紙漿孔隙率的測量方法
2024-03-10 13:00:15
專利名稱：紙漿孔隙率的測量方法
技術領域：
本發明涉及中濃度和高濃度紙漿作為多孔介質時的紙漿孔隙率的測量 方法。
背景技術：
上世紀80年代初期北歐開始應用制槳新技術一一高效、低耗、少汙染 的中高濃技術以前，低濃技術下的紙漿一直被認為是一種牛頓流體，用傳 統的離心漿泵輸送，其他處理過程也可以採用傳統機械。當紙漿的濃度達 到一定值時，低濃條件下的一些結論就不再適用了，中高濃紙漿被稱為"類 固體"。首先提出中高濃紙漿多孔介質特性觀點的是加拿大不列顛哥倫比亞 大學，UBC紙漿造紙中心的學者Bennington和Pineault。多孔介質是指由
固體骨架和相互連通的孔隙、裂縫等各種類型毛細管體系所組成的材料。 由於中高濃紙漿為氣、液、固三相併存的多孔介質，紙漿纖維有一定的網 絡強度，纖維間的氣體量已不能忽略，其特性在一定程度上類似於固體， 因此己完全不同於纖維懸浮液性質的低濃紙漿。要研究中高濃紙漿，首先 要對表徵其性質的參數進行研究。在紙漿的洗滌、漂白、濃縮以及溼紙幅 的抄造、壓榨等過程中，紙漿孔隙率、滲透率對工藝、設備的確定和使用 都有很重要的作用。因此，孔隙率、滲透率等參數測量的研究對於確定中 高濃紙漿的特 具有重要的理論意義，對指導製漿造紙工藝過程同樣具有 很大的實用價值。國外，在這方面目前還沒有進一步的結論發表。
國內，陳海峰等人採用低溫真空乾燥技術製取濃縮漿層樣品和統計法 測量了中高濃紙槳的孔隙率。此時紙漿的孔隙率被定義為絕幹纖維(纖維 中的水被升華)之間的孔隙與樣品總體積之比。但中濃紙漿細胞腔內的水 及吸附於細胞壁中的水的體積之和大約是全部水的體積的40%;而對高濃紙 漿，幾乎所有的水是存於纖維腔內和附於細胞壁。此時水已成為紙槳纖維 的一部分，其紙漿的性質都為有水存在時的性質，因此中濃或高濃紙漿孔 隙率應為多相體紙漿的孔隙率才更符合實際。
發明內容
本發明的目的是提供一種測量快速、準確的中高濃度紙漿孔隙率的測 量方法。
本發明提供的紙漿孔隙率的方法，先用顯微儀器觀測自然堆放的紙漿 的一個端面，通過相機得到這個端面的多個不同角度的圖像，然後經計算 機圖像處理而得出紙漿孔隙率。
所述的紙漿是經過攪拌均勻的。
計算機圖像處理包括軟體MATLAB識別、分析紙漿中纖維和孔隙，經統
計纖維或孔隙和整個圖像的像素，最後計算平面孔隙率。
因為中高濃紙漿質地軟，結構鬆散，容易變形，所以常用的測量多孔 介質體積孔隙率的方法如直接法，壓汞法，氣體膨脹法，氮吸附法等對中 高濃紙漿都不適合，本發明結合光學法技術和計算機圖像處理技術測量中 高濃紙漿的孔隙率。光學法是在顯微鏡下隨機觀測紙漿的一個端面，這時 在顯微鏡下照相得到這個截面的多個不同圖像，能夠證明，紙漿圖像的平面孔隙率與紙漿的孔隙率相同。利用光學法測量紙漿孔隙率方法簡單，精 確度高，不會破壞紙漿結構。紙漿的平面孔隙率使用計算機圖像處理技術 計算，即利用圖像處理軟體在計算機上識別、分析、計算紙漿的面孔隙率， 這種方法操作簡單，勞動量小，誤差小。
具體實施例方式
本發明提供的紙漿孔隙率的方法，紙漿經過攪拌均勻後，用顯微儀器 隨機觀測自然堆放在玻璃皿中的紙漿的一個端面，由於試樣端面上纖維與 孔隙對光線不同的反射能力，光線在孔隙處被散射，不能全部進入物鏡， 顯示出黑色。在纖維平面處的光線則以直接反射光反射進入物鏡，呈現白 亮色從而顯示出纖維的大小和形狀，通過相機在顯微鏡下照相得到這個端
面的多個不同角度的圖像，然後經計算機圖像處理即軟體MATLAB識別、分 析紙漿中孔隙，再經統計孔隙和整個圖像的像素，再進行平面孔隙率計算 即為紙漿的孔隙率。
權利要求
1、一種紙漿孔隙率的測量方法，其特徵是先用顯微儀器觀測自然堆放的紙漿的一個端面，通過相機得到這個端面的多個不同角度的圖像，然後經計算機圖像處理而得出紙漿孔隙率。
2、 根據權利要求1所述的紙漿孔隙率的測量方法，其特徵是所述的紙 漿是經過攪拌均勻的。
3、 根據權利要求1所述的紙漿孔隙率的測量方法，其特徵是計算機圖 像處理包括軟體MATLAB識別、分析紙漿中纖維和孔隙，經統計纖維或孔隙 和整個圖像的像素，最後計算平面孔隙率。
全文摘要
一種紙漿孔隙率的測量方法，先用顯微儀器觀測自然堆放的紙漿的一個端面，通過相機得到這個端面的多個不同角度的圖像，然後經計算機圖像處理而得出紙漿孔隙率。本發明利用光學法測量紙漿孔隙率方法簡單，精確度高，不會破壞紙漿結構。
文檔編號G01N15/08GK101672764SQ20091019312
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月12日 優先權日2009年10月12日
發明者宣徵南, 陳克復, 高麗兵 申請人:茂名學院;高麗兵;陳克復