腈纶在线折光仪的校验

　　1　引　言

　　在腈纶原液生产再浆化工段中,需要检测和控制浆液中NaSCN的浓度,国内外绝大多数腈纶生产厂都是使用美国ANACON公司K47型在线折光仪来进行检测的,该表对控制腈纶原液质量起着很重要的作用,它检测出的数值能否正确反映NaSCN的浓度,取决于它是否被正确检验。

　　2　再浆化工艺生产简介

　　再浆化的目的是使聚丙烯腈发生溶胀,NaSCN浓度过高会引起聚合物溶解,过低起不到浆化作用,如图1。再浆化槽主要有三种进料:聚合物、NaSCN溶液和B级脱盐水,折光仪安装在回流管线上,AE表示折光仪的检测器;AT表示折光仪变送器和指示仪,可发送4~20mA信号给控制室DCS;AV表示调节阀;FC表示气开;AY表示阀门定位器;5116是仪表位号。它们构成一单回路负反馈控制系统,方框图如图2所示。

　　3　折光仪测量原理简介

　　ANACON公司的K47型折光仪是利用光学上“临界角折射现象”来进行测量的。如图3,一束由白炽灯a发出的光束经透镜b聚焦成一锥体形　的光束,光束通过棱镜c投射到棱镜的斜面,该斜面将光束反射到界面d,反射到界面的光束是由无数以临界角上下的角度入射的光线构成的,棱镜侧面的角度α(一般设定在工艺介质的临界折射角最大和最小的平均角度)决定入射到界面的光线角度,在界面d的临界角度是由工艺介质决定,临界角如图示β。当工艺介质变化或浓度变化时,临界角也发生变化。所有以小于临界角射入的光线将直接从棱镜中穿出进入工艺流体被损耗,所有以大于临界角入射的光线将会从界面上被反射到棱镜的另一侧面,该侧面又将光线反射到检测器e上,在检测器上形成光亮和阴暗部分,有一道鲜明的分界线j。当工艺流体浓度变化时,临界角发生变化,分界线j也移动。在检测器上安装了两个硫化隔光电元件,小的元件m定位在光亮区域,分界线j落在大的元件l上,m和l可以认为是两个光敏电阻,j移动时,光电元件l的电阻也会改变,这两个光电元件被放在运算放大器电路中,小的元件m是反馈电阻,大的元件是输入电阻,在输入电路上加一恒定电压,运算放大器的输出电压就与光电检测器两电阻比值成线性关系。可见,工艺介质浓度通过光学上临界折射角现象已被转换成大的直流信号电压输出,后再用零点和量程调节作进一步处理并进行温度补偿校正,在仪表和指示仪上输出和显示。

　　4　校　验

　　根据K47型折光仪测量原理和工艺情况,我们总结出折光系数校验法和浓度校验法。

　　4.1　折光系数校验法

　　(1)根据工艺要求设定仪表的量程为折光系数1.385~1.435。配制三种校验溶液,母液取被测工艺介质,送分析化验室配制成折光系数分别近似为1.385、1.410、1.435的三种校验溶液。