CN201732044U

CN201732044U - 一种固液两相流体密度在线测量仪

Info

Publication number: CN201732044U
Application number: CN2010202320139U
Authority: CN
Inventors: 龚蔚成; 冯延林
Original assignee: HUNAN YONKER ENVIRONMENTAL GROUP
Current assignee: HUNAN YONKER ENVIRONMENTAL GROUP
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2020-06-22

Abstract

一种固液两相流体密度在线测量仪，包括测量罐，置于测量罐内的导流筒，在所述导流筒内设有一随测量罐内液体密度变化而上下浮动的浮球升降器。将待测密度的固液两相流体引入一测量罐中，使球体浸没在浆液中，由于浮球升降器质量一定，当浆液密度发生变化时，浮球升降器的升降杆沉没深度将发生变化，通过检测升降杆移动的值即可对浆液密度进行准确测量。该测量仪结构简单，操作简便，抗干扰强，测量精确度高，安全适用。

Description

一种固液两相流体密度在线测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种密度检测领域，尤其涉及一种固液两相流体密度在线测量仪。

背景技术

固液两相流体（浆液）密度监测在工业生产中使用非常普遍，近几年迅速发展的石灰石—石膏湿法烟气脱硫工程中应用较多，测量数据是工业生产过程调节的依据，固液两相流体密度测量正确与否显得尤为重要。在石灰石—石膏湿法烟气脱硫工程中，按照吸收塔中反应物计量和生成石膏品质要求，进入吸收塔的石灰石浆液密度和吸收塔内石膏浆液密度值与脱硫效率有直接关系。吸收塔浆液排出泵出口管道内的石膏浆液密度计控制着吸收塔内石膏的品质，浆液浓度低于某一定值时，需送回吸收塔再循环,若浓度高于某一定值，则送至一级脱水或补入滤液水。所以，系统中使用的两个密度计是石灰石—石膏湿法脱硫控制系统中不可或缺的关键检测设备，必须长期在线使用且要求测量准确。由于脱硫系统石灰石浆液和石膏浆液的磨蚀性，使得密度计的选择具有较大的难度。

在测量浆液密度时，最常用的仪器是γ射线放射吸收测量仪。该测量仪安装在浆液输送或散状输送管道的外侧，属非接触性连续测量。然而，该γ射线放射吸收测量仪存在以下缺点:放射性对人身伤害较大，需要有严格的防护装置并办理放射性使用许可；另外，此法不能区分悬浮固体和溶解固体。

另一种密度测量是使用簧片振动式仪表(克立奥)，簧片振动式仪表的原理是靠浆液浓度变化影响到电动线圈的振动，通过电子线路将该振动转化为密度测量值。然而此测量仪易受到管系振动的干扰，而且其接触性探头(簧片)易受到浆液的冲刷和腐蚀，使用寿命短，性能不可靠，因此极少采用。

第三种密度测量仪为质量流量计，其密度测量原理是：测量管连续地以一定的共振频率进行振动，振动频率随流体的密度变化而变化，因此共振频率是流体密度的函数，由此可得对应的密度输出信号。其精度可达0.002g/cc。其缺点是接触式测量，浆液对测量管有磨损，影响测量精度；其发生装置为通径很小的波纹管，由于石灰石浆液和石膏浆液流体中带固体颗粒,波纹管容易堵塞，运行不稳定。

发明内容

针对现有浆液密度测量技术γ射线放射吸收测量仪存在的放射性污染，簧片振动式仪表测量时簧片易受振动干扰导致测量不准，质量流量计测量磨损和腐蚀严重，容易堵塞，更换频繁等缺陷，利用在浆液中悬浮物体的质量应等于其排开浆液质量的原理，本实用新型旨在提供一种固液两相流体（浆液）密度在线测量仪，该测量仪结构简单，操作简便，抗干扰强，测量精确度高，安全适用。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：所述固液两相流体密度在线测量仪，其结构特点是，包括测量罐，置于测量罐内的导流筒，在所述导流筒内设有一随测量罐内液体密度变化而上下浮动的浮球升降器。

