ВЛАГОМЕРЫ ДЛЯ МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬЮ

Новая серия анализаторов влажности (влагомеров) предназначена для измерения материалов с высокой электрической проводимостью, например, таких как соли, шламы химических производств, осадок сточных вод, антрацит, ионообменные смолы и др.  Указанные анализаторы могут также применяться  для измерения концентрации растворов солей, кислот и щелочи. 

Новые анализаторы предназначены для контроля материалов в потоке, для измерений в резервуарах и на ленте конвейера, а также для лабораторных исследований.

Датчики анализаторов поточного варианта исполнения выпускаются на рабочие давления PN до 160bar и условный проход DN от 50 до 150мм. Диапазон измерения влажности - от 0 до 100%.

Анализатор FIZEPR-SW100.27.6 (DN80, PN16)

Показанные на фотографиях датчики FIZEPR-SW100.27.x   являются развитием серии влагомеров FIZEPR-SW100.20.х  и  выполнены  в виде трубы с фланцами. Но эти датчики  могут быть выполнены в любых вариантах, в которых выпускаются влагомеры серии FIZWPR-SW100.

Например,  анализатор FIZEPR-SW100.11.6 может быть применен для измерения концентрации жидких и пастообразных материалов в сосудах. Датчик  этого анализатора содержит зонд, выполненный в виде двух параллельных стержней.

Датчики FIZEPR-SW100.11.6 и 11.41

Диаметр корпуса этого датчика составляет 48мм, что позволяет его использовать для контроля жидкостей в мерных цилиндрах. Указанный датчик имеет герметичную конструкцию и может быть закреплен на трубе-штоке с помощью муфты с трубной цилиндрической резьбой G1. В таком исполнении датчик  может быть применен для контроля жидкостей в резервуарах, в т.ч. для измерения концентрации (или влагосодержания) осадка сточных вод. Ниже приведен калибровочный график влагомера для измерения осадка сточных вод.

Вариант влагомера FIZEPR-SW100.30.26 по своим конструктивным особенностям повторяет лабораторный вариант анализатора влажности FIZEPR-SW100.30.2. Датчик  выполнен в виде кюветы и может быть использован для анализа состава  жидких, пастообразных и сыпучих материалов, обладающих высокой электрической проводимостью.

Датчик FIZEPR-SW100.30.26 

Принцип работы измерителей концентрации (концентратомеров), выпускаемых другими фирмами, в большинстве своем основан на измерении электропроводности контролируемого материала. Но приборы, реализующие этот принцип (кондуктометры), не обеспечивают измерения при высокой электропроводности. Например, диапазон измерения концентрации раствора каустика (NaOH - гидроксида натрия) у датчиков концентрации фирмы VALMET при высоких температурах ограничен величиной 20%.

В анализаторах концентрации FIZEPR-SW100 диапазон измерения существенно расширен. Для гидроксида натрия, как видно из графика, измерения обеспечены в диапазоне до 40% при температурах свыше 100ºС.

Как и для  всех  выпускаемых анализаторов серии FIZEPR-SW100  принцип измерения новых приборов - радиоволновый и  основан на измерение скорости распространения электромагнитной волны.  При измерении определяется коэффициент замедления k электромагнитной волны, называемый также коэффициентом преломления. Этот коэффициент  вычисляется как отношение скорости  волны в воздухе (скорости света) к скорости распространения электромагнитной волны в контролируемом материале. Для  обычных материалов (с малой электропроводностью)  этот коэффициент равен квадратному корню из диэлектрической проницаемости и находится в пределах от 1 до 10.  Для  материалов с высокой электрической проводимостью  коэффициент замедления резко увеличивается и может достигать  значений в сотни единиц. 

Измерители концентрации (влагомеры) FIZEPR-SW100.27Анализаторы серии FIZEPR-SW100 могут быть применены для контроля в потоке кислот, растворов щелочи, а также для измерения содержания солей в солевой пульпе.

Возможно применение данных анализаторов для контроля содержания воды в ионообменных смолах в технологических процессах восстановления отработанных ионообменных смол, при которых производится удаление избытка воды. Другое новое применение -  контроль влажности  желатина в варочных котлах.

Следует отметить, что из-за высокой  электропроводности ионообменных смол (как и антрацита, желатина и т.п.)  применение обычных измерителей влажности на таких материалах невозможно.

Проверка нового принципа измерений  выполнена на ионообменной смоле марки "Dowex HCR-S/S" (сильнокислотный катионит на основе сульфонированного сополимера стирола дивинилбензола в натриевой форме). Измерения выполнялись  датчиками двух типов: FIZEPR-SW100.30.26 и FIZEPR-SW100.11.6.

