在紙漿和造紙工業中，游離度（Freeness）是衡量漿料濾水性能的重要指標，直接影響紙張的成形質量和生產效率。加拿大標準游離度（Canadian Standard Freeness，簡稱CSF）作為國際通用的測試方法，其測量儀器——加拿大標準游離度儀的工作原理基于流體力學與纖維懸浮液的獨特相互作用。以下是該儀器工作過程的詳細解析：
一、核心組件與初始狀態
深圳市普云電子有限公司，紙漿游離度儀PY-Y812加拿大紙漿標準游離測定儀由錐形漏斗、篩網組件、排水管及計量系統構成。錐形漏斗頂部直徑為203mm，底部安裝標準規格的篩網（通常為0.5mm孔徑），漏斗側壁設有排水孔。初始狀態下，漿料以0.3%的濃度制備，溫度嚴格控制在20±0.5℃以消除粘度變量。
二、漿料流動的動力學過程
當1000ml標準漿料注入漏斗后，重力作用使液體通過兩層路徑排出：
1. 主排水路徑：約70%漿液直接經c底部篩網快速過濾，纖維在篩網表面形成動態濾層，其孔隙率決定初始排水速度。此時纖維的形態特征（如長度、柔韌性）會顯著影響濾層結構——針葉木漿的長纖維易形成疏松濾層，而闊葉木短纖維則構建致密屏障。
2. 側流路徑：剩余30%漿液通過漏斗側壁的排水孔溢出，該設計模擬了造紙機網部的橫向脫水條件。側流孔直徑3.5mm的精確尺寸確保排水速率與工業實際脫水過程保持線性相關。
三、纖維網絡的動態平衡
隨著排水進行，篩網表面纖維濃度逐漸升高，形成具有非牛頓流體特性的三維網絡結構。當固含量達到臨界值（約1.2%）時，纖維間的氫鍵力和機械糾纏開始主導脫水阻力。此時儀器通過光學傳感器監測排水終點，傳統型號則采用目測法判斷水流斷流瞬間。
四、量化表征與標準換算
收集的濾液體積經溫度補償修正后，轉換為CSF值（單位為ml）。典型數值區間為：
- 高游離度（＞700ml）：適用于新聞紙等高速紙機
- 中游離度（400-600ml）：常見于文化用紙
- 低游離度（＜300ml）：特種紙生產需求
現代儀器配備壓力傳感器和微處理器，可實時記錄排水曲線，通過算法將動態數據與CSF標尺關聯。例如當檢測到500ml排水耗時8.2秒時，系統自動對應到550CSF值，較傳統方法精度提升±2%。
五、工業校準與干擾控制
為保證PY-Y812加拿大紙漿標準游離測試儀測量一致性，儀器需定期用標準漿樣校準。主要干擾因素包括：
- 氣泡干擾：漿料制備時需真空脫氣處理
- 纖維絮聚：攪拌速度控制在1200±50rpm
- 設備磨損：篩網每200次測試需更換，防止孔徑變形
新ISO 5267-2標準進一步規范了自動化儀器的激光散射補償技術，可修正漿料中微細組分（如微纖維、填料）對傳統篩網法的測量偏差。
這種基于流體-纖維相互作用機制的測量方式，不僅為造紙工藝提供關鍵參數，其衍生技術還應用于污水處理、纖維復合材料等領域。隨著數字孿生技術的發展，CSF數據正成為虛擬紙機模型的核心輸入變量，推動著傳統產業的智能化轉型。
