椒ㄖ械娜斯ぴ兀笤趫?zhí)行 方法中操作人員具備高度準(zhǔn)確性，以便避免重大錯(cuò)誤測(cè)量和由此避免 紙吸收水能力的基本錯(cuò)誤確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供如以上提到那樣的方法和裝置，該方法和裝 置能夠消除以前已知人工方法的問題。具體而言，本發(fā)明的目的是提 供可靠、快速并經(jīng)濟(jì)地克服這些問題的方法和裝置。
借助于獨(dú)立權(quán)利要求的區(qū)別技術(shù)特征，這些目標(biāo)通過上述方法和 裝置而實(shí)現(xiàn)。
因此實(shí)現(xiàn)的是，在液體腔室單元中的液體量的變化用來計(jì)算在材 料試樣中吸收的液體量。諸如錯(cuò)誤供給液體量、錯(cuò)誤執(zhí)行吸去(blotting)等等之類的人工誤差源可通過本發(fā)明直接消除。另外，還 能夠使方法自動(dòng)化。其時(shí)間周期基本上僅由當(dāng)液體與試樣表面相接觸 的時(shí)間控制。
本發(fā)明首先用于紙對(duì)于不同類型物質(zhì)的吸收能力的測(cè)量，所述物 質(zhì)不僅包括水，而且還包括諸如油、溶劑、浸漬劑等等之類的其它液 體。
本發(fā)明也適用于對(duì)于除紙之外的例如塑料、織物、木材、表面涂 層等等的其它表面的測(cè)量，用來確定這些材料吸收不同液體的能力。
具體地、并且是優(yōu)選的，使試樣的接觸液體的表面抵靠液體腔室 單元的主腔室的剛性和透水壁的一側(cè)。因此避免的是，試樣的可能折 皺和其它不希望移動(dòng)在錯(cuò)誤方向上影響測(cè)量結(jié)果。特別優(yōu)選的是，試 樣例如借助于柔性薄膜或任何其它彈性裝置壓靠所述壁，以便進(jìn)一步 保證試樣的平整度并避免在測(cè)量期間會(huì)產(chǎn)生誤差源的試樣移動(dòng)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，液體腔室單元連接到其中檢測(cè)液位的傳感器腔 室上。通過形成具有比液體接觸材料試樣的表面面積大大減小的表面 面積的傳感器腔室，在測(cè)量過程期間、也在比較低液體吸收的情況下， 實(shí)現(xiàn)傳感器腔室的放大液位變化，這能夠提高測(cè)量精度。
通過將試樣抵靠包括液體腔室單元的殼體部分密封地夾持，防止 作為誤差源的泄漏。
對(duì)應(yīng)優(yōu)點(diǎn)借助于根據(jù)本發(fā)明的一種用于測(cè)量的裝置的對(duì)應(yīng)特征而 實(shí)現(xiàn)。


現(xiàn)在通過實(shí)施例和參照包括的附圖將描述本發(fā)明，圖中
圖l表示用來對(duì)材料的液體吸收能力進(jìn)行測(cè)量的裝置，
圖2a和2b表示在兩個(gè)不同位置中通過具有根據(jù)本發(fā)明第 一實(shí)施
例的相鄰元件的控制腔室單元的截面，
圖3a和3b表示在兩個(gè)不同位置中通過具有根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施
例的相鄰元件的控制腔室單元的截面，及圖4表示根據(jù)本發(fā)明的整個(gè)方法的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中用l指示的、用來測(cè)量材料的液體吸收能力的裝置包括 殼體、用于待測(cè)試的例如紙片3形式的試樣的插入的槽2、及用來顯 示測(cè)量Cobb值的顯示器4。操縱裝置和用來指示裝置的狀態(tài)的燈布 置在殼體的前側(cè)上。裝置還具有用來供給供測(cè)量之用的液體的裝置(未 示出)。
圖2a在為了清楚起見省去一些元件的情況下以放大截面圖示地 表示用來測(cè)量材料吸收液體的能力的裝置的測(cè)量單元?？傮w用6指示 的測(cè)量殼體包括關(guān)于彼此從在圖2a中表示的位置相互可替換的第一 殼體部分7和第二殼體部分8。在這個(gè)位置中，在第一和第二殼體部 分之間存在一段距離，以便許可試樣P，例如待測(cè)試的紙片，在各殼 體部分之間的引入。
從所述位置，各殼體部分相對(duì)于彼此可移動(dòng)到在圖2b中表示的位 置中，其中各殼體部分借助于密封件14、 15密封地繞試樣P的預(yù)定 大小的測(cè)試區(qū)域夾持。
第一殼體部分7包含液體腔室單元，該液體腔室單元包括用來在 測(cè)量過程期間接觸試樣P的所述區(qū)域的主腔室10。主腔室10連接到 傳感器腔室11上，該傳感器腔室11包括連接到傳感器20上的浮子 12。傳感器腔室ll建造成，當(dāng)主腔室10借助于所連接的泵29被填充 并且在能夠透過液體的壁16 (見下面)中的空腔被填充時(shí)，將液體供 給到一定預(yù)定液位。傳感器腔室11可以是液體腔室單元的部分或者連 接到該單元上。附圖標(biāo)記16指示剛性的能夠透過液體的壁，該壁(基 本上)是平的并且其目的是防止試樣在濕潤期間改變形狀，改變形狀 會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量。
