专利名称：一种硝酸铵水溶液浓度在线监测方法
技术领域：
本发明涉及一种在线监测方法，尤其涉及一种硝酸铵水溶液浓度在线监测法。
背景技术：
含水硝酸铵炸药从1956年库克发明以来，在世界各国得到了大力发展。传统的含水硝酸铵炸药生产工艺，是将粉状硝酸铵溶解在水中，加入适量的硝酸钠作为增溶和降低硝酸铵析晶点的辅助添加剂，配制成含水硝酸铵炸药的水相溶液；将柴油、石蜡和乳化剂配制成油相溶液，然后将水、油相溶液按一定比例输入乳化器乳化成乳胶基质，再经敏化和装药工序制成含水硝酸铵炸药。近年来，将硝酸铵水溶液直接应用于工业炸药的生产在国外工业炸药生产中已是比较通行的生产方式，无论是散装炸药产品还是包装产品，通常都直接使用硝酸铵溶液作为原料，这样既使硝酸铵生产厂家节省结晶能耗、包装材料成本及包装的人工成本，又使炸药生产厂家节约破碎人工成本和溶液的能耗、生产过程能源消耗， 同时简化了生产工艺，优化了作业环境，稳定了产品质量，降低了生产成本。现行的硝酸铵水溶液浓度的检测方法主要有比重法和化学分析法(即滴定法)。 比重法的原理是量取一定量的样品，用蒸馏水稀释，测定稀释后样品的密度P和温度t，根据p-t表查出稀释后硝酸铵水溶液浓度，然后换算成样品硝酸铵水溶液的浓度，此方法的缺点在于由于用于工业炸药生产的硝酸铵水溶液浓度一般在90%以上，浓度较高，容易析晶，测量误差较大，不利于产品质量控制；
化学分析法常用的有甲醛法，其原理是在中性溶液中，铵盐与甲醛作用生成六次甲基四胺和相当于铵盐含量的酸，在指示剂存在下，用氢氧化钠标准溶液滴定，根据消耗的氢氧化钠标准溶液的体积可计算出铵盐含量，该方法的缺点在于虽然滴定法测量结果准确， 误差较小，但耗时较多，一般需20min左右。现行的两种方法对水相配料溶液均是采用间断式取样测量，不易操作，即便是提到了水相配料溶液的连续化、自动化控制，也只是实现了称量法间接控制硝酸铵水溶液浓度的连续化，而不能通过检测装置对硝酸铵水溶液浓度进行在线实时测量，因此，没有从实质上解决水相配料溶液的浓度检测问题，不能满足含水硝酸铵炸药生产线的连续化、自动化的技术要求。生产企业需要一种实时监测硝酸铵水溶液浓度的方法，但现有技术方法不能实现。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种硝酸铵水溶液浓度在线监测法，可以对硝酸铵水溶液的浓度进行在线实时监测，满足含水硝酸铵炸药生产线的连续化、 自动化的技术要求。为完成上述目的，本发明采用的技术方案是一种硝酸铵水溶液浓度在线监测法， 包括步骤如下步骤一、将超声波发生装置，超声波接收装置安装于硝酸铵水溶液必须监控的生产设备上，对硝酸铵水溶液进行声速测量，设定声换能器谐振频率在35-45KHZ，功率不小于 20W ；步骤二、使用温度传感器测量对应超声波发生、接收装置安装位置之间，即监测点的温度；步骤三、将被测硝酸铵水溶液的声速和温度的测量信号通过传输线路送入系统处理主机；步骤四、系统处理主机将所传递的测量信号处理成相应数据，并与硝酸铵水溶液温度一声速一浓度的标准数据库内的数据进行比较，获得被测硝酸铵水溶液的浓度； 步骤五、系统处理主机将所获得结果送显示输出设备。
超声波测量原理在液体中的超声波速度会受各种成份的浓度所影响，通过测量液体声速，从而决定液体的浓度。因为超声波发生、接收装置的安装距离是固定的，为测量超声波的速度，超声波发生装置发射出一脉冲波，并开始计时直到超声波接收装置接收到这一束脉冲波，通过测得的传播时间可精准计算出超声波在介质中的速度，系统处理主机中预存有各种介质下温度、声速及浓度间的关联数据，根据测量数据计算出液体的浓度。
本发明的有益效果超声波在线监测硝酸铵水溶液的浓度，与传统的比重法和化学分析法相比，无需将样品取出即可测量硝酸铵的浓度，避免了间断取样时称量、稀释及高浓度硝酸铵水溶液的析晶等带来的误差；利用超声波对硝酸铵水溶液浓度进行实时测量， 可以反映任意时刻硝酸铵的浓度，测量速度高，实现了在连续化，自动化生产工业炸药的过程中对硝酸铵水溶液浓度的在线监测及控制。


以下结合实施例对本发明作详细描述。
