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料位開關在氣相法二氧化硅測量中的選擇
國內俗稱氣相法白炭黑的氣相法二氧化硅，是重要的納米級無機化工原料。由于其具有比重輕、粒徑小、比表面積大，以及吸附、吸濕性能較強等諸多特點，主要起補強、增稠、觸變、消光等作用，在農藥、醫藥、食品、化妝品、硅橡膠等行業領域有著廣泛應用。例如為了促進肥料粉體的自由流動，便于化肥的運輸和儲存，防止受潮，人們常在化肥中添加氣相法二氧化硅，就是利用其較強的吸附性和吸濕性，以起到抗結塊作用。但是，在生產過程中，為更好地對氣相法二氧化硅進行監測和控制，離不開對料位開關的選擇和使用。那么，料位開關在氣相法二氧化硅測量中應如何選擇呢？為了更好地說明這個問題，我們先從其生產工藝流程和測量難點說起。
一、生產工藝流程
氣相法二氧化硅是甲基三氯硅烷經氣相法氫氧焰高溫水解生成的超細二氧化硅粉末，其生產工藝流程如圖1所示：
一直以來，對氣相法二氧化硅的測量一直是行業中的難點。這是因為成型后的氣相法二氧化硅通常存儲在高度接近十米的立式料倉內，由于其較輕的比重（約在0.01~0.03g/cm3之間）和偏低的介電常數，為了避免物料壓實、以及能對吸附在氣相法二氧化硅表面的Cl-進行調節，從而控制成品物料的PH值變化，通常會在料倉底部填充氮氣。正是這一材質和工藝特點，使得物料在存儲過程中一直處于翻騰狀態，導致料倉內伴隨大量揚塵。為滿足環保要求，保證安全生產，避免發生懸浮狀的氣相法二氧化硅發生溢罐外逸污染空氣的風險，對其料位進行可靠控制就顯得頗為重要。而氣相法二氧化硅的這些特性，使得選擇何種料位開關對其測量成為業內難題。
三、料位開關在氣相法二氧化硅測量中的選擇
目前，市面上料位開關的種類較多，以阻旋式料位開關、電容式料位開關、射頻導納式料位開關、振動式料位開關等最為常用。其中，振動式料位開關又可分為振棒料位開關和音叉料位開關，主要用于測量顆粒和粉末狀固體料位。而由于氣相法二氧化硅比重過小，在選用通過電機帶動主軸旋轉，葉片接觸到物料，電機停止轉動，微動開關發出開關信號的阻旋料位開關時，面臨的突出問題是，由于比重過小，較難改變電機的工作狀態，所以阻旋料位開關無法用于氣相法二氧化硅的測量。電容式和射頻導納料位開關是通過測量容器內電容值的變化實現料位測量的，而氣相法二氧化硅的介電常數過低，所以此類電容變化傳感式料位開關在實際測量中也難以勝任。顯然，氣相法二氧化硅的特性決定了所選擇的料位開關，必須為非電容傳感方式、且能夠可靠測量超低密度粉末。
經多方對比發現，音叉料位開關采用的是感知叉體諧振是否被破壞的傳感原理，其叉體振動通過壓電陶瓷驅動，與物料的介電常數無關。又由于音叉料位開關的叉體經過精密調諧后，兩個叉體振動特性完全對稱，能夠實現完全共振，此時叉體具有諧振狀態被破壞的最高靈敏度，從而實現對超低密度粉末的料位測量。所以，適應超低測量密度（8g/l）物料料位控制的音叉料位開關完全可以勝任此特殊工況的料位測量。事實上，叉體經過精密調諧，適應超低測量密度（8g/l）物料料位控制的音叉料位開關，就是專為解決類似氣相法二氧化硅這種超低密度、介電常數較低的粉末或細小顆粒物料測量而設計的。
計為Fork-11音叉料位開關采用寬薄的大叉體結構，出廠前經過嚴格精密調諧，并且根據不同的物料比重進行靈敏度調節，其最低可測密度低達8g/l(0.008g/cm3)。目前，計為Fork-11音叉料位開關已經在國內多個氣相法二氧化硅料位測量項目中得到成功應用。
在與用戶進行技術交流的過程中，用戶常常擔心：如果物料上方大面積的懸浮狀態的氣相法二氧化硅吸附在高靈敏度的叉體上，會不會對其測量造成影響？其實，這種擔心是完全沒有必要的。因為，計為Fork-11音叉料位開關的叉體在經過精密調諧后，具有很大的抗掛料冗余，只要叉體不“結疤”，就不會影響其正常測量。在一些特殊工況中，如果長期超強黏附可能出現“結疤”現象時，建議在罐體內增加吹掃裝置，通過一路氣源（氮氣）進行來料前的吹掃，就能徹底消除這種隱患。
