[发明专利]一种基于光学传感器的纸张碳酸钙含量测定的新方法与装置

说明书

本发明涉及碳酸钙含量测定的技术领域，公开一种基于光学传感器的纸张碳酸钙含量测定的新方法与装置。该装置包括用于分散纸张和加酸酸化的酸化反应槽、沉淀剂储存槽、计量泵、溶液混合器、设有比色皿的光学检测系统和计算机，所述酸化反应槽和沉淀剂储存槽分别通过设有阀门和计量泵的管道连通溶液混合器，溶液混合器连通比色皿，所述比色皿设有出液口。该方法通过对纸张进行酸化处理后，对酸化溶液进行光谱检测得到所述纸张中碳酸钙含量。本发明装置结构简单，操作简便，极大的改善了检测的工作强度，减小人工操作的误差。能够快速实现准确测定纸张中的碳酸钙含量，检测结果的准确度和精确度高。

技术领域

本发明涉及碳酸钙含量测定的技术领域，更具体的，涉及一种基于光学传感器的纸张碳酸钙含量测定的新方法与装置。

背景技术

关于纸张中碳酸钙含量的测定，传统的方法是通过灼烧之后，对纸浆中灰份的测定方法，此方法是对纸张中的碳酸钙留着率测定的国家标准方法，该方法需要高温煅烧，若操作不断，易存在烫伤的危险，另外对时间要求也较高，由于是对填料进行煅烧，可能不能很准确的把握燃灼烧时间和灼烧温度，会导致煅烧不均等问题。且操作复杂，测定所需时间长。而现在也有使用的测定方法如离子色谱法测定钙离子含量，主要是通过离子色谱对钙离子进行检测，通过计算得碳酸钙的含量的方法。此法优点明显，检测方便，但对于实际生产中没有必要，因为离子色谱仪价格较高，增加了不必要的生产成本。EDTA滴定法是通过碳酸钙与盐酸完全反应，记下盐酸的用量，然后用EDTA滴定剩余的盐酸，总盐酸用量减EDTA消耗的盐酸量，所得的结果，就是碳酸钙消耗的盐酸量，通过碳酸钙与盐酸反应的方程式求出碳酸钙的量。虽说比传统方法快一些，但也同样存在瑕疵，主要是测定步骤复杂，测的样品不能反映全部产品的特性，且存在误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述缺陷，提供一种基于光学传感器的纸张碳酸钙含量测定的装置。

本发明的另一目的在于提供一种基于光学传感器的纸张碳酸钙含量测定的新方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于光学传感器的纸张碳酸钙含量测定的装置，包括用于分散纸张和加酸酸化的酸化反应槽、沉淀剂储存槽、计量泵、溶液混合器、设有比色皿的光学检测系统和计算机，所述酸化反应槽和沉淀剂储存槽分别通过设有阀门和计量泵的管道连通溶液混合器，溶液混合器连通比色皿，所述比色皿设有出液口。

本发明首先采用酸化的方法将纸张中的碳酸钙固体微细颗粒溶解到水相中；然后，将溶液从纤维悬浊液中分离出来、并去除溶液中产生的大量气泡；净化后的待检测溶液经与沉淀剂定量混合后，再次以不产生气体的形式瞬间生成粒径稳定的钙盐固体；最后，用光学检测器的方法定量钙盐固体颗粒的含量。

基于以上步骤，本发明不需要对样品进行长时间的高温灼烧、也不需要顶空气相色谱等昂贵仪器做检测器，极大地提高了检测的效率、降低了检测的硬件投入成本。

进一步地，所述光学检测系统包括光源、光纤和图像传感器(如CCD或CMOS)等。

进一步地，所述酸化反应槽内设有过滤网，所述过滤网内设有与外部驱动设备配合的用于分散纸张的搅拌器，所述过滤网上设有酸性溶液进液管道。

进一步地，所述酸化反应槽和溶液混合器之间还设有缓冲槽。缓冲槽可去除溶液中由于酸化生成的大量二氧化碳气泡，以提高检测的准确度。

优选地，所述出液口连接有废液槽。

进一步地，所述溶液混合器包括三通阀和与三通阀连接的混合管路，优选地，所述混合管路为增强湍流、防止管路堵塞的螺旋管路或内螺纹管路。

进一步地，所述搅拌器为磁力搅拌子、旋桨式搅拌器或涡轮式搅拌器。

一种基于光学传感器的纸张碳酸钙含量测定的装置的检测方法，包括以下步骤：S1.将纸张与酸性溶液反应，得到待检测溶液；