[發(fā)明專利]氣泡式漿液濃度計

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010571995.9
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102486445A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂武軒
• 申請（專利權(quán)）人: 呂武軒
• 主分類號: G01N9/28
• 分類號: G01N9/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種連續(xù)測量容器內(nèi)或管道內(nèi)漿液濃度的自動裝置。

背景技術(shù)

在流程工業(yè)中，采用由可溶性物質(zhì)制備的溶液或由固體細(xì)微顆粒與水或腐蝕性液體、油品等液態(tài)介質(zhì)混合形成的固-液兩相漿液作為生產(chǎn)原料或輔料的工藝流程十分常見。為合理利用原材料、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，需要對溶液或漿液濃度進(jìn)行測量和控制。例如，在采用生物化學(xué)法處理污水的工藝過程中，污泥濃度是重要的工藝控制指標(biāo)；在煙氣濕法脫硫成套設(shè)備中，脫硫劑漿液制備及輸送是其中的重要工序，脫硫劑漿液濃度的控制對保障脫硫效率起著決定性作用；在煤炭浮選工藝中煤泥濃度計量與控制直接影響生產(chǎn)能力和運(yùn)行成本；等等。由于這類介質(zhì)易于沉淀淤積、污垢附著、化學(xué)銹蝕、管路堵塞等弊端，基于放射線、光學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)(超聲波)等現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計的濃度測量儀器結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜且故障率高，價格昂貴，因而難以普及和推廣。因此，急需尋求一種測量濃度的新技術(shù)原理，以期解決特種溶液或漿液濃度的工程測量問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種利用氣泡法測量液體內(nèi)部壓強(qiáng)的技術(shù)原理來測量漿液濃度的自動裝置。

本發(fā)明的技術(shù)原理基于利用氣泡法測量液體內(nèi)部壓強(qiáng)的物理學(xué)定律：將流速恒定的氣流通入插進(jìn)液體中的導(dǎo)氣管，氣流克服液體阻力從導(dǎo)氣管末端排出，形成氣泡連續(xù)逸出液體表面，此時導(dǎo)氣管內(nèi)的壓強(qiáng)P與導(dǎo)氣管末端位于液體自由面以下的深度h有如下關(guān)系：

P＝hgρ+υR????????????????????????(1)

式中，h-導(dǎo)氣管末端插入液體的深度，m；g-常數(shù)；ρ-液體重度或濃度，kg/m³υ-氣流速度；R-導(dǎo)氣管的阻力。式(1)右側(cè)第二項(xiàng)υR為管道內(nèi)的壓力損失，當(dāng)導(dǎo)氣管長度一定、氣流速度恒定時，壓力損失υR可視為常數(shù)C，由此得：

P＝Hgρ+C，或

H＝P/gρ-C?????????????????????????(2)

式(2)表明：當(dāng)被測液體介質(zhì)的重度為定常值時，導(dǎo)氣管內(nèi)壓強(qiáng)P即對應(yīng)于氣管末端距離液體自由表面的深度，亦即對應(yīng)液位高度H。若被測液體介質(zhì)為水，即比重為1，經(jīng)單位換算并將常數(shù)項(xiàng)gρ和C作為儀器常數(shù)扣除后，可直接用導(dǎo)氣管中的壓強(qiáng)P表示水面高度H。

基于這一技術(shù)原理可以測量液體介質(zhì)的濃度：向容器內(nèi)液體介質(zhì)中插入兩根導(dǎo)氣管，兩根導(dǎo)氣管出氣口之間的垂直距離為已知數(shù)L，其具體值根據(jù)被測液體介質(zhì)濃度的變化范圍選定；向兩根導(dǎo)氣管同時通入流速相等的氣流，則出氣口在下方的導(dǎo)氣管內(nèi)的壓強(qiáng)為：

P_下＝Hgρ+C

出氣口在上方的導(dǎo)氣管內(nèi)的壓強(qiáng)為：

P_上＝(H-L)gρ+C

兩根導(dǎo)氣管中的壓差：

ΔP＝P_下-P_上＝Lgρ????????????????????(3)

或

ρ＝ΔP/Lg????????????????????????????(4)

式(4)表明，測定兩根導(dǎo)氣管內(nèi)部壓力差ΔP即可獲得溶液或漿液濃度ρ。式中的已知數(shù)據(jù)Lg定為儀器常數(shù)1/k，則

ρ＝kΔP??????????????????????????????(5)

式(5)即為本發(fā)明的設(shè)計依據(jù)。

采用本發(fā)明的有益效果之一是基于本發(fā)明設(shè)計和制作的液位計的測壓部件與被測液體介質(zhì)不直接接觸，而是經(jīng)氣體傳遞作用力，所以可避免因被測液體介質(zhì)產(chǎn)生沉積、堵塞、銹蝕、結(jié)垢等導(dǎo)致現(xiàn)有導(dǎo)壓式和投入式液位計常出現(xiàn)的故障，提高了可靠性，延長了使用壽命；有益效果之二是基于本發(fā)明設(shè)計制作的液位計結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，造價低廉，使用維護(hù)簡便。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和第一、二實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的氣路和電路原理圖，用于測量任意形狀容器中的漿液濃度。圖1(a)為導(dǎo)氣管從上方插入液體介質(zhì)，圖(b)為導(dǎo)氣管從側(cè)面插入液體介質(zhì)。

圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的氣路和電路原理圖，用于測量管道中流動著的漿液濃度。

圖1中，1-氣源，2、3-氣流調(diào)節(jié)閥，4、5-流量計，6、7-導(dǎo)氣管，8-差壓傳感器，9-指示儀。

圖2中，1-氣源，2、3-氣流調(diào)節(jié)閥，4、5-流量計，6、7-導(dǎo)氣管，8-差壓傳感器，9-指示儀，10-垂直管段。

具體實(shí)施方式