纸张抗张挺度取向的超声波检测技术1

纸张抗张挺度取向的超声波检测技术1简报!《中国造纸》!#年第!$卷第%期纸张抗张挺度取向（&’()*+’,-*..(’))/0*’(-1-*2(，以下简&,/）是纸张的一个重要弹性强度指标，直接反映纸张性质的非均匀性，具体体现在纸张的纤维排列、抗张强度、撕裂度、耐折度及挺度等物理性质的纵横差异。人们经常将它与纤维取向混为一谈，事实上纤维取向是影响&,/的一个重要因素，凡是能影响纤维排列取向的因素都会影响&,/。另外纸张在生产过程中所受的牵引力、张力和纸张内部的应力也会显著影响纸张的&,/，可以说抗张挺度取向几乎与纸张生产的每一道工序都有关联。因此可以从纸张的&,/、抗张挺度指数（&’()*+’,-*..(’))3(4’5，以下简称&,3）获得一些纸张生产过程的动态信息，分析评价纸张生产过程中工艺参数的准确性，预见生产中可能会出现的一些问题。目前纸张&,/的测量方法国内外都没有统一标准，多用测定纸张纤维排列取向的方法，如染色纤维纤维法、小角光散射法、6射线衍射法、红外法、微波法等测定纤维排列取向后，对抗张挺度取向进行定性描述。利用超声波直接测定纸品的&,/及纵横向的抗张挺度性质是目前国际上应用日益广泛的一种新型检测技术，其检测过程无创伤、快速，测定结果直接、准确，越来越受到国内外的关注。生产实践表明，超声波检测结果可与传统的机械、光学方法较好地关联起来，为生产过程中在线控制产品质量提供了一条较好的技术路线。!测量原理采用的检测仪器是从瑞典720’(-8’(9:’--0’公司引进的抗张挺度取向测定仪，其原理是通过测定一定频率超声波沿纸样传播一定距离的时间，计算出超声波在纸样中的传播速率，通过弹性形变模型关联式：!;#!其中，!———抗张挺度指数，本文中以&,3代替!#———声波在纸样中的传播速率，<=>)———为归一化常数计算出某一点一定方向的&,3后，通过一系列的定量假设进行傅立叶分析推导求出某一点抗张挺度取向角度&,/，典型地纸张抗张挺度取向如图%所示。对于大多数纸种来说，在纸料流送与纸幅成形过程中，纤维排列由于所受张力的影响，大多数沿纸机方向（?@）排列，而沿横向方向（A@）排列较少，纤维排列的纵横差异，使得纸张的强度特性也出现纵横差异，由于纸浆成形过程中不可避免的存在压力扰动等因素，使得纸张的最大抗张挺度方向与纸机方向有所偏离，这个偏离的角度就称为抗张挺度取向角