射流速度测量装置

申请号 CN87100472 申请日 1987-01-23 公开(公告)号 CN1012533B 公开(公告)日 1991-05-01
申请人 美商贝洛特公司; 发明人 罗杰特·查尔斯·布伦德米尔;
摘要 一射流速度测量装量,可测量在一次 电子 信号 和二次电子信号之间的时延,该一次电子信号是由第一光敏器件因第一光束被射流的部分表面(S)反射而产生的,而该二次电子信号是由第二光敏器件因第二光束被在下游的基本上相同部分的射流表面所反射而产生的。本装置包括有一个与射流表面的平面(P2)平行设置的 外壳 。第一和第二光纤束把从 光源 来的光发射到射流的表面并反射到对应的光敏器件。
权利要求

1、一种用于测量液体流速的射流速度测量装置,该装置测量一次电子信号和二次电子信号之间的时延,该一次电子信号是由第一光敏器件由于来自光源的第一光束被射流的部分表面所反射的结果而产生的,而二次电子信号是由第二光敏器件由于来自光源的第二光束被射流的基本相同的部分表面在下游反射的结果而产生的,其特征在于:该装置包括以下部件的组合:
-一个被设置于邻接于流体射流的外壳,该外壳拥有一个首面,
-第一分路光纤束,它被固定在与所述首面邻接的所述外壳处,以便将从光源来的第一光束发射到射流的部分表面并反射到第一光敏器件,
-第二分路光纤束,它被固定在所述外壳并终接到靠近所述首面而且在相对于所述第一光纤束的所述终端的下游处,当射流的这部分表面已经在下游流离第一光束时,所述第二光纤束就将来自光源的第二光束发射到基本上是射流的相同部分的表面上,所述第二光纤束将沿所述第二光纤束反射回来的第二光束射向第二光敏器件,以及
-浆渣一偏转装置,它被设置在所述外壳的所述首面附近,以便使浆渣偏离上述外壳的所述首面,从而防止浆渣堆积在所述首面上,以免阻碍第一和第二光束射向和射离射流的射程。
2、如权利要求1中所陈述的射流速度测量装置,特征在于:其中,所述外壳可被可调地设置在邻近于射流的邻接面处。
3、如权利要求1中所陈述的射流速度测量装置,特征在于:其中所述外壳还包括:
-第一部件,它限定一条在本装置的使用中是被接到一个气压源的第一通道,
-第二部件,它被设置在所述第一部件的附近,该第二部件限定了第一孔道和第二孔道以便在其内对应地容纳所述第一和第二光纤束,以使所述第一和第二光纤束的所述终端可被设置得与所述外壳的所述首面基本上在同一平面上,所述第二部件还限定了一条可与所述第一通道进行气体交流的第二通道,
-第三部件,它被设置在所述第二部件的附近处,以使所述第二部件被设置在所述第一和第三部件之间,所述第三部件限定了一条可与所述第二通道进行气体交流的第三通道,所述第三部件还限定了一条(相对于第三通道)为横向设置、并可与所述第三通道进行气体交流的第四通道。
4、如权利要求3中所陈述的射流速度测量装置,特征在于:其中,所述第三部件限定了一条(相对于第四通道)为横向设置的第五通道,所述第三部件还限定了从所述横向的第五通道延向所述第二部件、并可与之进行气体交流的第六和第七通道,
所述第二部件还限定了第八和第九通道以使第八和第九通道可对应地与所述第三部件的第五和第六通道进行气体交流,
所述第二部件还限定了第一和第二强制通道,以使所述第一和第二强制通风道可对应地与所述第七和第八通道进行气体交流,以便在本装置的使用中,所述第一和第二强制通风道可从气压源产生压
由所述第二部件限定的第一和第二孔道,使得所述第一和第二孔道可分别从所述第一和第二强制通风道延向所述第一和第二终端,以使从所述强制通风道延伸出的气体屏障,通过所述孔道和所述终端,以防止邻近所述各终端的浆渣在其上堆积。
5、如权利要求3中所陈述的射流速度测量装置,特征在于:其中,所述第一部件限定了第一和第二螺孔,以便将所述外壳可调地紧固在离开射流邻接表面的一个预定距离处。
6、如权利要求4中所陈述的射流速度测量装置,特征在于:其中,所述第一和第二孔道是由所述第二部件限定的细长缝,所述第二部件还包括:
-所述第一孔道的第一唇状物,它被暴露在邻近于射流的邻接表面,所述第一唇状物延向所述第一光纤束的所述终端,以使一层第一气体的浆渣-偏转屏障可被引导越过所述第一光纤束的所述终端,
-所述第二孔道的第二唇状物,它被设置在邻近射流邻接表面处,所述第二唇状物延向所述第二光纤束的所述终端,以使第二层气体的浆渣-偏转屏障可被引导越过所述第二光纤束的所述终端。
7、如权利要求1中所陈述的射流速度测量装置,特征在于:它还包括:
第三光纤束,它被固定到所述外壳的所述首面附近、并相对于所述第二光纤束的所述终端的更下游处,当在这部分射流表面已经在更下游越过所述第二光纤束的所述终端时,所述第三光纤束就将从光源来的第三光束发射到射流的基本同一部分表面上,所述第三光纤束将沿所述第三光纤束反射回来的第三光束射向第三光敏器件,从而提高本测量装置在测量较快射流时的灵敏度。
