專利名稱：基于磁浮力的液位在線測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬過程分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于磁浮力的多效蒸發(fā)濃縮過 程的液位在線測量方法，克服濃縮過程因液體翻動劇烈、泡沫起落和體系壓力 變化引起的狀態(tài)不穩(wěn)定，尤其適用于真空狀態(tài)的多效蒸發(fā)濃縮中藥浸膏物料的 液位在線測量方法。
技術(shù)背景濃縮工段是中藥生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，它將提取液進行蒸餾濃縮，使藥液 的濃度達到生產(chǎn)的要求，中藥提取液的蒸發(fā)濃縮過程及其自動化化控制水平與 中藥產(chǎn)品的安全性、有效性、穩(wěn)定性等密切相關(guān)，是中藥制藥過程中至關(guān)重要 的操作單元。整個濃縮過程要求保證溫度和壓力穩(wěn)定在工藝要求范圍之內(nèi)，并 且始終保持在兩效壓差和溫差不變的動態(tài)平衡狀態(tài)。此外，料液的液位是需要 全程監(jiān)控的參數(shù)之一，因為在濃縮生產(chǎn)過程中初始進料、蒸發(fā)過程中藥液量減 少難以形成循環(huán)時補充藥液、需要將一、二效藥液合并濃縮以及發(fā)生跑料時的 判斷依據(jù)都是料液的液位值。因此，濃縮過程液位的測定和控制測量是提高濃 縮液質(zhì)量的重要手段，也是真正實現(xiàn)濃縮過程自動化核心技術(shù)。迄今為止，國內(nèi)外在液位監(jiān)測方面采用的方法和儀器很多，按其采用的測 量原理及使用方法分類已達十余種，主要有以下幾種(1)差壓式液位測量； (2)浮體式液位測量；(3)電容式液位測量；(4)光纖液位測量；(5)超聲 波法。在中藥濃縮過程中，藥液處于低壓密閉狀態(tài)，溫度持續(xù)保持在60 100 'C之間，罐內(nèi)水蒸氣大，濕度高， 一般傳感元件易腐蝕老化，使用一段時間后 易出現(xiàn)測量不準(zhǔn)或無法顯示等故障。且中草藥提取液中常含有皂甙及粘液質(zhì)類 成分，在減壓濃縮時，會產(chǎn)生大量的泡沫，加上從加熱室流入蒸發(fā)室內(nèi)的藥液 沖擊液面造成四處飛濺的液滴，使蒸發(fā)室內(nèi)出現(xiàn)多個不穩(wěn)定濃度層面，造成液 位難以判斷，而濃縮工段對液位測量的速度和精度要求都比較高，因此無法用 常規(guī)的測量方法對濃縮過程中藥液的液位進行測量。目前國內(nèi)中藥生產(chǎn)過程中難以測量的濃度、液位等參數(shù)，多數(shù)是由操作工 人憑經(jīng)驗來判斷并進行調(diào)節(jié)控制，系統(tǒng)無法在最短時間內(nèi)達到穩(wěn)態(tài)平穩(wěn)工作，浪費時間和蒸汽熱能，損失了經(jīng)濟效益。同時使藥液的濃縮效果產(chǎn)生較大的偏 差，最終導(dǎo)致濃縮效果不穩(wěn)定，對下一步的生產(chǎn)工序造成很大影響。而對于要 進行全自動化生產(chǎn)流程控制來說，人工操作控制模式顯然無法滿足生產(chǎn)要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種基于磁浮力的液位在線測量方法，主要是基于磁 浮力的多效蒸發(fā)濃縮過程的液位在線測量方法，通過以下方案實現(xiàn)在線測量(1) 應(yīng)用多效蒸發(fā)器，多效蒸發(fā)器由蒸發(fā)室、沸騰室、磁浮球液位計和 連接管組成，蒸發(fā)室和沸騰室通過連接管連接，磁浮球液位計主要由磁浮球、 傳感器、變送器三部分組成，磁浮球和傳感器被安裝在沸騰室內(nèi)，磁浮球液位 計為市售產(chǎn)品；(2) 當(dāng)磁浮球隨沸騰室內(nèi)液位變化上下浮動時，磁浮球內(nèi)的磁鋼吸合傳 感器內(nèi)相應(yīng)位置上的干簧管，使傳感器的總電阻(或電壓)發(fā)生變化，再由變送 器將變化后的電阻(或電壓)信號轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號輸出；(3) 為了準(zhǔn)確測量多效蒸發(fā)器內(nèi)液體的體積，預(yù)先對多效蒸發(fā)器內(nèi)液位 對應(yīng)的體積進行標(biāo)定，建立體積與液位的函數(shù)關(guān)系，其函數(shù)被輸入電腦，從而 能夠及時測量蒸發(fā)液的體積；(4)考慮到蒸發(fā)過程濃縮液的密度是變化的，而且溫度的變化會影響濃縮 液的密度，可以預(yù)先測定濃縮液蒸發(fā)過程的密度函數(shù)p及其溫度校正系數(shù)A， 其中溫度校正系數(shù)，由公式hl+aAt+bAtH十算，其中，回歸系數(shù)a、 b根據(jù) 預(yù)試驗的結(jié)果而得到，At為物料溫度與25T的溫差。將相關(guān)參數(shù)輸入電腦， 從而能夠測量蒸發(fā)液的質(zhì)量。本發(fā)明的有益之處是本發(fā)明提出基于磁浮子原理的液位檢測方法，旨在 解決真空沸騰狀態(tài)下濃縮液測量的技術(shù)難題，實現(xiàn)濃縮過程真正意義的自動化 控制，縮小中藥濃縮過程批次差異性，為提高中藥產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和中藥現(xiàn)代化 提供新技術(shù)。本發(fā)明設(shè)計合理，多效蒸發(fā)器制備簡易，成本低。


