ДЕФОРМАЦИОННЫЕ МАНОМЕТРЫ 8 страница

тодным повторителем КП сигнал усиливается по мощности. Кроме того, КП служит для согласования выходного сопротив­ления блока 8 с входным сопротивлением измерительного при­бора 9.

Сигнал поступает на измерительный прибор 9, автоматиче­ский электронный мост ЭМП-120, реверсивный двигатель М₂ ко­торого вращает движок реохорда R_p, включенного в анодную ,нагрузку фотоэлектронного умножителя, до положения, когда значения напряжений на конденсаторах С2 и СЗ станут рав­ными.

Так как ослабление потока рабочего источника пропорцио­нально плотности среды, то положение движка реохорда и свя­занного с ним указателя отсчетного устройства прибора ОУ ха­рактеризуют плотность вещества.

Прибор может быть использован для измерения плотности вещества в пределах 500—3000 кг/м³ в трубопроводах с устано­вочными диаметрами £>=100н-300 мм. При необходимости дат­чик плотномера может быть настроен на любой поддиапазон в интервале 50—500 кг/м³.

Основная погрешность измерения, приведенная к диапазону измерения плотности при j=(20±5°) °С и относительной влаж­ности не более 98 %, составляет ±2 % • Быстродействие плот­номера не менее 60 с.

Конструктивные модификации исполнения прибора — нор­мальное (ПР-1024) и взрывозащищенное (ПР-1024В). При уста­новке источника и приемника излучений желательно использо­вать вертикальные трубопроводы с проходящим вверх веще­ством для их полного заполнения веществом, отсутствия в среде воздушных включений, исключения засорения и зарастания тру­бопровода. Толщина стенок трубопровода в^ месте установки датчика ПР-1024 должна поддерживаться постоянной. Прибор сконструирован в соответствии с санитарными правилами экс­плуатации радиоизотопной техники и абсолютно безопасен для обслуживающего персонала и окружающих лиц.

7.5. КОНЦЕНТРАТОМЕРЫ МЕХАНИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ

В целлюлозно-бумажном производстве важнейшей характе­ристикой перерабатываемых веществ является концентрация твердых частиц, сухих веществ, щепы, целлюлозы и различных наполнителей бумаги или картона, как правило, в водных рас­творах. Задачи измерения механических концентраций в раство­рах многообразны и сложны. При этом их решения безотлага­тельны, так как контроль качества технологических процессов и их управление для увеличения производительности и улучшения качества промежуточной и конечной продукции невозможно осу­ществлять без анализа названных технологических параметров. В первую очередь это относится к измерению концентрации все­возможных волокнистых суспензий, которые образуются в вод­ных растворах при производстве и переработке древесной, цел­люлозной и бумажной масс в процессе производства щепы, при промывке, сортировании, отбелке, размоле и т. д. Определяю­щую роль концентрация бумажной массы играет для ритмич­ной, бездефектной работы бумага- и картоноделательных ма­шин. Поэтому измерение концентрации массы особенно важно в массоподготовительных производствах.

Основной характеристикой варочных растворов также слу­жит концентрация абсолютно сухих веществ, знание которой не­обходимо для их производства и на протяжении всего цикла ре­генерации.

Концентрация массы (водной суспензии) определяется со­держанием в ней абсолютно сухого вещества в массовых про­центах. Если в массе содержатся только волокна, то концентра­ция зависит от их содержания. Концентрация массы ниже 1 % называется слабой, выше — средней, а после 6 % — высокой.

Как известно, масса представляет собой неньютоновую жид­кость, поведение которой определяется ее реологией. При сла­бой концентрации волокнистая суспензия может оказывать меньшее сопротивление, чем вода. При переходе к средней кон­центрации она становится псевдопластическим веществом с не­гомогенной структурой, но благодаря свойству препятствовать турбулентности такая масса хорошо поддается определению концентрации по измерению в ней трения (кажущейся вязко­сти). Масса высокой концентрации неоднородна, образует пучки и характеризуется повышенной турбулентностью, ее измерение чрезвычайно затруднительно.

