密度儀表在芒硝系統的應用

郝永澤

摘 要：本文主要介紹了密度儀表的原理、系統結構，以及在唐山三友化工股份有限公司生產中的實際應用情況，并著重闡述了密度儀表的安裝要求、安裝方式及影響因素。通過實際生產檢驗，證明了密度儀表在類似項目中的應用價值，并在行業中具有推廣意義。

關鍵詞：密度儀 溶液 原理 安裝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

隨著唐山三友化工股份有限公司元明粉調濃項目的實施，需要及時掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度參數，減少采樣及分析時間。采用密度儀進行現場分析測量，將采集信號以4～20 mA信號傳輸給DCS，操作人員能夠準確的掌握工藝參數并及時進行各項調整，減少以往采樣分析的滯后性。

1 密度儀表原理

液體密度計使用振動式原理測量密度。傳感器根據振動原理設計，此振動元件類似于兩齒的音叉，叉體因位于齒根的一個壓電晶體而產生振動，振動的頻率通過另一個壓電晶體檢測出來，通過移相和放大電路，叉體被穩定在自然諧振頻率上。通過監視共振頻率并進行轉換。

當液體流經叉體時，振動發生改變，引起諧振頻率變化，從而通過電子處理單元計算出準確的密度值。振動頻率與密度的關系為：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ為液體密度；

T1、T2為傳感器輸出的振動周期；

K0，K1，K2為傳感器的常數，在出廠時標定。

2 密度儀表簡介

密度計是安裝在管道上、敞開或密閉儲罐中，可連續、實時在線測量流體密度的傳感器，用于以密度做為最終產品首要控制參數的過程控制，或用于固體百分比或濃度百分比等其他質量控制參數的指示器。

密度計可以測量在線密度和溫度，使用API表或矩陣參考以及固體百分比、濃度百分比、質量百分比、體積百分比和比重等參數計算標準密度。這些參數都可用于驅動兩個集成毫安（4～20 mA）輸出，使其可作為控制應用中的過程變量，而無需其他電子處理部件。

3 密度儀的安裝

3.1 安裝須知

供電電源必須嚴格執行手冊。

（1）電源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）輸出參數：輸出范圍：3.9～20.8mA。

電壓范圍：15～28VDC，典型值24 VDC。

沒有必要對傳感器進行單獨的直接接地，接地一般通過安裝的金屬管路。

3.2 安裝設計的重要因素

（1）密度儀適宜安裝在無堵塞、易滿管、不含氣的位置，而不適宜安裝在靠近下行管線、靠近管線敞口和管道的高點。

（2）穩定的流速范圍。

①避免顆粒沉降的影響（流速過低）。

②避免對儀表測量的影響（流速過高）。

3.3 安裝方式

（1）全浸式安裝：—測量音叉位于主管道內（如圖1）。

（2）套管安裝：—測量音叉位于套管內（如圖2）。

（3）旁路安裝：1）安裝在旁路上要慎重。

①漿液完全通過旁路或主路有限流措施。

②旁路管線尺寸等于或接近主路。

2）旁路不適合安裝。

①流速低，且不穩定。

②顆粒易沉降、堵塞管線。

③易集氣，漿液不滿管。

3.4 安裝注意事項

（1）音叉位置（如圖3）。

注意：在任何安裝形式下，音叉在液體中都應該處于垂直位置，以避免雜質沉降以及氣體積聚對測量的影響。

（2）保溫措施：在密度計本體及安裝位置出現熱交換以及溫度梯度變化都將影響密度測量的準確度，為了獲得期望的測量精度，密度計以及相鄰的管道要采取良好的隔熱措施。

4 注意事項

由于工藝流程的需要，經常安裝在工作條件較為惡劣的現場。為了盡可能減少密度傳感器工作條件的惡劣程度，安裝時需注意：（1）密度傳感器應盡量安裝在溫度梯度和溫度變化小，無沖擊和振動的地方。（2）被測介質不容許結冰，否則將損傷傳感元件，導致密度傳感器損壞。（3）防止與腐蝕性或過熱的被測介質相接觸。（4）要防止渣滓在罐體內沉積。（5）應輕拿輕放以防碰壞傳感器。

5 誤差檢測

（1）檢查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨損損失。（3）罐體中有無氣體。（4）因溫差引起的密度不同。

6 結語

采用密度儀對元明粉及芒硝溶液進行測量，有效減少了分析人員現場采樣及返回分析室進行分析的時間，使操作人員第一時間掌握生產數據，各種操作及調控準確及時，減少滯后性，對整套系統穩產和安全運行起到了非常重要的作用。

參考文獻

[1] 廉育英.密度測量技術[M].北京：機械工業出版社，1982.