圖l是蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是多效蒸發(fā)器液體的體積測量。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和下面實施例對本發(fā)明作進一步的說明。 實施例l(1)應(yīng)用多效蒸發(fā)器，參見圖1 ，多效蒸發(fā)器由蒸發(fā)室l 、沸騰室2、磁浮球液位計3和連接管4組成，蒸發(fā)室1和沸騰室2通過連接管4連接，磁浮 球液位計3主要由磁浮球5、傳感器6和變送器7組成，磁浮球5和傳感器6 被安裝在沸騰室2內(nèi)，當(dāng)磁浮球5隨液位變化上下浮動時，浮球內(nèi)的磁鋼吸合 傳感器6內(nèi)相應(yīng)位置上的干簧管，使傳感器的總電阻(或電壓)發(fā)生變化，再由 變送器將變化后的電阻(或電壓)信號轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號輸出；磁浮球液位計可以選用上海雄風(fēng)自控工程有限公司制造的CTT001磁浮力 液位計或類似的液位計產(chǎn)品。(2) 為了準(zhǔn)確測量多效蒸發(fā)器內(nèi)液體的體積，預(yù)先對多效蒸發(fā)器內(nèi)液位對 應(yīng)的體積進行標(biāo)定，建立體積與液位的函數(shù)關(guān)系，其函數(shù)被輸入電腦，從而能 夠及時測量蒸發(fā)液的體積；(3) 考慮到蒸發(fā)過程濃縮液的密度是變化的，而且溫度的變化會影響濃縮 液的密度，可以預(yù)先測定濃縮液蒸發(fā)過程的密度函數(shù)p及其溫度校正系數(shù)k。對于水，p=1.000;對于無水乙醇，p=0.790;對于95%乙醇，p=0.816;中 藥浸膏的密度函數(shù)p根據(jù)實際測量值。將相關(guān)參數(shù)輸入電腦，從而能夠測量蒸 發(fā)液的質(zhì)量。 實施例2(1) 體系標(biāo)定在本發(fā)明實施的中試實驗所用多效蒸發(fā)器內(nèi)安裝CTT001磁浮力液位計， 分別用清水和乙醇溶液標(biāo)定蒸發(fā)器液位和磁浮球位置的一一對應(yīng)關(guān)系。體系標(biāo) 定可以采用加法或減法。加法是先定量加入液體到液位計下限，標(biāo)定最小體積， 然后分批定量加入液體，逐一記錄液體加入量和磁浮球位置。重復(fù)操作，直到 液位計刻度上限為止。減法標(biāo)定的方案是先定量加入液體到液位計上限，標(biāo) 定最大體積刻度，然后從底閥分批定量放出液體，每次一升或其整數(shù)倍，逐一 記錄放出液體量和磁浮球位置，直到液位計刻度下限為止。(2) 體系校驗采用真空沸騰全回流的方式，以水為介質(zhì)，校驗體系得穩(wěn)定性。在蒸發(fā)狀 態(tài)下，記錄磁浮球液位計的指示值。然后，定量補加水溶液，再次加熱至沸騰， 記錄磁浮球液位計。重復(fù)試驗，校驗結(jié)果參見圖2。
權(quán)利要求
1、一種基于磁浮力的液位在線測量方法，其特征是通過以下方案實現(xiàn)(1)應(yīng)用多效蒸發(fā)器，多效蒸發(fā)器由蒸發(fā)室(1)、沸騰室(2)、磁浮球液位計(3)和連接管(4)組成，蒸發(fā)室(1)和沸騰室(2)通過連接管(4)連接，磁浮球液位計(3)主要由磁浮球(5)、傳感器(6)、變送器(7)三部分組成，磁浮球(5)和傳感器(6)被安裝在沸騰室(2)內(nèi)；(2)對多效蒸發(fā)器內(nèi)液位對應(yīng)的體積進行標(biāo)定，建立體積與液位的函數(shù)關(guān)系，其函數(shù)被輸入電腦，從而測量蒸發(fā)液的體積；(3)測定濃縮液蒸發(fā)過程的密度函數(shù)ρ及其溫度校正系數(shù)k，其中溫度校正系數(shù)，由公式k＝1+aΔt+bΔt2計算，其中，回歸系數(shù)a、b根據(jù)預(yù)試驗的結(jié)果而得到，Δt為物料溫度與25℃的溫差，將相關(guān)參數(shù)輸入電腦，從而測量蒸發(fā)液的質(zhì)量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種基于磁浮力的液位在線測量方法，其特征在 于所述磁浮球液位計為市售產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于磁浮力的液位在線測量方法，通過對多效蒸發(fā)器內(nèi)液位對應(yīng)的體積進行標(biāo)定，建立體積與液位的函數(shù)關(guān)系，其函數(shù)被輸入電腦，從而測量蒸發(fā)液的體積；測定濃縮液蒸發(fā)過程的密度函數(shù)ρ及其溫度校正系數(shù)k，將相關(guān)參數(shù)輸入電腦，從而測量蒸發(fā)液的質(zhì)量。本發(fā)明提出基于磁浮子原理的液位檢測方法，旨在解決真空沸騰狀態(tài)下濃縮液測量的技術(shù)難題，實現(xiàn)濃縮過程真正意義的自動化控制，縮小中藥濃縮過程批次差異性，為提高中藥產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和中藥現(xiàn)代化提供新技術(shù)。本發(fā)明設(shè)計合理，多效蒸發(fā)器制備簡易，成本低。
文檔編號G01F23/30GK101403631SQ200810122079
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者劉雪松, 王龍虎, 勇 陳 申請人:浙江大學(xué)