Ионообменная смола, датчик FIZEPR-SW100.30.26 Ионообменная смола, датчик FIZEPR-SW100.11.6

Ниже показана градуировочная характеристика влагомеров на этом материале. Приборы обеспечивают надежные измерения влагосодержания и могут быть применены как при производстве, так и в технологических процессах с использованием ионообменных смол, а также в процессе регенерации смолы.

Разработанный принцип измерения защищен патентами.  

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ АНТРАЦИТА, ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КОНЦЕНТРАТА И СОЛЕЙ 

Влагомеры серии FIZEPR-SW100.10.16 изначально были разработаны под конкретные задачи: для измерения влажности угля (антрацита), железорудного концентрата и солей NaCl и KCl.

Указанные измерители могут быть также применены для контроля и других сыпучих материалов, отличающихся высокой электрической проводимостью, например, как влагомеры поташа, влагомеры соды, влагомеры гидроксида алюминия, влагомеры руды, влагомеры калийных солей  и т.п. Влагомеры нового типа можгут применяться  для измерения влажности  материалов, обладающих и магнитными свойствами, в том числе, как указано выше, как влагомеры железорудного концентрата.

Датчик влажности  FIZEPR-SW100.10.16 конструктивно похож на  широко применяемый датчик сыпучих материалов варианта FIZEPR-SW100.10.6 и точно также устанавливается в бункерах и на лентах конвейера. Но при высоких абразивных свойствах контролируемых материалов  для измерений на конвейере применяются влагомеры варианта FIZEPR-SW100.10.56, датчики которых выполнены из стали, стойкой к абразивному износу (HARDOX, 95Х18, С-500).

Влагомер FIZEPR-SW100.10.16 (взрывобезопасное исполнение)

В отличие от вариантов FIZEPR-SW100.10.6 и FIZEPR-SW100.10.5, которые применяется только на материалах с низкой электропроводностью, новые влагомеры обеспечивают измерения при практически любой электрической проводимости контролируемого материала.   

Датчик FIZEPR-SW100.10.16   выполнен из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, стойкой к истиранию.  Для влагомеров, устанавливаемых на конвейере, зонд выполнен из сплава и по технологии, применяемых  в изготовлении буровых долот, что обеспечивает исключительно высокую стойкость к истиранию абразивными материалами.

По остальным параметрам  влагомер  FIZEPR-SW100.10.16  повторяет известный вариант  FIZEPR-SW100.10.6 и  реализует тот же диэлькометрический принцип измерения.

Измеряемый объем контролируемого материала – 10…20 литров. Такой большой объем одновременно измеряемого материала позволяет исключить влияние неоднородности в распределении влаги в материале, исключает влияние неплотного прилегания материала к датчику и позволяет измерять материалы с размерами фракций до 3…4 см.Влагомер FIZEPR-SW100.10.16 и шкаф управления

Для контроля влажности угля и других взрывоопасных материалов влагомер выпускается во взрывобезопасном исполнении.

Для измерений при температурах до 200ºС новый влагомер выпускается в варианте 10.162 (см. прилагаемый чертеж).

        Датчик FIZEPR-SW100.10.162 для высоких температур

Одновременно с разработкой влагомера FIZEPR-SW100.10.16 были разработаны аналогичные по принципу действия влагомеры серии FIZEPR-SW100.27.х для измерений в потоке в трубопроводах суспензии поваренной соли, а также и других жидких материалов  с высокой электрической проводимостью.

Датчик влагомера FIZEPR-SW100.27.4 (DN80, PN16)

Влагомер для пульпы соли FIZEPR-SW100.27.4 (с переходами DN80 - DN50)

Влагомеры FIZEPR-SW100.27.х  могут применяться для контроля шлама в производстве цемента, измерения состава водоугольного топлива (ВУТ),  для контроля состава солевой пульпы (измерения соотношения твердой и жидкой фаз в потоке пульпы).

Прибор обеспечивает измерение влажности железорудного концентрата в диапазоне от 0 до 15%, то есть от сухого материала до жидкой суспензии, в которой концентрат, как видно из прилагаемой фотографии, находится под слоем воды.

Концентрат, W=10%  Концентрат, W=13%  Концентрат, W=15,7% 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Ниже приведены основные технические характеристики измерителя влажности материалов с высокой электропроводностью FIZEPR-SW100. При необходимости, изготовитель осуществляет адаптацию конструкции влагомера сыпучих материалов под особенности конкретного производства.