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非接触式浆料密度和物位测量方法研究

杨远飞  
【摘要】:随着电子和测量技术的发展,现有的密度或物位测量仪器多种多样,一般具有精度高、量程广、灵敏度高、耐腐蚀、多用途等特点。但在石油、化工、食品等加工过程中涉及一类特殊的流体,它具有高温、高粘稠、强腐蚀的特性。不宜采用接触式方法测量其密度,因为长期使用会有少量物质粘附在传感器膜表上,使传感器与流体主体隔离,测量灵敏度无法体现;而依据光学、声学、放射性原理工作的非接触式测量方法需要复杂的附属设备,并要求流体均匀分散,在保证测量准确性的同时难以保证经济性,所以研究一种经济适用、操作简单的非接触式浆料密度和物位测量方法成为一个重要的课题。国内有学者提出相关的解决方案:用纯净的水做隔离介质,该方法只能测量密度比水小,且与水不相溶的流体,测量范围有局限;吹气法是用气体作隔离介质,需要有稳定的气源,在使用中因无法观测到气泡的稳定性,且对压力波动变化不明显而无法广泛应有。 本文针对特殊工况下的测量要求,提出一种空气作为隔离介质的高温、高粘度、强腐蚀性介质的密度和液位测量方法,基于静压测量液位的原理,利用空气的可压缩性和压力传输性质,在管路需要测量液相静压的位置垂直流动方向设置一根测量管,管内预存一定量气体,管的盲端安装空气压力传感器,开口端直接插入待测点,用光纤将被测量信息传输至远离测量现场的二次仪表端进行处理,管内气体将传感器的敏感膜片和粘性流体分隔开。从根本上解决了传感器的敏感膜片被腐蚀和粘附的问题,使测量系统具有本质安全性。 本文详细推导了测量管内气相组成,液位高度h_1的变化规律,发现这种变化


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