8、如权利要求7中所陈述的射流速度测量装置,特征在于:其中,所述第一和第三光纤束可在测量较快射流速度时选用。
9、如权利要求7中所陈述的射流速度测量装置,特征在于:其中,所述第一光纤束包括:
-第一部分,它拥有一个终端和一个第二端,所述终端被锚固在所述外壳内,所述第一部分的所述终端被设置得基本上与所述外壳的所述首面在同一平面上,以使第一光束可相对于所述外壳的所述首面基本上垂直地射出,
-第一支路,它拥有一个第一端和一个第二端,所述第一支路的所述第一端是可把光接通到所述第一部分的所述第二端,所述第一支路的所述第二端设置在光源的附近,以使第一光束朝着第一部分的终端从光源射到第一支路的第二端,
-第二支路,它拥有一个第一端和一个第二端,所述第二支路的所述第一端把光接通到所述第一部分的所述第二端,所述第二支路的所述第二端被设置在第一光敏器件的附近,以使从射流的部分表面上反射回来的第一光束可通过所述第一部分和所述第二支路而射向第一光敏器件,
其中所述第二光纤束包括:
-第二部分,它拥有一个第二终端和一个第二端,所述第二终端是被锚固在所述外壳内的,所述第二部分的第二终端被设置得与所述外壳的所述首面基本上在同一平面上,以使第二光束可相对于所述外壳的所述首面基本上垂直地射出,
-第三支路,它拥有一个第一端和一个第二端,所述第三支路的所述第一端把光接通到所述第二部分的所述第二端,所述第三支路的所述第二端被设置于光源附近,以使第二光束可从光源,向着所述第二部分的所述第二终端,射到所述第三支路的第二端,
-第四支路,它拥有一个第一端和一个第二端,所述第四支路的所述第一端把光接通到所述第二部分的所述第二端,所述第四支路的所述第二端被设置于第二光敏器件的附近,以使从射流的部分表面反射回来的第二光束,通过所述第三部分和所述第四支路而射向第二光敏器件,
其中所述第三光纤束包括:
-第三部分,它拥有一个第三终端和一个第二端,所述第三终端被锚固在所述外壳内,所述第三部分的所述第三终端被设置得与所述外壳的所述首面基本上在同一平面上,以便第三光束可相对于所述外壳的所述首面基本上垂直地射出,
-第五支路,它拥有一个第一端和一个第二端,所述第五支路的所述第一端把光接通到所述第三部分的所述第二端,所述第五支路的所述第二端被设置于光源附近,以使第三光束从光源朝着第三部分的第三终端而射到第五支路的第二端,
-第六支路,它拥有一个第一端和一个第二端,所述第六支路的第一端把光接通到所述第三部分的所述第二端,所述第六支路的所述第二端被设置在第三光敏器件附近,以使从射流的部分表面、通过所述第三部分反射回来的第三光束通过上述第六支路而射向所述第三光敏器件。
10、如权利要求1所陈述的射流速度测量装置,特征在于:其中,所述第一和第二光纤束的所述各终端相对于射流流向是横向延伸的,这就使所述第一和第二光纤束的所述终端相对于射流流向的偏移基本上不会引起由第一和第二光敏器件所产生的各自信号之间的变化。
11、如权利要求7中所述的射流速度测量装置,特征在于,其中所述第一和第二光纤束是用于测量较低速射流的速度的,所述第二和第三光纤束是用于测量中速射流而所述第一和第三光纤束是用于测量高速射流的。
12、用于测量射流速度的射流速度测量装置,其特征在于:所述测量装置测量一次电子信号和二次电子信号之间的时延,该一次电子信号是由于从光源来的第一光束被射流的部分表面所反射的结果而由第一光敏器件产生的,而二次电子信号是由于从光源来的第二光束被射流的基本相同的表面部分在下游反射的结果而由第二光敏器件产生的,所述装置包括以下组成部分:
-一个外壳,它被设置于射流附近,所述外壳拥有一个被设置在基本上与射流的邻接表面平行的平面中的首面,
-第一分路光纤束,它被固定到所述外壳上,所述第一光纤束具有一个被设置在与所述首面基本上为同一平面上的第一细长终端,以便将从光源来的第一光束射到射流的部分表面上并返回射向第一光敏器件,
-第二分路光纤束,它被固定到所述外壳上,所述第二光纤束拥有一个被设置在与所述首面基本上为同一平面上并在相对于所述第一终端的下游处的第二细长终端,所述第一和第二终端基本上是相对于射流流向为横向设置的,当这部分的射流表面已在下游流离第一光束时,所述第二光纤束将光源来的第二光束传送到射流的基本相同部分表面上,所述第二光纤束将沿所述第二光纤束反射回来的第二光束射向所述第二光敏器件,以及
-第一和第二强制通风道,它们是由所述外壳限定,用以分别向所述第一和第二终端提供一层细长的浆渣-偏转屏障,以便浆渣偏离所述外壳的首面,从而防止在所述首面上堆积浆渣,以免阻碍第一和第二光束射向和射离射流的传输过程。

