基于流动电位法纸浆Zeta电位检测方法的研究

摘要

在湿部化学中，Zeta电位是一个重要的参数。纤维和各种添加剂的凝聚结构和留着率，主要是由纸料固体粒子的Zeta电位决定的。当Zeta电位较高时，纸料中各种粒子带有较多的电荷，会因较强库仑斥力而阻止纤维与填料及胶料的接近，而影响纸页成型时细小纤维、胶料填料的留着并导致随网部白水流失。当Zeta电位趋于零时，粒子间的范德华引力起主要作用而大大改善了留着率、滤水性和纸页湿强度，减少了湿部的断头次数，从而改善了纸机的运行性能，同时由于细小纤维留着率的提高可相应地降低流浆箱纸料的浓度而有利于改善纸页的成型条件和纸张匀度的保证。 因此，测量Zeta电位，并通过添加各种阴性或阳性填料来改变Zeta电位的大小，具有重要意义。目前在国内外，Zeta电位测量仪已经出现，但大多数是电泳法测量仪。电泳法Zeta电位的测定是将盛有被测溶液的电泳池两端加上电压，在电场的作用下，带负电粒子移向阳极，其移动速度与所带电量和外加电压成正比。当电压固定时，粒子带电量越高，移动速度越快，测定的Zeta电位就越大。电泳法测量时要精确地测量出粒子的移动速度即电泳速度或电泳淌度，这需要复杂的测量装置和设备，而且测量结果往往受其它因素的影响，不是很准确。 流动电位法是利用流动电位原理使具有一定压力的液体流经多孔塞，测出多孔塞两端的电位差，根据Helmholtz-Schmoluchowski公式计算出Zeta电位。采用这种原理测量Zeta电位，测量装置比较简单，容易实现测量。并且在测量结果上也要比前者更准确。在本论文中，主要对流动电位法Zeta电位测量仪进行了研究和设计。主要研究工作如下： 1、分析了Zeta电位测量原理，并设计了澍量Zeta电位的装置。 2、设计了流动电位的测量和处理电路。 i实际测量得到的流动电位，是随压差变化的类正弦信号迭加在一缓慢浮动信号之上的毫伏级信号，其频率与压差变化的频率一致。其信号性质是由电极的特性和液体的特性决定的，该信号几乎淹没在浮动变化的信号之中，本文通过对信号的正确处理，来得到正确的流动电位信号。 3、设计了电导率的测量和处理电路。电导率也是一个微弱信号。本文分析了影响电导率测量误差的因素，并进行了误差补偿。 4、进行了本文设计的Zeta电位测量仪的测量实验，并将其测量结果与德国产SZP-4型电位测量仪进行了比较。 5、采用VC++6.0编写了数据实时采集程序，该程序能进行数据分析和处理，并能显示各个信号的历史曲线。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1纸机湿部的阴离子杂质干扰

1.1.1阴离子杂质的来源

1.1.2阴离子杂质的危害

1.1.3阴离子杂质问题的解决

1.2有关Zeta电位的概念

1.2.1 Zeta电位的概念

1.2.2影响Zeta电位的因素

1.2.3 Zeta电位测量的意义

1.3论文的主要工作

第二章流动电位法Zeta电位仪

2.1 Zeta电位测量技术的现状和发展

2.1.1界面动电现象

2.1.2 Zeta电位的测量方法

2.2流动电位法Zeta电位仪的构造

2.2.1流动电位法Zeta电位的计算

2.2.2流动电位法Zeta电位仪的构造及测量原理

2.2.3流动电位的测量

2.2.4 HY-6040隔离型A/D板

第三章电导率的测量

3.1引起电导率测量误差的因素

3.1.1电阻法测量溶液的电导率

3.1.2影响电导率准确测量的几个相关问题

3.2测量误差的补偿方法

3.2.1对极化效应和电容效应产生误差的补偿

3.2.2对温度产生误差的补偿

3.3 G/V电导率测量电路

3.3.1 G/V转换电路的组成

3.3.2 G/V转换电路工作原理

第四章数据处理和分析

4.1数字滤波方法

4.1.1算术平均值法

4.1.2中值滤波法

4.1.3防脉冲干扰平均值法

4.1.4惯性滤波法

4.1.5程序判断滤波

4.2数据滤波处理

4.2.1流动电位的滤波处理

4.2.2电导率的滤波处理

4.2.3压力差的滤波处理

4.3实验结果对比

4.3.1 pH值变化时的实验结果对比

4.3.2温度变化时的实验结果对比

第五章结束语

参考文献

致谢