專利名稱：聚乙烯醇原液濃度的在線連續檢測方法
技術領域：
本發明涉及的是一種用于檢測技術領域的在線檢測的方法，具體地說，是一種聚乙烯醇原液濃度的在線連續檢測方法。
背景技術：
維綸工業是生產維綸纖維等的紡織原料生產行業，其產品廣泛用于紡織、造紙、建材等部門。其中，聚乙烯醇(PVA)的水溶液作為紡絲的原液，紡絲工藝對其濃度變化范圍有嚴格的要求，通常絕對誤差要求在±0.2％。聚乙烯醇原液的配制過程為根據工藝對PVA原液的濃度要求，計算出所需的溶劑水量和PVA量(通常PVA中含有20％至50％的水份不等)，將水加熱到90度左右后加入原液配制釜中，再將PVA物料加入原液配制釜中，并進行攪拌；用蒸汽通入夾套進行加熱，由于PVA不易溶于水中，通常需要將PVA水溶液加熱到沸騰狀態，以便PVA的溶解。當PVA原液的濃度正好在要求的范圍內，則原液配制即告結束，原液送后續紡絲工序使用。如PVA原液濃度低于要求，則需添加適當的PVA物料；而當PVA原液濃度高于要求時，則通過繼續加熱蒸發其中的溶劑水以提高原液的濃度，直至達到工藝對原液濃度的要求為止。目前尚沒有合適的檢測手段對PVA原液濃度進行在線檢測，只能由化驗室采樣分析得到。這樣做存在的問題是人工分析的人為因素是不可避免的；取樣分析一般需要30到45分鐘時間，這樣大的時間滯后，對過程的指導意義不大。
經對現有技術文獻的檢索發現，發明專利號01113259.0，發明名稱液體介質濃度密度的在線連續檢測方法。該發明專利檢測液體介質濃度的前提條件是不同的濃度其密度也不同。這個前提條件對相當很大一部分液體介質來說是成立的。但遺憾的是，PVA原液不滿足該條件即在濃度相差較大的情況下，其密度變化很小，現有檢測手段不能檢測到該變化。因此，必須采用其它合適的方法對PVA原液濃度進行在線連續檢測。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中的不足和局限，提供一種聚乙烯醇原液濃度的在線連續檢測方法，使其采用常規儀表即可在線獲得聚乙烯醇原液濃度信息，方法簡單，實現容易，適用的范圍廣。
本發明是通過以下技術方案來實現的，具體步驟如下1)在PVA原液配制釜的上部設置一個氣相壓力測點，在該處安裝壓力變送器，該變送器的量程根據聚乙烯醇原液配制釜內的最大壓力來確定；2)在PVA原液配制釜的下部安裝一個液相聚乙烯醇原液溫度變送器，該溫度變送器的量程根據物料溫度的變化范圍確定；3)由上述壓力變送器測得PVA原液配制釜中的氣相壓力，溫度變送器測得PVA原液沸騰溫度，將以上兩個信號接入集散控制系統或智能儀表，根據下面的運算模型即可求得PVA原液的濃度(con)con＝c1*T+c2*P+c3其中，式中的T為PVA原液配制釜中PVA原液的溫度；P為PVA原液配制釜中的氣相壓力。
c1，c2，c3是幾個重要參數，它們的意義及作用如下c1在其它條件不變(主要是指氣相壓力不變)的情況下，PVA原液沸騰溫度變化一個單位所對應的濃度變化值，c1通常為正值；c2在其它條件不變(主要是原液沸騰溫度不變)的情況下，壓力變化一個單位所對應的濃度變化值，c2通常為負值；c3儀表調節、修正系數，其作用是使測量系統的調校方便易行，對具體的某個測量系統來說，它是唯一的調節參數。
本發明采用精度為0.075級的壓力變送器，其量程為0.15MPa。
本發明選用量程為90℃到125℃的溫度變送器，其誤差在0.2℃內，或者直接采用鉑電阻Pt100即可達到要求。
在PVA原液配制過程中，PVA原液的沸點溫度和壓力、PVA原液濃度具有確定的對應關系，本發明利用高精度的壓力變送器對PVA原液配制釜中的氣相壓力和液相溫度進行在線連續檢測，根據模型公式，在線計算PVA原液濃度。
本發明的工作原理是隨著PVA原液配制釜中原液配制過程的進行，PVA原液的濃度也發生變化，從而可能導致氣相壓力和PVA原液沸騰溫度的相應變化，因此在步驟1中用高精度壓力變送器對氣相壓力進行檢測；在步驟2中用溫度變送器對PVA原液沸騰溫度進行檢測；綜合考慮上述信號對測量結果的影響，在步驟4中利用模型計算就可以獲得PVA原液的濃度。