进一步地，所述浮球升降器的结构是，在导流筒内设有一浮球，该浮球顶端连有一升降杆，升降杆的另一端与一装在测量罐上端的升降杆导向筒内的测距反射片相连，该升降杆导向筒顶端设有可测量测距反射片移动距离的测距仪。

另外，所述的测量罐和导流筒同轴心，所述导流筒壁面上开有多个浆液流动孔。

所述测量罐下端一侧设有切向浆液入口及进料阀，测量罐底部一侧设排液口及底流阀，测量罐顶部一侧设有溢流口，测量罐顶部设有洗涤液入口。

所述测量罐的溢流口下方装有溢液接收器及溢液回流孔。

所述测量罐、导流筒、升降杆导向筒和升降杆均采用耐磨、耐腐蚀的钛合金或高镍基合金或双向不锈钢制造。

通过将待测密度的固液两相流体（浆液）引入一测量罐中，在测量罐中放置一个由浮球、一个升降杆和测距反射片组成的浮球升降器，浮球浸没在浆液中，升降杆外露于浆液外。由于浮球升降器质量一定，当浆液密度发生变化时，升降杆沉没深度将发生变化，通过检测升降杆上升、下降的值可以对应测得准确的浆液密度值。

工作过程：首先，将固液两相流体从浆液入口进入测量罐，其中浮球半径为r，导向杆直径为d，利用测距仪测得固液两相流体液面至测距反射片距离为H₁，浮球顶端至测距反射片距离为H，浮球、导向杆和测距反射片的质量和为M；

固液两相流体密度发生变化后，利用测距仪测得浮球、导向杆和测距反射片一起移动了H₂；

根据浆液中悬浮物质量等于其排开浆液质量的原理，由1/ρ={4/3π×r³+1/4π×d²×(H-H₁)}/M-1/4π×d²/M×H₂，可得出变化后待测的固液两相流体的密度ρ；

测量完毕后，打开底流阀，然后从洗涤液入口注入洗涤液，清洗测量罐。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构原理图。

在图中：

1-测量罐； 2-进料阀； 3-浮球；

4-升降杆； 5-测距反射片； 6-升降杆导向筒；

7-测距仪； 8-溢流口； 9-溢液接收器；

10-溢液回流孔； 11-底流阀； 12-导流筒；

13-法兰。

具体实施方案

以下通过具体实施方案详细介绍本实用新型：

一种固液两相流体密度在线测量仪，如图1所示，包括测量罐1，置于测量罐1内的导流筒12，在所述导流筒12内设有一随测量罐1内液体密度变化而上下浮动的浮球升降器。

进一步地，所述浮球升降器的结构是，在导流筒12内设有一浮球3，该浮球3顶端连有一升降杆4，升降杆的另一端与一装在测量罐1上端的升降杆导向筒6内的测距反射片5相连，该升降杆导向筒6顶端设有可测量测距反射片5移动距离的测距仪7。

另外，所述的测量罐1和导流筒12同轴心，所述导流筒12壁面上开有多个浆液流动孔。

所述测量罐1下端一侧设有切向浆液入口及进料阀2，测量罐1底部一侧设排液口及底流阀11，测量罐1顶部一侧设有溢流口8，测量罐1顶部设有洗涤液入口。

所述测量罐1的溢流口8下方装有溢液接收器9及溢液回流孔10。

所述测量罐1、导流筒12、升降杆导向筒6和升降杆4均采用耐磨、耐腐蚀的钛合金或高镍基合金或双向不锈钢制造。

将被测量密度的浆液从进料阀2切向进入测量罐1，测量罐1中心带有镂空的导流筒12，浮球3在导流筒12中，浆液在导流筒12外从下向上流动，又可通过导流筒12上的浆液流动孔与导流筒12内浆液形成对流，既防止旋流浆液对浮球3的影响，又使导流筒12内浆液与导流筒12外浆液对流。当浆液面高于溢流口8时，浆液从溢流口8流出，从而保持浆液处于流动状态，使浆液在测量罐1中保持自扰动，上下均匀，且保持测量罐1中液面恒定。浮球3浸没在浆液中，浮球3、升降杆4、测距反射片5的质量应等于浮球3及升降杆4浸没于浆液中的体积所排开浆液的质量，当浆液密度发生变化时，升降杆4浸没于液体中的长度将发生变化，由于液面高度恒定，所以，升降杆4将上下移动，移动的距离通过测距仪7测量并转变为电信号，利用测得的此距离值可以计算出对应液体密度值。