第二殼體部分8包括柔性壁形式的壓緊裝置17，例如像橡膠薄膜， 該壓緊裝置17在測(cè)量過程期間將一定的壓力施加到試樣P的背面上， 從而被柔和地壓靠在剛性的能夠透過液體的壁16上，以便進(jìn)一步保證不會(huì)因?yàn)樵嚇覲在濕潤期間的變形而發(fā)生錯(cuò)誤測(cè)量。
空氣腔室18通過壓力調(diào)節(jié)器5可用柔和的壓力加壓，用來保證壓緊裝置17以規(guī)定方式壓靠能夠透過液體的壁16。
當(dāng)橫向觀察時(shí)，傳感器腔室ll具有表面面積"a"，該表面面積"a"優(yōu)選地大大地小于主腔室IO的測(cè)試面積"A",借此在測(cè)量過程期間通過試樣P的較小液體吸收，依據(jù)關(guān)系A(chǔ)/a導(dǎo)致在傳感器腔室11中的比較大的液位變化。這種液位變化由傳感器20測(cè)量，該傳感器20將信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算單元(CPU) 19，該計(jì)算單元19將信號(hào)變換成在顯示器4上表示的可見可讀值，例如Cobb值。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4將描述方法工序，其中
位置21指示工序從準(zhǔn)備將液體供給到液體腔室單元的操作開始，從而將液體填充到主腔室和傳感器腔室以及各空腔、在能夠透過液體的壁中的細(xì)孔等中，以便液體將可靠地在整個(gè)測(cè)試表面A上與試樣P相接觸。液體以一定體積供給到希望液位，此時(shí)終止填充。位置22指示例如待測(cè)試的紙片形式的試樣的加載。位置23指示各殼體部分一被帶到一起就開始測(cè)量過程，從而得到在各殼體部分之間與試樣的密封接觸，并且允許在一定確定時(shí)間段期間發(fā)生浸潤，像例如對(duì)于要應(yīng)用的具體測(cè)量方法規(guī)定的時(shí)間段。
位置24指示測(cè)量時(shí)段終止并且讀取在傳感器腔室中的最終液位。位置25指示讀取信號(hào)從傳感器傳輸?shù)接?jì)算單元，該計(jì)算單元將傳感器信號(hào)變換成已經(jīng)由試樣吸收的液體量的值，以顯示在顯示器上。
位置26指示通過例如抽吸、吹走、吸去或其組合，來消除在測(cè)試表面上的自由液體，從而試樣在結(jié)束測(cè)量之后對(duì)于操作人員較容易處置。
位置27指示殼體部分的打開和試樣的取出。位置28指示用清潔液體沖洗液體腔室單元和能夠透過液體的壁、將系統(tǒng)復(fù)位并將方法工序終止。
本發(fā)明可在后續(xù)權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化并以不同方式修改。例如在本發(fā)明的范圍內(nèi)的是，以任何其它方式，像例如光學(xué)地借助于光(如激光)、通過聲學(xué)裝置、通過電磁裝置、這些方法的至少兩種的組合或通過任何其它本身已知的方法，讀取在液體腔室單元中的液位變化。浮子也可直接在本身已知的鏈接臂上連接到機(jī)械指示器上，該機(jī)械指示器可與在一個(gè)值/一個(gè)最終值的范圍內(nèi)的可調(diào)節(jié)或可變刻度相關(guān)。
完全可能設(shè)想，在某些情形下，例如在向著或離開主腔室的方向上不發(fā)生或者預(yù)期不會(huì)發(fā)生試樣的形式變化的場(chǎng)合，省去剛性的能夠透過液體的壁，從而代之以試樣的測(cè)試表面直接限制主腔室。也可能的是，在一定情形下，由于類似原因，取消壓緊裝置。然而，這些修改通常不是優(yōu)選的。
試樣的插入可通過馬達(dá)的操作自動(dòng)地或完全人工地進(jìn)行。殼體部分的移動(dòng)可自動(dòng)地控制或甚至人工地實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)密封接觸具有靜止殼體部分和用特定壓緊裝置影響試樣的解決方案也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
為了保證改進(jìn)的重復(fù)性和使錯(cuò)誤測(cè)量的危險(xiǎn)最小，根據(jù)圖2a的實(shí)施例的測(cè)量必須在測(cè)試表面已經(jīng)接觸測(cè)試液體之后盡可能快地啟動(dòng)。
在根據(jù)圖3a和3b的另 一個(gè)實(shí)施例中，液體腔室定位在試樣上方，并且在使各殼體部分在一起之后被填充。在這個(gè)實(shí)施例中，為了較大重復(fù)性和克服錯(cuò)誤測(cè)量的較大可靠性，液體的填充應(yīng)該很快并且是自動(dòng)的。這個(gè)圖包括在圖2a和2b中使用的具有(')符號(hào)的附圖標(biāo)記。
