專利名稱：一種硝酸銨水溶液濃度在線監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測方法，尤其涉及一種硝酸銨水溶液濃度在線監(jiān)測法。
背景技術(shù)：
含水硝酸銨炸藥從1956年庫克發(fā)明以來，在世界各國得到了大力發(fā)展。傳統(tǒng)的含水硝酸銨炸藥生產(chǎn)工藝，是將粉狀硝酸銨溶解在水中，加入適量的硝酸鈉作為增溶和降低硝酸銨析晶點(diǎn)的輔助添加劑，配制成含水硝酸銨炸藥的水相溶液；將柴油、石蠟和乳化劑配制成油相溶液，然后將水、油相溶液按一定比例輸入乳化器乳化成乳膠基質(zhì)，再經(jīng)敏化和裝藥工序制成含水硝酸銨炸藥。近年來，將硝酸銨水溶液直接應(yīng)用于工業(yè)炸藥的生產(chǎn)在國外工業(yè)炸藥生產(chǎn)中已是比較通行的生產(chǎn)方式，無論是散裝炸藥產(chǎn)品還是包裝產(chǎn)品，通常都直接使用硝酸銨溶液作為原料，這樣既使硝酸銨生產(chǎn)廠家節(jié)省結(jié)晶能耗、包裝材料成本及包裝的人工成本，又使炸藥生產(chǎn)廠家節(jié)約破碎人工成本和溶液的能耗、生產(chǎn)過程能源消耗， 同時(shí)簡化了生產(chǎn)工藝，優(yōu)化了作業(yè)環(huán)境，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。現(xiàn)行的硝酸銨水溶液濃度的檢測方法主要有比重法和化學(xué)分析法(即滴定法)。 比重法的原理是量取一定量的樣品，用蒸餾水稀釋，測定稀釋后樣品的密度P和溫度t，根據(jù)p-t表查出稀釋后硝酸銨水溶液濃度，然后換算成樣品硝酸銨水溶液的濃度，此方法的缺點(diǎn)在于由于用于工業(yè)炸藥生產(chǎn)的硝酸銨水溶液濃度一般在90%以上，濃度較高，容易析晶，測量誤差較大，不利于產(chǎn)品質(zhì)量控制；
化學(xué)分析法常用的有甲醛法，其原理是在中性溶液中，銨鹽與甲醛作用生成六次甲基四胺和相當(dāng)于銨鹽含量的酸，在指示劑存在下，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積可計(jì)算出銨鹽含量，該方法的缺點(diǎn)在于雖然滴定法測量結(jié)果準(zhǔn)確， 誤差較小，但耗時(shí)較多，一般需20min左右?，F(xiàn)行的兩種方法對(duì)水相配料溶液均是采用間斷式取樣測量，不易操作，即便是提到了水相配料溶液的連續(xù)化、自動(dòng)化控制，也只是實(shí)現(xiàn)了稱量法間接控制硝酸銨水溶液濃度的連續(xù)化，而不能通過檢測裝置對(duì)硝酸銨水溶液濃度進(jìn)行在線實(shí)時(shí)測量，因此，沒有從實(shí)質(zhì)上解決水相配料溶液的濃度檢測問題，不能滿足含水硝酸銨炸藥生產(chǎn)線的連續(xù)化、自動(dòng)化的技術(shù)要求。生產(chǎn)企業(yè)需要一種實(shí)時(shí)監(jiān)測硝酸銨水溶液濃度的方法，但現(xiàn)有技術(shù)方法不能實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硝酸銨水溶液濃度在線監(jiān)測法，可以對(duì)硝酸銨水溶液的濃度進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，滿足含水硝酸銨炸藥生產(chǎn)線的連續(xù)化、 自動(dòng)化的技術(shù)要求。為完成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種硝酸銨水溶液濃度在線監(jiān)測法， 包括步驟如下步驟一、將超聲波發(fā)生裝置，超聲波接收裝置安裝于硝酸銨水溶液必須監(jiān)控的生產(chǎn)設(shè)備上，對(duì)硝酸銨水溶液進(jìn)行聲速測量，設(shè)定聲換能器諧振頻率在35-45KHZ，功率不小于 20W ；步驟二、使用溫度傳感器測量對(duì)應(yīng)超聲波發(fā)生、接收裝置安裝位置之間，即監(jiān)測點(diǎn)的溫度；步驟三、將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號(hào)通過傳輸線路送入系統(tǒng)處理主機(jī)；步驟四、系統(tǒng)處理主機(jī)將所傳遞的測量信號(hào)處理成相應(yīng)數(shù)據(jù)，并與硝酸銨水溶液溫度一聲速一濃度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得被測硝酸銨水溶液的濃度； 步驟五、系統(tǒng)處理主機(jī)將所獲得結(jié)果送顯示輸出設(shè)備。