Непосредственно концентрация массы может быть опреде­лена только с помощью лабораторного анализа, которым поль­зуются и для градуировки и для поверки технических концен-тратомеров. Так как концентрация массы в производственных условиях в емкостях и трубопроводах неоднородна, то к ее оп­ределению необходимо подходить, как к случайной величине, т. е. отбирать несколько проб (до 10 и чем больше, тем лучше) и находить среднее значение (математическое ожидание) кон­центрации для конкретного анализа. Массу для пробы надо хо­рошо размешивать и отбор делать из разных объемов. Подробно последовательность рекомендуемых операций при лабораторном анализе для поверки концентратомеров механических смесей излагается в работе [35]. Однако получаемая при этом абсолют­ная погрешность анализа, составляющая ±0,1—0,3 %, в настоя­щее время метрологически не обеспечивает поверки погрешно­стей технических концентратомеров, что является одной из про­блем измерения концентрации массы.

Существующие технические приборы для измерения концен­трации массы основаны на косвенных измерениях. Они имеют ограниченные диапазоны определяемых концентраций и суще­ственные дополнительные погрешности из-за влияния сопут­ствующих переменных параметров массы и условий, при ко­торых она находится в производственном процессе. К ним относятся: состав массы (качественный, фракционный и компо­зиционный), температура, давление, скорость и характер потока массы, рН среды. В некоторых случаях смолы и клей могут способствовать загрязнению поверхностей преобразователей.

В настоящее время абсолютное большинство применяемых производственных приборов для измерения средней концентра­ции массы (1—6 %) основаны на эффекте измерения сил трения;

при движении массы по открытым и закрытым трубопрово­дам возникает сопротивление ее движению, связанное с трением массы о стенки трубопроводов и между слоями волокон и при­водящее к потере напора в трубопроводе, которая служит ме­рой концентрации массы;

в массу различными способами помещают вращающийся чувствительный элемент (роторный датчик) разнообразных кон­структивных модификаций, который при своем движении испыты­вает сопротивление, зависящее от поверхностного и внутреннего

трения массы и определяющее тормозной момент при задан­ной круговой скорости вращения датчика; этот момент харак­теризует концентрацию массы;

в движущуюся по напорным трубопроводам массу погру­жают неподвижный чувствительный элемент (тело специальной конфигурации) — датчик обтекания, на который действуют силы,

5 6 i £

F

Рис. 7-24

связанные с поверхностным и внутренним трением в массе и являющиеся мерой ее концентрации;

при перемещении массы обычно высокой концентрации с по­мощью энергетического оборудования (насосов, мешалок) ис­пользуется зависимость нагрузки приводных двигателей от по­верхностного и внутреннего трения массных суспензий, которое определяется концентрацией волокна [35].

Так как само значение составляющих трения зависит не только от концентрации массы, но и от других характеристик массы и условий ее существования (что подробно изложено

Рис. 7-25 Рис. 7-26

в работе [35]), то показания пер­вичных измерительных преобра­зователей концентрации массы в большей или меньшей мере оп­ределяются составом, темпера­турой, давлением и скоростью массы.

На рис. 7-24 приведены схе­мы устройств первичных измери­тельных преобразователей — чув­ствительных элементов — датчи­ков концентрации массы ротор­ного типа для открытых емко­стей (рис. 7-24, а) и для напор­ных трубопроводов (рис. 7-24, б), а также датчиков обтекания (рис. 7-24, в).

Датчики устанавливают таким образом, чтобы на их пока­зания не влияла скорость движения массы и ее колебания. С этой целью используются специальные буферные емкости, са­мотечные линии, отводы от напорных трубопроводов, специаль­ные расширения массопроводов и цилиндрические ниши в стенках массопроводов (в последних для стабилизации ско­рости движения массы применяются специальные крыльчатки).

В СССР наибольшее распространение получили датчики кон­центрации массы роторного типа, устанавливаемые в открытых емкостях (отечественная модификация — К.БМ-62, ДКП-63) и датчики обтекания для напорных линий (отечественная моди­фикация — ДКБП-70).

