本发明专利技术涉及一种固液体系中固含量的测量装置及测量方法，属于化工生产过程控制技术领域，将待测量容器中的固液混合物通过计量泵定量取样，在电磁阀的辅助下注入带夹套层的测量管内，静置分层；利用信号发生器、信号接收器以一恒定速度沿测量管运动，记录透射过测量管的激光功率变化，根据功率变化确定所对应的固体、液体体积，即可计算出固液体系中固含量指标。本发明专利技术测试装置结构简单、运行可靠、维护方便；不但可以用于常温常压下的测量，还可应用于高温高压下化工过程控制及监测；测试过程直观，可靠性高，应用范围广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测量装置，特别是涉及一种固液体系中固含量的测量装置及测量 方法，适用于化工生产过程中颗粒体积的过程动态监测及其他相关领域的监测，属于化工 生产过程控制
技术介绍
随着过程分析控制技术的不断发展，各行各业对固液体系中固含量测量的要求越 来越高，特别是化工生产过程的对产品的品质、外观等技术指标的要求越来越严格。目前， 虽然可以通过量筒、烧杯、沉降室、马尔文粒度仪、在线粒度分析仪等测量方法、分析仪器来 测量体系中颗粒的体积情况，但是这些方法中有的精确度不够，有的需要离线分析、结果滞 后严重，有的分析仪器价格高昂、难以得到普及应用。除此之外，由于液体的热胀冷缩、溶剂 性质的变化，使得测量的精确度进一步降低。更重要的是，化工生产过程高温、高压的特点 决定了采样的不便性，采用上述传统的测量方法及分析仪器无法及时有效地反映在生产过 程中产品固含量的变化及状态。 中国专利文件CN201420120627.6公布了磨料射流钻井液固相含量测量装置。该装 置利用同一时间测得的固体体积与固液两相流总体积之比得出固体体积含量，可以实时、 方便快捷的得出待测流体的固体体积含量，但是该装置仅适合磨料射流钻井液固相含量的 测量，对于化工生产过程中的固液分离体系，因其复杂多变的固液比例，瞬时的固液含量不 能代表体系的总特征，因此该专利的装置不适合所有体系中固体含量及其变化的测量。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所需要解决的技术问题是，提供一种测量准确、方便 实用的一种在线测量监测固液体系中固体含量及其变化的测量装置，可以广泛应用于化工 生产过程的高温、高压等复杂生产状况及相关生产行业及
，其实现了快速直观的 在线测量固液体系中固含量，避免了离线分析带来的温度、压力、浓度变化所引起的系统误 差。 本专利技术还提供了一种利用上述装置的测量方法。 本专利技术的技术方案如下： -种固液体系中固含量的测量装置，包括采集单元、测量单元、记录单元，所述采 集单元包括取样管和计量栗，计量栗通过取样管与待测量容器相连;所述测量单元包括测 量管、信号发生器、信号接收器，测量管通过管道与计量栗相连，信号发生器、信号接收器设 于测量管两侧；信号接收器与记录单元相连。记录单元用以显示、存储信号数据，所述记录 单元为记录仪。 根据本专利技术优选的，所述取样管与计量栗相连的一端设有第一阀门，测量管与计 量栗相连的一端设有第二阀门，所述第一阀门、第二阀门均为电磁阀。 根据本专利技术优选的，测量管材质为耐高温高压玻璃，测量管内径为10- 100mm，测量 管高度为lOO-lOOOmm;计量栗为耐高温高压往复式计量栗。根据本专利技术优选的，所述测量管管壁上设有刻度。方便直观展示固液含量。根据本专利技术优选的，所述测量管通过连接管与待测量容器相连。用以维持测量管 内的压力、温度等技术指标与待测量容器的指标一致。 根据本专利技术优选的，所述测量管外壁设有夹套层，所述夹套层设有介质入口和介 质出口。通过介质入口和介质出口，使得保温用的循环介质进入夹套层中，达到保温、控温 的作用。本测量装置的温度由夹套层内循环介质控制，夹套层内的循环介质和待测量容器 外用于待测量容器保温的循环介质一致，可保持二者温度的一致性。 进一步优选的，所述夹套层内设有温度传感器。以便更加精确的控制测量管的温 度。 根据本专利技术优选的，所述测量管两侧外部设有导轨，所述信号发生器、信号接收器 通过传动装置设于导轨上，传动装置与电机相连。通过传动装置可以自动控制信号发生器 和信号接收器沿着导轨运行，进行信号测量记录，较手动更为方便。 进一步优选的，所述电机为调速电机。电机速度可调，可以根据不同的实际要求选 择调试不同的速度。 