[2] 張斌奎，郭福民.原油成套計量儀表[M].上海：上海科學技術出版社，1982.endprint

摘 要：本文主要介紹了密度儀表的原理、系統結構，以及在唐山三友化工股份有限公司生產中的實際應用情況，并著重闡述了密度儀表的安裝要求、安裝方式及影響因素。通過實際生產檢驗，證明了密度儀表在類似項目中的應用價值，并在行業中具有推廣意義。

關鍵詞：密度儀 溶液 原理 安裝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

隨著唐山三友化工股份有限公司元明粉調濃項目的實施，需要及時掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度參數，減少采樣及分析時間。采用密度儀進行現場分析測量，將采集信號以4～20 mA信號傳輸給DCS，操作人員能夠準確的掌握工藝參數并及時進行各項調整，減少以往采樣分析的滯后性。

1 密度儀表原理

液體密度計使用振動式原理測量密度。傳感器根據振動原理設計，此振動元件類似于兩齒的音叉，叉體因位于齒根的一個壓電晶體而產生振動，振動的頻率通過另一個壓電晶體檢測出來，通過移相和放大電路，叉體被穩定在自然諧振頻率上。通過監視共振頻率并進行轉換。

當液體流經叉體時，振動發生改變，引起諧振頻率變化，從而通過電子處理單元計算出準確的密度值。振動頻率與密度的關系為：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ為液體密度；

T1、T2為傳感器輸出的振動周期；

K0，K1，K2為傳感器的常數，在出廠時標定。

2 密度儀表簡介

密度計是安裝在管道上、敞開或密閉儲罐中，可連續、實時在線測量流體密度的傳感器，用于以密度做為最終產品首要控制參數的過程控制，或用于固體百分比或濃度百分比等其他質量控制參數的指示器。

密度計可以測量在線密度和溫度，使用API表或矩陣參考以及固體百分比、濃度百分比、質量百分比、體積百分比和比重等參數計算標準密度。這些參數都可用于驅動兩個集成毫安（4～20 mA）輸出，使其可作為控制應用中的過程變量，而無需其他電子處理部件。

3 密度儀的安裝

3.1 安裝須知

供電電源必須嚴格執行手冊。

（1）電源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）輸出參數：輸出范圍：3.9～20.8mA。

電壓范圍：15～28VDC，典型值24 VDC。

沒有必要對傳感器進行單獨的直接接地，接地一般通過安裝的金屬管路。

3.2 安裝設計的重要因素

（1）密度儀適宜安裝在無堵塞、易滿管、不含氣的位置，而不適宜安裝在靠近下行管線、靠近管線敞口和管道的高點。

（2）穩定的流速范圍。

①避免顆粒沉降的影響（流速過低）。

②避免對儀表測量的影響（流速過高）。

3.3 安裝方式

（1）全浸式安裝：—測量音叉位于主管道內（如圖1）。

（2）套管安裝：—測量音叉位于套管內（如圖2）。

（3）旁路安裝：1）安裝在旁路上要慎重。

①漿液完全通過旁路或主路有限流措施。

②旁路管線尺寸等于或接近主路。

2）旁路不適合安裝。

①流速低，且不穩定。

②顆粒易沉降、堵塞管線。

③易集氣，漿液不滿管。

3.4 安裝注意事項

（1）音叉位置（如圖3）。

注意：在任何安裝形式下，音叉在液體中都應該處于垂直位置，以避免雜質沉降以及氣體積聚對測量的影響。

（2）保溫措施：在密度計本體及安裝位置出現熱交換以及溫度梯度變化都將影響密度測量的準確度，為了獲得期望的測量精度，密度計以及相鄰的管道要采取良好的隔熱措施。

4 注意事項

由于工藝流程的需要，經常安裝在工作條件較為惡劣的現場。為了盡可能減少密度傳感器工作條件的惡劣程度，安裝時需注意：（1）密度傳感器應盡量安裝在溫度梯度和溫度變化小，無沖擊和振動的地方。（2）被測介質不容許結冰，否則將損傷傳感元件，導致密度傳感器損壞。（3）防止與腐蝕性或過熱的被測介質相接觸。（4）要防止渣滓在罐體內沉積。（5）應輕拿輕放以防碰壞傳感器。

5 誤差檢測

（1）檢查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨損損失。（3）罐體中有無氣體。（4）因溫差引起的密度不同。

6 結語

采用密度儀對元明粉及芒硝溶液進行測量，有效減少了分析人員現場采樣及返回分析室進行分析的時間，使操作人員第一時間掌握生產數據，各種操作及調控準確及時，減少滯后性，對整套系統穩產和安全運行起到了非常重要的作用。

參考文獻

[1] 廉育英.密度測量技術[M].北京：機械工業出版社，1982.

