用于采樣、制備和分析樣本的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體涉及一種用于采樣、制備和分析樣本的裝置，所述樣本例如懸浮液，優(yōu)選地為纖維懸浮液。
【背景技術(shù)】
[0002]很多工業(yè)過程需要不同形式的監(jiān)控、分析和控制系統(tǒng)，用于縮減原材料的消耗，同時提供最佳的且可靠的最終產(chǎn)品。工業(yè)制造通常是大規(guī)模的并且因此非常消耗能源，還會增加對工藝過程控制的需求，以將制造最終產(chǎn)品的成本降至最低。
[0003]在例如造紙工業(yè)中，在沿著生產(chǎn)線的一個或多個位置監(jiān)測紙漿的制備。通過對紙漿的常規(guī)取樣，對該工藝過程進行了監(jiān)測，并通過不同的分析確定了其工藝條件。所收集的測量值被反饋回來，并且在該工藝過程中執(zhí)行例如原材料或化學制劑的進一步添加。這縮減了不同原材料、化學制劑、水和能源的不必要的使用，同時降低成本，并提供了更優(yōu)質(zhì)的
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[0004]用于工藝過程控制優(yōu)化的特定系統(tǒng)由多個模塊和測量工具組成。目前已經(jīng)使用了包括多個模塊的用于例如紙漿的自動采樣的系統(tǒng)，但這些都不適合布置在管道上。通常，所述模塊不是鄰近被監(jiān)測工藝過程(例如具有纖維懸浮液的管道)設(shè)置的。相反，懸浮液是用長管或軟管輸送到系統(tǒng)中的。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的用于采樣、制備和分析樣本的系統(tǒng)的一個缺點在于，所述系統(tǒng)都是昂貴且笨重的。此外，如果只是要采集單一的樣本，或如果該過程只需要在單個位置進行采樣，那么上述采樣程序也太過復雜。
[0006]由于分析設(shè)備是昂貴的，已知的是使用單獨的采樣設(shè)備將多個測量位置連接到一個單獨的中央制備和分析裝置或模塊。用于每個測量位置的測量和分析頻率因此相對較低，而且樣本的采集及其分析之間還有延遲，導致延遲的控制反饋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目標是提供一種用于采樣、制備和分析樣本的裝置，所述樣本例如懸浮液，所述裝置解決了或至少減輕了現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)存在的問題，并且提供了改進的工藝控制。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于采樣、制備和分析樣本的裝置，所述樣本例如懸浮液，所述裝置包括:采樣設(shè)備，適于采集流體樣本；至少一個樣本制備單元，適于制備所述樣本，以及至少一個分析器，其特征在于，所述用于采樣和分析樣本的裝置適于直接鄰近工藝管道放置，并且所述采樣設(shè)備適于采集直接來自閘門的流體樣本。所述采樣設(shè)備優(yōu)選地適于將流體樣本直接弓I入所述制備單元。
[0009]通過提供直接鄰近工藝管道放置的裝置，能夠獲得很多優(yōu)勢。通過省去用于輸送樣本的長管或軟管，提供了一種小型且緊湊的裝置。這也給分析單元提供了更短的時間，從而更快地反饋給將被控制的工藝過程。
[0010]在優(yōu)選的實施例中，用于采樣、制備和分析樣本的裝置包括通過管件相互連接的第一和第二樣本制備單元，其中第一樣本制備單元包括第一腔室和第一篩，第二樣本制備單元包括第二腔室和第二篩。第一和第二腔室及其相互連接優(yōu)選地構(gòu)造為使得沒有流體樣本能夠僅利用重力從第一腔室移動到第二腔室。
[0011]在優(yōu)選的實施例中，第一樣本制備單元在所述第一腔室的上部包括粗孔篩。
[0012]優(yōu)選地，所述分析單元為用于測量以下任意項的光學單元:吸光度、反射率以及熒光性，優(yōu)選地為適于既測量吸光度又測量反射率的光學單元。分析單元還可以是圖像分析儀。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種利用本發(fā)明的裝置進行采樣、制備和分析樣本的方法，所述樣本優(yōu)選地為懸浮液，所述方法包括以下步驟:利用采樣設(shè)備采集流體樣本，利用采樣設(shè)備將所述樣本引入適于制備所述樣本的制備設(shè)備，以及分析所述樣本，其中所述方法的特征在于，用于采樣和分析樣本的裝置適于直接鄰近工藝管道放置，由此所述樣本由采樣設(shè)備直接引入制備單元，并且所述采樣設(shè)備適于采集直接來自閘門的流體樣本。
