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液体中浓度和密度测量方法的比较

声速测量与其他方法比较

液体的浓度可以使用不同的测量方法来确定。

有关LiquiSonic®和其他测量方法之间的详细比较,请下载以下文件。

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Measuring concentration in liquids

Measuring concentration in liquids | 5 MB

这些测量方法中,每一种都有与其他方法相比的优点和缺点。请点击测量方法了解详情。

声速测量

LiquiSonic®技术基于声速测量原理。这种超声波测量方法可以准确而快速地确定液体中的浓度,因为液体中的声速取决于每种液体成分的浓度和温度。

确定声速时,设备测量信号发出后在液体中传输并到达接收器所经过的时间。因为声波发射器和接收器之间的距离保持不变,由此可以计算声速。

LiquiSonic®测量方法的特点:

  • 测量与工艺流体的颜色、电导率和透明度无关
  • 测量精度为 ±0.05 m/s
  • 即使在气泡比例很高的情况下也能确保极高的无漂移测量精度
  • 每250毫秒更新测量值
  • 可直接安装在管道或容器中
  • 无旁路安装
  • 传感器设计十分坚固,无密封垫或可活动部件
  • 免维护测量技术
  • 不易脏污
  • 可在–90 °C到200 °C温度范围内使用
  • 最高可在500巴压力下使用
  • 在腐蚀性液体中使用特殊的传感器材料
  • 集成了温度测量功能

科里奥利密度测量

当流体流经一个振荡管时,其相移取决于科里奥利力,与液体流的质量流量相关。

科里奥利质量流量计专为进行精确的相移测量进行了优化,在测量振荡频率方面却性能不佳,而后者正是精确的密度测量所必需的。因此,使用这些仪器进行浓度和密度测量时,其满量程精度只能达到±5%到±10%。

采用这种技术进行浓度测量的缺点是:

  • 对气泡和沉积物的敏感性高
  • 在大多数情况下,仪器能够进行设备的温度补偿,但不进行密度计算
  • 只能在工厂进行校准
  • 安装困难,特别是对于直径较大的管子
  • 由于内部减小了管径,可导致压力大幅下降

U形管/振动密度测量

U形振动管密度计是一种久经验证且非常精确的方法,特别是在实验室应用中。

将该方法用于工艺应用时,会有一些局限性:

  • 最大直径为10毫米,因此需要旁路
  • 对压力峰值敏感
  • 没有浸入式类型
  • 对气泡和沉积物的敏感性高

电导率测量

一种液体的电导率取决于该液体中导电离子的浓度和活度。

(电感式)电导率方法是一种低成本的浓度测量技术,具有以下局限性:

  • 活度和电导率在很大程度上取决于温度,每摄氏度最多变化3%。
  • 电导率测量受到污垢、灰尘、复合物或水合层的影响。
  • 由于其物理原理,该方法只适用于无机液体和溶液。

酸碱度测量

pH值测量是一种间接测定浓度或密度的成熟的实验室方法。

酸碱度技术(酸碱度计)是一种比较经济的方法,但具有以下缺点:

  • 敏感膜必须与工艺过程直接接触
  • 具有时间漂移特点,因此需要持续进行校准,还需要复杂的阀门配件和采样技术
  • 高漂移需要持续进行校准以及复杂而昂贵的安装和采样技术
  • 不适用于超过1%(按重量计算)的典型浓度测量范围
  • 酸碱度传感器由玻璃制造。由于这种材料易碎,因此在食品或制药等某些工艺中的应用必须十分谨慎。

折光法

折射率测定(全反射临界角)是使用各种校准图表确定浓度或密度的可靠的实验室方法。

折射率是通过光学窗口测定的。在工艺应用中使用折光仪有一些缺点:

  • 窗口表面的涂层会产生数值漂移或完全妨碍应用。
  • 设计中需要密封垫或粘合连接。在侵蚀性工艺中使用这类仪器时,两者都可能被腐蚀。
  • 电子装置(CCD线)的部件需要进行珀耳帖冷却,这种冷却器的使用寿命有限。
  • 折射率取决于光源的波长。
  • 来自文献或实验室设备的折射指数或校准图的不适用于工艺设备的校准。

辐射度量学

放射源将放射能量发射到要测量的材料上,被探测器接收。闪烁体将放射性辐射转换为闪光并评估其数量。由于伽马射线的穿透程度取决于材料,因此由入射辐射的强度可确定密度。

1:带屏蔽的辐射仪
2:闪烁仪
3:管道上的夹持式测量距离

今天,辐射测量已被现代化测量技术取代,因为使用辐射仪涉及到监管要求、高成本和潜在风险:

  • 需由监管机构进行耗时且昂贵的设备检验
  • 持续维护,例如定期进行泄漏检验
  • 辐射防护官员的培训
  • 要求向消防部门提供信息和文件
  • 更换或退回设备时,放射源的处理费用非常昂贵
  • 交付时须使用专用车辆
  • 损坏时会给员工带来很高的潜在危险