说明书全文

发明涉及一种用于测量射流速度的射流速度测量装置。更具体地说,本发明涉及一种具有用于引导一层空气屏幕通过该测量装置透光光纤束的相应终端的浆渣-偏流槽(debris-deflecting    slot)的射流速度测量装置。

由丹尼尔帕克(Daniel    Parker)于1984年1月24日申请的,序号为573,387的、并已转让给贝洛伊特公司(Beloit    Corporation)的美国未决专利申请中探讨了一种用于测量邻近于造纸机的网前箱(head    box)的射流速度的方法与装置。本申请引证了上述未决专利申请书中所揭示的所有秘密,以供参考。

第573,387号未决美国专利申请描述了一种用于测量从网前箱流出的纸浆流速的第一和第二光纤束。更准确地说,它描述了一种第一光束通过朝向该射流的第一光纤束,并沿着被分路的第一光纤束反射回来,以使反射回来的光束射到第一光敏器件。该第一光敏器件可产生一串相应于第一光束在射流部分表面上被反射回来的第一电子信号;一束第二光束通过朝向射流的第二光纤束,而使该第二光束被从下游的同一部分射流表面反射回来。该第二光束沿着被分路的第二光纤束反射回来而使第二光束能射到第二光敏器件以产生第二串电子信号。为了对第一串和第二串信号进行比较,并测量相应于从第一光敏器件收到的表明射流已向下流向第二光束的信号和第二光敏器件所收到的某种特定信号模式之间的时差,从而,可用各种不同的电子装置。根据测得在第一光束和第二光束之间流过的这部分射流所用的时间和已知这二光束之间的距离就 可准确测定该射流的速度了。

在上面所提及的待审专利申请之前,已经提出了各种各样的测量射流的装置,但是这些先有的建议都采用了浸入射流的压敏器件。这种压敏器件必然会妨碍从网前盒切刀挤出而射到成形丝网上去的纸浆胚料射流的平稳流通。

在造纸工艺中,需要有一种可准确而可靠地测量从网前盒压出的纸浆射流速度的装置,以便使射流速度可被合适地控制从而接近于成形丝网的行走速度。通过准确地控制射流速度而使之接近于丝网的速度,纸浆内的纤维就可更均匀地分布在成形丝网的表面上。

除了上面提及的待审专利申请以外,另一种不与射流接触的测速装置已被研制成功,它是利用声波流量计中的多普勒(Doppler)效应的。但是,在1985年10月出版的造纸贸易杂志(Paper    Trade    Journal)第42页、标题为《改进多普勒流量计的准确度和可靠性的若干进展》(作者为威廉·T·史密斯,即William    T·Smith)一文指出:“多普勒流量计确有缺陷。严重结垢的管子,的过大的噪声和振动、脉动的液流以及某些基的运用都能对流量计造成障碍。目前,要求在高温和/或超声清洁应用条件下可得到十分精确读数的工程师们将不会选用这种多普勒流量计。”鉴于造纸机成形工段的非常噪扰的环境特征,采用前述这种流量计显然是有严重缺陷的。

美国授予兰希姆(Ranshiem)等人的第4,517,845号专利探讨了一种测量熔化玻璃射流的流速测量装置。这种装置关系到在沿着熔化玻璃射流通路的附近采用两个间隔一定距离的辐射检测器的信号的幅度变化。

前面所提到的待审专利申请(序号为573,387)在采用分路的光纤束方面比起美国专利(第4,517,845号)的基本概念来是有所改进的。但是,在前面提到的待审专利的运用中,已经存在这样一个问题,就是必须把光纤束的终端放在离射流表面约0.6厘米处,因而纸浆易于溅到该 终端上去以致阻碍光束的传输。