Структурно (рис. 7-25) известные датчики для- измерения концентрации массы состоят из первичных измерительных пре­образователей ПИП, преобразующих концентрацию в механиче­ский сигнал: тормозной момент М, действующий на вал элек­тродвигателя, или усилие F, создаваемое на чувствительных элементах.

Измерительные преобразователи ИП₂, ИП₃ предназначены для получения измерительных сигналов, удобных для дистан­ционной передачи и представления в измерительных приборах. Измерительные преобразователи ИП₂ служат для преобразова­

ния сигналов с ПИП в перемещение Д/, осуществляемое систе­мой рычажных передач. В качестве ИП_г используются диффе­ренциально-трансформаторные преобразователи с выходным сигналом в виде электрического напряжения переменного тока £/, работающие в комплекте с дифференциально-трансформа­торными вторичными приборами типа КПД, КОД.

В настоящее время к ПИП подключают стандартные пнев-мосиловые или электросиловые уравновешивающие преобразо­ватели (см. гл. 9), которые кроме ИП₂ содержат измерительные преобразователи ИП₃ и обратные преобразователи ОЯ₄, уравно­вешивающие измеряемое усилие F и осуществляющие его преоб­разование в стандартные пневматические или электрические ана­логовые сигналы. В этом комплекте используются измеритель­ные приборы ГСП типа ПВ или КПУ и КСУ соответственно.

Устройство роторных датчиков поясняет рис. 7-26, на котором изображен датчик концентрации массы типа ДКП-63. Первичный измерительный преобразователь роторного типа представляет полый винипластовый конус с ребрами 1. Он при­водится во вращение со скоростью 75 об/мин однофазным син­хронным электродвигателем 3 типа СД-09М мощностью 30 Вт через планетарный редуктор. Вал двигателя 7, соединенный с конусом, уплотнен направляющим фторопластовым сальни­ком 2. Для уменьшения колебаний двигатель помещен в мас­ляный демпфер 5. Двигатель вместе с демпфером омываются охлаждающей водой через бачок постоянного уровня 4 (Qn = = 0,l-f-0,3 л/мин). Вода стекает через днище корпуса датчика на верхнюю часть конуса, очищая его от брызг массы.

По корпусу сделана винтовая нарезка, по которой переме­щается гайка 6. С помощью этой гайки регулируется глубина погружения конуса в массу, что позволяет изменять пределы измерения датчика в диапазоне от 1,5 до 5%. Чем глубже по­гружен конус, т. е. чем больше поверхность его соприкосновения с массой, тем более низкие концентрации массы может изме­рять датчик.

Тормозной момент, возникающий в результате трения ко­нуса о массу, стремится повернуть статор двигателя. Он пере­дается через муфту на систему рычагов преобразователей, по­строенных аналогично стандартному пневмосиловому преобра­зователю.

Для настройки предела измерения датчика массы, кроме перемещения конуса, изменяется передаточное отношение ры­чажной системы, а установка начального значения выходного сигнала осуществляется пружиной, связанной с корректировкой положения рычагов пневмосилового преобразователя.

В отличие от ДКП-63, датчик КБМ-62 имеет дифференциаль­но-трансформаторный преобразователь с выходным сигналом, поступающим на дифференциально-трансформаторный прибор. Настройка предела измерения осуществляется изменением по­ложения фиксатора подвесной ленты, на которой подвешен ста­тор электродвигателя. Лента через рычаг жестко соединена с сердечником дифференциально-трансформаторного преобразо­вателя. Нуль устанавливается изменением положения катушки преобразователя.

Роторные датчики концентрации массы можно использовать для измерения концентрации от 1,5 до 5 % с поддиапазонами не более 1 % концентрации почти с линейной шкалой. Абсолютная погрешность измерения составляет ±0,03% при условии граду­ировки датчиков на месте установки при постоянной темпера­туре, составе и степени помола массы.