下面以一具体实例进行说明，所选用的浮球3半径为r=30mm，导向杆直径为d=15mm，利用测距仪7测得固液两相流体液面至测距反射片5距离为H₁=50mm，浮球3顶端至测距反射片5距离为H=350mm，浮球3、导向杆4和测距反射片5的质量和为M=150g；

固液两相流体密度发生变化后，利用测距仪7测得浮球3、导向杆4和测距反射片5一起移动了H₂；

根据浆液中悬浮物质量等于其排开浆液质量的原理，由1/ρ={4/3π×r³+1/4π×d²×(H-H₁)}/M-1/4π×d²/M×H₂，可得出变化后固液两相流体的密度ρ；

测量完毕后，打开底流阀，然后从洗涤液入口注入洗涤液，清洗测量罐1。

具体测得的H₂值和通过公式计算的密度ρ如下表：

序号	H₂值mm	液体密度g/l	序号	H₂值mm	液体密度g/l
						1	0	963.7	17	160	1088.8
2	10	913.2	18	170	1102.9
						3	20	923.1	19	180	1117.4
4	30	933.2	20	190	1132.3
						5	40	943.6	21	200	1147.6
6	50	954.2	22	210	1163.4
						7	60	965.1	23	220	1179.5
8	70	976.2	24	230	1196.1
						9	80	987.5	25	240	1213.2
10	90	999.1	26	250	1230.8
						11	100	1011.0	27	260	1248.9
12	110	1023.2	28	270	1267.5

13	120	1035.7	29	280	1286.8
						14	130	1048.5	30	290	1306.5
15	140	1061.6	31	300	1327.0
						16	150	1075.0

从表中数据可以看出，随着H₂数据增加，对应密度值相应增加。H₂值每变化10mm，密度值约变化15g/l。H₂精度值一般可以达到1mm，因此，此密度计理论精度可以高达到2g/l，即0.2%左右。

Claims

1.一种固液两相流体密度在线测量仪，其特征是，包括测量罐（1），置于测量罐（1）内的导流筒（12），在所述导流筒（12）内设有一随测量罐（1）内液体密度变化而上下浮动的浮球升降器。

2.根据权利要求1所述的固液两相流体密度在线测量仪，其特征是，所述浮球升降器的结构是，在导流筒（12）内设有一浮球（3），该浮球（3）顶端连有一升降杆（4），升降杆的另一端与一装在测量罐（1）上端的升降杆导向筒（6）内的测距反射片（5）相连，该升降杆导向筒（6）顶端设有可测量测距反射片（5）移动距离的测距仪（7）。

3.根据权利要求1或2所述的固液两相流体密度在线测量仪，其特征是，所述的测量罐（1）和导流筒（12）同轴心，所述导流筒（12）壁面上开有多个浆液流动孔。

4.根据权利要求1或2所述的固液两相流体密度在线测量仪，其特征是，所述测量罐（1）下端一侧设有切向浆液入口及进料阀（2），测量罐（1）底部一侧设排液口及底流阀（11），测量罐（1）顶部一侧设有溢流口（8），测量罐（1）顶部设有洗涤液入口。

5.根据权利要求1或2所述的固液两相流体密度在线测量仪，其特征是，所述测量罐（1）的溢流口（8）下方装有溢液接收器（9）及溢液回流孔（10）。

6.根据权利要求1或2所述的固液两相流体密度在线测量仪，其特征是，所述测量罐（1）、导流筒（12）、升降杆导向筒（6）和升降杆（4）均采用耐磨、耐腐蚀的钛合金或高镍基合金或双向不锈钢制造。