DMAC浓度在线检测分析仪

DMAC浓度在线检测分析仪

介绍用于 DMAC浓度在线测量分析仪的构造、特点、工作原理以及在特种纤维生产中纺丝凝固

浴 DMAC浓度测量中的应用。

前言

溶液的浓度是指在一定量的溶液（或溶剂）中所含溶质的量。测定方法主要有滴定法，实验室仪器测定法，但这种测定方法化验数据滞后，在生产上不能及时调整凝固浴溶液浓度，使工业产品质量不能保证。在国内生产工艺采用世界先进的DMAC 湿法两步法，主要芳纶1313纤维和聚酰亚胺纤维。纺丝原液通过喷丝板经过凝固浴成丝，凝固浴中的 DMAC 浓度直接影响产品质量。为保证产品质量满足国际市场需求，大部分纺丝公司都在用美国E-Scan在线折光仪，用于适时检测纺丝凝固中 DMAC 的浓度，远处 4～20mA信号到DCS系统，集成控制适时调整系统内液体浓度。

背景

国内采用 DMAC湿法两步法生产芳纶1313纤维和聚酰亚胺纤维。聚合物在原液与DMAC溶液相混合，配制成100 ℃原液胶，通过计量泵经过喷丝板，进入DMAC凝固浴中，胶体内的 DMAC与凝固浴中的DMAC 进行解析，形成一恒定的浓度平衡。准确测量DMAC 浓度，可适时控制凝固浴中的补给水的量。DMAC 浓度的变化直接造成丝束发脆和丝束并丝等严重的质量问题。稳定的 DMAC 浓度环境对芳纶1313纤维和聚酰亚胺纤维成丝内在质量起到关键的作用。

国内公司原有生产线测量成丝凝固浴的DMAC浓度采用化验分析方法，每2小时取样一次，取样

后在中心化验室由化验员用实验室型的阿贝折光仪（Abbe Refractometer)测量。这种测量方法对工艺数据滞后、取样环境、温度变化、人工操作、仪器受周围环境等因素都对化验数据的准确性造成影响。不能随工艺条件的变化做适时地调整，这样就不能够保障产品的稳定的质量指标。

折光仪工作原理

由于光在不同介质中的传播速度不同，光从一种介质射像另一种介质时,光的传播方向发生了改变，这种现象叫做光的折射。人类对光的折射进行了长期的研究，总结出光在发生折射时所遵循的基本定律——光的折射定律。在现实生活中折射现象是很普遍的，例如，插入水杯中的铅笔，看上去好象在水中被折断。根据折射定律我们就可以很好理解了：水下部分的铅笔射出的光线从水中斜射向空气中

发生了光的折射现象，折射光线远离法线，逆着折射光线看去，铅笔插入水中的部分好像向上弯折了，这种现象就属于光的折射现象。在一定条件，由于每一种介质的浓度都与光的折射率相关。在实际应用中，我们可以利用测量光发生折射时的临界角来确定介质的浓度。美国EMC公司生产E-Scan 在线浓度分析仪仪就是采用这种方法来测量各种溶液浓度的。

式中：nDB ———介质的折射率；nDA ———棱镜的折射率；sinα1 ———光在不同介质间折射和反射的临界角。如果棱镜的折射率是固定的，则测量临界角，可以检测出水样的折射率，通过折射率由仪表自动计算出水样的浓度，光折射和反射的原。

结构及功能

E-Scan在线浓度分析仪分体式结构设计，分为传感器和变送器两部分。

传感器由：蓝宝石棱镜（9Mosh）、内置PT1000温度传感器、长寿命LED光源（100000h）、3648像素分辨率CCD 传感器组成；

变送器由：Intel 586sx 133MHz的CPU，6.7寸（640×480象素）彩色LCD显示器，键盘， EPROM存储卡及自动清洗系统组成。仪器操作界面友好软件，采用全屏蔽抗干扰设计、耐高温和振动、宽量程（0-100%），出厂线性校准和自动温度补偿。内置PT1000温度传感器，在线检测DMAC的工艺温度，自动温度补偿并远处0-10V的温度测量值信号。仪器也可采用 RS-232 与计算机通讯，并可通

过 4～20 mA 信号与 DCS 相通讯。由 DCS 控制调节 DMAC浓度。E-Scan在线浓度分析仪，无耗材，免维护，无漂移。仪器的自动清洗清洗系统自动清洗棱镜及自诊断功能及时排除故障，保证仪器的准确性，可减轻维护人员的工作量。全浇注玻璃钢外壳和全屏蔽钢板内壁设计，保证了仪器可以在任何恶劣的工况条件下运行平稳。

实践应用

E-Scan在线浓度分析仪测量凝固浴 DMAC的浓度，工艺控制在 30% ～ 60%之间，折光率在 1.36540～1.41140nD 之间。直接安装于凝固浴进口液体管路上，随时测量凝固浴DMAC浓度的变化，测量值传送到 DCS 通过 PID 调节，精确输出阀位信号控制凝固浴补给水量，保证DMAC的浓度恒定，这对纺丝丝束的内在质量起保障作用。E-Scan在线浓度分析仪运算速度快、准确，偏差小于 0.1%。测量值基本保持线性。仪器有温度自动补偿，自动清洗棱镜等功能。操作简单方便、维护量少、工作可靠等优

点。E-Scan在线浓度分析仪在高温有腐蚀性气体的环境下仍然十分准确。实践证明E-Scan在线浓度分析仪能够为工业生产提供准确的数据，同时也为纺丝企业的产品质量起到关键性作用，在国内是应用效果最好的一套浓度分析仪器。

结论

因测试精准稳定和明显的优越性，在中国化纤行业和各大设计院如中国纺织设计院、中蓝晨光化工研究院、邯郸纺机、吉林石化等实际大量在线使用E-Scan在线分析仪，性能稳定、测试精准，运行良好。

E-Scan现场安装