密度儀表在芒硝系統(tǒng)的應(yīng)用

郝永澤

摘 要：本文主要介紹了密度儀表的原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及在唐山三友化工股份有限公司生產(chǎn)中的實際應(yīng)用情況，并著重闡述了密度儀表的安裝要求、安裝方式及影響因素。通過實際生產(chǎn)檢驗，證明了密度儀表在類似項目中的應(yīng)用價值，并在行業(yè)中具有推廣意義。

關(guān)鍵詞：密度儀 溶液 原理 安裝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

隨著唐山三友化工股份有限公司元明粉調(diào)濃項目的實施，需要及時掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度參數(shù)，減少采樣及分析時間。采用密度儀進行現(xiàn)場分析測量，將采集信號以4～20 mA信號傳輸給DCS，操作人員能夠準確的掌握工藝參數(shù)并及時進行各項調(diào)整，減少以往采樣分析的滯后性。

1 密度儀表原理

液體密度計使用振動式原理測量密度。傳感器根據(jù)振動原理設(shè)計，此振動元件類似于兩齒的音叉，叉體因位于齒根的一個壓電晶體而產(chǎn)生振動，振動的頻率通過另一個壓電晶體檢測出來，通過移相和放大電路，叉體被穩(wěn)定在自然諧振頻率上。通過監(jiān)視共振頻率并進行轉(zhuǎn)換。

當液體流經(jīng)叉體時，振動發(fā)生改變，引起諧振頻率變化，從而通過電子處理單元計算出準確的密度值。振動頻率與密度的關(guān)系為：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ為液體密度；

T1、T2為傳感器輸出的振動周期；

K0，K1，K2為傳感器的常數(shù)，在出廠時標定。

2 密度儀表簡介

密度計是安裝在管道上、敞開或密閉儲罐中，可連續(xù)、實時在線測量流體密度的傳感器，用于以密度做為最終產(chǎn)品首要控制參數(shù)的過程控制，或用于固體百分比或濃度百分比等其他質(zhì)量控制參數(shù)的指示器。

密度計可以測量在線密度和溫度，使用API表或矩陣參考以及固體百分比、濃度百分比、質(zhì)量百分比、體積百分比和比重等參數(shù)計算標準密度。這些參數(shù)都可用于驅(qū)動兩個集成毫安（4～20 mA）輸出，使其可作為控制應(yīng)用中的過程變量，而無需其他電子處理部件。

3 密度儀的安裝

3.1 安裝須知

供電電源必須嚴格執(zhí)行手冊。

（1）電源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）輸出參數(shù)：輸出范圍：3.9～20.8mA。

電壓范圍：15～28VDC，典型值24 VDC。

沒有必要對傳感器進行單獨的直接接地，接地一般通過安裝的金屬管路。

3.2 安裝設(shè)計的重要因素

（1）密度儀適宜安裝在無堵塞、易滿管、不含氣的位置，而不適宜安裝在靠近下行管線、靠近管線敞口和管道的高點。

（2）穩(wěn)定的流速范圍。

①避免顆粒沉降的影響（流速過低）。

②避免對儀表測量的影響（流速過高）。

3.3 安裝方式

（1）全浸式安裝：—測量音叉位于主管道內(nèi)（如圖1）。

（2）套管安裝：—測量音叉位于套管內(nèi)（如圖2）。

（3）旁路安裝：1）安裝在旁路上要慎重。

①漿液完全通過旁路或主路有限流措施。

②旁路管線尺寸等于或接近主路。

2）旁路不適合安裝。

①流速低，且不穩(wěn)定。

②顆粒易沉降、堵塞管線。

③易集氣，漿液不滿管。

3.4 安裝注意事項

（1）音叉位置（如圖3）。

注意：在任何安裝形式下，音叉在液體中都應(yīng)該處于垂直位置，以避免雜質(zhì)沉降以及氣體積聚對測量的影響。

（2）保溫措施：在密度計本體及安裝位置出現(xiàn)熱交換以及溫度梯度變化都將影響密度測量的準確度，為了獲得期望的測量精度，密度計以及相鄰的管道要采取良好的隔熱措施。

