在線密度計的分類與選型參考
ZHOU Xiaoyu（周曉昱）
（龍口中隆計控設(shè)備有限公司，山東 龍口265718）
摘要：本文從工作原理出發(fā)，簡單介紹了目前在用的各種在線密度測量儀表。并簡單闡述了各種在線密度計的優(yōu)缺點，以及應(yīng)用領(lǐng)域。為工業(yè)企業(yè)用戶選用在線密度計時提供一些參考。
關(guān)鍵詞：密度計，在線密度計，濃度測量，密度測量
一、音叉密度計
工作原理：音叉密度計傳感器根據(jù)振動原理而設(shè)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(chǎn)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(wěn)定在自然諧振頻率上。當(dāng)液體流經(jīng)叉體時，振動發(fā)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(zhǔn)確的密度值。
優(yōu)點：安裝簡單，即插即用，免維護。可以測量含有固體或氣泡的混合介質(zhì)密度。
缺點：該密度計用于測量易結(jié)晶、結(jié)垢介質(zhì)時效果不理想。
典型應(yīng)用：石油化工行業(yè)、食品釀酒業(yè)，制藥行業(yè)、有機和無機化學(xué)工業(yè)以及礦物加工（如粘土、碳酸鹽、硅酸鹽等）。主要應(yīng)用于以上行業(yè)中的多產(chǎn)品管道中的界面檢測 ，麥芽汁濃度（釀酒），酸堿濃度控制，糖精煉的濃度，攪拌混合物的密度檢測。反應(yīng)釜終點檢測，離析器界面檢測等。
二． 科氏力在線密度計
工作原理：測量管連續(xù)地以一定的共振頻率進行振動，振動頻率隨流體的密度變化而變化，因此共振頻率是流體密度的函數(shù)，通過測量共振頻率即可準(zhǔn)確獲得流體的密度。在密度測量的同時還可以根據(jù)科里奧利力原理直接測量封閉管道內(nèi)流體的質(zhì)量流量。
優(yōu)點：質(zhì)量流量計可以同時測量質(zhì)量流量與密度、溫度。而且測量精度較高，運行穩(wěn)定。因此被廣泛用于石油化工領(lǐng)域的生產(chǎn)工藝過程的流量和密度檢測與控制。 缺點：價格比較高，用于測量有顆粒性介質(zhì)時，易磨損和堵塞。
典型應(yīng)用：在石化行業(yè)可廣泛應(yīng)用于石油、煉油、調(diào)油、油水介面檢測；在食品工業(yè)用于葡萄汁、番茄汁、果糖漿、植物油及軟飲料加工等生產(chǎn)現(xiàn)場；奶制品業(yè)；造紙業(yè)；黑漿、綠漿、白漿、堿溶液的測試；釀酒酒精度；化工類的尿素、清潔劑、乙二醇、酸堿及聚合物密度的測試。還可應(yīng)用于采礦鹽水、鉀堿、天然氣、潤滑油、生物制藥等等行業(yè)。
三．差壓式密度計
測量原理：差壓式密度計是通過液柱產(chǎn)生的重力差△P=ρgh，當(dāng)h一定時，差壓變送器測出的差壓值除以重力加速度和長度就得到密度值。
優(yōu)點：差壓式密度計是一款簡單、實用、性價比高的產(chǎn)品。
缺點：該產(chǎn)品對安裝時的垂直度要求較高，存在誤差大、測量不穩(wěn)定等缺點。
典型應(yīng)用：
制糖業(yè)與釀酒業(yè)：榨取果汁、糖漿、葡萄汁等，酒精GL度、乙烷乙醇界面等
奶制品業(yè)：煉乳、乳糖、乳酪、干乳酪、乳酸等
采礦：煤、鉀堿、鹽水、磷酸鹽、該化合物、石灰石、銅等
煉油：潤滑油、芳香劑、燃油、植物油等
食物加工：番茄汁、果汁、植物油、淀粉乳、果醬等
紙漿與造紙業(yè)：黑漿、綠漿、紙漿清洗、蒸發(fā)器、白漿、苛性堿等
化工：酸、燒堿、尿素、清潔劑、聚合物密度、乙二醇、氯化鈉、氫氧化鈉等
石化：天然氣、油氣水洗、煤油、潤滑油、油/水界面
四．放射性同位素密度計
工作原理：放射性同位素密度計的儀器內(nèi)設(shè)有放射性同位素輻射源。它的放射性輻射（例如γ射線），在透過一定厚度的被測介質(zhì)后被射線檢測器所接收。當(dāng)介質(zhì)的厚度一定時，對射線的衰減量僅是該介質(zhì)物質(zhì)密度的函數(shù)。通過儀表內(nèi)部的運算即可得出其密度值
優(yōu)點：放射性密度計可以在不接觸被檢測對象，特別是在高溫、高壓、高腐蝕性和有毒的情況下，對容器內(nèi)的物料密度等參數(shù)進行測量。
缺點：是管道內(nèi)壁結(jié)垢及磨損將引起測量誤差、審批程序繁瑣、管理與檢查嚴(yán)格。
典型應(yīng)用：石化和化工、鋼鐵、建材、有色等工礦企業(yè)，用于檢測液體、固體（如氣載煤粉）、礦漿、水泥漿等物質(zhì)的密度。適用于工礦企業(yè)在線要求，尤其適用被測物粗糙堅硬、強腐蝕性和高溫、高壓等復(fù)雜、惡劣工況條件下密度的測量
五．超聲波密（濃）度計
工作原理：超聲波密（濃）度計是基于超聲波在液體中的傳導(dǎo)速度來測量液體密度的。理論和實驗證明：超聲波在特定的溫度下，在特定的濃度或密度的液體中傳遞的速度是確定的，液體的濃度變化則超聲波的傳導(dǎo)速度相應(yīng)改變。液體中超聲波的傳導(dǎo)速度是液體彈性模數(shù)和密度的函數(shù)，因而液體在一定溫度下超聲波在其中的傳導(dǎo)速度的不同則反映了液體濃度或密度的相應(yīng)變化。這樣，當(dāng)儀表的超聲波傳感單元給出一個超聲波信號并測量出其在過程液體中的傳遞速度及液體當(dāng)前溫度時，儀表即可通過這些濃度與溫度、速度等相關(guān)數(shù)據(jù)的運算，**求出當(dāng)前的濃度或密度值。
優(yōu)點：超聲波檢測不受介質(zhì)的濁度、色度及電導(dǎo)率的影響，也不會受流態(tài)及雜質(zhì)的干擾。
缺點：該產(chǎn)品價格比較高，而且測量受氣泡影響比較大，還存在自身電路的局限和工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境干擾，該產(chǎn)品的精度還有待提高。
典型應(yīng)用：化工、石化、紡織、半導(dǎo)體、鋼鐵、食品、飲料、制藥、酒廠、造紙、環(huán)保等行業(yè)。主要測量下列介質(zhì)的濃度或密度以及有關(guān)監(jiān)測控制：酸堿鹽類；化工原料和各類油品；果汁、糖漿、飲料、麥芽汁；各種酒類及制酒原料；各類添加劑；油品和物料輸運切換；油水分離和測量；各類主輔料組分監(jiān)控。
2013年3月29日截稿