一種硝酸銨水溶液濃度在線監測方法
2024-03-10 13:38:15
專利名稱：一種硝酸銨水溶液濃度在線監測方法
技術領域：
本發明涉及一種在線監測方法，尤其涉及一種硝酸銨水溶液濃度在線監測法。
背景技術：
含水硝酸銨炸藥從1956年庫克發明以來，在世界各國得到了大力發展。傳統的含水硝酸銨炸藥生產工藝，是將粉狀硝酸銨溶解在水中，加入適量的硝酸鈉作為增溶和降低硝酸銨析晶點的輔助添加劑，配製成含水硝酸銨炸藥的水相溶液；將柴油、石蠟和乳化劑配製成油相溶液，然後將水、油相溶液按一定比例輸入乳化器乳化成乳膠基質，再經敏化和裝藥工序製成含水硝酸銨炸藥。近年來，將硝酸銨水溶液直接應用於工業炸藥的生產在國外工業炸藥生產中已是比較通行的生產方式，無論是散裝炸藥產品還是包裝產品，通常都直接使用硝酸銨溶液作為原料，這樣既使硝酸銨生產廠家節省結晶能耗、包裝材料成本及包裝的人工成本，又使炸藥生產廠家節約破碎人工成本和溶液的能耗、生產過程能源消耗， 同時簡化了生產工藝，優化了作業環境，穩定了產品質量，降低了生產成本。現行的硝酸銨水溶液濃度的檢測方法主要有比重法和化學分析法(即滴定法)。 比重法的原理是量取一定量的樣品，用蒸餾水稀釋，測定稀釋後樣品的密度P和溫度t，根據p-t表查出稀釋後硝酸銨水溶液濃度，然後換算成樣品硝酸銨水溶液的濃度，此方法的缺點在於由於用於工業炸藥生產的硝酸銨水溶液濃度一般在90%以上，濃度較高，容易析晶，測量誤差較大，不利於產品質量控制；
化學分析法常用的有甲醛法，其原理是在中性溶液中，銨鹽與甲醛作用生成六次甲基四胺和相當於銨鹽含量的酸，在指示劑存在下，用氫氧化鈉標準溶液滴定，根據消耗的氫氧化鈉標準溶液的體積可計算出銨鹽含量，該方法的缺點在於雖然滴定法測量結果準確， 誤差較小，但耗時較多，一般需20min左右。現行的兩種方法對水相配料溶液均是採用間斷式取樣測量，不易操作，即便是提到了水相配料溶液的連續化、自動化控制，也只是實現了稱量法間接控制硝酸銨水溶液濃度的連續化，而不能通過檢測裝置對硝酸銨水溶液濃度進行在線實時測量，因此，沒有從實質上解決水相配料溶液的濃度檢測問題，不能滿足含水硝酸銨炸藥生產線的連續化、自動化的技術要求。生產企業需要一種實時監測硝酸銨水溶液濃度的方法，但現有技術方法不能實現。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種硝酸銨水溶液濃度在線監測法，可以對硝酸銨水溶液的濃度進行在線實時監測，滿足含水硝酸銨炸藥生產線的連續化、 自動化的技術要求。為完成上述目的，本發明採用的技術方案是一種硝酸銨水溶液濃度在線監測法， 包括步驟如下步驟一、將超聲波發生裝置，超聲波接收裝置安裝於硝酸銨水溶液必須監控的生產設備上，對硝酸銨水溶液進行聲速測量，設定聲換能器諧振頻率在35-45KHZ，功率不小於 20W ；步驟二、使用溫度傳感器測量對應超聲波發生、接收裝置安裝位置之間，即監測點的溫度；步驟三、將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號通過傳輸線路送入系統處理主機；步驟四、系統處理主機將所傳遞的測量信號處理成相應數據，並與硝酸銨水溶液溫度一聲速一濃度的標準資料庫內的數據進行比較，獲得被測硝酸銨水溶液的濃度； 步驟五、系統處理主機將所獲得結果送顯示輸出設備。
超聲波測量原理在液體中的超聲波速度會受各種成份的濃度所影響，通過測量液體聲速，從而決定液體的濃度。因為超聲波發生、接收裝置的安裝距離是固定的，為測量超聲波的速度，超聲波發生裝置發射出一脈衝波，並開始計時直到超聲波接收裝置接收到這一束脈衝波，通過測得的傳播時間可精準計算出超聲波在介質中的速度，系統處理主機中預存有各種介質下溫度、聲速及濃度間的關聯數據，根據測量數據計算出液體的濃度。
本發明的有益效果超聲波在線監測硝酸銨水溶液的濃度，與傳統的比重法和化學分析法相比，無需將樣品取出即可測量硝酸銨的濃度，避免了間斷取樣時稱量、稀釋及高濃度硝酸銨水溶液的析晶等帶來的誤差；利用超聲波對硝酸銨水溶液濃度進行實時測量， 可以反映任意時刻硝酸銨的濃度，測量速度高，實現了在連續化，自動化生產工業炸藥的過程中對硝酸銨水溶液濃度的在線監測及控制。
以下結合實施例對本發明作詳細描述。
圖1 為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明作進一步地描述。
