锤度检测器、锤度在线检测系统及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锤度在线检测技术领域，具体为适用于检测糖厂混合糖汁和糖浆的锤度检测器、锤度在线检测系统及使用方法。
【背景技术】
[0002]锤度指溶液中所含的可溶性物质的重量占总重量的百分比。在制糖过程中，从甘蔗压榨糖汁(甜菜渗出汁)一直到煮糖中糖浆母液的锤度值都是非常重要的控制指标。
[0003]在糖厂生产过程中，各阶段糖汁的锤度值的控制可直接影响到生产能耗及白糖质量。如生产过程中的几个重要的工艺处理压榨汁加入渗透水、澄清汁加热蒸发、煮糖中糖液(通称母液)和煮糖中糖种稀释均要根据当时的锤度值。因此锤度值的检测在糖厂生产中极为重要，是工艺操作的依据。
[0004]现有的锤度测量仪能用于在线测量的主要是微波锤度计和折光锤度仪。但是糖汁检测中会在检测装置上产生积垢，随着积垢的增加，造成测量偏差不断增大，偏差并非线性增大，实际应用中又难以及时清洗，使检测结果难以用于工艺操作。例如使用微波锤度计测量时，伸入糖汁的微波天线表面会积垢成圆柱型，不断加粗，天线上的积垢又很难实现在线自动清洗。近年出现的折光锤度仪精度高、测定快、易于安装，但也存在检测棱镜易积垢的问题，结垢可能使精度降低到1%。虽然配置了检测棱镜的热水冲洗设施，但在线使用时难以实现定期清洗，清洗也难彻底完全，故检测结果仍受积垢影响，使精度下降。
[0005]总之，因现有的锤度测量装置的缺陷，无法得到糖厂生产各流程的实时锤度数据，也就无法实施各工艺流程的自动控制，准确的锤度在线检测系统成为糖业生产实现自动化的关键。
[0006]另一方面，现有的锤度测量装置需要安装在待测介质的罐体或管道上，并要有可接触介质的采样面，其稳定安装不易，特别是要锤度测量装置检修和更换时拆卸和重新安装更是烦琐。再加上其清洗装置的安装，就更为困难。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是设计一种锤度检测器，其配有连接器，连接器下端密封固定于待测介质的罐体或管道上，其内腔与待测介质的罐体或管道相通，锤度检测器插在连接器内，并与之固定连接。本锤度检测器方便拆卸安装，其检修、更换均不影响生产的进行。
[0008]本发明的另一目的是设计一种锤度在线检测系统，包括锤度检测器、清洗设施及锤度测量主机，锤度检测器的输出信号接入锤度测量主机，清洗设施包括清洗介质发生器、清洗介质管道和清洗嘴，清洗介质管道上安装有清洗控制电磁阀，清洗介质发生器的电磁开关和清洗控制电磁阀均与锤度测量主机的信号输出端相连接。
[0009]本发明的再一目的是设计一种锤度在线检测系统的使用方法锤度测量主机根据锤度检测器的测量结果和温度传感器的信号，进行实时温度补偿，得到当前锤度值。自动控制清洗介质发生器的启停，自动打开清洗控制电磁阀，对采样点进行清洗。使采样面无积垢，保证锤度检测的准确度。
[0010]本发明设计的锤度检测器包括安装在检测器外壳内的棱镜、光源、光学成像传感器、信号电路板、运算电路板和电缆插座，检测器外壳为圆柱形，采样面位于检测器外壳底部，连接器为上、下端开口的圆筒，连接器下端密封固定于待测介质的罐体或管道上，其内腔与待测介质的罐体或管道相通，锤度检测器插在连接器内，检测器外壳高于连接器上端，锤度检测器的底部采样面与罐体或管道内的待测介质相接触。连接器上部与锤度检测器固定连接。
