專利名稱：基于磁浮力的液位在線測量方法
技術領域：
本發明屬過程分析檢測技術領域，涉及一種基于磁浮力的多效蒸發濃縮過 程的液位在線測量方法，克服濃縮過程因液體翻動劇烈、泡沫起落和體系壓力 變化引起的狀態不穩定，尤其適用于真空狀態的多效蒸發濃縮中藥浸膏物料的 液位在線測量方法。
技術背景濃縮工段是中藥生產的一個重要環節，它將提取液進行蒸餾濃縮，使藥液 的濃度達到生產的要求，中藥提取液的蒸發濃縮過程及其自動化化控制水平與 中藥產品的安全性、有效性、穩定性等密切相關，是中藥制藥過程中至關重要 的操作單元。整個濃縮過程要求保證溫度和壓力穩定在工藝要求范圍之內，并 且始終保持在兩效壓差和溫差不變的動態平衡狀態。此外，料液的液位是需要 全程監控的參數之一，因為在濃縮生產過程中初始進料、蒸發過程中藥液量減 少難以形成循環時補充藥液、需要將一、二效藥液合并濃縮以及發生跑料時的 判斷依據都是料液的液位值。因此，濃縮過程液位的測定和控制測量是提高濃 縮液質量的重要手段，也是真正實現濃縮過程自動化核心技術。迄今為止，國內外在液位監測方面采用的方法和儀器很多，按其采用的測 量原理及使用方法分類已達十余種，主要有以下幾種(1)差壓式液位測量； (2)浮體式液位測量；(3)電容式液位測量；(4)光纖液位測量；(5)超聲 波法。在中藥濃縮過程中，藥液處于低壓密閉狀態，溫度持續保持在60 100 'C之間，罐內水蒸氣大，濕度高， 一般傳感元件易腐蝕老化，使用一段時間后 易出現測量不準或無法顯示等故障。且中草藥提取液中常含有皂甙及粘液質類 成分，在減壓濃縮時，會產生大量的泡沫，加上從加熱室流入蒸發室內的藥液 沖擊液面造成四處飛濺的液滴，使蒸發室內出現多個不穩定濃度層面，造成液 位難以判斷，而濃縮工段對液位測量的速度和精度要求都比較高，因此無法用 常規的測量方法對濃縮過程中藥液的液位進行測量。目前國內中藥生產過程中難以測量的濃度、液位等參數，多數是由操作工 人憑經驗來判斷并進行調節控制，系統無法在最短時間內達到穩態平穩工作，浪費時間和蒸汽熱能，損失了經濟效益。同時使藥液的濃縮效果產生較大的偏 差，最終導致濃縮效果不穩定，對下一步的生產工序造成很大影響。而對于要 進行全自動化生產流程控制來說，人工操作控制模式顯然無法滿足生產要求。 發明內容本發明的目的是提供一種基于磁浮力的液位在線測量方法，主要是基于磁 浮力的多效蒸發濃縮過程的液位在線測量方法，通過以下方案實現在線測量(1) 應用多效蒸發器，多效蒸發器由蒸發室、沸騰室、磁浮球液位計和 連接管組成，蒸發室和沸騰室通過連接管連接，磁浮球液位計主要由磁浮球、 傳感器、變送器三部分組成，磁浮球和傳感器被安裝在沸騰室內，磁浮球液位 計為市售產品；(2) 當磁浮球隨沸騰室內液位變化上下浮動時，磁浮球內的磁鋼吸合傳 感器內相應位置上的干簧管，使傳感器的總電阻(或電壓)發生變化，再由變送 器將變化后的電阻(或電壓)信號轉換成4-20mA的電流信號輸出；(3) 為了準確測量多效蒸發器內液體的體積，預先對多效蒸發器內液位 對應的體積進行標定，建立體積與液位的函數關系，其函數被輸入電腦，從而 能夠及時測量蒸發液的體積；(4)考慮到蒸發過程濃縮液的密度是變化的，而且溫度的變化會影響濃縮 液的密度，可以預先測定濃縮液蒸發過程的密度函數p及其溫度校正系數A， 其中溫度校正系數，由公式hl+aAt+bAtH十算，其中，回歸系數a、 b根據 預試驗的結果而得到，At為物料溫度與25T的溫差。將相關參數輸入電腦， 從而能夠測量蒸發液的質量。本發明的有益之處是本發明提出基于磁浮子原理的液位檢測方法，旨在 解決真空沸騰狀態下濃縮液測量的技術難題，實現濃縮過程真正意義的自動化 控制，縮小中藥濃縮過程批次差異性，為提高中藥產品質量穩定和中藥現代化 提供新技術。本發明設計合理，多效蒸發器制備簡易，成本低。
圖l是蒸發器結構示意圖。圖2是多效蒸發器液體的體積測量。
具體實施方式