本发明,通过提供一种可产生压的空气屏障,使之通过各光纤束的终端,以免浆渣的堆积去阻碍射向及射离液流的第一和第二光束的传输,从而克服了前述缺陷。

此外,在待审申请书中公开的装置中,从光纤束的终端通过而射向射流表面的第一和第二光束截面一般是圆形的。因此,第一和第二光束相对于液体射流方向的任何微小偏移都会导致信号读数的误差。

通过对光纤束的终端的延伸,本发明可克服信号读数的误差。这种细长的终端产生了在各光纤束的终端和射流表面之间传送的细长光束。利用这种细长光束,一旦光束相对于射流稍有偏移时,则由这种偏移所引起的信号输出变化是可忽略不计的。

因此,本发明的主要目的是要克服前面提到的先有技术装置的缺点,并且要提供一种显著有助于造纸工艺的质量控制的射流速度测量装置。

本发明的另一目的是要提供一种包括有装在邻近外壳首面(first    face)的浆渣-偏转装置的射流速度测量装置,以便偏转来自外壳首面的浆渣,从而防止外壳首面被浆渣堆积,以免阻挡第一和第二光束射向和射离液体射流的传输过程。

本发明的另一目的是要提供一种射流速度测量装置,这种装置包括有一种由外壳所限定的第一和第二强制通道,以便对应地向第一光纤束和第二光纤束的终端提供一层用于偏转浆渣的、细长的空气屏障。这层空气屏障可使浆渣偏离外壳,从而防止了浆渣在外壳的首面堆积;不然的话,就会阻止射向和射离液体射流的第一和第二光束的传输。

本发明的另一目的是要提供一种射流速度测量装置,这种装置包括有第一光纤束和第二光纤束,这些光纤束是沿着相对于液体射流来说是横向的方向上延伸的,这样就可使第一和第二光纤束的终端相对于液体射流方向的偏移基本上不致造成由第一和第二光敏器件所产生的相应信 号之间的变化。

由本发明的应用所形成的优点及其他目的对本领域的技术人员将是显而易见的。

本发明涉及一种用于测量液体射流速度的射流速度测量装置,该测量装置测量一次电子信号与二次电子信号之间的时延,该一次电子信号是由于从光源来的第一光束被一部分射流表面反射回来而由第一光敏器件所产生的,而二次电子信号是由于从光源来的第二光束被基本上是同一部分的射流表面在下游反射回来而由第二光敏器件所产生的。该装置包括有一个设置于液体射流附近的外壳,该外壳拥有一个被置于与射流的邻近表面基本上平行的平面中的首面。第一分路光纤束被固定到邻近该首面的外壳上,以便将从光源来的第一光束传送到液流的部分表面并射向第一光敏器件。第二分路光纤束被固定到外壳上并终接于邻近首面与相对于第一光纤束的终端的下游处。第二光纤束将从光源来的第二光束传送到液流的基本上相同部分表面,这是当在该部分的射流表面已经在下游流离第一光束时传送的。第二光纤束将反射回来的第二光束沿着第二光纤束射向第二光敏器件。

一个浆渣-偏转装置被置于外壳首面的邻近处,以便使浆渣偏离外壳的首面,从而阻止浆渣在外壳首面上堆积起来,以免阻碍第一和第二光束射向和射离液体射流的传输。

在本发明的一个更具体的实施例中,外壳被可调节地设置在邻近射流的邻接表面。该外壳还包括有一个可限定第一通路的第一部件,在装置的使用中该通路是被接通到一个气压源的。在第一部件的附近被设置有一个第二部件,该第二部件可限定用于对应地容纳第一和第二光纤束的第一和第二孔道。第一和第二光纤束的终端基本上设置在与第二部件的首面同一平面上。该第二部件还限定了与第一通道进行气体交流的第二通道。在第二部件的附近设置有一个第三部件,以使第二部件被置于 第一和第三部件之间,而第三部件限定了与第二通道可进行气体交流的第三通道。该第三部件还限定了被横向地设置在相对于第三通道的第四通道,并可与第三通道进行气体交流。

第三部件限定了相对于第四通道横向设置的第五通道。第三部件还限定了第六和第七通道,以使第六和第七通道从横向的第五通道向第二部件延伸,并可与之进行气体交流。第二部件还限定了第八和第九通道以使第八和第九通道可分别与第三部件的第六和第七通道进行气体交流。第二部件还限定了第一和第二强制通风道,以使第一和第二强制通风道可分别与第八和第九通道进行气体交流,以便在本装置的使用中,第一和第二强制通风道可由气压源增压

第二部件限定了一个第一孔道和一个第二孔道,以使该二孔道可对应地从第一和第二强制通风道伸向第一和第二终端,以致使来自强制通风道气流经过孔道,并直到终端以防止在终端附近堆积浆渣。第一和第二孔道都是由第二部件限定的细长缝隙。该第二部件还包括一个第一和第二唇状物,该唇状物对应地向第一和第二光纤束的终端延伸,以使气体的浆渣-偏转屏障被引导通过该终端。