4 注意事項

由于工藝流程的需要，經(jīng)常安裝在工作條件較為惡劣的現(xiàn)場。為了盡可能減少密度傳感器工作條件的惡劣程度，安裝時需注意：（1）密度傳感器應(yīng)盡量安裝在溫度梯度和溫度變化小，無沖擊和振動的地方。（2）被測介質(zhì)不容許結(jié)冰，否則將損傷傳感元件，導(dǎo)致密度傳感器損壞。（3）防止與腐蝕性或過熱的被測介質(zhì)相接觸。（4）要防止渣滓在罐體內(nèi)沉積。（5）應(yīng)輕拿輕放以防碰壞傳感器。

5 誤差檢測

（1）檢查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨損損失。（3）罐體中有無氣體。（4）因溫差引起的密度不同。

6 結(jié)語

采用密度儀對元明粉及芒硝溶液進行測量，有效減少了分析人員現(xiàn)場采樣及返回分析室進行分析的時間，使操作人員第一時間掌握生產(chǎn)數(shù)據(jù)，各種操作及調(diào)控準確及時，減少滯后性，對整套系統(tǒng)穩(wěn)產(chǎn)和安全運行起到了非常重要的作用。

參考文獻

[1] 廉育英.密度測量技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.

[2] 張斌奎，郭福民.原油成套計量儀表[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1982.endprint

摘 要：本文主要介紹了密度儀表的原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及在唐山三友化工股份有限公司生產(chǎn)中的實際應(yīng)用情況，并著重闡述了密度儀表的安裝要求、安裝方式及影響因素。通過實際生產(chǎn)檢驗，證明了密度儀表在類似項目中的應(yīng)用價值，并在行業(yè)中具有推廣意義。

關(guān)鍵詞：密度儀 溶液 原理 安裝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

隨著唐山三友化工股份有限公司元明粉調(diào)濃項目的實施，需要及時掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度參數(shù)，減少采樣及分析時間。采用密度儀進行現(xiàn)場分析測量，將采集信號以4～20 mA信號傳輸給DCS，操作人員能夠準確的掌握工藝參數(shù)并及時進行各項調(diào)整，減少以往采樣分析的滯后性。

1 密度儀表原理

液體密度計使用振動式原理測量密度。傳感器根據(jù)振動原理設(shè)計，此振動元件類似于兩齒的音叉，叉體因位于齒根的一個壓電晶體而產(chǎn)生振動，振動的頻率通過另一個壓電晶體檢測出來，通過移相和放大電路，叉體被穩(wěn)定在自然諧振頻率上。通過監(jiān)視共振頻率并進行轉(zhuǎn)換。

當液體流經(jīng)叉體時，振動發(fā)生改變，引起諧振頻率變化，從而通過電子處理單元計算出準確的密度值。振動頻率與密度的關(guān)系為：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ為液體密度；

T1、T2為傳感器輸出的振動周期；

K0，K1，K2為傳感器的常數(shù)，在出廠時標定。

2 密度儀表簡介

密度計是安裝在管道上、敞開或密閉儲罐中，可連續(xù)、實時在線測量流體密度的傳感器，用于以密度做為最終產(chǎn)品首要控制參數(shù)的過程控制，或用于固體百分比或濃度百分比等其他質(zhì)量控制參數(shù)的指示器。

密度計可以測量在線密度和溫度，使用API表或矩陣參考以及固體百分比、濃度百分比、質(zhì)量百分比、體積百分比和比重等參數(shù)計算標準密度。這些參數(shù)都可用于驅(qū)動兩個集成毫安（4～20 mA）輸出，使其可作為控制應(yīng)用中的過程變量，而無需其他電子處理部件。

3 密度儀的安裝

3.1 安裝須知

供電電源必須嚴格執(zhí)行手冊。

（1）電源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）輸出參數(shù)：輸出范圍：3.9～20.8mA。