【附圖說明】
[0014]下面參照附圖以示例的方式描述本發(fā)明，其中:
[0015]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于采樣、制備和分析樣本的裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖；以及
[0016]圖2是圖1所示的裝置的局部的細節(jié)視圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將給出對用于采樣、制備和分析樣本的裝置和方法的詳細說明。
[0018]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的整體視圖。所述裝置(大體標記為100)適于放置在直接鄰近工藝管道(未在圖1中示出)的位置。裝置100包括不同的單元或模塊，如采樣設(shè)備A、兩個樣本制備單元B和C、以及分析單元D。其它眾所周知的部件，如噴嘴、軟管、閥門等(均未示出或詳細說明)。
[0019]所述裝置優(yōu)選地用于來自紙漿懸浮液的清洗過的接受纖維，也可用來處理其它樣本，以測量拒絕物中的某些參數(shù)，所述拒絕物如碎片、裂片和小薄片，或清洗濾液。
[0020]所述用于采樣、制備和分析樣本的裝置適于直接鄰近工藝管道放置，并且采樣設(shè)備A因此適于采集直接來自閘門(gate)的流體樣本。這在圖2中示出更多細節(jié)，圖2是圖1中的虛線包圍的區(qū)域的放大視圖，即采樣設(shè)備A及其與工藝管道的連接，在圖中用虛線示出。也可以看到，采樣設(shè)備直接連接到第一制備單元，而不需任何介于中間的管道或軟管。
[0021]第一制備單元B包括第一腔室1和設(shè)置在第一腔室的上部中的第一粗孔篩2。第一孔篩優(yōu)選地具有一直徑約2毫米的過濾孔尺寸。在該腔室1的下部中，提供了用于粗的拒絕物的出口閥3。
[0022]進水口 W1提供用于向第一腔室1供給水。
[0023]第一和第二樣本制備單元B、C通過設(shè)有閥20的管件4相互連接。第二制備單元C包括第二制備腔室和在其下部中的第二細孔篩6。第二篩6優(yōu)選地具有直徑小于1毫米的孔尺寸，但孔的尺寸適于存在問題的工藝過程的要求。在第二篩6下方提供有一出口閥10。第二樣本制備單元C還包括用于洗滌水的第二進水口 W2。
[0024]第二制備單元C和分析單元D通過具有閥9的管件8相互連接。
[0025]應(yīng)該意識到，由于第一、第二制備單元B、C及其相互連接的結(jié)構(gòu)，沒有采樣的懸浮液樣本能夠僅通過重力從第一腔室移動到第二腔室。
[0026]下面將詳細描述用于抽樣、制備和分析樣本的方法。在圖2中示出，采樣設(shè)備A從工藝管道采集樣本。該樣本直接移動到第一制備單元B中。當處于第一制備單元B中時，所述樣本利用穿過進水口 W1進入的水移動并且穿過第一篩2，其中粗的拒絕物被禁止通過。所述粗的拒絕物是從第一制備單元B經(jīng)過出口閥3沖出來的。
[0027]已經(jīng)處理的細纖維材料具有小于第一篩2的孔的大小的尺寸，優(yōu)選地稱作接受纖維，所述接受纖維利用來自進水口 W1的水的水壓通過第一篩2，通過管件4，被帶入到第二制備單元5中。利用水流向上輸送接受纖維通過第一篩2并進入第二制備單元C的原理，使得進入第二制備單元C中的材料污染更少。也就是說，任何經(jīng)由閥20的泄漏，以及任何經(jīng)由采樣設(shè)備A的泄漏，以及第一腔室1中的未清洗的剩余材料不能直接污染在第一腔室5中收集的材料。
[0028]在第二腔室5中加入水，并將樣本進行清洗。當?shù)诙皇?已按需填充時，洗滌水的流入被中斷，并通過第二細孔篩6和出口閥10排出。如果需要的話，這種清洗可以重復多次。留在第二篩6上的是脫水的纖維。包括組成測量材料的纖維素纖維的這些纖維(即接受纖維)經(jīng)稀釋處理，以便通過管件8輸送到分析單元D用于分析。
[0029]管件8中的閥9被打開以允許樣本輸送到分析單元8，如測量單元。分析單元8可以是任意測量單元，如用于測量吸光度、反射率、熒光性的光學單元或圖像分析儀。在優(yōu)選的實施例中，分析單元8是適于既測量吸光度又測量反射率的光學單元。
[0030]分析單元的結(jié)果可以通過例如處理器來轉(zhuǎn)發(fā)和處理。所述結(jié)果能夠例如用于通過以機械或手動反饋以不同方式來影響工藝過程，例如通過控制加入所述工藝過程的水或化學制劑的量，能量的量等。