在本发明的一个最佳实施例中,第三光纤束被固定到邻接于首面的外壳和相对于第二光纤束终端的更下游处。当射流表面的这部分已进一步在下游流过第二光纤束的终端时,第三光纤束将从光源来的第三光束发送到基本上与该部分相同的射流表面上。当在测量相当快速的射流时,第三光纤束将沿第三光纤束反射回来的第三光束传送到第三光敏器件,从而提高了本测量装置的灵敏度。光纤束中的每一束包括一对分叉的支路,其中一条支路被设置在光源附近,而另一支路被设置在相应的光敏器件的附近。

在实现本发明的过程中,当测量较低射流速度时,用第一和第二光纤束。第二和第三光纤束是用于测量中速射流的,而第一和第三光纤束 用于测量高速射流。

在本发明的一个最佳实施例中,各光纤束的相应终端是按相对于流体射流流向的横向延伸的,这样可使第一和第二光纤束的终端相对于液体射流流向的偏移基本上不致引起由各自光敏器件产生的信号之间的变化。

正如本领域技术人员会明显地看到的那样,在不脱离本发明附图中所公开的、说明书中所详述的以及后附权利要求书所限定的范围和精神下可做出各种不同的变更。

虽然本发明是被具体描述为应用到测量:从网前箱切刀射出的纸浆射流在与成形丝网接触之前的射流速度的,但对于本领域技术人员会明显地看到:本发明的测量装置同样可运用到对任何流体射流(包括通过管子的射流)的速度或者甚至很难测量的、有相当可延性的板材的速度测量中。

图1是本发明,射流速度测量装置的示意图,图中示出该装置被置于造纸机的网前箱附近,并示出:在射流接触成形丝网前,设置射流上面的该测量装置的外壳;

图2是图1所示的测量装置外壳的反向侧视图;

图3是图2所示外壳的底视平面图,图中示出了第一、第二和第三光纤束;

图4是图2所示外壳的从上游看的后视图;

图5是图2所示外壳而从下游看的前视图;

图6是图2所示外壳而从图2所示侧面的相反侧看的侧视图;

图7是图2所示外壳的俯视图,图中包括有各光纤束部分;

图8是在图6的8-8线上所截取的剖面图;

图9是在图7的9-9线上所截取的剖面图;

图10是在图7的10-10线上截取的剖面图;

图11是在图7的11-11线上所截取的放大剖面图,并示出了第一、第二和第三强制通风道;

图12是在图7的12-12线上所截取的剖面图;

图13是在图7的13-13线上所截取的剖面图,图中示出了第三强制通风道和第三唇状物;

图14是第二部件的第一部分的透视图,图中示出了第一强制通风道和第一唇状物;

图15是示出当基本上是圆形的光束被传向射流表面时,第一和第二光束的偏移影响的示意图;

图16是简略示出当按照本发明供有光纤束的细长终端时,图15所示的那种偏移所引起的电子信号的变化是可忽略不计的。

图17是与图13所示的相似剖面图,但示出一个具有隔离底板的另一种外壳。

在全部视图中,对同一部件采用了同样的标号。

本发明涉及一种用于测量液体射流速度的射流速度测量装置和方法。在图1中用总标10表示的该测量装置包括有若干被普遍标明为12的可分路的光纤束。可分路的光纤束包括被普遍对应地标为14和16的第一和第二支路,其中第一支路14被设置在普遍被标为18的光源附近。第二支路16被设置在普遍被标为20的光敏器件附近。光纤束12的另一终端接到普遍被标为22的外壳中。该外壳被设置于从造纸机的网前箱26压出的纸浆射流24的上端和附近。射流24被网前箱26的切刀28压出并被引导到图1所示意表明的成形丝网上。

在造纸工艺中,把从切刀28压出的射流24的速度控制到接近于成形丝网30的速度是有好处的。图1所示的测量装置10使精确测定射流速度成为可能,以便使网前箱26内的压力能被改变以使该射流速度调整到与丝网30速度一致。

图2是外壳22的反向侧视图,该外壳22被设置在纸浆射流24的上面,接近0.6厘米处。

图3是用于测量液体射流24的速度的射流速度测量装置10的底视平面图。装置10可测量一次电子信号与二次电子信号之间的延时,该一次电子信号是因从第一光源34来的第一光束被射流24的表面的一部分所反射的结果而由第一光敏器件32产生的,而该二次电子信号是因从第二光源38来的第二光束被基本上是下游射流24的表面的同一部分所反射的结果而由第二光敏器件36产生的。该装置10包括有设置于邻近液体射流24的外壳22。该外壳22拥有在图1中标为40的首面;正如图2所示,该首面被设置在基本上与射流表面邻接的平面P2平行的平面P1中。