[0011 ] 连接器内壁底部和检测器外壳外侧壁底部有相互配合的止口，止口上安装有连接器密封圈，保证密封。
[0012]连接器顶部和检测器外壳外侧壁有相互配合的法兰盘，二者的法兰盘之间有密封垫，螺栓固定连接二者的法兰盘，使连接器和检测器外壳固定连接。
[0013]或者，连接器顶部有凸缘环，该凸缘环上表面为平面，下表面为由外端向下倾斜的斜面，检测器外壳外侧壁上有台阶面，该台阶面与检测器外壳底面的距离比连接器凸缘环上表面与连接器底面的距离长I?3mm。对接板为两个半圆环板，二者构成圆环板，对接板圆环的内径与检测器外壳台阶面上方的外径相等，圆环的外径与连接器凸缘环外径相等，对接板圆环上表面为由外缘向上倾斜的斜面。对接板位于检测器外壳外侧壁的台阶面和连接器凸缘环上表面上，两块对接板合成圆环、环抱检测器外壳。卡箍包括半圆的卡箍主臂和半圆的卡箍转动臂，卡箍主臂一端铰接卡箍转动臂的一端，卡箍主臂另一端铰接卡箍压紧头，卡箍压紧头与卡箍转动臂的另一端相配合。卡箍主臂和卡箍转动臂的内壁有凹槽，卡箍主臂和卡箍转动臂形成圆箍的最大内径，即其内壁凹槽底部圆环的内径等于连接器凸缘环的外径，凹槽上侧壁向上倾斜、倾斜角度与对接板上表面倾斜角度相同，凹槽下侧壁向下倾斜、倾斜角度与连接器凸缘环下表面倾斜角度相同。当卡箍主臂和卡箍转动臂对夹在连接器凸缘环外，卡箍压紧头卡压在卡箍转动臂另一端的接头内、二者连接，使卡箍主臂和卡箍转动臂形成闭合的圆箍，卡箍主臂和卡箍转动臂内壁凹槽侧壁的斜面压迫对接板上表面和连接器凸缘的斜面，对接板同时压迫检测器外壳外侧面的台阶，检测器外壳和连接器的止口被压紧，连接器密封圈密封检测器外壳与连接器的止口间隙。
[0014]所述检测器外壳内有内置管，内置管上端在连接器上方伸出检测器外壳，内置管上端可与清洗设施的清洗介质管道经管接头连接，内置管下端从检测器外壳底部穿出、连接清洗嘴。此种结构使内置管、清洗嘴与检测器成为一体，便于安装。
[0015]为了更便于清洗嘴的安装固定，设计一清洗嘴支板，清洗嘴安装于清洗嘴支板顶部，清洗嘴保持朝向棱镜的采样面，并保持清洗嘴嘴口与该采样面的距离。
[0016]清洗嘴支板内有与清洗嘴相配合的多个清洗介质通道，分别与各清洗嘴相接，内置管底端与清洗嘴支板的清洗介质通道相接相通。
[0017]所述检测器外壳内固定温度传感器，温度传感器的信号线与信号电路板连接。
[0018]本发明设计的锤度在线检测系统，包括锤度检测器、清洗设施及锤度测量主机，所述锤度检测器即为上述本发明的锤度检测器，锤度检测器的输出信号接入锤度测量主机，清洗设施包括清洗介质发生器和与之连接的清洗介质管道。清洗介质管道上安装有控制管道通断的清洗控制电磁阀，清洗介质发生器的电磁开关和清洗控制电磁阀均与锤度测量主机的信号输出端相连接。锤度测量主机根据锤度检测器的测量结果，当测量精度受到影响，即启动清洗介质发生器产生清洗介质，当清洗介质达到一定压力，打开清洗控制电磁阀，清洗介质即从清洗嘴喷出对采样面进行清洗。使采样面无积垢，保证锤度检测的准确度。
[0019]所述清洗设施的清洗介质发生器为高压热蒸汽发生器，清洗介质管道为蒸汽管道。高压热蒸汽发生器包括电热器和蒸汽贮罐，将水瞬间加热成为高压高热蒸汽后存在蒸汽贮罐内，高压热蒸汽发生器经蒸汽管道和清洗嘴连接，高压热蒸汽喷在锤度检测器的采样面上，清理积垢高效彻底，使采样准确，从而保证本锤度检测装置的测定精度。所述蒸汽贮罐安装有压力传感器，压力传感器的信号输出端接入锤度测量主机的输入端。