[2] 張斌奎，郭福民.原油成套計量儀表[M].上海：上海科學技術出版社，1982.endprint

摘 要：本文主要介紹了密度儀表的原理、系統結構，以及在唐山三友化工股份有限公司生產中的實際應用情況，并著重闡述了密度儀表的安裝要求、安裝方式及影響因素。通過實際生產檢驗，證明了密度儀表在類似項目中的應用價值，并在行業中具有推廣意義。

關鍵詞：密度儀 溶液 原理 安裝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

隨著唐山三友化工股份有限公司元明粉調濃項目的實施，需要及時掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度參數，減少采樣及分析時間。采用密度儀進行現場分析測量，將采集信號以4～20 mA信號傳輸給DCS，操作人員能夠準確的掌握工藝參數并及時進行各項調整，減少以往采樣分析的滯后性。

1 密度儀表原理

液體密度計使用振動式原理測量密度。傳感器根據振動原理設計，此振動元件類似于兩齒的音叉，叉體因位于齒根的一個壓電晶體而產生振動，振動的頻率通過另一個壓電晶體檢測出來，通過移相和放大電路，叉體被穩定在自然諧振頻率上。通過監視共振頻率并進行轉換。

當液體流經叉體時，振動發生改變，引起諧振頻率變化，從而通過電子處理單元計算出準確的密度值。振動頻率與密度的關系為：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ為液體密度；

T1、T2為傳感器輸出的振動周期；

K0，K1，K2為傳感器的常數，在出廠時標定。

2 密度儀表簡介

密度計是安裝在管道上、敞開或密閉儲罐中，可連續、實時在線測量流體密度的傳感器，用于以密度做為最終產品首要控制參數的過程控制，或用于固體百分比或濃度百分比等其他質量控制參數的指示器。

密度計可以測量在線密度和溫度，使用API表或矩陣參考以及固體百分比、濃度百分比、質量百分比、體積百分比和比重等參數計算標準密度。這些參數都可用于驅動兩個集成毫安（4～20 mA）輸出，使其可作為控制應用中的過程變量，而無需其他電子處理部件。

3 密度儀的安裝

3.1 安裝須知

供電電源必須嚴格執行手冊。

（1）電源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）輸出參數：輸出范圍：3.9～20.8mA。

電壓范圍：15～28VDC，典型值24 VDC。

沒有必要對傳感器進行單獨的直接接地，接地一般通過安裝的金屬管路。

3.2 安裝設計的重要因素

（1）密度儀適宜安裝在無堵塞、易滿管、不含氣的位置，而不適宜安裝在靠近下行管線、靠近管線敞口和管道的高點。

（2）穩定的流速范圍。

①避免顆粒沉降的影響（流速過低）。

②避免對儀表測量的影響（流速過高）。

3.3 安裝方式

（1）全浸式安裝：—測量音叉位于主管道內（如圖1）。

（2）套管安裝：—測量音叉位于套管內（如圖2）。

（3）旁路安裝：1）安裝在旁路上要慎重。

①漿液完全通過旁路或主路有限流措施。

②旁路管線尺寸等于或接近主路。

2）旁路不適合安裝。

①流速低，且不穩定。

②顆粒易沉降、堵塞管線。

③易集氣，漿液不滿管。

3.4 安裝注意事項

（1）音叉位置（如圖3）。

注意：在任何安裝形式下，音叉在液體中都應該處于垂直位置，以避免雜質沉降以及氣體積聚對測量的影響。

（2）保溫措施：在密度計本體及安裝位置出現熱交換以及溫度梯度變化都將影響密度測量的準確度，為了獲得期望的測量精度，密度計以及相鄰的管道要采取良好的隔熱措施。

4 注意事項

由于工藝流程的需要，經常安裝在工作條件較為惡劣的現場。為了盡可能減少密度傳感器工作條件的惡劣程度，安裝時需注意：（1）密度傳感器應盡量安裝在溫度梯度和溫度變化小，無沖擊和振動的地方。（2）被測介質不容許結冰，否則將損傷傳感元件，導致密度傳感器損壞。（3）防止與腐蝕性或過熱的被測介質相接觸。（4）要防止渣滓在罐體內沉積。（5）應輕拿輕放以防碰壞傳感器。

5 誤差檢測

（1）檢查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨損損失。（3）罐體中有無氣體。（4）因溫差引起的密度不同。

6 結語

采用密度儀對元明粉及芒硝溶液進行測量，有效減少了分析人員現場采樣及返回分析室進行分析的時間，使操作人員第一時間掌握生產數據，各種操作及調控準確及時，減少滯后性，對整套系統穩產和安全運行起到了非常重要的作用。

參考文獻

[1] 廉育英.密度測量技術[M].北京：機械工業出版社，1982.

[2] 張斌奎，郭福民.原油成套計量儀表[M].上海：上海科學技術出版社，1982.endprint