超聲波測量原理在液體中的超聲波速度會(huì)受各種成份的濃度所影響，通過測量液體聲速，從而決定液體的濃度。因?yàn)槌暡òl(fā)生、接收裝置的安裝距離是固定的，為測量超聲波的速度，超聲波發(fā)生裝置發(fā)射出一脈沖波，并開始計(jì)時(shí)直到超聲波接收裝置接收到這一束脈沖波，通過測得的傳播時(shí)間可精準(zhǔn)計(jì)算出超聲波在介質(zhì)中的速度，系統(tǒng)處理主機(jī)中預(yù)存有各種介質(zhì)下溫度、聲速及濃度間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算出液體的濃度。
本發(fā)明的有益效果超聲波在線監(jiān)測硝酸銨水溶液的濃度，與傳統(tǒng)的比重法和化學(xué)分析法相比，無需將樣品取出即可測量硝酸銨的濃度，避免了間斷取樣時(shí)稱量、稀釋及高濃度硝酸銨水溶液的析晶等帶來的誤差；利用超聲波對(duì)硝酸銨水溶液濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量， 可以反映任意時(shí)刻硝酸銨的濃度，測量速度高，實(shí)現(xiàn)了在連續(xù)化，自動(dòng)化生產(chǎn)工業(yè)炸藥的過程中對(duì)硝酸銨水溶液濃度的在線監(jiān)測及控制。


以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
圖1 為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
實(shí)施例1 如圖1所示，一種硝酸銨水溶液儲(chǔ)罐中硝酸銨水溶液濃度的在線監(jiān)測，包括步驟如下 步驟1、將超聲波發(fā)生裝置1、超聲波接收裝置2固定安裝于硝酸銨水溶液必須監(jiān)控的生產(chǎn)設(shè)備3儲(chǔ)罐中，超聲波發(fā)生裝置1與超聲波接收裝置2間的距離為15cm，聲換能器諧振頻率設(shè)置為45KHz，裝置功率^W，對(duì)硝酸銨水溶液進(jìn)行聲速測量，測量所得聲速值為1969 m/s ；步驟2、使用溫度傳感器4測量對(duì)應(yīng)超聲波發(fā)生裝置與超聲波接收裝置安裝位置之間， 即監(jiān)測點(diǎn)的溫度，測定溫度值為125°C ；步驟3、將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號(hào)通過傳輸線路送入系統(tǒng)處理主機(jī)5 ；步驟4、系統(tǒng)處理主機(jī)5將所傳遞的測量信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換處理成相應(yīng)數(shù)據(jù)，并與硝酸銨水溶液溫度一聲速一濃度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得被測硝酸銨水溶液的濃度為92. 79% ；步驟5、系統(tǒng)處理主機(jī)5將所獲得結(jié)果送顯示輸出設(shè)備6顯示硝酸銨水溶液濃度值，同時(shí)通過語音播報(bào)測量結(jié)果。
從儲(chǔ)罐中對(duì)應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)的位置取樣，采用甲醛法測量硝酸銨水溶液濃度，其濃度值為92. 48%，測量結(jié)果對(duì)比合格，本方法可多次測量，也可以將短時(shí)間內(nèi)多組數(shù)據(jù)求平均值， 測量結(jié)果更精確。
