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在化工生產(chǎn)領(lǐng)域，對于酸堿類溶劑濃度的精確測量是確保生產(chǎn)過程穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量可靠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。美國 Electron Machine Corp 公司研發(fā)的 MPR E-Scan 硫酸濃度分析儀，憑借其基于臨界角折光原理設(shè)計(jì)，成為了在線測量酸堿類溶劑濃度的有力工具。
折光原理剖析
MPR E-Scan 分析儀的核心測量原理基于光的折射現(xiàn)象，具體采用臨界角測量法。儀器內(nèi)部的 LED 光源發(fā)出光線，這些光線穿過棱鏡表面，并經(jīng)過棱鏡的反射面反射后到達(dá)工作面，也就是棱鏡與工藝流體的接觸面。在這個(gè)接觸面上，光線會(huì)以一系列不同的角度橫穿，其中包括與被測量流體的臨界角（Ic）。當(dāng)光線以大于臨界角的角度穿過工作面時(shí)，會(huì)被折射進(jìn)入測量流體中；而以小于臨界角的角度穿過時(shí)，則會(huì)被反射到棱鏡的另一個(gè)反射面，然后穿過棱鏡到達(dá) CCD 線性陣列組并被掃描。該分析儀所使用的 CCD 線性陣列包含多達(dá) 2048 個(gè)獨(dú)立的象素點(diǎn)，通過電子掃描形成簡單的光線和黑暗間隔圖象。當(dāng)過程流體的折射率發(fā)生改變時(shí)，臨界角也會(huì)隨之變化，這將改變光亮 / 黑暗時(shí)間的比率，而 CCD 能夠敏銳地檢測到這種變化。隨后，時(shí)間間隔的變化會(huì)被處理和加強(qiáng)，并最終以折射率、Brix、固形物含量或其他用戶所需的測量單位形式顯示出來。這種 CCD 掃描測量技術(shù)具備敏感度，并且不會(huì)受到被測流體中夾帶的氣泡或震動(dòng)流的干擾，從而保證了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
測量酸堿類溶劑的優(yōu)勢
高精度與高重復(fù)性：MPR E-Scan 分析儀能夠提供測量精度，對于硫酸濃度的測量，其精度可達(dá)到 ±0.05%，重復(fù)性和靈敏度均優(yōu)于 0.05%。這使得在化工生產(chǎn)過程中，能夠精準(zhǔn)地控制酸堿類溶劑的濃度，確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性，有效減少因濃度偏差導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量問題。
免維護(hù)與自動(dòng)清洗：儀器設(shè)計(jì)采用了無移動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)，大大降低了因部件磨損而需要維護(hù)的頻率，實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)的優(yōu)勢。同時(shí)，還具備棱鏡自動(dòng)清洗程序（可作為硬件選購），能夠在測量過程中自動(dòng)對棱鏡進(jìn)行清洗，防止酸堿類溶劑中的雜質(zhì)附著在棱鏡表面影響測量精度，保證儀器長期穩(wěn)定運(yùn)行。
適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境：整個(gè)分析儀的防護(hù)等級達(dá)到 NEMA 4X，無論是電子顯示操作箱還是探頭，都能有效抵御外界環(huán)境的侵蝕，適應(yīng)高溫、潮濕、腐蝕性氣體等惡劣工業(yè)環(huán)境。其電子控制臺由模制玻璃纖維聚酯制成，可在惡劣環(huán)境中為內(nèi)部電子元件提供可靠保護(hù)。此外，儀器的分體式設(shè)計(jì)將儀器 CPU 和主要電路板與光學(xué)部分分離，使系統(tǒng)更耐高溫和振動(dòng)，進(jìn)一步提高了在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。
多種通訊協(xié)議支持：該分析儀具備多種通訊協(xié)議，如 Profibus、Hart、Rs232 或 485 等，能夠方便地與工廠現(xiàn)有的自動(dòng)化控制系統(tǒng)（如 DCS 或 PLC）進(jìn)行集成。通過這些通訊協(xié)議，分析儀可以實(shí)時(shí)將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動(dòng)化監(jiān)控和控制。當(dāng)檢測到酸堿類溶劑濃度偏離設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)設(shè)程序自動(dòng)調(diào)整相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，確保生產(chǎn)過程始終處于最佳狀態(tài)。
應(yīng)用場景廣泛
化工原料行業(yè)：在磷酸、硝酸等化工原料的生產(chǎn)過程中，MPR E-Scan 分析儀可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)過程中酸堿類溶劑的濃度變化，為生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持，保障產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。例如，在硫酸生產(chǎn)過程中，從發(fā)煙硫酸的制備到最終硫酸產(chǎn)品的形成，整個(gè)流程中對硫酸濃度的精確控制至關(guān)重要。發(fā)煙硫酸由 SO3 溶于 H2SO4 生成，而發(fā)煙硫酸溶于水又生成硫酸，在這個(gè)雙接觸過程中，MPR E-Scan 分析儀能夠精確測量各階段硫酸溶液的濃度，遵循稀釋過程的嚴(yán)格要求，確保生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行。
涂料行業(yè)：對于涂料生產(chǎn)中涉及的酸堿類溶劑，如鈦氧化物生產(chǎn)過程中使用的相關(guān)溶劑，該分析儀可在線測量其濃度，幫助企業(yè)精準(zhǔn)控制生產(chǎn)配方，提高涂料產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和性能一致性。
化肥行業(yè)：在化肥生產(chǎn)過程中，許多反應(yīng)需要精確控制酸堿類溶劑的濃度。MPR E-Scan 分析儀能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測反應(yīng)液的濃度，為化肥生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，確保化肥產(chǎn)品的養(yǎng)分含量符合標(biāo)準(zhǔn)，提高化肥的肥效和質(zhì)量。
電池酸液產(chǎn)品：在電池生產(chǎn)過程中，電池酸液的濃度對電池的性能和壽命有著關(guān)鍵影響。MPR E-Scan 分析儀可用于在線測量電池酸液的濃度，保證酸液濃度的準(zhǔn)確性，從而提高電池產(chǎn)品的質(zhì)量和性能穩(wěn)定性。
鋼鐵行業(yè)酸洗池：鋼鐵行業(yè)在酸洗工藝中需要使用大量的酸液，如硫酸等。MPR E-Scan 分析儀能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測酸洗池中酸液的濃度，及時(shí)調(diào)整酸液的補(bǔ)充和更換，確保酸洗效果的一致性，提高鋼鐵產(chǎn)品的表面質(zhì)量，同時(shí)減少酸液的浪費(fèi)和環(huán)境污染。
芳綸 1414 紡絲凝固浴：在芳綸 1414 紡絲過程中，凝固浴中酸堿類溶劑的濃度對纖維的成型和性能有著重要影響。MPR E-Scan 分析儀可在線測量凝固浴中溶劑的濃度，為紡絲工藝的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，提高芳綸纖維的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
