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在线浓度监测仪阅读:13

在线浓度监测仪是一种用于实时、连续测量工业过程中液体或气体介质中特定组分浓度的自动化分析仪表。

核心组成

  1.传感器探头:直接接触介质,完成物理/化学信号采集(如棱镜、电极、振动元件、光学窗口)。

  2.变送器/分析单元:将原始信号处理、温度补偿、线性化,并输出标准信号(4–20 mA、Modbus、Profibus等)。

  3.过程连接件:卫生型卡箍(食品/制药)、法兰或螺纹(化工),确保密封与耐压。

  4.清洗/吹扫接口(可选):用于易结垢、高粘或易结晶介质的自维护。

工作原理

  在线浓度监测仪并非单一技术设备,而是根据被测介质和工艺需求,采用多种物理或化学传感原理:

  1.折光法(折射率法)

  原理:溶液的折射率与其浓度呈函数关系(如糖液、盐水、酸碱溶液)。通过测量光线穿过样品时的折射角,换算为浓度。

  特点:响应快、无试剂、适用于透明清洁液体。

  典型应用:果汁Brix值、切削液浓度、NaOH/H?SO?浓度、乙二醇防冻液。

  2.密度法

  原理:利用振动管或音叉传感器测量流体密度,再通过密度–浓度标定曲线推算浓度(前提是组分已知且单一变量)。

  典型应用:酒精含量、氨水浓度、牛奶脂肪含量间接监测。

  3.电导率法

  原理:电解质溶液的电导率随离子浓度变化。通过电极测量电导值,转换为浓度。

  局限:仅适用于离子型物质(如酸、碱、盐),非电解质(如糖、乙醇)无效。

  典型应用:纯水/超纯水水质、酸碱中和过程、海水淡化。

  4.红外(IR)或近红外(NIR)光谱法

  原理:特定分子对特征波长红外光有吸收,吸收强度与浓度成正比(朗伯–比尔定律)。

  优势:可多组分同时分析,非接触,适用于复杂混合物。

  典型应用:制药反应过程监控、乳品成分分析、溶剂回收浓度。

  5.超声波法

  原理:声速在介质中的传播速度与浓度相关,通过测量超声波飞行时间推算浓度。

  适用场景:高粘度、含微气泡或轻微浑浊液体(如纸浆、泥浆)。

  6.pH+温度补偿法(间接浓度)

  用于弱酸/弱碱体系(如氨水、碳酸溶液),通过pH值结合温度反推浓度。

典型应用

  1.化工生产:硫酸、盐酸、烧碱、双氧水等原料浓度实时控制。

  2.食品饮料:糖浆、酱油、乳制品、啤酒酿造中的可溶性固形物监测。

  3.制药行业:发酵液糖浓度、缓冲液配制、CIP清洗液浓度验证。

  4.环保水处理:PAC/PAM絮凝剂投加浓度控制、脱硫浆液密度/浓度监测。

  5.新能源:锂电池电解液LiPF?浓度、氢氧化锂溶液纯度监控。

  6.HVAC/冷却系统:乙二醇防冻液浓度检测,防止冻裂或腐蚀。

选型考虑因素

  1.被测介质特性:是否透明、含颗粒、高粘、腐蚀性、温度压力范围。

  2.目标组分是否单一:多组分体系需用光谱法,单组分可用折光/密度法。

  3.精度要求:实验室级(±0.1%)vs工业控制级(±0.5–1%)。

  4.安装方式:管道直插式、旁路流通池、浸入式。

  5.防爆与卫生认证:ATEX/IECEx(防爆区)、3A/SMS(食品医药)。

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