實(shí)施例2:如圖1所示，一種硝酸銨水溶液運(yùn)輸管道中硝酸銨水溶液濃度的在線監(jiān)測，包括步驟如下步驟1、將超聲波發(fā)生裝置1、超聲波接收裝置2固定安裝于硝酸銨水溶液必須監(jiān)控的生產(chǎn)設(shè)備3運(yùn)輸管道中，超聲波發(fā)生裝置和超聲波接收裝置間的距離為10cm，聲換能器諧振頻率設(shè)置為35KHz，裝置功率20W，對(duì)硝酸銨水溶液進(jìn)行聲速測量，測量所得聲速值為 1875 m/s ；步驟2、使用溫度傳感器4測量對(duì)應(yīng)超聲波發(fā)生裝置與超聲波接收裝置安裝位置之間， 即監(jiān)測點(diǎn)的溫度，測定溫度值為120°C ；步驟3、將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號(hào)通過傳輸線路送入系統(tǒng)處理主機(jī)5 ；步驟4、系統(tǒng)處理主機(jī)5將所傳遞的測量信號(hào)處理成相應(yīng)數(shù)據(jù)，并與硝酸銨水溶液溫度一聲速一濃度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得被測硝酸銨水溶液的濃度為 90. 34% ；步驟5、系統(tǒng)處理主機(jī)5將所獲得結(jié)果送顯示輸出設(shè)備6顯示硝酸銨水溶液濃度，并通過語音播報(bào)測量結(jié)果。
從儲(chǔ)罐中對(duì)應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)的位置取樣，采用甲醛法測量硝酸銨水溶液濃度，其濃度值為90. 12%，測量結(jié)果對(duì)比合格。
權(quán)利要求
1. 一種硝酸銨水溶液濃度在線監(jiān)測方法，其特征在于包括步驟如下 步驟一、將超聲波發(fā)生裝置(1)、超聲波接收裝置(2)安裝于硝酸銨水溶液必須監(jiān)控的生產(chǎn)設(shè)備(3)上，對(duì)硝酸銨水溶液進(jìn)行聲速測量，設(shè)定聲換能器諧振頻率在35-45KHZ，功率不小于20W ；步驟二、使用溫度傳感器(4)測量對(duì)應(yīng)超聲波發(fā)生、接收裝置安裝位置之間，即監(jiān)測點(diǎn)的溫度；步驟三、將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號(hào)通過傳輸線路送入系統(tǒng)處理主機(jī)(5)；步驟四、系統(tǒng)處理主機(jī)(5)將所傳遞的測量信號(hào)處理成相應(yīng)數(shù)據(jù)，并與硝酸銨水溶液溫度一聲速一濃度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得被測硝酸銨水溶液的濃度； 步驟五、系統(tǒng)處理主機(jī)(5 )將所獲得結(jié)果送顯示輸出設(shè)備(6 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硝酸銨水溶液濃度在線監(jiān)測方法，利用超聲波發(fā)生、接收裝置在生產(chǎn)設(shè)備上對(duì)硝酸銨水溶液進(jìn)行聲速測量，并使用溫度傳感器測量對(duì)應(yīng)超聲波發(fā)生、接收裝置安裝位置點(diǎn)的溫度，將被測硝酸銨水溶液的聲速和溫度的測量信號(hào)通過傳輸線路送入系統(tǒng)處理主機(jī)處理，并與硝酸銨水溶液溫度—聲速—濃度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,獲得被測硝酸銨水溶液的濃度，所得結(jié)果送顯示器顯示或語音播報(bào)。本發(fā)明通過以上五步驟，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硝酸銨水溶液濃度在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，滿足了含水硝酸銨炸藥生產(chǎn)線連續(xù)化、自動(dòng)化的技術(shù)要求。
文檔編號(hào)G01N29/024GK102507732SQ201110381289
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月26日
發(fā)明者夏光, 張東杰, 張現(xiàn)亭, 王曉云, 章晉英, 陸麗園 申請人:煤炭科學(xué)研究總院爆破技術(shù)研究所