被普遍标为42并示于图3的第一可分路光纤束被固定到邻近首面40的外壳22,以便将来自第一光源34的第一光束传送到射流24的部分表面上,并射向第一光敏器件32。

被普遍标为44的可分路的第二光纤束被固定到外壳22,并在邻近首面40和相对于第一光纤束42的终端的下游处终接。第二光纤束44将来自第二光源38的第二光束传输到射流24的基本上是相同部分的表面上,(这时射流24的该部分表面已在下游流离第一光束)。第二光纤束44将沿第二光纤束44反射回来的第二光速射向第二光敏器件36。

被普遍标为46的浆渣-偏转装置被置于外壳22的首面40的附近以便使浆渣偏离外壳22的首面40,从而防止在首面40上堆积浆渣,以免阻碍第一和第二光束射向和射离液体射流24的传输过程。

如此后所描述那样外壳22被可调节地设置在邻近射流24的表面。

图4是当从上游看时的外壳22的后视图。外壳22包括有一个对应48、50和52的第一、第二和第三部件。第二部件50包括有第一和第二螺杆(对应为54和56),它们穿过第二部件的长度,并可分别用第一和第二螺母58和60与第一和第二螺杆54和56进行螺纹接合。螺杆54和56与螺母58 和60互相配合以将在后面要描述的第二部件的各不同部分固定在一起。

图5是外壳22的前视图,图中对应地示出第一、第二和第三部件48、50和52以及第一和第二螺杆54和56。

图6是从图2所示首面的反面看的外壳22的侧视图。

正如图6所示,外壳22的第一部件48限定了一条在装置10的使用中被连接到一个气压源(未在图中示出)的第一通道62。

图6示出被置于第一部件48附近的第二部件50,该第二部件50限定了第一和第二孔道64和66以便在其中对应地容纳第一和第二光纤束42和44,这就使得第一和第二光纤束42和44的终端被基本上设置在如后面描述的第二部件50的首面40的同一平面上。

图7是外壳22的俯视平面图,图中对应地示出第一、第二和第三部件48、50和52。

图8是在图6的8-8线上截取的剖面图,图中示出延伸经过第一部件48的第一通道62。正如图8所示,第二部件50限定了一条可与第一通道62进行气体交流的第二通道68。第三部件52被设置在第二部件50的附近,这就使得第二部件50可被置于对应为48和52的第一和第三部件之间。第三部件52限定了一条可与第二通道68进行气体交流的第三通道70。第三部件52还限定了一条被横向(对第三通道来说)设置的、并可与第三通道70进行气体交流的第四通道72。

图9是在图7的线9-9上所截取的剖面图,并示出被横向(对第三通道70来说)设置的第四通道72。第三部件52还限定了对第四通道72来说是横向设置的第五通道74。正如图9所示,第三部件52还对应地限定了横向的第五通道74向第二部件50延伸的第六和第七通道76和78,同时第六和第七通道76和78可与第五通道74进行气体交流。

正如图10所示,图10是在图7的线10-10上所截取的剖面图,第二部件50还限定了对应为80和82的第8和第9通道以使第8和第9通道80 和82可对应地同第三部件52的第六和第七通道76和78进行气体交流。

图11是在图7的11-11线上所截取的放大的剖面图,并示出第二部件50还限定了第一和第二强制通风道84和86,以使第一和第二强制通风道84和86可对应地与第八和第九通道80和82进行气体交流,以便在使用本装置10时,第一和第二强制通风道84和86可从气压源产生压力。

第一和第二孔道88和90被第二部件50所限定,使得第一和第二孔道88和90可对应地从第一和第二强制通风道84和86向第一和第二光纤束42和44的第一和第二终端92,94延伸,这样就使气流C1和C2可从强制通风道84和86,经过孔道88和90而伸展,并通过终端92和94。

图12是在图7的线12-12上截取的剖面图,并且示出与能使第一强制通风道84产生压力的第八通道进行气体交流的、横向的第五通道74和第六通道76。

图13是在图7的线13-13上截取的放大的剖面图,并示出与第一强制通风道84进行气体交流的第八通道80,这就使得按箭头A所指示的增压空气流从第一强制通风道84流经第一孔道88,以致使一层由箭头C1指示的气流或第一气流屏障扫过第一光纤束42的第一终端92,以防止浆渣堆积在第一终端的附近。

图6还示出由第一部件48所分别限定的第一和第二螺孔96和98,这样就使螺孔96和98与外壳支架(未在图中示出)相配合,从而使第一部件48和外壳22能够以预定的相对于射流24的邻近表面S的距离可调节地被固定。