從在圖3a的位置中，各殼體部分相對(duì)于彼此可移動(dòng)到在圖3b中表示的位置中，其中各殼體部分借助于密封件14、 15密封地繞試樣P的預(yù)定大小的測(cè)試區(qū)域夾持。這個(gè)過程與對(duì)于圖2a和2b敘述的過程相類似。
根據(jù)圖3a和3b的實(shí)施例的液體腔室單元的放空能以多種方式進(jìn)行。例如，放空可與對(duì)試樣進(jìn)行穿孔從而通過所穿的孔進(jìn)行送出/抽出這樣的方式組合地進(jìn)行。可選擇地，液體可穿過能夠透過液體的壁吸回。
如以上敘述的那樣，對(duì)于在不同種類的試樣中的液體吸收的測(cè)量可使用不同的測(cè)量方法，即使描述的背景技術(shù)一般已經(jīng)是Cobb方法，該方法是用來測(cè)量在不同類型的紙中的水吸收的建立方法。因而，對(duì)于測(cè)量也可應(yīng)用上述之外的其它材料，也可采用除了水以外的其它液體。
為了保證由能夠透過液體的壁不防止液體與試樣完全接觸，在圖3a和3b中的實(shí)施例的修改變形中建議，在填充液體時(shí)，將一定量液體帶到能夠透過液體的壁與試樣之間。這可例如通過引入噴射裝置來實(shí)現(xiàn)，該噴射裝置與試樣有關(guān)，該試樣與能夠透過液體的壁以一定程度相分隔，例如從壁的中央位置開始，為了整個(gè)試樣表面的全部濕潤側(cè)向噴射液體。
能夠透過液體的壁可以是不同種類的，例如細(xì)孔金屬網(wǎng)、多孔燒結(jié)材料或開孔金屬箔，其在液體腔室單元中被伸展。
試樣表面可以以其它方式定向，例如豎直地或使主腔室定位在試樣上方(圖3a)。不排除測(cè)試表面可以是邊緣部分，例如在試樣中的切開孔的邊緣。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，以便考慮到不同參數(shù)，像例如在能夠透過液體的壁中的不均勻性，如在金屬網(wǎng)情況下的網(wǎng)眼不均勻性。在普通溫度的背景下的校準(zhǔn)也可在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
將水填充到液體腔室單元中可通過溢流控制或者由傳感器20控制，該傳感器20在一定基準(zhǔn)液位處切斷水供給。也可采用其它本身已知的過程。
作為對(duì)于以上討論系統(tǒng)的選擇例，也可以設(shè)想一種解決方案，其中液體腔室單元具有恒定體積，并且其中非常準(zhǔn)確的泵供給第二液體量，以便替代與由試樣吸收的液體量相對(duì)應(yīng)的在液體腔室單元中的第一液體量的減少。以這樣一種方式描述供給液體量或泵動(dòng)作的信號(hào)然后可被使用，以便得到在試樣中吸收液體的測(cè)量。然而這種修改不是優(yōu)選的。
通過本發(fā)明，可以在對(duì)試樣上進(jìn)行的液體影響的短時(shí)間之后就已經(jīng)計(jì)算最終值的預(yù)測(cè)，因?yàn)楸景l(fā)明允許在原理上從測(cè)試時(shí)段開始時(shí)水吸收的測(cè)量被連續(xù)地進(jìn)行、或以短間隔而進(jìn)行。這使得在短時(shí)間之后 已經(jīng)得到大量測(cè)量點(diǎn)成為可能，以便借助于已知數(shù)學(xué)函數(shù)，用例如指 數(shù)函數(shù)計(jì)算理論值。這具有的優(yōu)點(diǎn)是早在建立測(cè)試時(shí)段的結(jié)束之前就
可得到可靠結(jié)果，這意味著較快響應(yīng)、較高生產(chǎn)率及較低成本。在Cobb 值的情況下，與60秒的建立測(cè)試時(shí)間相對(duì)比，在例如10-30秒之后可 能已經(jīng)得到這樣一種可靠結(jié)果。
權(quán)利要求
1.用來對(duì)材料吸收液體的能力進(jìn)行測(cè)量的方法，其中使液體與所述材料的試樣(P)的表面相接觸，并且其中計(jì)算在所述試樣中已經(jīng)吸收的液體量，其特征在于-將一定第一液體量供給到液體腔室單元，該液體腔室單元在一側(cè)上由所述表面限制，從而由所述試樣吸收的液體量離開所述液體腔室單元，并且-產(chǎn)生一個(gè)表示，該表示包括在所述液體腔室單元中的液體量減少的指示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表示是在所述 液體腔室單元中的液位變化的指示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，計(jì)算指示所述 材料的液體吸收能力的值。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使所述試 樣(P)的所述表面向著所述液體腔室單元的主腔室(10)的基本剛 性的能夠透過液體的壁(16)的一側(cè)布置，該側(cè)背對(duì)主腔室。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將所述試樣(P) 向著所述壁(16)壓靠。