При эксплуатации этих датчиков необходимо соблюдать не­изменность расхода массы, т. е. скорости, и не превышать ее значения выше установленной нормы (меньше 0,3 м/с по отно­шению к конусу), чтобы не возникало водяного кольца, иска­жающего показания датчиков.

Рассмотренные датчики концентрации обладают тем недо­статком, что требуют специальных приемных баков и системы трубопроводов для своей установки.

Датчики роторного типа устанавливаются в специальных открытых емкостях. Схема их установки приведена на рис. 7-27

на примере датчика типа КБМ-62. В приемный бак 2 масса по­ступает по трубопроводу 7, обтекает вращающийся полый конус с ребрами из винипласта 3, переливается через край бака в на­ружный цилиндр 4 и через нижний штуцер 5 сливается в соот­ветствующий бассейн. Расход массы должен поддерживаться в пределах 0,5—1 м³/мин. Для предотвращения влияния вибра­ций насоса приемный бак соединяется с трубопроводом отрез­ком резинового шланга. Для исключения запаздывания длина соединительных линий должна быть как можно короче и с укло­ном для опорожнения в случае прекращения подачи массы.

Ведутся интенсивные разработки концентратомеров массы с датчиками обтекания как в нашей стране, так и за рубежом. Чувствительный элемент датчиков обтекания выбирают с такой конфигурацией режущей кромки, боковой поверхности и хвостовой части, чтобы показания датчиков не зависели от ско­рости потоков масс.

Отечественный датчик обтекания ДКБП-70 (рис. 7-28), отли­чается конструктивной формой чувствительного элемента пер­вичного измерительного преобразователя /. Перед чувствитель­ным элементом установлен отражатель скоростного напора 2. Сам чувствительный элемент имеет значительную боковую по­верхность за счет чего увеличивается эффект зависимости уси­лия, развиваемого на нем, от поверхностного трения массы, т. е. от ее концентрации. Два косых прореза повышают чувствитель­ность преобразователя к воздействию усилий трения, увеличи­вая его деформацию. Однако это уменьшает боковую поверх­ность чувствительного элемента и несколько увеличивает зави­симость его показаний от скорости. Наличие особой формы хвостовика исключает в некоторой степени влияние скоростного напора и силы разрыва волокнистой структуры. Такая конфигу­рация преобразователя позволяет использовать его для измере­ния концентрации массы при v = 0,2-^-3 м/с с погрешностью от изменения скорости по абсолютной величине концентрации 0,025 % при четырехкратном изменении расхода массы.

Для датчиков обтекания зависимость результатов измерения от изменения состава и температуры массы такая же, как у дат­чиков роторного типа. Исключением является нечувствитель­ность ДКБП-70 к наличию наполнителей, так как их мелкие ча­стицы отражаются от передней грани отражателя и не уча­ствуют в обтекании боковых поверхностей.

Усилие F, развиваемое описанным преобразователем, через разделительную мембрану 3, заделанную по контуру резиновым кольцом, передается на систему рычагов ИП₂ и далее преобра­зуется в стандартный пневматический сигнал ИПз и ОП₄ (см. рис. 7-25). Устройство ИП₃ и ОПд соответствует описанному пневмосиловому преобразователю (гл. 9).

Конструктивное исполнение датчика ДКБП-70 позволяет:

осуществлять настройку нуля датчика с помощью пружины

6 сильфона обратной связи в ОП₄ (точно) и пружины 5, связан­ной с первым ведущим рычагом ИП₂ (грубо);

производить настройку верхнего предела измерения концен­трации серьгами 8, перемещающимися по ведущему и ведомому рычагам и изменяющими передаточный коэффициент ИП₂, и гайкой 7, посредством которой изменяется соотношение плеч рычага ИПз и ОП₄;

исключать перемещение первичного преобразователя во время работы, за счет расположения центра ведущего рычага ИП₂ на рамке из плоских пружин (на рис. 7-28 рамка не по­казана) ;

арретировать подвижную часть датчика при транспортировке с помощью винтов 4.

