Question

造纸行业原料收购水分含量检测有哪些方法？各有什么特点？以废纸包为例

Answer 1

造纸厂最主要的原料是生物质原料物废纸回收原料。其中废纸回收原料占了绝大多数。废纸回收再利用是全球纸业最重要的原料来源，废纸回收的原料成本是造纸企业最主要成本源。在废纸回收的贸易结算过程中，废纸原料的水分含量是最重要结算指标之一。也是贸易双方争议最多、漏洞最多的一个环节。
当前造纸厂关于回收废纸的水分测量主要有以下几种方法：
1、传统的人工识别法
2、抽样烘干称重法
3、便携式插针法（便携式压贴测量法）
4、2.4G微波法
5、多频谱微波法
6、自收发原理的微波测水仪。
一、传统人工识别法
传统的人工识别法:主要是依赖有经验的工人,通过用手触摸,用肉眼观察打开的纸包,再依据过往的经验来判断纸包的含水。
优点:
1、无需设备的投入
2,简单,快速,即时
3,可在杂质检测的同时检测水分含量
缺点:
1、完全凭工人的经验.识别不稳定,无可靠标准.
2、容易受人为因素影响
3、只能有个大概的水分趋势，没有精度标准。
二、抽样烘干称重法
抽样烘干称重法，是指从一吨多重的废纸包中抽出一到二公斤样品，然后放到烘房去烘干，最后用烘后的重量除以烘前重。估算出整车水分含量。
优点:
1、取得的样品测量出的水分精度高
2、有标准可依,不完全依赖人工.
缺点:
1、烘房每年需要消耗大量的电力能源（每年电费损失达百万元）。
2、需要大量的人工参与挑样检验。
3、需要长达数六到八小时后才能得出水分值。
4、容易人为操作(取样品时的人为选择性)，造成采购黑洞。
5、少量取样，无法代表整车水分。
三、便携式插入测量法或便携压贴测量法
便携式插入测量法或便携压贴测量法，一般为电容原理或电阻原理:插针法采用一根或两根长若半米左右金属插针,用这种插针插入到纸包中,测量其局部的水分含量，压贴法是一个平板探头,人为把平板压贴在纸包的表面,测量局部水份含量：如图所示:
优点:
1、无需卸载纸包,可以随机抽取.
2、有标准可依,不完全依赖人工.
3、快速,可即时得到水分值
缺点:
1、测量精度差,无重复性是这种水分仪最大的短板:人为压贴的紧实程度,或插针的插入部位紧实程度不同,得到水分值就完全不同.
2、便携仪器容易损坏,插针容易断裂. 平板仪器的测量容易受接触面的平整度影响 .
4、容易人为操作(插入部位和压紧程度可人为的选择性)，造成采购黑洞。
5、局部测量，表面测量，无法深入纸包内部，无法代表整体水分。
四、普通2.4GHZ微波法
2.4GZH微波法采用的是非接触式微波穿透法，是一种比较先进的测量方法，这种方法：由微波发射天线和微波接收天线组成，采用2.4G微波频段扫描天线之间的废纸包，当微波穿过含有水分子的物料时，具有较高极性的水分子吸收微波能量,而被水分子吸收的这部分能量和水分子含量保持着线性关系。因此可以通过测量这部分被吸收的能量衰减来确定被测物料中水分含量。
优点：
1、非卸载式测量,不需要卸载纸包,整车从安装有水分探头的门架下开过去后,自动得出整车纸包的平均水分.
2、自动测量含水,公平公正,无人为因素干扰
3、穿透式测量,每秒扫描测量1次，车过后整车水分自动实时得到.
缺点：
1、由于采用单一通用的2.4GZH微波频段，因此容易受测量环境的干扰，如：环境中的无线信号、环境中的车辆等金属物变动等等都全造成信号干扰，测量精度无法保证。
2、受废纸包的松紧程度、纸包大小，重量影响很大。很难得到正确的测量值。
3、对废纸包在运输车上码包状态要求很高，纸包间不能有间隙，不能有参差不齐的包。
4、对车辆通过速度有很高要求。要求每次通过的速度要完全相同，并且要越慢越好。或者要加自动滑动架。
5、纸品变化，无法适应。只能测量单一纸品。
6、采购成本很高。维护成本很高。
五、多频谱微波水分仪
德国默斯公司（MOSYE）利用最新的多频微波测水技术，结合中国造纸行业特点量身打造的一款最新的在线微波测水系统，它采用1GHZ—5GHZ区间的连续多频段微波，每10uS测水仪从1GHZ到5GHZ连续扫描被测物100次，再结合微波能量衰减和微波相位信号变化组成的基础数据库，利用特定的人工智能神经网络自学习算法，得出水分含量与微波能的线性关系。
多频谱微波测量技术为人工智能的神经网络算法提供了数据基础，神经网络算法为设备应对复杂的现场工况提供了技术保证。正因为有了神经网络算法和多频谱技术，使得这种多频谱微波水分仪在测量纸包水分时能够更加精确、能够不受纸包的复杂成份、不受纸包的厚度、重量等因此影响。不受车行速度影响成为了可能。
优势及独特性
1、非卸载式测量,不需要卸载纸包,整车从安装有水分探头的门架下开过去后,自动得出整车纸包的平均水分.
2、可整车测量，也可单包测量。单包测量测量精度更高。
3、采用多频谱微波技术,穿透式测量,每秒扫描测量100次:实现在线实时测量,车过后整车水分自动实时得到.对车行通过速度无特别要求（车辆正常通过即可）。
4、对废纸包码放包的整齐程度无特别要求（正常码放即可正常测量）。
5、多频连续测量，不受现场无线信号环境和金属物变化影响。
6、在一定范围内不受被测纸包的厚度、大小、密度、品种、重量等因索的影响。
7、无需进行厚度补偿、密度补偿及温度补偿就能精确测量。
8、拥有智能自学习功能校准模型，一次校准成功后，无需经常校准。
9、高可靠性：无任何可动部件和易损件，最高可达10年使用寿命。
10、可与其它智能设备成套或组网。
六、一种自收发原理的多频谱微波水分仪
针对国内很多的以木片、竹片、秸杆等生物质物料为原料的造纸企业的水分测量难点，德国默斯（MOSYE）公司在原有对射式微波水分仪的基础上又研发一款新的折射原理的水分仪。这款产品依然采用多频微波技术，但是不同点是其专为车斗内（金属容器内）的木片、竹片、煤碳等原料水分测量而设计。
其最大特点是采用了自主收发的折射式微波天线，可实现发射和接收一体化。发射端产生电磁波，通过天线射入被测介质，微波透过被测介质再经金属车斗底部或四周折射加被测介质本身的折射回来的微波能被接收端所接收。从而实现在线水分测量（如图所示）
产品的优势及独特性
1、专为车斗内（敞口容器内）原料的水分测量而设计。
2、智能传感器，自收自发，能适应别的微波传感器不能适应的四周金属包围的特殊工况。
3、非接触式测量，整车开过传感器后，自动计算整车平均水分。
4、高可靠性：无任何可动部件和易损件，最高可达10年使用寿命。
5、多种通讯和控制模式可选，支持各种工业通讯协议通讯端口及组网方式。