密度仪表在芒硝系统的应用

郝永泽

摘 要：本文主要介绍了密度仪表的原理、系统结构，以及在唐山三友化工股份有限公司生产中的实际应用情况，并着重阐述了密度仪表的安装要求、安装方式及影响因素。通过实际生产检验，证明了密度仪表在类似项目中的应用价值，并在行业中具有推广意义。

关键词：密度仪 溶液 原理 安装

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

随着唐山三友化工股份有限公司元明粉调浓项目的实施，需要及时掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度参数，减少采样及分析时间。采用密度仪进行现场分析测量，将采集信号以4～20 mA信号传输给DCS，操作人员能够准确的掌握工艺参数并及时进行各项调整，减少以往采样分析的滞后性。

1 密度仪表原理

液体密度计使用振动式原理测量密度。传感器根据振动原理设计，此振动元件类似于两齿的音叉，叉体因位于齿根的一个压电晶体而产生振动，振动的频率通过另一个压电晶体检测出来，通过移相和放大电路，叉体被稳定在自然谐振频率上。通过监视共振频率并进行转换。

当液体流经叉体时，振动发生改变，引起谐振频率变化，从而通过电子处理单元计算出准确的密度值。振动频率与密度的关系为：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ为液体密度；

T1、T2为传感器输出的振动周期；

K0，K1，K2为传感器的常数，在出厂时标定。

2 密度仪表简介

密度计是安装在管道上、敞开或密闭储罐中，可连续、实时在线测量流体密度的传感器，用于以密度做为最终产品首要控制参数的过程控制，或用于固体百分比或浓度百分比等其他质量控制参数的指示器。

密度计可以测量在线密度和温度，使用API表或矩阵参考以及固体百分比、浓度百分比、质量百分比、体积百分比和比重等参数计算标准密度。这些参数都可用于驱动两个集成毫安（4～20 mA）输出，使其可作为控制应用中的过程变量，而无需其他电子处理部件。

3 密度仪的安装

3.1 安装须知

供电电源必须严格执行手册。

（1）电源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）输出参数：输出范围：3.9～20.8mA。

电压范围：15～28VDC，典型值24 VDC。

没有必要对传感器进行单独的直接接地，接地一般通过安装的金属管路。

3.2 安装设计的重要因素

（1）密度仪适宜安装在无堵塞、易满管、不含气的位置，而不适宜安装在靠近下行管线、靠近管线敞口和管道的高点。

（2）稳定的流速范围。

①避免颗粒沉降的影响（流速过低）。

②避免对仪表测量的影响（流速过高）。

3.3 安装方式

（1）全浸式安装：—测量音叉位于主管道内（如图1）。

（2）套管安装：—测量音叉位于套管内（如图2）。

（3）旁路安装：1）安装在旁路上要慎重。

①浆液完全通过旁路或主路有限流措施。

②旁路管线尺寸等于或接近主路。

2）旁路不适合安装。

①流速低，且不稳定。

②颗粒易沉降、堵塞管线。

③易集气，浆液不满管。

3.4 安装注意事项

（1）音叉位置（如图3）。

注意：在任何安装形式下，音叉在液体中都应该处于垂直位置，以避免杂质沉降以及气体积聚对测量的影响。

（2）保温措施：在密度计本体及安装位置出现热交换以及温度梯度变化都将影响密度测量的准确度，为了获得期望的测量精度，密度计以及相邻的管道要采取良好的隔热措施。

4 注意事项

由于工艺流程的需要，经常安装在工作条件较为恶劣的现场。为了尽可能减少密度传感器工作条件的恶劣程度，安装时需注意：（1）密度传感器应尽量安装在温度梯度和温度变化小，无冲击和振动的地方。（2）被测介质不容许结冰，否则将损伤传感元件，导致密度传感器损坏。（3）防止与腐蚀性或过热的被测介质相接触。（4）要防止渣滓在罐体内沉积。（5）应轻拿轻放以防碰坏传感器。

5 误差检测

（1）检查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨损损失。（3）罐体中有无气体。（4）因温差引起的密度不同。

6 结语

采用密度仪对元明粉及芒硝溶液进行测量，有效减少了分析人员现场采样及返回分析室进行分析的时间，使操作人员第一时间掌握生产数据，各种操作及调控准确及时，减少滞后性，对整套系统稳产和安全运行起到了非常重要的作用。

参考文献

[1] 廉育英.密度测量技术[M].北京：机械工业出版社，1982.