При настройке верхнего предела измерения концентрации датчик располагается так, чтобы ось, проходящая через центр тяжести тела обтекания, была расположена вертикально. К дат­чику вдоль этой оси крепится груз равный силе F, развиваемой чувствительным элементом при максимальной измеряемой кон­центрации. Затем перемещают серьги 8 и гайку 7 до тех пор, пока выходной пневматической сигнал не станет равным 0,1 МПа.

Датчик крепится в массопроводы специальным приварным фланцем с проходным отверстием 57 мм, входящим в комплект датчика. Напорный трубопровод должен иметь установочный диаметр не менее 150 мм при статическом давлении массы не более 0,6 МПа и температуре до 95 °С. Скорость движения массы должна находиться в пределах от 0,2 до 3 м/с.

Описанный датчик позволяет измерять концентрацию массы в диапазоне 1—5%- Для поддиапазона 1,5—4% воспроизводи­мость показаний (повторяемость, характеризуемая погрешно­стью невоспроизведения градуировочной зависимости) состав­ляет ±0,1 % абсолютного значения концентрации при постоян­ных температуре (для ^=5^95 °С), составе, помоле массы и ее скорости. Дополнительная погрешность от изменения скорости в четырехкратном диапазоне по данным разработчиков приво­дит к появлению абсолютной погрешности измерения концен­трации массы порядка Д„= ±0,05 %•

Периодически необходима поверка датчиков концентрации массы по образцовым лабораторным приборам и методикам. При установке датчиков следует проводить серию поверок, чтобы определить правильность и сходимость показаний этого устройства (см. гл. 1) и межповерочный интервал для ведом­ственной поверки концентрации массы для конкретных условий их эксплуатации. Последнее может сильно влиять на дополни­тельные погрешности и погрешности нестабильности (см. гл. 2) и вызывать метрологические неисправности приборов. Напри­мер, в ряде случаев показания концентратомеров волокнистых суспензий отличаются от образцовых значений концентрации, измеренных лабораторным путем на 10—40%. Кроме того, ча­сто можно заметить эффект засмоления чувствительных эле­ментов датчиков, что приводит к изменению показаний прибора во времени (к погрешности нестабильности), а также к метро­логической неисправности средства измерения. Для периодиче­ской поверки датчиков концентрации массы рекомендуется в не­посредственной близости к месту установки датчика предусмат­ривать на трубопроводе отборное устройство для получения проб массы в процессе эксплуатации. Установка пробоотборни­ков особенно важна в тех случаях, когда информация от дат­чиков используется для управления технологическими процес­сами. Например, определение производительности в процессе переработки массы зависит от правильности и сходимости изме­рений расходов, концентраций и запасов массы. Неточное их из­мерение может приводить к большим погрешностям оценок дея­тельности отдельных целлюлозно-бумажных производств и ком­бинатов в целом.

Зарубежные модификации датчиков обтекания и роторного типа подробно рассматриваются в работе [35].

Для измерения слабых концентраций волокнистых суспен­зий применяются следующие физические эффекты: поглощение ультразвука, поглощение света, поляризация света, взвешива­ние абсолютно сухого остатка при высушивании на полотне-основе. В автоматических анализаторах качества потоков масс эти эффекты пока не нашли удовлетворительного воплощения.

Для измерения концентрации волокна в оборотных и сточ­ных водах в УкрНПОБумпроме разработан оригинальный при­бор. Измерительное устройство основано на зависимости поля­ризации света от концентрации суспензии, в частности целлю­лозной массы в водном растворе.

На рис. 7-29 представлена структурная схема концентрато-мера для измерения концентрации волокна в воде типа ВСВ.

Пучок света от источника 2 с помощью линзы 3, отражателя 1 и поляризатора 4 преобразуется в поляризованный параллель­ный и направляется через оптическое окно 5 в исследуемый объем суспензии. В оптическое окно 6 поступает пучок света, деполяризованный суспензией, который затем воспринимается двумя преобразователями: поляризованными анализаторами 10 и 7, плоскость поляризации одного из них 7 параллельна, дру­гого 10—перпендикулярна плоскости поляризации поляриза­тора 4, и двумя половинами дифференциального фотоэлемента 9 и 8. Выходные сигналы с фотоэлементов усиливаются усили­телями // и 12, а с помощью блока деления 13 его выходной сигнал, представленный на вторичном приборе 14, становится пропорциональным только концентрации волокна в суспензии.