[0031]已經(jīng)描述了用于采樣、制備和分析樣本的裝置和方法的優(yōu)選實施例?？梢砸庾R到，在不背離本發(fā)明理念的基礎(chǔ)上，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)能夠?qū)ζ渥龀龈鞣N改變。因此已經(jīng)描述了具有兩個制備單元的裝置。可以理解，根據(jù)過程和樣本等的類型，所述裝置能夠包括僅一個制備單元，或包括多于兩個的制備單元。
【主權(quán)項】
1.一種用于采樣、制備和分析樣本的裝置(100)，所述樣本例如懸浮液，所述裝置包括: 采樣設(shè)備(A)，適于采集流體樣本， 至少一個樣本制備單元(B、C)，適于制備所述樣本，以及 至少一個分析單元(D)， 其特征在于， 所述用于采樣和分析樣本的裝置適于直接鄰近工藝管道放置，并且 所述采樣設(shè)備適于采集直接來自閘門的流體樣本。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于采樣、制備和分析樣本的裝置(100)，其中所述采樣設(shè)備適于將流體樣本直接弓I入所述制備單元。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于采樣、制備和分析樣本的裝置(100)，包括通過管件(4)相互連接的第一⑶和第二(C)樣本制備單元，其中所述第一樣本制備單元包括第一腔室(1)和第一篩(2)，所述第二樣本制備單元包括第二腔室(5)和第二篩(6)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于采樣、制備和分析樣本的裝置(100)，其中第一和第二腔室(1、5)及其相互連接構(gòu)造為使得沒有流體樣本能夠僅利用重力從第一腔室移動到第二腔室。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于采樣、制備和分析樣本的裝置(100)，其中所述第一樣本制備單元(B)在所述第一腔室(1)的上部包括粗孔篩(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于采樣、制備和分析樣本的裝置(100)，其中所述分析單元(8)為用于測量以下任意項的光學單元:吸光度、反射率以及熒光性，優(yōu)選地為適于既測量吸光度又測量反射率的光學單元。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于采樣、制備和分析樣本的裝置(100)，其中所述分析單元(8)為圖像分析儀。8.一種利用根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置進行采樣、制備和分析樣本的方法，所述樣本優(yōu)選地為懸浮液，所述方法包括以下步驟: 利用采樣設(shè)備(1)采集流體樣本， 利用所述采樣設(shè)備，將所述樣本引入適于制備所述樣本的制備設(shè)備，以及 分析所述樣本， 其特征在于， 所述用于采樣和分析樣本的裝置適于直接鄰近工藝管道放置，以及 所述采樣設(shè)備適于采集直接來自閘門的流體樣本。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述樣本由所述采樣設(shè)備直接引入所述制備單J L.ο
【專利摘要】一種用于采樣、制備和分析樣本的裝置(100)，所述樣本例如懸浮液，包括：采樣設(shè)備(A)，適于采集流體樣本；至少一個樣本制備單元(B、C)，適于制備樣本；以及至少一個分析單元(D)。通過將用于采樣和分析樣本的裝置適用在直接鄰近工藝管道的位置并使該采樣設(shè)備采集直接來自閘門的流體樣本，提供了一種緊湊且成本效益高的裝置，其還向受控制的工藝過程提供了快速的反饋。
【IPC分類】G01N33/34, G01N1/20, G01N1/28, G01N1/10
【公開號】CN105283752
【申請?zhí)枴緾N201480017706
【發(fā)明人】尼克拉斯·安德森, 本特·安德斯·斯卡萊恩, 斯蒂格·努德
【申請人】Btg儀器公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年4月2日
【公告號】CA2907911A1, EP2981800A1, US20160025602, WO2014163562A1