图11中所示的第一和第二孔道88和90是属于如图14所示的透视图所特别示出的细长的结构。正如图14所示,第二组部件50的第一部分100限定了第一强制通风道84。该第一部分100与图13所示的第二部件50的第二部分102相配合,使得第一和第二部分100和102在它们之间限定出第一孔道88,该孔道是一个由第二部件50所限定的细长的缝隙。

该第一部分100包括有一个第一孔道88的第一唇状物104,正如图13和14所示,该第一唇状物104被设置于射流24的邻近表面S的附近。第一唇状物104向第一光纤束42的第一终端92延伸,这样就使气体的第一浆渣-偏转屏障C1被引导通过第一光纤束42的终端92。

第二孔道90(图11中所示)的第二唇状物106是向着射流24的邻近表面S而设置的。第二唇状物106向第二光纤束44的第二终端94延伸,这样就使一层气体的第二浆渣-偏转屏障C2被引导通过第二光纤束44的第二终端94。

虽然本发明主要是为提供一种浆渣-偏转装置46,并集注于要提供第一和第二光纤束42和44的细长的终端92和94,但本发明的一个最佳实施例包括有一个如图3、6、7和11中所示的第三光纤束108。本领域的技术人员应当理解,在相对于第二光纤束44更下游的第三光纤束108的配置使更加精确地测定射流速度成为可能。当在测量从网前箱的切刀28涌出的射流(24)速度(以较高的速度)时,该射流表面的特定部分流过第一和第三光纤束42和108的第一和第三终端92和110之间所需的时间将要大于流过第一和第二终端92和94之间的该部分射流所需的时间。

就本发明的实地应用而言,当测量较低射流速度时,可用第一和第二光纤束42和44。第二与第三光纤束44和108可用来测量中速的射流,而第一和第三光纤束42和108用来测量相当高速的射流。为了合适地选择本装置的低、中或高速档位,可用一个简单的电开关器件(图中未示)。

因此,射流速度测量装置10还包括被固定在邻近首面40的外壳22上,并被设置在相对于第二光纤束44的终端94更下游处的第三光纤束108。当射流24的那部分表面已经往更下游流过第二光纤束44的第二终端94时,第三光纤束108从第三光源112(如图3所示)将第三光束发射到基本上是射流24的相同部分的表面上去。第三光纤束108将沿着第三光纤束108反射回来的第三光束射向第三光敏器114,(如图3中所示),从 而,当在测量较快流动的射流24时,提高了本测量装置10的灵敏度。

让我们再返回来参考图3,本射流速度测量装置10包括有第一光纤束42。这光纤束42包括一个具有第一终端92以及一个第二端118的第一部分116。第一终端92被锚固在外壳22中,其中第一部分116的第一终端92被设置得与外壳22的首面40基本上是在同一平面上,以使第一光束可基本上垂直于外壳22的首面40而射出。

第一光纤束42的第一支路120拥有对应为122和124的第一和第二端。第一支路120的第一端122可把光连通到第一部分116的第二端118。第一支路120的第二端124被设置在邻接于第一光源34处,这就使第一光束可从第一光源34射到第一支路120的第二端124而传往第一部分116的第一终端92。

第二支路126包括对应为128和130的第一和第二端。第二支路126的第一端128可把光连通到第一部分116的第二端118。第二支路126的第二端130被设置在邻接于第一光敏器件32处,这就使得从射流24的部分表面反射回来而经过第一部分116的第一光束能经过第二支路126射向第一光敏器件32。

第二光纤束44包括具有第二终端94和第二端134的第二部分132。该第二终端94被锚固在外壳22内,其中第二部分132的第二终端94被设置在与外壳22的首面40基本上是同一平面处,以便使第二光束对外壳22首面40基本上是垂直地射出。

第三支路136有对应为138和140的第一和第二端。第三支路136的第一端138可把光连通到第二部分132的第二端134。第三支路136的第二端140被设置于邻接第二光源38处,使第二光束可从第二光源38射到第三支路136的第二端140并传至第二部分132的第二终端94。

第四支路142有对应为144和146的第一和第二端。第四支路142的第一端144可把光连通到第二部分132的第二端134。第四支路142 的第二端146被设置在邻接于第二光敏器件36处,使得从射流24的部分表面S反射回来的第二光束,经过第二部分132、第四支路142而射向第二光敏器件36。

第三光纤束108包括具有第三终端110和第二端150的第三部分148。该第三终端110被锚固在外壳22内,其中第三部分148的第三终端110被设置在与外壳22的首面40基本上是同一平面上,以使第三光束对外壳22的首面40基本上是垂直地射出。

第五支路152包括对应为154和156的第一和第二端。第五支路152的第一端154可把光连通到第三部分148的第二端150。第五支路152的第二端156被设置在邻近第三光源112处,这样就使第三光束可从光源112射到第五支路152的第二端156而传至第三部分148的第三终端110。