Использование метода, уравновешивающего преобразования в этом устройстве, позволяет существенно уменьшить влияние дестабилизирующих факторов (изменение содержания сопут­ствующих веществ) и повысить точность способа определения концентрации по эффекту деполяризации света.

Прибор состоит из датчика, измерительного и вспомогатель­ных устройств. Для измерения концентрации датчики погру­жают в поток сточной или об­ратной воды. Датчики выпу­скаются в двух модификациях, отличающихся расстояниями между оптическими окнами и предназначенных для измере­ния различного диапазона ис­следуемых концентраций. Из­мерительный прибор програ-дуирован в единицах массо­вой концентрации. Имеется возможность подключить са­мопишущей прибор или полу­чить выходной стандартный электрический аналоговый сигнал.

Измерительное устройство для определения слабых кон­центраций массы для увеличе­ния быстродействия может быть выполнено на основе прямого метода измерения массового содержания волокна при высушивании на полотне-основе.

В этом устройстве отбирае­мая часть потока (или проба) массы с постоянным расходом через переливной ящик напу­скается на движущуюся по сетке фильтрованную бумагу. Затем масса обезвоживается и высушивается инфракрас­ным излучением до 2—3 %-ной влажности (что контролиру­ется влагомером), после чего из полотна отрубаются куски определенной поверхности, которые взвешиваются на аналити­ческих весах. Содержание сухого волокна подсчитывается в вы­числительном устройстве на основании знания площади поверх­ности куска, влажности высушенной бумаги, массы сухой бу­маги-основы и отрубленных кусков. Однако устройство такой установки настолько сложно, что его применение в производ­ственных условиях не целесообразно. Оно может быть исполь­зовано как метрологическая установка для градуировки и по­верки датчиков малой концентрации массы.

Концентрацию абсолютно сухих веществ в варочных раство­рах (сульфатных и сульфитных щелоках) определяют несколь­кими способами путем косвенных измерений: по плотности с по­мощью массовых, гидростатических или радиоизотопных плот­номеров (см. 7.4). Однако этот путь применим только для щелоков низкой концентрации (от 0 до 30 %), так как при вы­сокой концентрации содержание сухих веществ в щелоке не является однозначной функцией их плотности [35];

по величине температурной депрессии (см. ниже), этот путь применим только для выпарных установок сульфатных щелоков при стабильном режиме их работы;

по преломлению света на основе применения рефрокто-метров;

по теплофизическим характеристикам, которые зависят от свойств щелоков (см. гл. 5).

Концентратомеры щелоков, основанные на измерении темпе­ратурной депрессии. В практике технических измерений целлю­лозно-бумажного производства для выпарных установок ва­рочных сульфатных щелоков часто используются измерители концентрации щелоков, основанные на явлении температурной депрессии.

Температурной депрессией раствора называется разность температур кипения этого раствора и чистого растворителя (на­пример, для черного щелока — воды).

Величина температурной депрессии зависит от концентра­ции раствора, давления над ним и свойств растворенного ве­щества, причем чем больше концентрация раствора, тем выше температура кипения и тем больше величина температурной депрессии.

Зависимость температурной депрессии от концентрации чер­ного сульфатного щелока (по сухому веществу) представлена на рис. 7-30, а. Следует отметить, что температурная депрессия черного щелока не поддается теоретическим расчетам, поэтому соответствие величины температурной депрессии и концентра­ции упаренного щелока следует находить опытным путем для каждой установки.

Обычно измеряют депрессию по разности температуры упа­ренного черного щелока, выходящего из 1-го выходного корпуса выпарной установки, и температуры конденсации водяного пара при постоянном разрежении в этом корпусе. Типовая схема из­мерения температурной депрессии изображена на рис. 7-30,6.

