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悬浮物浓度測量在工業生產中的應用
2023-04-03 09:55:28
悬浮物概念
悬浮(fu)物（Suspended Solids）指悬(xuan)浮在水中的固體物質，其(qi)浓度單位是(shi)mg/L。在水質分(fen)析(xi)领域，悬浮物包括不(bu)溶於水中的无機物(wu)、有機物及泥(ni)砂、黏土、微(wei)生物等。由於悬浮物的物質成分(fen)复雜，中國地下水質量標準(zhun)和生活飲(yin)用水衛生標準對水中悬浮物以浑浊度為指標作了規定。
悬浮物檢測需求
許多工業(ye)生產過程中需要在線监測生(sheng)產液中的悬浮物含量，以此判断樣品液中不溶微(wei)小固(gu)體顆粒的含量，从(cong)而實現對生產過程的监測，最終實現對產(chan)品質量的监控。目前國内大部分企業的监測方式采用(yong)人工(gong)取樣，由實驗室(shi)檢測后將数據反饋給(gei)生產部門。不仅耗費(fei)大量的時間和(he)人力，而(er)且檢測(ce)数據不能及時反映生產過程，企業无法及時了解生產過程中悬浮物含量的数(shu)據，不能及時(shi)控製生產(chan)。
在冶金生產(chan)中，及時(shi)檢測出生產资料(liao)中的悬浮物含量，有助(zhu)於判断產品是否合(he)格或者生產設備是否存在故障。在氧化铝(lv)生產(chan)中，粉碎后的铝(lv)矾土矿料經(jing)過高壓、強碱液溶解，稀(xi)释，稀释后的溶液要(yao)經過(guo)過滤，除去其中的鐵、硅(gui)等元素的(de)化合物，以便得(de)到(dao)较為純净的铝酸钠溶液。这里必(bi)须(xu)檢測精液中的悬浮物含量，因為它決定着下一工序中氢(qing)氧化铝的純度，而且過多(duo)悬浮物雜質的存在會降低下一阶段氢氧化铝結晶析出以及氧化(hua)铝生產的效率，並且在嚴重的情况(kuang)下會损坏昂貴的氧化铝(lv)分解電極。在精液中加入氢氧化(hua)铝晶種，結晶出(chu)的氢氧化铝(lv)固體混合在溶液中。混合溶液(ye)經過滤(lv)，分离出氢氧(yang)化铝固體和残余溶液。这里需要檢測母(mu)液(ye)中的悬浮物含量，以便掌(zhang)握過滤效率(lv)。
在造紙废渣處理過(guo)程(cheng)中，废渣經過燃烧炉1500摄氏度以上高(gao)温(wen)燃烧、加(jia)水稀(xi)释后，進入沉降槽(cao)沉降，除去池底不溶性(xing)废(fei)渣。上部清液（即：碳酸钠溶液(ye)）進入苛化器，加(jia)入石灰水苛化，然后生成碳酸钙和苛性碱滤液。經過(guo)過滤分別得到碳(tan)酸钙和苛性碱滤液。石(shi)灰石可以(yi)用造紙的增白剂，苛性碱液(ye)可以循環使用，完成了造紙废渣中碳酸(suan)钠的回(hui)收再利用。这里需要(yao)檢測苛性碱滤液(ye)中的悬浮物含量，以便檢驗回收效率。
在(zai)酒類生產的(de)发酵過程中，酵母浓(nong)度(du)是最重要的工藝參数，因(yin)為在一定条件下(xia)，发酵(jiao)效率與(yu)酵母浓度密切相關。因此(ci)，實時在線檢測酵母浓度，對了解和控(kong)製发酵進程，提高產品質(zhi)量具有(you)重要意義，而對(dui)酵母(mu)浓度的檢測可以轉化為對固體顆粒含量的檢測。
在离子膜法(fa)烧碱生產中，對二次精製盐水中(zhong)，悬浮物有较嚴格的要(yao)求(qiu)，不同的离子膜生產製造(zao)商為了保(bao)護各自的膜的性能和質量，都(dou)會對盐(yan)水中悬浮物的含量提出限製要求。例如日期旭(xu)硝离子膜，要求(qiu)一(yi)次盐水悬浮物小於0.05mg/L，二次(ci)盐水中悬浮物小(xiao)於0.001mg/L，英國杜(du)邦膜(mo)，則要求一次盐水中悬浮物小(xiao)於(yu)0.05mg/L，二次(ci)盐水中悬浮物小(xiao)於0.0005mg/L。
悬浮物檢測原理
在工業生產中，液態(tai)分散系由於工業控製的需(xu)要，悬浮物的物質成分單一，物質(zhi)分散(san)均匀，悬浮(fu)顆粒粒径統(tong)一。这就為使用光的透射法及散射法檢測(ce)液體中的悬浮物浓度提供的實現基礎(chu)。
一束光在穿透液體(ti)時(shi)，随着悬浮物的增多，由於悬(xuan)浮(fu)物的遮挡作用，在光線的180度方向上光強越來越(yue)弱；由於(yu)悬浮物的散射作用，在光線的90度方向上光(guang)強越來越強。悬浮物的多少就與液體的透射光強或散射光強存在着一定的曲線(xian)關系(xi)。市面上大多数悬浮物傳感器就(jiu)是这樣的(de)工作原理，它們將透射或散射光強(qiang)按一定的曲線關系轉换成(cheng)4-20mA信號輸出，再通過在線(xian)儀(yi)表對信號進行處理，以實現對悬浮物的在線(xian)监測。
然(ran)而工業生產所需測量的悬(xuan)浮物種類繁多，透射或散射(she)光(guang)強與悬浮物的曲線關系傳感器出廠時已經固定，一種曲線關系能否真(zhen)的適應所有種類的悬浮物(wu)測量？所以用(yong)戶需要一個能够自由建立光強到(dao)示值曲線的数字式悬浮物傳感器。
悬浮物数字傳感器的特點
本公司自主研发生產的沉入式悬浮物傳(chuan)感(gan)器，是(shi)一款能够同時輸出数字信號及模擬信號的数(shu)字傳感器。
悬浮物数字傳感器原理圖
◇外壳采用316L不锈鋼材質,具有良好的耐腐(fu)蚀性能.
◇光源采(cai)用稳定的近紅外光，避免可见光干扰，内(nei)置光度(du)补偿，提高(gao)測量精(jing)度。
◇光(guang)路上使用透光率極高的石英玻璃(li)透镜，紅外光波的发射和接收(shou)更為稳(wen)定。
◇RS-485通訊接口（MODBUS-RTU协議部分兼(jian)容），通訊間(jian)隔時間(jian)最快為50ms；无需儀表，能直接连(lian)接電脑、PLC等具有RS485/4-20mA信號接口的設(she)備進行数據采集。可直接與工控(kong)系統集成(cheng)。
◇兼容模(mo)擬信號（4～20 mA電流）輸出，4-20mA可反向輸出；
◇用戶可(ke)自行標定，建立自(zi)己的標定曲(qu)線。5點標定，測量更精確，更(geng)贴合實际特性曲線。
◇可通過(guo)RS485通信對傳感(gan)器進(jin)行相關設置，从(cong)機地址和(he)波特率、在線標定、恢复(fu)出(chu)廠、4-20mA輸(shu)出對應(ying)範围、修改量程(cheng)、比(bi)例系数和增(zeng)量补偿等設置。
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