實施例1 如圖1所示，一種硝酸銨水溶液儲罐中硝酸銨水溶液濃度的在線監測，包括步驟如下 步驟1、將超聲波發生裝置1、超聲波接收裝置2固定安裝於硝酸銨水溶液必須監控的生產設備3儲罐中，超聲波發生裝置1與超聲波接收裝置2間的距離為15cm，聲換能器諧振頻率設置為45KHz，裝置功率^W，對硝酸銨水溶液進行聲速測量，測量所得聲速值為1969 m/s ；步驟2、使用溫度傳感器4測量對應超聲波發生裝置與超聲波接收裝置安裝位置之間， 即監測點的溫度，測定溫度值為125°C ；步驟3、將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號通過傳輸線路送入系統處理主機5 ；步驟4、系統處理主機5將所傳遞的測量信號經轉換處理成相應數據，並與硝酸銨水溶液溫度一聲速一濃度的標準資料庫內的數據進行比較，獲得被測硝酸銨水溶液的濃度為92. 79% ；步驟5、系統處理主機5將所獲得結果送顯示輸出設備6顯示硝酸銨水溶液濃度值，同時通過語音播報測量結果。
從儲罐中對應監測點的位置取樣，採用甲醛法測量硝酸銨水溶液濃度，其濃度值為92. 48%，測量結果對比合格，本方法可多次測量，也可以將短時間內多組數據求平均值， 測量結果更精確。
實施例2:如圖1所示，一種硝酸銨水溶液運輸管道中硝酸銨水溶液濃度的在線監測，包括步驟如下步驟1、將超聲波發生裝置1、超聲波接收裝置2固定安裝於硝酸銨水溶液必須監控的生產設備3運輸管道中，超聲波發生裝置和超聲波接收裝置間的距離為10cm，聲換能器諧振頻率設置為35KHz，裝置功率20W，對硝酸銨水溶液進行聲速測量，測量所得聲速值為 1875 m/s ；步驟2、使用溫度傳感器4測量對應超聲波發生裝置與超聲波接收裝置安裝位置之間， 即監測點的溫度，測定溫度值為120°C ；步驟3、將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號通過傳輸線路送入系統處理主機5 ；步驟4、系統處理主機5將所傳遞的測量信號處理成相應數據，並與硝酸銨水溶液溫度一聲速一濃度的標準資料庫內的數據進行比較，獲得被測硝酸銨水溶液的濃度為 90. 34% ；步驟5、系統處理主機5將所獲得結果送顯示輸出設備6顯示硝酸銨水溶液濃度，並通過語音播報測量結果。
從儲罐中對應監測點的位置取樣，採用甲醛法測量硝酸銨水溶液濃度，其濃度值為90. 12%，測量結果對比合格。
權利要求
1. 一種硝酸銨水溶液濃度在線監測方法，其特徵在於包括步驟如下 步驟一、將超聲波發生裝置(1)、超聲波接收裝置(2)安裝於硝酸銨水溶液必須監控的生產設備(3)上，對硝酸銨水溶液進行聲速測量，設定聲換能器諧振頻率在35-45KHZ，功率不小於20W ；步驟二、使用溫度傳感器(4)測量對應超聲波發生、接收裝置安裝位置之間，即監測點的溫度；步驟三、將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號通過傳輸線路送入系統處理主機(5)；步驟四、系統處理主機(5)將所傳遞的測量信號處理成相應數據，並與硝酸銨水溶液溫度一聲速一濃度的標準資料庫內的數據進行比較，獲得被測硝酸銨水溶液的濃度； 步驟五、系統處理主機(5 )將所獲得結果送顯示輸出設備(6 )。
全文摘要
本發明公開了一種硝酸銨水溶液濃度在線監測方法，利用超聲波發生、接收裝置在生產設備上對硝酸銨水溶液進行聲速測量，並使用溫度傳感器測量對應超聲波發生、接收裝置安裝位置點的溫度，將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號通過傳輸線路送入系統處理主機處理，並與硝酸銨水溶液溫度—聲速—濃度的標準資料庫內的數據進行比較,獲得被測硝酸銨水溶液的濃度，所得結果送顯示器顯示或語音播報。本發明通過以上五步驟，實現了對硝酸銨水溶液濃度在線實時監測，滿足了含水硝酸銨炸藥生產線連續化、自動化的技術要求。
文檔編號G01N29/024GK102507732SQ201110381289
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月26日 優先權日2011年11月26日
發明者夏光, 張東傑, 張現亭, 王曉雲, 章晉英, 陸麗園 申請人:煤炭科學研究總院爆破技術研究所