进一步优选的，所述测量装置还包括控制器，所述传动装置、信号发生器、信号接 收器、计量栗分别与控制器相连。控制器为在取样、信号采集过程中可实现自动控制的单片 机。 -种利用上述测量装置的测量方法，包括步骤如下： (1)、打开夹套层的介质入口和介质出口，使得循环介质通入测量管的夹套层中， 调节温度，使测量管中的温度与待测量容器内的温度一致； (2)、闭合第二阀门，打开第一阀门，启动计量栗，吸入待测量容器内的待测量液 体，闭合第一阀门，打开第二阀门，将计量栗内吸入的待测量液体栗入测量管内，测量管内 待测量液体为样品，闭合第二阀门，静置分层； (3)、打开信号发生器、信号接收器、记录单元、传动装置、电机，调节电机传动速 度，控制信号发生器、信号接收器沿测量管运行，开始测量，信号发生器、信号接收器从测量 管低点向上运行，到达测量管顶端后，再反向运行至测量管低点停止，上行程与下行程相加 即完成一次测量过程，记录一次测量过程中记录单元接收信号变化的时间区域； (4)、根据信号变化的时间区域，计算得出固液体系中的固含量。 根据本专利技术优选的，所述测量方法还包括步骤(5)、清除测量管中的样品，再重复 步骤2-4,取所有步骤(4)所测量的固含量结果中偏差最小的两次的平均值，即为固液体系 中对应测量时刻的固含量。 根据本专利技术优选的，所述步骤(1)中循环介质包括水、导热油、酒精、甘油的一种或 几种混合物。 根据本专利技术优选的，所述步骤（2)中，若样品中固含量低于测量管管壁的最低刻 度，则重复步骤(2)进行多次取样，多次取样至固含量达到测量管管壁的最低刻度以上，进 入步骤(3)。若单次取样时，样品中固含量低于测量管管壁的最低刻度，就是说固体可能含 量低，影响测量精度，需要多次取样，以减小误差。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)中计量栗单次取样量为5-500ml;静置分层时间 0.1 - 30min。取样过程可以手动控制，亦可由控制器自动控制。根据本专利技术优选的，所述步骤(3)中传动速度0.01-lm/s，信号采集频率1/50-1秒 一次，所述时间区域包括透射强度为零的时间区间、透射强度降低的时间区间和没有受影 响透射强度大的时间区间。信号采集过程可由人工采集，亦可通过单片机控制自动采集。 进一步优选的，所述步骤(3)中测量过程中信号发生器和接收器沿导轨的运行均 为匀速运动。若运动不匀速，则所测量的结果有偏差，将不可采用。 根据本专利技术优选的，所述步骤(4)中固含量的计算步骤如下： 记录上行程、下行程中的信号变化的时间区域，包括透射强度为零的时间区间 Μ和单位为秒;透射强度降低的时间区间和单位为秒;利用公式（I)计 算得到： X ~ X IUU% AB+CD^EF+GH ' (I) x表示固液体系中固含量的数值。 本专利技术和现有测量装置相比，具有以下有益效果： 1、本专利技术测量装置结构简单、运行可靠、维护方便。和其他方法相比，本专利技术中设 计的测量装置结构简单，不需要对现有化工生产装置进行大的改造，仅仅需要在原有的待 测量容器上加装测量机构即可。本测量装置中运动部件少，仅有两个相对应的信号发生器 与信号接收器，运行的可靠性高，维护保养简单便捷。 2、本专利技术将激光用于固含量的测量，确保了测量结果的准确，激光单色性好，单色 性越好，测量越精确;激光方向性强，可以保证在传输过程中激光束集中，不易扩散，降低测 量过程中的数据误差，提高测量准确度。 3、本专利技术不但可以用于一般常温常压下的测量，还可以广本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固液体系中固含量的测量装置，其特征在于，包括采集单元、测量单元、记录单元，所述采集单元包括取样管和计量泵，计量泵通过取样管与待测量容器相连；所述测量单元包括测量管、信号发生器、信号接收器，测量管通过管道与计量泵相连，信号发生器、信号接收器设于测量管两侧；信号接收器与记录单元相连；优选的，所述取样管与计量泵相连的一端设有第一阀门，测量管与计量泵相连的一端设有第二阀门，所述第一阀门、第二阀门均为电磁阀。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，王敏，杨位红，王州，
申请(专利权)人：临沂大学，金正大生态工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。