本發明的有益效果是1、系統利用PVA原液濃度與所測信號間的模型關系，易于實現。2、采用常規儀表，性能穩定可靠，響應時間快(滯后時間小)。3、價格低，維護方便，使用壽命長。4、本發明的測量系統具有較高的精度，典型的絕對誤差值在±0.2％以內，可以滿足工藝要求。
具體實施例方式
結合本發明的內容提供實施例在PVA原液配制釜的上部設置一個氣相壓力測點，氣相壓力測點在PVA原液的液面之上，壓力變送器的量程為0.15MPa，在PVA原液配制釜的中部設置PVA原液溫度測點一個，PVA原液溫度測點在PVA原液的液面之下。
工藝參數及其它參數為PVA原液濃度的變化范圍為12％到19％；物料溫度變化范圍為100℃到115℃；壓力變化范圍為0.02MPa到0.09MPa。
將壓力變送器、PVA原液溫度檢測器測得的壓力和溫度兩個信號送入DCS集散控制系統，通過下面的模型運算即可得到PVA原液的濃度(con)con＝0.07*T-16.66*P+6.31式中T為PVA原液沸騰溫度，0.07為PVA原液沸騰溫度變化一度時，其對應的濃度變化值(0.07％)；P為壓力變送器測得的壓力信號(表壓)，-16.66為壓力變化一個MPa時，其對應的濃度變化值；6.31為該系統經過調校后所得的調節參數值。
本發明實施例的系統兩年半的投運結果表明，由本發明測得的PVA原液濃度誤差絕對值在±0.2％以內，可以滿足工藝的要求。
權利要求
1.一種聚乙烯醇原液濃度的在線連續檢測方法，其特征在于，步驟如下1)在聚乙烯醇原液配制釜的上部設置一個氣相壓力測點，在該處安裝壓力變送器，該變送器的量程根據聚乙烯醇原液配制釜內的最大壓力來確定；2)在聚乙烯醇原液配制釜的下部安裝一個液相聚乙烯醇原液溫度變送器，該溫度變送器的量程根據物料溫度的變化范圍確定；3)由上述壓力變送器測得聚乙烯醇原液配制釜中的氣相壓力，溫度變送器測得PVA原液沸騰溫度，將以上兩個信號接入集散控制系統或智能儀表，根據下面的運算模型即求得PVA原液的濃度concon＝c1*T+c2*P+c3其中，式中的T為PVA原液配制釜中PVA原液的溫度，P為PVA原液配制釜中的氣相壓力，c1在氣相壓力一定的情況下，PVA原液沸騰溫度變化一個單位所對應的濃度變化值，c1為正值；c2在原液沸騰溫度一定的情況下，壓力變化一個單位所對應的濃度變化值，c2為負值；c3儀表調節、修正系數。
2.根據權利要求1所述的聚乙烯醇原液濃度的在線連續檢測方法，其特征是，所述的壓力變送器在原液液面之上，溫度變送器在原液液面之下。
3.根據權利要求1或者2所述的聚乙烯醇原液濃度的在線連續檢測方法，其特征是，采用精度為0.075級的壓力變送器，其量程為0.15MPa。
4.根據權利要求1或者2所述的聚乙烯醇原液濃度的在線連續檢測方法，其特征是，選用量程為90℃到125℃的溫度變送器，其誤差在0.2℃內，或者直接采用鉑電阻Pt100。
全文摘要
一種用于工業參數檢測技術領域的聚乙烯醇原液濃度的在線連續檢測方法，步驟如下1)在PVA原液配制釜的上部設置一個氣相壓力測點，在該處安裝壓力變送器，該變送器的量程根據PVA原液配制釜內的最大壓力來確定；2)在PVA原液配制釜的下部設置一個液相PVA原液溫度變送器，根據物料溫度的變化范圍，選用適當量程的溫度變送器；3)由上述壓力變送器測得PVA原液配制釜中的氣相壓力，溫度變送器測得PVA原液沸騰溫度，將以上兩個信號接入集散控制系統或智能儀表，根據運算模型即求得PVA原液的濃度。本發明采用常規儀表即可在線得到PVA原液濃度，方法簡單，實現容易。
文檔編號G01N33/00GK1712959SQ200510027339
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年6月30日
發明者王豪 申請人:上海交通大學