介紹用于特纖紡絲凝固浴濃度在線測量分析儀的構(gòu)造、特點(diǎn)、工作原理以及在特種纖維生產(chǎn)中紡絲凝固浴 DMF/DMAC/DMSO/H2SO4濃度測量中的應(yīng)用。

前 言 

溶液的濃度是指在一定量的溶液（或溶劑）中所含溶質(zhì)的量。測定方法主要有滴定法，實(shí)驗(yàn)室儀器測定法，但這種測定方法化驗(yàn)數(shù)據(jù)滯后，在生產(chǎn)上不能及時調(diào)整凝固浴溶液濃度，使工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量不能保證。在國內(nèi)生產(chǎn)工藝采用*的DMAC 濕法兩步法，主要芳綸1313纖維和聚酰亞胺纖維。 紡絲原液通過噴絲板經(jīng)過凝固浴成絲，凝固浴中的 DMAC 濃度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。為保證產(chǎn) 品質(zhì)量滿足市場需求，大部分紡絲公司都在用美國MPR E-Scan在線濃度儀，用于適時檢測紡絲凝固中 DMAC的濃度，遠(yuǎn)處 4～20mA信號到DCS系統(tǒng)，集成控制適時調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)液體濃度。

應(yīng)用背景

國內(nèi)采用 DMAC濕法兩步法生產(chǎn)芳綸1313纖維和聚酰亞胺纖維。聚合物在原液與DMAC溶液相混合，配制成100 ℃ 原液膠，通過計量泵經(jīng)過噴絲板，進(jìn)入DMAC凝固浴中，膠體內(nèi)的 DMAC與凝固浴中的DMAC 進(jìn)行解析，形成一恒定的濃度平衡。準(zhǔn)確測量DMAC 濃度，可適時控制凝固浴中的補(bǔ)給水的量。DMAC 濃度的變化直接造成絲束發(fā)脆和絲束并絲等嚴(yán)重的質(zhì)量問題。穩(wěn)定的 DMAC 濃度環(huán)境對芳綸1313纖維和聚酰亞胺纖維成絲內(nèi)在質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。

國內(nèi)公司原有生產(chǎn)線測量成絲凝固浴的DMAC濃度采用化驗(yàn)分析方法，每2小時取樣一次，取樣后 在中心化驗(yàn)室由化驗(yàn)員用實(shí)驗(yàn)室型的阿貝（Abbe Refractometer)測量。這種測量方法對工藝數(shù)據(jù)滯后、取樣環(huán)境、溫度變化、人工操作、儀器受周圍環(huán)境等因素都對化驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成影響。不能隨工藝條件的變化做適時地調(diào)整，這樣就不能夠保障產(chǎn)品的穩(wěn)定的質(zhì)量指標(biāo)。

 MPR E-Scan工作原理

由于光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，光從一種介質(zhì)射像另一種介質(zhì)時,光的傳播方向發(fā)生了改變，這種現(xiàn)象叫做光的折射。人類對光的折射進(jìn)行了長期的研究，總結(jié)出光在發(fā)生折射時所遵循的基本定律——光的折射定律。在現(xiàn)實(shí)生活中折射現(xiàn)象是很普遍的，例如，插入水杯中的鉛筆，看上去好象在水中被折斷。根據(jù)折射定律我們就可以很好理解了：水下部分的鉛筆射出的光線從水中斜射向空氣中發(fā)生了光的折射現(xiàn)象，折射光線遠(yuǎn)離法線，逆著折射光線看去，鉛筆插入水中的部分好像向上彎折了，這種現(xiàn)象就屬于光的折射現(xiàn)象。在一定條件 ，由于每一種介質(zhì)的濃度都與光的折射率相關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以利用測量光發(fā)生折射時的臨界角來確定介質(zhì)的濃度。美國EMC公司生產(chǎn)E-Scan在線濃度分析儀儀就是采用這種方法來測量各種溶液濃度的

   MPR E-Scan結(jié)構(gòu)及功能

MPR E-Scan在線濃度分析儀分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，分為傳感器和變送器兩部分。

傳感器由：藍(lán)寶石棱鏡（9Mosh）、內(nèi)置PT1000溫度傳感器、長壽命LED光源（100000h）、3648像素分辨率CCD 傳感器組成；

變送器由：In 586sx 133MHz的CPU，6.7寸（640×480象素）彩色LCD顯示器，鍵盤， EPROM存儲卡及自動清洗系統(tǒng)組成。儀器操作界面友好軟件，采用全屏蔽抗干擾設(shè)計、耐高溫和振動、寬量程（0-），出廠線性校準(zhǔn)和自動溫度補(bǔ)償。內(nèi)置PT1000溫度傳感器 ，在線檢測DMAC的工藝溫度，自動溫度補(bǔ)償并遠(yuǎn)處0-10V的溫度測量值信號。儀器也可采用 RS-232 與計算機(jī)通訊，并可通過 4～20 mA 信號 與 DCS 相通訊。由 DCS 控制調(diào)節(jié) DMAC濃度。MPR E-Scan在線濃度分析儀，無耗材，免維護(hù)，無漂移。儀器的自動清洗清洗系統(tǒng)自動清洗棱鏡及自診斷功能及時排除故障，保證儀器的準(zhǔn)確性，可減輕維護(hù)人員的工作量。全澆注玻璃鋼外殼和全屏蔽鋼板內(nèi)壁設(shè)計，保證了儀器可以在任何惡劣的工況條件下運(yùn)行平穩(wěn)。                                                                                                                                                                                                                                                                

實(shí)踐應(yīng)用

MPR E-Scan在線濃度分析儀測量凝固浴 DMAC的濃度，工藝控制在 30%～60%之間。直接安裝于凝固浴進(jìn)口液體管路上，隨時測量凝固浴DMAC濃度的變化，測量值傳送到 DCS 通過 PID調(diào)節(jié)，輸出閥位信號控制凝固浴補(bǔ)給水量，保證DMAC的濃度恒定，這對紡絲絲束的內(nèi)在質(zhì)量起保障作用。E-Scan在線濃度分析儀運(yùn)算速度快、準(zhǔn)確，偏差小于 0.1%。測量值基本保持線性。儀器有溫度自動補(bǔ)償，自動清洗棱鏡等功能。操作簡單方便、維護(hù)量少、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。MPR E-Scan在線濃度分析儀在高溫有腐蝕性 氣體的環(huán)境下仍然十分準(zhǔn)確。實(shí)踐證明E-Scan在線濃度分析儀能 夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時也為紡絲企業(yè)的產(chǎn) 品質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用，在國內(nèi)是應(yīng)用效果優(yōu)良的一套濃度分析儀器。

結(jié) 論

 因測試穩(wěn)定和明顯的*性，在中國化纖行業(yè)和各大設(shè)計院如中國紡織設(shè)計院、中藍(lán)晨光化工研究院、邯鄲紡機(jī)、吉林石化等實(shí)際大量在線使用MPR E-Scan在線濃度分析儀，性能穩(wěn)定、測試，運(yùn)行良好。