[2] 张斌奎，郭福民.原油成套计量仪表[M].上海：上海科学技术出版社，1982.endprint

摘 要：本文主要介绍了密度仪表的原理、系统结构，以及在唐山三友化工股份有限公司生产中的实际应用情况，并着重阐述了密度仪表的安装要求、安装方式及影响因素。通过实际生产检验，证明了密度仪表在类似项目中的应用价值，并在行业中具有推广意义。

关键词：密度仪 溶液 原理 安装

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

随着唐山三友化工股份有限公司元明粉调浓项目的实施，需要及时掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度参数，减少采样及分析时间。采用密度仪进行现场分析测量，将采集信号以4～20 mA信号传输给DCS，操作人员能够准确的掌握工艺参数并及时进行各项调整，减少以往采样分析的滞后性。

1 密度仪表原理

液体密度计使用振动式原理测量密度。传感器根据振动原理设计，此振动元件类似于两齿的音叉，叉体因位于齿根的一个压电晶体而产生振动，振动的频率通过另一个压电晶体检测出来，通过移相和放大电路，叉体被稳定在自然谐振频率上。通过监视共振频率并进行转换。

当液体流经叉体时，振动发生改变，引起谐振频率变化，从而通过电子处理单元计算出准确的密度值。振动频率与密度的关系为：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ为液体密度；

T1、T2为传感器输出的振动周期；

K0，K1，K2为传感器的常数，在出厂时标定。

2 密度仪表简介

密度计是安装在管道上、敞开或密闭储罐中，可连续、实时在线测量流体密度的传感器，用于以密度做为最终产品首要控制参数的过程控制，或用于固体百分比或浓度百分比等其他质量控制参数的指示器。

密度计可以测量在线密度和温度，使用API表或矩阵参考以及固体百分比、浓度百分比、质量百分比、体积百分比和比重等参数计算标准密度。这些参数都可用于驱动两个集成毫安（4～20 mA）输出，使其可作为控制应用中的过程变量，而无需其他电子处理部件。

3 密度仪的安装

3.1 安装须知

供电电源必须严格执行手册。

（1）电源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）输出参数：输出范围：3.9～20.8mA。

电压范围：15～28VDC，典型值24 VDC。

没有必要对传感器进行单独的直接接地，接地一般通过安装的金属管路。

3.2 安装设计的重要因素

（1）密度仪适宜安装在无堵塞、易满管、不含气的位置，而不适宜安装在靠近下行管线、靠近管线敞口和管道的高点。

（2）稳定的流速范围。

①避免颗粒沉降的影响（流速过低）。

②避免对仪表测量的影响（流速过高）。

3.3 安装方式

（1）全浸式安装：—测量音叉位于主管道内（如图1）。

（2）套管安装：—测量音叉位于套管内（如图2）。

（3）旁路安装：1）安装在旁路上要慎重。

①浆液完全通过旁路或主路有限流措施。

②旁路管线尺寸等于或接近主路。

2）旁路不适合安装。

①流速低，且不稳定。

②颗粒易沉降、堵塞管线。

③易集气，浆液不满管。

3.4 安装注意事项

（1）音叉位置（如图3）。

注意：在任何安装形式下，音叉在液体中都应该处于垂直位置，以避免杂质沉降以及气体积聚对测量的影响。

（2）保温措施：在密度计本体及安装位置出现热交换以及温度梯度变化都将影响密度测量的准确度，为了获得期望的测量精度，密度计以及相邻的管道要采取良好的隔热措施。

4 注意事项

由于工艺流程的需要，经常安装在工作条件较为恶劣的现场。为了尽可能减少密度传感器工作条件的恶劣程度，安装时需注意：（1）密度传感器应尽量安装在温度梯度和温度变化小，无冲击和振动的地方。（2）被测介质不容许结冰，否则将损伤传感元件，导致密度传感器损坏。（3）防止与腐蚀性或过热的被测介质相接触。（4）要防止渣滓在罐体内沉积。（5）应轻拿轻放以防碰坏传感器。

5 误差检测

（1）检查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨损损失。（3）罐体中有无气体。（4）因温差引起的密度不同。

6 结语

采用密度仪对元明粉及芒硝溶液进行测量，有效减少了分析人员现场采样及返回分析室进行分析的时间，使操作人员第一时间掌握生产数据，各种操作及调控准确及时，减少滞后性，对整套系统稳产和安全运行起到了非常重要的作用。

参考文献

[1] 廉育英.密度测量技术[M].北京：机械工业出版社，1982.