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，檢測(cè)在傳 感器腔室(11)中的液位。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述試樣 向著殼體部分(7)被密封地(14、 15)夾持。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，連續(xù)地或 間隔地或在一定規(guī)定時(shí)間段結(jié)束之后，產(chǎn)生所述表示。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，計(jì)算預(yù)測(cè) 值，該預(yù)測(cè)值用于與在所述試樣中吸收的液體量有關(guān)的最終值。
10. 用來對(duì)材料的液體吸收能力進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝 置包括用來使液體與所述材料的試樣(P)的表面相接觸的部件，以便計(jì)算在所述試樣中吸收的液體量，其特征在于具有液體腔室單元，該液體腔室單元適于供給一定第一液體量，并 且布置成該液體腔室單元的一側(cè)將由所述表面限制，從而由所述試樣 吸收的液體離開所述液體腔室單元，以及一測(cè)量部件(11、 12、 19、 20)，用來產(chǎn)生在所述液體腔室單元 中的液體量減少的表示。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)量部件(11、 12、 19、 20)布置成指示在所述液體腔室單元中的液位變化。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，具有用來 計(jì)算指示所述材料的液體吸收能力的值(4)的計(jì)算部件(19)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10-12任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述 液體腔室單元包括具有剛性的能夠透過液體的壁(16)的主腔室(10)， 所述試樣(P)的所述表面能夠抵靠該剛性的能夠透過液體的壁(16) 而接觸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，具有用來抵靠所 述壁(16)壓緊所述試樣(P)的壓緊部件(17)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10-14任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述 液體腔室單元包括傳感器腔室(11)，其中液位能夠由選自如下組的任何部件檢測(cè)浮子、聲學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器、電磁傳感器或上述的 兩種或更多種的組合。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10-15任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述 液體腔室單元包括第一殼體部分(7)，所述試樣(P)能夠抵靠該第 一殼體部分(7)而被密封地(14、 15)夾持。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，該裝置包括用來 與所述第一殼體部分(7)相互作用而夾持抵靠所述試樣(P)的第二 殼體部分(8)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10-17任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，具有 用來計(jì)算與由試樣吸收的液體量有關(guān)的最終值的預(yù)測(cè)值的計(jì)算部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及用來測(cè)量材料吸收液體的能力的方法和裝置，借此使液體與材料試樣(P)的表面相接觸，并且其中計(jì)算在試樣中已經(jīng)吸收的液體量。將一定液體量供給到液體腔室單元，該液體腔室單元在一側(cè)上由所述表面限制，從而由試樣吸收的液體量離開液體腔室單元，并且產(chǎn)生包括在液體腔室單元中的液體量減少的指示的表示。
文檔編號(hào)G01F23/22GK101517409SQ200780034188
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日
發(fā)明者B·博斯特倫, U·巴克隆德 申請(qǐng)人:費(fèi)布羅系統(tǒng)股份公司