第六支路158包括对应为160和162的第一和第二端。第六支路158的第一端160可把光连通到第三部分148的第二端150。第六支路158的第二端162被设置在邻近第三光敏器件114处这样就使第三光束可从射流24的部分表面S经过第三部分148反射回来并经过第六支路158射向第三光敏器件114。

第一、第二和第三光纤42、44、108所对应的终端92、94和110,对正如图3的箭头DF所示指明的射流流向来说,都是被横向地延长的,这就对应地使第一和第二终端92和94、或第一和第三终端92和110、或94和110的各自相对于射流流向DF的偏移基本上不致形成对应信号之间的变化,该对应信号是分别视本装置10是用于较慢、较快或中速射流时而定的、分别由第一和第二光敏器件32和36或分别由第一和第三光敏器件32和114或分别由第二和第三光敏器件36和114所产生的。

正如参考图15所示,就前述共同待审专利申请所探讨的装置而言,第一和第二光纤束的第一和第二终端的截面基本上的是圆形结构的,而 如果这些第一和第二圆形终端164和166有相对于被箭头DF所指的射流流向上的偏移,则因这样的偏移就会产生显著的信号型式上的差别。根据本发明,通过提供如图16所示的细长的终端92与94,则流过第一细长终端92的液体射流24的那部分168的截面积基本上与流过第二终端94的那部分170的截面积相等(即使在第一和第二终端92和94相对于如箭头DF所示的射流流向偏移时也是如此)。

正如图17所示,在本发明的另一个实施例中,同样的部件用最佳实施例中的同样标号来说明,但是对这些标号加了后缀A。在该另一个实施例中,有一底板174被加工成可对应第一、第二和第三强制通风道的第一、第二和第三孔道。示于图17中的第一孔道88A,是由第一唇状物104A所限定。该底板174通过诸如螺纹固件(未示出)等任何合适的构件而固定在第二部件50A的第一部分100A上。

就根据本发明的射流速度测量装置的操作而言,外壳22被调整得可使首面40基本上置于与从切刀28流到成形丝网30上去的纸浆射流或液流24的上表面或邻接表面S的平面P2平行的P1平面上。外壳22还被调整得:使第一终端92被置于相对于第二终端94的上游,该细长的终端92和94相对于从切刀28流出的射流24的流向DF来说是被横向设置的。然而,鉴于终端92和94的细长结构,终端92和94的偏离前述的横向位置的任何一点位移对从对应为32和36的第一和第二光敏器件所受收到的等效信号型式的发生过程所产生的影响都是可忽略不计的。

当本测量装置10被用于测量从网前箱26的切刀28流出的较低速的射流时,只有由第一和第二光敏器件32和36所产生的信号才被传送到前述帕克(ParKer)的共同待审专利申请中所述的各种信号比较装置。但是,当本测量装置10被用于测量较高的射流速度时,由第一和第三光敏器件32和114所产生的信号就被传送到该电子比较电路(未示出)。对中速射流来说,则就要用第二和第三光敏器件36和114了。

第三终端110也被来自第三强制通风道172的第三空气屏障C3所扫过,(如图11所示)。

在射流速度的测量期间,无论是较高速、中速或低速,第一通道62被接通到一个气压源以使空气屏障C1、C2和C3可从对应的强制通风道84、86和172流出,并可由唇状物104、106和107所导引,以便提供一种越过对应终端92、94和110的浆渣偏流,从而防止浆粒或其他浆渣堆积在终端92、94和110上。

鉴于终端92、94和110和射流24的表面是离得很近(约0.6厘米),人们已经历了由于在光纤束的终端上堆积起来的浆粒所造成的某些问题,并且这样的浆渣会减损光束的透射效果,因而会降低测量装置的灵敏度和可靠性。

本发明,通过提供一种越过终端的浆渣偏转空气屏障,完全可解决上述问题,并且已经发现要让来自相应的强制通风道的空气流指向与纸浆流的DF流向相同将会特别有利。

在实践中,供到相应强制通风道的压力空气源约为每平方英寸20磅,其气流量为每秒0.5立方英尺。现已得知这样的压力是决不会影响纸浆射流的邻接面S的上部构形的。

本发明不仅提供了一种为了使浆渣偏离光纤终端的简单而有效的射流速度测量装置,而且也提供了一种不会因相对于射流的微小偏移而受到过份影响的装置。此外,本发明可使本装置有选择地用于测量较快速、中速或低速的射流速度。

本领域技术人员将会明显地看到,本发明可以采用许多变化的形式,并且本发明前此公开的最佳实施例仅仅是可达到所期望结果的一例。然而,应当理解,这些变化形式都属于本发明正如后附权利要求书所限定的范围。

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