[0020]本发明设计的锤度在线检测系统的使用方法为:
[0021]所述锤度测量主机连续采集锤度检测器传送的锤度信号，并按实时的温度传感器信号，对锤度检测器的锤度信号进行实时补偿，得到实时准确锤度值。
[0022]所述锤度测量主机采集分析蒸汽贮罐的压力传感器信号，当蒸汽贮罐内的压力低于最低设定值时，锤度测量主机自动接通高压热蒸汽发生器的电磁开关，产生的高压热蒸汽存贮于蒸汽贮罐，当压力传感器的信号显示蒸汽贮罐内的压力达到最高设定值时，锤度测量主机自动关断高压热蒸汽发生器的电磁开关。
[0023]所述锤度测量主机根据设定的清洗周期及每次清洗的时间自动启闭清洗控制电磁阀，对锤度检测器的采样面进行清洗，清洗周期为15分钟?120分钟，每次清洗的时间为15秒?50秒，依据使用锤度检测器的工段积垢情况进行手工设定。
[0024]与现有技术相比，本发明锤度检测器的优点为:1、连接器、对接板及卡箍的设计，使锤度检测器方便装卸；2、清洗设施的清洗介质管道经穿过检测器外壳的内置管与清洗嘴连接，锤度检测器与清洗嘴成为一体，便于安装使用；3、适用于糖厂的各工段糖汁糖浆的锤度检测，也可用于味精厂发酵液、纸厂造纸黑液等浓度的测定。
[0025]与现有技术相比，本发明锤度在线检测系统及使用方法的优点为:1、锤度测量主机自动启动清洗设施对锤度检测器的采样面进行清洗，因清洗及时，不会产生积垢，保证了锤度检测的精度；2、清洗设施采用高压高热蒸汽，对锤度检测器采样面的清洗高效彻底；3、清洗周期及每次清洗的时间可依据使用锤度检测器的工段积垢情况设定，使用方便，适用糖厂各个工序。
【附图说明】
[0026]图1为本锤度检测器实施例结构示意图；
[0027]图2为本锤度在线检测系统实施例结构示意图；
图3为本锤度在线检测系统实施例线路连接示意图。
[0028]图中标号为:
[0029]1、密封盖，2、运算电路板，3、信号电路板，4、电缆插座，5、检测器外壳，6、卡箍主臂，7、卡箍压紧头，8、卡箍转动臂光源，9、对接板；10、清洗嘴，11、清洗嘴支板，12、温度传感器，13、棱镜，14、连接器，15、光源筒，16、管接头，17、清洗介质管道，18、内置管，19、光学成像传感器。
【具体实施方式】
[0030]锤度检测器实施例[0031 ] 本实施例中的锤度检测器如图1所示，包括安装在检测器外壳5内的棱镜13、光源筒15、光学成像传感器19、信号电路板3、运算电路板3和电缆插座4，检测器外壳5为圆柱形，采样面位于检测器外壳5底部，连接器14为上、下端开口的圆筒，连接器14下端密封固定于待测介质的罐体或管道上，其内腔与待测介质的罐体或管道相通，锤度检测器插在连接器14内，检测器外壳5上端高于连接器14上端，锤度检测器的底部采样面与与罐体或管道内的待测介质相接触。连接器14上部与锤度检测器外壳5固定连接。
[0032]连接器14底部和检测器外壳5底部有相互配合的止口，止口上安装有连接器密封圈。
[0033]本例连接器14顶部有凸缘环，该凸缘环上表面为平面，下表面为由外端向下倾斜的斜面，检测器外壳5外侧壁上有台阶面，该台阶面与检测器外壳5底面的距离比连接器14凸缘环