[2] 张斌奎，郭福民.原油成套计量仪表[M].上海：上海科学技术出版社，1982.endprint

摘 要：本文主要介绍了密度仪表的原理、系统结构，以及在唐山三友化工股份有限公司生产中的实际应用情况，并着重阐述了密度仪表的安装要求、安装方式及影响因素。通过实际生产检验，证明了密度仪表在类似项目中的应用价值，并在行业中具有推广意义。

关键词：密度仪 溶液 原理 安装

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0085-01

随着唐山三友化工股份有限公司元明粉调浓项目的实施，需要及时掌握芒硝溶液密度及元明粉溶液密度参数，减少采样及分析时间。采用密度仪进行现场分析测量，将采集信号以4～20 mA信号传输给DCS，操作人员能够准确的掌握工艺参数并及时进行各项调整，减少以往采样分析的滞后性。

1 密度仪表原理

液体密度计使用振动式原理测量密度。传感器根据振动原理设计，此振动元件类似于两齿的音叉，叉体因位于齿根的一个压电晶体而产生振动，振动的频率通过另一个压电晶体检测出来，通过移相和放大电路，叉体被稳定在自然谐振频率上。通过监视共振频率并进行转换。

当液体流经叉体时，振动发生改变，引起谐振频率变化，从而通过电子处理单元计算出准确的密度值。振动频率与密度的关系为：

ρ=K0+K1T1+K2T2

式中：ρ为液体密度；

T1、T2为传感器输出的振动周期；

K0，K1，K2为传感器的常数，在出厂时标定。

2 密度仪表简介

密度计是安装在管道上、敞开或密闭储罐中，可连续、实时在线测量流体密度的传感器，用于以密度做为最终产品首要控制参数的过程控制，或用于固体百分比或浓度百分比等其他质量控制参数的指示器。

密度计可以测量在线密度和温度，使用API表或矩阵参考以及固体百分比、浓度百分比、质量百分比、体积百分比和比重等参数计算标准密度。这些参数都可用于驱动两个集成毫安（4～20 mA）输出，使其可作为控制应用中的过程变量，而无需其他电子处理部件。

3 密度仪的安装

3.1 安装须知

供电电源必须严格执行手册。

（1）电源要求：20～28VDC，典型值24VDC，100mA。

（2）输出参数：输出范围：3.9～20.8mA。

电压范围：15～28VDC，典型值24 VDC。

没有必要对传感器进行单独的直接接地，接地一般通过安装的金属管路。

3.2 安装设计的重要因素

（1）密度仪适宜安装在无堵塞、易满管、不含气的位置，而不适宜安装在靠近下行管线、靠近管线敞口和管道的高点。

（2）稳定的流速范围。

①避免颗粒沉降的影响（流速过低）。

②避免对仪表测量的影响（流速过高）。

3.3 安装方式

（1）全浸式安装：—测量音叉位于主管道内（如图1）。

（2）套管安装：—测量音叉位于套管内（如图2）。

（3）旁路安装：1）安装在旁路上要慎重。

①浆液完全通过旁路或主路有限流措施。

②旁路管线尺寸等于或接近主路。

2）旁路不适合安装。

①流速低，且不稳定。

②颗粒易沉降、堵塞管线。

③易集气，浆液不满管。

3.4 安装注意事项

（1）音叉位置（如图3）。

注意：在任何安装形式下，音叉在液体中都应该处于垂直位置，以避免杂质沉降以及气体积聚对测量的影响。

（2）保温措施：在密度计本体及安装位置出现热交换以及温度梯度变化都将影响密度测量的准确度，为了获得期望的测量精度，密度计以及相邻的管道要采取良好的隔热措施。

4 注意事项

由于工艺流程的需要，经常安装在工作条件较为恶劣的现场。为了尽可能减少密度传感器工作条件的恶劣程度，安装时需注意：（1）密度传感器应尽量安装在温度梯度和温度变化小，无冲击和振动的地方。（2）被测介质不容许结冰，否则将损伤传感元件，导致密度传感器损坏。（3）防止与腐蚀性或过热的被测介质相接触。（4）要防止渣滓在罐体内沉积。（5）应轻拿轻放以防碰坏传感器。

5 误差检测

（1）检查管路是否泄漏或堵塞。（2）磨损损失。（3）罐体中有无气体。（4）因温差引起的密度不同。

6 结语

采用密度仪对元明粉及芒硝溶液进行测量，有效减少了分析人员现场采样及返回分析室进行分析的时间，使操作人员第一时间掌握生产数据，各种操作及调控准确及时，减少滞后性，对整套系统稳产和安全运行起到了非常重要的作用。

参考文献

[1] 廉育英.密度测量技术[M].北京：机械工业出版社，1982.

[2] 张斌奎，郭福民.原油成套计量仪表[M].上海：上海科学技术出版社，1982.endprint