電壓范圍：15～28VDC，典型值24 VDC。

沒有必要對傳感器進行單獨的直接接地，接地一般通過安裝的金屬管路。

3.2 安裝設(shè)計的重要因素

（1）密度儀適宜安裝在無堵塞、易滿管、不含氣的位置，而不適宜安裝在靠近下行管線、靠近管線敞口和管道的高點。

（2）穩(wěn)定的流速范圍。

①避免顆粒沉降的影響（流速過低）。

②避免對儀表測量的影響（流速過高）。

3.3 安裝方式

（1）全浸式安裝：—測量音叉位于主管道內(nèi)（如圖1）。

（2）套管安裝：—測量音叉位于套管內(nèi)（如圖2）。

（3）旁路安裝：1）安裝在旁路上要慎重。

①漿液完全通過旁路或主路有限流措施。

②旁路管線尺寸等于或接近主路。

2）旁路不適合安裝。

①流速低，且不穩(wěn)定。

②顆粒易沉降、堵塞管線。

③易集氣，漿液不滿管。

3.4 安裝注意事項

（1）音叉位置（如圖3）。

注意：在任何安裝形式下，音叉在液體中都應(yīng)該處于垂直位置，以避免雜質(zhì)沉降以及氣體積聚對測量的影響。

（2）保溫措施：在密度計本體及安裝位置出現(xiàn)熱交換以及溫度梯度變化都將影響密度測量的準確度，為了獲得期望的測量精度，密度計以及相鄰的管道要采取良好的隔熱措施。

4 注意事項

由于工藝流程的需要，經(jīng)常安裝在工作條件較為惡劣的現(xiàn)場。為了盡可能減少密度傳感器工作條件的惡劣程度，安裝時需注意：（1）密度傳感器應(yīng)盡量安裝在溫度梯度和溫度變化小，無沖擊和振動的地方。（2）被測介質(zhì)不容許結(jié)冰，否則將損傷傳感元件，導(dǎo)致密度傳感器損壞。（3）防止與腐蝕性或過熱的被測介質(zhì)相接觸。（4）要防止渣滓在罐體內(nèi)沉積。（5）應(yīng)輕拿輕放以防碰壞傳感器。

5 誤差檢測

（1）檢查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨損損失。（3）罐體中有無氣體。（4）因溫差引起的密度不同。

6 結(jié)語

采用密度儀對元明粉及芒硝溶液進行測量，有效減少了分析人員現(xiàn)場采樣及返回分析室進行分析的時間，使操作人員第一時間掌握生產(chǎn)數(shù)據(jù)，各種操作及調(diào)控準確及時，減少滯后性，對整套系統(tǒng)穩(wěn)產(chǎn)和安全運行起到了非常重要的作用。

參考文獻

[1] 廉育英.密度測量技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.

[2] 張斌奎，郭福民.原油成套計量儀表[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1982.endprint

摘 要：本文主要介紹了密度儀表的原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及在唐山三友化工股份有限公司生產(chǎn)中的實際應(yīng)用情況，并著重闡述了密度儀表的安裝要求、安裝方式及影響因素。通過實際生產(chǎn)檢驗，證明了密度儀表在類似項目中的應(yīng)用價值，并在行業(yè)中具有推廣意義。

關(guān)鍵詞：密度儀 溶液 原理 安裝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

隨著唐山三友化工股份有限公司元明粉調(diào)濃項目的實施，需要及時掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度參數(shù)，減少采樣及分析時間。采用密度儀進行現(xiàn)場分析測量，將采集信號以4～20 mA信號傳輸給DCS，操作人員能夠準確的掌握工藝參數(shù)并及時進行各項調(diào)整，減少以往采樣分析的滯后性。

1 密度儀表原理

液體密度計使用振動式原理測量密度。傳感器根據(jù)振動原理設(shè)計，此振動元件類似于兩齒的音叉，叉體因位于齒根的一個壓電晶體而產(chǎn)生振動，振動的頻率通過另一個壓電晶體檢測出來，通過移相和放大電路，叉體被穩(wěn)定在自然諧振頻率上。通過監(jiān)視共振頻率并進行轉(zhuǎn)換。