一、生產工藝流程
氣相法二氧化硅是甲基三氯硅烷經氣相法氫氧焰高溫水解生成的超細二氧化硅粉末，其生產工藝流程如圖1所示：
CH3SiCl3+3O2+2H2=SiO2+3HCl+CO2+2H2O
在該工藝流程的貯存環節，一般要在罐體上加裝料位開關，以對物料進行測量和控制，從而避免氣相法二氧化硅因溢罐所造成的環境污染和生產浪費。
二、氣相法二氧化硅料位測量難點一直以來，對氣相法二氧化硅的測量一直是行業中的難點。這是因為成型后的氣相法二氧化硅通常存儲在高度接近十米的立式料倉內，由于其較輕的比重（約在0.01~0.03g/cm3之間）和偏低的介電常數，為了避免物料壓實、以及能對吸附在氣相法二氧化硅表面的Cl-進行調節，從而控制成品物料的PH值變化，通常會在料倉底部填充氮氣。正是這一材質和工藝特點，使得物料在存儲過程中一直處于翻騰狀態，導致料倉內伴隨大量揚塵。為滿足環保要求，保證安全生產，避免發生懸浮狀的氣相法二氧化硅發生溢罐外逸污染空氣的風險，對其料位進行可靠控制就顯得頗為重要。而氣相法二氧化硅的這些特性，使得選擇何種料位開關對其測量成為業內難題。
三、料位開關在氣相法二氧化硅測量中的選擇
目前，市面上料位開關的種類較多，以阻旋式料位開關、電容式料位開關、射頻導納式料位開關、振動式料位開關等最為常用。其中，振動式料位開關又可分為振棒料位開關和音叉料位開關，主要用于測量顆粒和粉末狀固體料位。而由于氣相法二氧化硅比重過小，在選用通過電機帶動主軸旋轉，葉片接觸到物料，電機停止轉動，微動開關發出開關信號的阻旋料位開關時，面臨的突出問題是，由于比重過小，較難改變電機的工作狀態，所以阻旋料位開關無法用于氣相法二氧化硅的測量。電容式和射頻導納料位開關是通過測量容器內電容值的變化實現料位測量的，而氣相法二氧化硅的介電常數過低，所以此類電容變化傳感式料位開關在實際測量中也難以勝任。顯然，氣相法二氧化硅的特性決定了所選擇的料位開關，必須為非電容傳感方式、且能夠可靠測量超低密度粉末。
經多方對比發現，音叉料位開關采用的是感知叉體諧振是否被破壞的傳感原理，其叉體振動通過壓電陶瓷驅動，與物料的介電常數無關。又由于音叉料位開關的叉體經過精密調諧后，兩個叉體振動特性完全對稱，能夠實現完全共振，此時叉體具有諧振狀態被破壞的最高靈敏度，從而實現對超低密度粉末的料位測量。所以，適應超低測量密度（8g/l）物料料位控制的音叉料位開關完全可以勝任此特殊工況的料位測量。事實上，叉體經過精密調諧，適應超低測量密度（8g/l）物料料位控制的音叉料位開關，就是專為解決類似氣相法二氧化硅這種超低密度、介電常數較低的粉末或細小顆粒物料測量而設計的。
計為Fork-11音叉料位開關采用寬薄的大叉體結構，出廠前經過嚴格精密調諧，并且根據不同的物料比重進行靈敏度調節，其最低可測密度低達8g/l(0.008g/cm3)。目前，計為Fork-11音叉料位開關已經在國內多個氣相法二氧化硅料位測量項目中得到成功應用。
在與用戶進行技術交流的過程中，用戶常常擔心：如果物料上方大面積的懸浮狀態的氣相法二氧化硅吸附在高靈敏度的叉體上，會不會對其測量造成影響？其實，這種擔心是完全沒有必要的。因為，計為Fork-11音叉料位開關的叉體在經過精密調諧后，具有很大的抗掛料冗余，只要叉體不“結疤”，就不會影響其正常測量。在一些特殊工況中，如果長期超強黏附可能出現“結疤”現象時，建議在罐體內增加吹掃裝置，通過一路氣源（氮氣）進行來料前的吹掃，就能徹底消除這種隱患。
專注于過程自動化儀表行業的計為自動化，為用戶提供專業的物位儀表測量解決方案，解決用戶物位測量方面的難題，提供媲美于進口產品的、高可靠性、高性價比的物位測量設備。計為料位開關在市場上經受了各種復雜工況的考驗，其過硬品質和可靠性能也受到越來越多用戶的認可和信賴。
TAGS : 料位開關
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