Для измерения перепада температуры два термометра со­противления устанавливают соответственно в выходном трубо­проводе черного щелока 3 и в специальном конденсационном сосуде для свежего пара, соединенном с трубопроводом соко­вого пара 4. Здесь получают чистый насыщенный пар при соот­ветствующем вакууме. Установка термометра сопротивления непосредственно на трубопроводе сокового пара приводит к ис­кажению результатов измерений температуры конденсации во­дяного пара, так как температура этого пара выше, чем темпе­ратура его конденсации. Термометры сопротивления присоеди­няются к разностному мосту /, который измеряет разность температур At=t₂^-U от 6 до 10 °С и градуируется в единицах концентрации или плотности с. Прибор устанавливается непо­средственно у выпарной установки 2.

Для обеспечения достаточной точности измерения концен­трации по температурной депрессии необходимо разностную температуру измерять с малыми погрешностями. Абсолютная погрешность при измерении разности температур ±1 °С отра-

Рис. 7-30

ается на измерении концентрации относительной погрешно­стью, доходящей до 10—17%. Поэтому применение для подоб­ных концентратомеров манометрических термометров с пневма­тическим выходным сигналом и пневматическим прибором, ко­торые имеют невысокие классы точности, нежелательно.

При измерении депрессии возможна значительная динамиче­ская погрешность, так как с изменением вакуума температура пара в сосуде изменяется быстрее, чем температура раствора. Для уменьшения этой погрешности инерционность термометра, помещенного в конденсационный сосуд, необходимо выбирать как можно меньшую.

Чтобы обеспечить малую погрешность при измерении кон­центрации, следует также строго поддерживать постоянство Уровня раствора в выпарном аппарате. Даже при незначитель­ном изменении уровня в аппарате вследствие большой плотно­сти раствора заметно меняется гидростатическое давление, а следовательно, и температура кипения в месте ее измерения.

Погрешность измерения концентрации по величине темпе­ратурной депрессии в выпарных аппаратах щелоков составляет

не менее ±3 % при соблюдении вышеперечисленных рекомен­даций.

Концентратомеры щелоков на основе рефрактометров. Ана­лизировать состав многих растворов удается с помощью спек­трометрических способов (7.1), в частности с использованием законов преобразования светового потока. В ЦБП нашли при­менение измерительные устройства, основанные на изменении показателя преломления или рефракции света при переходе его из одной среды в другую в зависимости от состава исследуемой среды, т. е. рефрактометры.

Зависимость измеряемой концентрации вещества с_х от пока­зателя преломления света п_х

п_х—п₀

(7-17)

где с_а и п_а — известные концентрация и показатель преломления; по — по­казатель преломления растворителя, позволяющий по определяемому п_х су­дить об искомой величине с_х.

Принцип действия датчика рефрактометра, устройство кото­рого изображено на рис. 7-31, состоит в том, что световой моно­хроматический луч от источ­ника 1 через оптическую си­стему 2 попадает на призму 3, соприкасающуюся с исследуе­мым раствором щелока. Отра­женный призмой свет воспри­нимается блоком фотоэлемен­тов 7, сигнал с которых поступает на усилитель и да­лее к измерительному прибору ИП. Измеряя величину потока отраженного света с помощью фотоэлементов, можно судить о концентрации абсолютно су­хих веществ в щелоке и соот­ветственно проградуировать вторичный прибор. Конструктивное устройство датчика представляет собой диа-фрагмовый вентиль, в корпус 4 которого вместо диафрагмы по­ставлен измерительный преобразователь с встроенной призмой 3, устройством 6 для промывки призмы воДой, подаваемой под высоким давлением, и термоэлементом 5, предназначенным для компенсации температурной погрешности рефрактометра при изменении температуры анализируемого вещества. Получаю­щееся при такой конструкции турбулентное движение раствора около призмы обеспечивает определение среднего значения по­казателя преломления и способствует самоочищению поверхно­сти призмы со стороны потока вещества.