當液體流經(jīng)叉體時，振動發(fā)生改變，引起諧振頻率變化，從而通過電子處理單元計算出準確的密度值。振動頻率與密度的關(guān)系為：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ為液體密度；

T1、T2為傳感器輸出的振動周期；

K0，K1，K2為傳感器的常數(shù)，在出廠時標定。

2 密度儀表簡介

密度計是安裝在管道上、敞開或密閉儲罐中，可連續(xù)、實時在線測量流體密度的傳感器，用于以密度做為最終產(chǎn)品首要控制參數(shù)的過程控制，或用于固體百分比或濃度百分比等其他質(zhì)量控制參數(shù)的指示器。

密度計可以測量在線密度和溫度，使用API表或矩陣參考以及固體百分比、濃度百分比、質(zhì)量百分比、體積百分比和比重等參數(shù)計算標準密度。這些參數(shù)都可用于驅(qū)動兩個集成毫安（4～20 mA）輸出，使其可作為控制應(yīng)用中的過程變量，而無需其他電子處理部件。

3 密度儀的安裝

3.1 安裝須知

供電電源必須嚴格執(zhí)行手冊。

（1）電源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）輸出參數(shù)：輸出范圍：3.9～20.8mA。

電壓范圍：15～28VDC，典型值24 VDC。

沒有必要對傳感器進行單獨的直接接地，接地一般通過安裝的金屬管路。

3.2 安裝設(shè)計的重要因素

（1）密度儀適宜安裝在無堵塞、易滿管、不含氣的位置，而不適宜安裝在靠近下行管線、靠近管線敞口和管道的高點。

（2）穩(wěn)定的流速范圍。

①避免顆粒沉降的影響（流速過低）。

②避免對儀表測量的影響（流速過高）。

3.3 安裝方式

（1）全浸式安裝：—測量音叉位于主管道內(nèi)（如圖1）。

（2）套管安裝：—測量音叉位于套管內(nèi)（如圖2）。

（3）旁路安裝：1）安裝在旁路上要慎重。

①漿液完全通過旁路或主路有限流措施。

②旁路管線尺寸等于或接近主路。

2）旁路不適合安裝。

①流速低，且不穩(wěn)定。

②顆粒易沉降、堵塞管線。

③易集氣，漿液不滿管。

3.4 安裝注意事項

（1）音叉位置（如圖3）。

注意：在任何安裝形式下，音叉在液體中都應(yīng)該處于垂直位置，以避免雜質(zhì)沉降以及氣體積聚對測量的影響。

（2）保溫措施：在密度計本體及安裝位置出現(xiàn)熱交換以及溫度梯度變化都將影響密度測量的準確度，為了獲得期望的測量精度，密度計以及相鄰的管道要采取良好的隔熱措施。

4 注意事項

由于工藝流程的需要，經(jīng)常安裝在工作條件較為惡劣的現(xiàn)場。為了盡可能減少密度傳感器工作條件的惡劣程度，安裝時需注意：（1）密度傳感器應(yīng)盡量安裝在溫度梯度和溫度變化小，無沖擊和振動的地方。（2）被測介質(zhì)不容許結(jié)冰，否則將損傷傳感元件，導(dǎo)致密度傳感器損壞。（3）防止與腐蝕性或過熱的被測介質(zhì)相接觸。（4）要防止渣滓在罐體內(nèi)沉積。（5）應(yīng)輕拿輕放以防碰壞傳感器。

5 誤差檢測

（1）檢查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨損損失。（3）罐體中有無氣體。（4）因溫差引起的密度不同。

6 結(jié)語

采用密度儀對元明粉及芒硝溶液進行測量，有效減少了分析人員現(xiàn)場采樣及返回分析室進行分析的時間，使操作人員第一時間掌握生產(chǎn)數(shù)據(jù)，各種操作及調(diào)控準確及時，減少滯后性，對整套系統(tǒng)穩(wěn)產(chǎn)和安全運行起到了非常重要的作用。

參考文獻

[1] 廉育英.密度測量技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.

[2] 張斌奎，郭福民.原油成套計量儀表[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1982.endprint