下面結合附圖和下面實施例對本發明作進一步的說明。 實施例l(1)應用多效蒸發器，參見圖1 ，多效蒸發器由蒸發室l 、沸騰室2、磁浮球液位計3和連接管4組成，蒸發室1和沸騰室2通過連接管4連接，磁浮 球液位計3主要由磁浮球5、傳感器6和變送器7組成，磁浮球5和傳感器6 被安裝在沸騰室2內，當磁浮球5隨液位變化上下浮動時，浮球內的磁鋼吸合 傳感器6內相應位置上的干簧管，使傳感器的總電阻(或電壓)發生變化，再由 變送器將變化后的電阻(或電壓)信號轉換成4-20mA的電流信號輸出；磁浮球液位計可以選用上海雄風自控工程有限公司制造的CTT001磁浮力 液位計或類似的液位計產品。(2) 為了準確測量多效蒸發器內液體的體積，預先對多效蒸發器內液位對 應的體積進行標定，建立體積與液位的函數關系，其函數被輸入電腦，從而能 夠及時測量蒸發液的體積；(3) 考慮到蒸發過程濃縮液的密度是變化的，而且溫度的變化會影響濃縮 液的密度，可以預先測定濃縮液蒸發過程的密度函數p及其溫度校正系數k。對于水，p=1.000;對于無水乙醇，p=0.790;對于95%乙醇，p=0.816;中 藥浸膏的密度函數p根據實際測量值。將相關參數輸入電腦，從而能夠測量蒸 發液的質量。 實施例2(1) 體系標定在本發明實施的中試實驗所用多效蒸發器內安裝CTT001磁浮力液位計， 分別用清水和乙醇溶液標定蒸發器液位和磁浮球位置的一一對應關系。體系標 定可以采用加法或減法。加法是先定量加入液體到液位計下限，標定最小體積， 然后分批定量加入液體，逐一記錄液體加入量和磁浮球位置。重復操作，直到 液位計刻度上限為止。減法標定的方案是先定量加入液體到液位計上限，標 定最大體積刻度，然后從底閥分批定量放出液體，每次一升或其整數倍，逐一 記錄放出液體量和磁浮球位置，直到液位計刻度下限為止。(2) 體系校驗采用真空沸騰全回流的方式，以水為介質，校驗體系得穩定性。在蒸發狀 態下，記錄磁浮球液位計的指示值。然后，定量補加水溶液，再次加熱至沸騰， 記錄磁浮球液位計。重復試驗，校驗結果參見圖2。
權利要求
1、一種基于磁浮力的液位在線測量方法，其特征是通過以下方案實現(1)應用多效蒸發器，多效蒸發器由蒸發室(1)、沸騰室(2)、磁浮球液位計(3)和連接管(4)組成，蒸發室(1)和沸騰室(2)通過連接管(4)連接，磁浮球液位計(3)主要由磁浮球(5)、傳感器(6)、變送器(7)三部分組成，磁浮球(5)和傳感器(6)被安裝在沸騰室(2)內；(2)對多效蒸發器內液位對應的體積進行標定，建立體積與液位的函數關系，其函數被輸入電腦，從而測量蒸發液的體積；(3)測定濃縮液蒸發過程的密度函數ρ及其溫度校正系數k，其中溫度校正系數，由公式k＝1+aΔt+bΔt2計算，其中，回歸系數a、b根據預試驗的結果而得到，Δt為物料溫度與25℃的溫差，將相關參數輸入電腦，從而測量蒸發液的質量。
2、 根據權利要求l所述的一種基于磁浮力的液位在線測量方法，其特征在 于所述磁浮球液位計為市售產品。
全文摘要
本發明提供一種基于磁浮力的液位在線測量方法，通過對多效蒸發器內液位對應的體積進行標定，建立體積與液位的函數關系，其函數被輸入電腦，從而測量蒸發液的體積；測定濃縮液蒸發過程的密度函數ρ及其溫度校正系數k，將相關參數輸入電腦，從而測量蒸發液的質量。本發明提出基于磁浮子原理的液位檢測方法，旨在解決真空沸騰狀態下濃縮液測量的技術難題，實現濃縮過程真正意義的自動化控制，縮小中藥濃縮過程批次差異性，為提高中藥產品質量穩定和中藥現代化提供新技術。本發明設計合理，多效蒸發器制備簡易，成本低。
文檔編號G01F23/30GK101403631SQ200810122079
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月31日 優先權日2008年10月31日
發明者劉雪松, 王龍虎, 勇 陳 申請人:浙江大學