图1 为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地描述。
实施例1 如图1所示，一种硝酸铵水溶液储罐中硝酸铵水溶液浓度的在线监测，包括步骤如下 步骤1、将超声波发生装置1、超声波接收装置2固定安装于硝酸铵水溶液必须监控的生产设备3储罐中，超声波发生装置1与超声波接收装置2间的距离为15cm，声换能器谐振频率设置为45KHz，装置功率^W，对硝酸铵水溶液进行声速测量，测量所得声速值为1969 m/s ；步骤2、使用温度传感器4测量对应超声波发生装置与超声波接收装置安装位置之间， 即监测点的温度，测定温度值为125°C ；步骤3、将被测硝酸铵水溶液的声速和温度的测量信号通过传输线路送入系统处理主机5 ；步骤4、系统处理主机5将所传递的测量信号经转换处理成相应数据，并与硝酸铵水溶液温度一声速一浓度的标准数据库内的数据进行比较，获得被测硝酸铵水溶液的浓度为92. 79% ；步骤5、系统处理主机5将所获得结果送显示输出设备6显示硝酸铵水溶液浓度值，同时通过语音播报测量结果。
从储罐中对应监测点的位置取样，采用甲醛法测量硝酸铵水溶液浓度，其浓度值为92. 48%，测量结果对比合格，本方法可多次测量，也可以将短时间内多组数据求平均值， 测量结果更精确。
实施例2:如图1所示，一种硝酸铵水溶液运输管道中硝酸铵水溶液浓度的在线监测，包括步骤如下步骤1、将超声波发生装置1、超声波接收装置2固定安装于硝酸铵水溶液必须监控的生产设备3运输管道中，超声波发生装置和超声波接收装置间的距离为10cm，声换能器谐振频率设置为35KHz，装置功率20W，对硝酸铵水溶液进行声速测量，测量所得声速值为 1875 m/s ；步骤2、使用温度传感器4测量对应超声波发生装置与超声波接收装置安装位置之间， 即监测点的温度，测定温度值为120°C ；步骤3、将被测硝酸铵水溶液的声速和温度的测量信号通过传输线路送入系统处理主机5 ；步骤4、系统处理主机5将所传递的测量信号处理成相应数据，并与硝酸铵水溶液温度一声速一浓度的标准数据库内的数据进行比较，获得被测硝酸铵水溶液的浓度为 90. 34% ；步骤5、系统处理主机5将所获得结果送显示输出设备6显示硝酸铵水溶液浓度，并通过语音播报测量结果。
从储罐中对应监测点的位置取样，采用甲醛法测量硝酸铵水溶液浓度，其浓度值为90. 12%，测量结果对比合格。
权利要求
1. 一种硝酸铵水溶液浓度在线监测方法，其特征在于包括步骤如下 步骤一、将超声波发生装置(1)、超声波接收装置(2)安装于硝酸铵水溶液必须监控的生产设备(3)上，对硝酸铵水溶液进行声速测量，设定声换能器谐振频率在35-45KHZ，功率不小于20W ；步骤二、使用温度传感器(4)测量对应超声波发生、接收装置安装位置之间，即监测点的温度；步骤三、将被测硝酸铵水溶液的声速和温度的测量信号通过传输线路送入系统处理主机(5)；步骤四、系统处理主机(5)将所传递的测量信号处理成相应数据，并与硝酸铵水溶液温度一声速一浓度的标准数据库内的数据进行比较，获得被测硝酸铵水溶液的浓度； 步骤五、系统处理主机(5 )将所获得结果送显示输出设备(6 )。
全文摘要
本发明公开了一种硝酸铵水溶液浓度在线监测方法，利用超声波发生、接收装置在生产设备上对硝酸铵水溶液进行声速测量，并使用温度传感器测量对应超声波发生、接收装置安装位置点的温度，将被测硝酸铵水溶液的声速和温度的测量信号通过传输线路送入系统处理主机处理，并与硝酸铵水溶液温度—声速—浓度的标准数据库内的数据进行比较,获得被测硝酸铵水溶液的浓度，所得结果送显示器显示或语音播报。本发明通过以上五步骤，实现了对硝酸铵水溶液浓度在线实时监测，满足了含水硝酸铵炸药生产线连续化、自动化的技术要求。
文档编号G01N29/024GK102507732SQ201110381289
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月26日 优先权日2011年11月26日
发明者夏光, 张东杰, 张现亭, 王晓云, 章晋英, 陆丽园 申请人:煤炭科学研究总院爆破技术研究所