吳志東 羅云 高安平 董成

【摘? 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家越來(lái)越重視密度在線測(cè)量在乳品生產(chǎn)中的應(yīng)用。為了進(jìn)一步提升乳品生產(chǎn)中的密度測(cè)量效果，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)石油、化工、冶金，食品等不同領(lǐng)域進(jìn)行著重重視，做好成品與半成品質(zhì)量檢驗(yàn)，促進(jìn)檢測(cè)與生產(chǎn)過(guò)程管控，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】密度;在線測(cè)量;乳品生產(chǎn);應(yīng)用分析

引言

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，密度測(cè)量涉及多個(gè)領(lǐng)域，在乳品行業(yè)中，奶制品生產(chǎn)要配置出一定濃度的產(chǎn)品，盡可能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，就要明確整個(gè)產(chǎn)品檢測(cè)及生產(chǎn)全過(guò)程，做好完善的計(jì)量與界定，引進(jìn)新工藝及新技術(shù)，定期做好產(chǎn)品的在線測(cè)量臺(tái)賬與表格，實(shí)現(xiàn)測(cè)量的精確性與精準(zhǔn)性，并在乳品生產(chǎn)中進(jìn)行持續(xù)性的應(yīng)用。

1.密度測(cè)量的基本內(nèi)容

1.1概念

密度是表現(xiàn)物質(zhì)特征的物理量，屬于物體質(zhì)量與體積的比值，主要是反映了物質(zhì)因子之間的分子作用力，以此呈現(xiàn)出多樣化的聚集狀態(tài)。該種狀態(tài)下的物質(zhì)與溫度、壓力等息息相關(guān)，且是常態(tài)下某一溫度的密度。而在線測(cè)試與人工靜態(tài)測(cè)試存在較大的差距，屬于生產(chǎn)線上的一種自動(dòng)連續(xù)的測(cè)量方式，具有實(shí)時(shí)性與連續(xù)性特征，自動(dòng)將密度轉(zhuǎn)變成電子信號(hào)，實(shí)現(xiàn)二次儀表的處理。

在密度測(cè)量時(shí)，首先要獲取相應(yīng)的樣本，了解測(cè)量密度的作用，制定對(duì)應(yīng)的計(jì)劃方案，增強(qiáng)密度測(cè)量的實(shí)用性。在測(cè)量時(shí)，還要重復(fù)多次，使乳制品在線測(cè)量的結(jié)果屬于當(dāng)下情況，但這種情況往往存在弊端，則無(wú)法確定在不同時(shí)期再次測(cè)量該樣本所獲取的結(jié)果是否一致，因此，只能用于實(shí)時(shí)性的獲取相應(yīng)密度值信息。

1.2工具

浮計(jì)是人們用于測(cè)量液體密度的儀器，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，在讀數(shù)時(shí)使用更為方面，但該種儀器只適用于靜態(tài)的讀數(shù)測(cè)量，若是測(cè)量液體出現(xiàn)波動(dòng)或是有其他的指數(shù)變化，都會(huì)無(wú)法滿足基本需求。故在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，需要主動(dòng)提升產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量以及管理標(biāo)準(zhǔn)，滿足乳制品的生產(chǎn)管線在線測(cè)量需求，利用多種物理原理上的工業(yè)密度計(jì)，目前主要有浮子式密度計(jì)、U型管密度計(jì)、放射性密度計(jì)和振動(dòng)管密度計(jì)這幾種。

2.乳品生產(chǎn)中在線測(cè)量類型

2.1浮子式密度計(jì)測(cè)量

該種密度計(jì)可將流體中的浮子所承受的浮力轉(zhuǎn)換成物體所排開(kāi)的流體重力，利用該種原理可將位移以及浮力所形成中的電信號(hào)進(jìn)行流體密度測(cè)定，屬于一種差動(dòng)變壓器以及電光式的檢測(cè)技術(shù)。浮子可為玻璃或是金屬，這屬于機(jī)電轉(zhuǎn)變形式中的光電式連續(xù)密度計(jì)。當(dāng)液體由管道經(jīng)過(guò)緩沖擋板進(jìn)入到儀器圓筒中，由圓筒中的上方微流直接轉(zhuǎn)入到儀器的外圓筒中，使得液體可直接的流入到外管道中。照明燈泡可快速通過(guò)狹縫將光線直接直射到光敏電阻上，使電阻值的大小值可自主調(diào)整，且以其確保測(cè)定介質(zhì)的密度大小，通過(guò)電流放大器將其輸入到二次儀表中，且將密度記錄直接展示出來(lái)。為了確保電信號(hào)的穩(wěn)定性，還可利用浮子原理對(duì)其進(jìn)行密度測(cè)定，將磁性浮子放在被測(cè)液體中的容器里，使容器中外置有磁性線閣。當(dāng)電流流過(guò)線圈之后，可將浮子可從容器底部上升到漂浮靜止到某一個(gè)位置，依據(jù)實(shí)際情況使浮子受到浮力、重力和電磁力影響。

2.2 U型管密度計(jì)測(cè)量

在應(yīng)用U型管密度計(jì)測(cè)量出流體密度時(shí)，對(duì)試樣流對(duì)管的管路進(jìn)行重力測(cè)定。一般來(lái)說(shuō)，重力越大，測(cè)量的密度越大。將重力作用在托架上，通過(guò)轉(zhuǎn)換器將傳感器的信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，將其輸入到二次儀表中。國(guó)內(nèi)所引進(jìn)設(shè)施設(shè)備可采用U型管密度計(jì)，增進(jìn)儀表制造的精確度。在U型管密度計(jì)應(yīng)用于測(cè)量中，還需要在一定體積的管道容器中盛滿樣本，確保樣管的質(zhì)量，對(duì)比重瓶進(jìn)行重量比對(duì)，將重量值的變化與流體密度值的變化連接在一起，并快速的獲取密度值結(jié)果，使得在線測(cè)量出的結(jié)果具備可信度與精確性。

2.3放射性密度計(jì)測(cè)量

在對(duì)乳制品生產(chǎn)在線測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況將放射性元素融入于接收性裝置中，提高整體的測(cè)定輻射值，以便獲取精確的密度值。因?yàn)閞射線具有較強(qiáng)的穿透力，在工業(yè)值測(cè)定中具備較強(qiáng)的介質(zhì)密度，并將其廣泛的應(yīng)用于乳制品密度測(cè)量中。放射源與檢測(cè)值可快速的放置于被測(cè)介質(zhì)兩邊，使放射出來(lái)的r射線可在穿透被測(cè)物體后被介質(zhì)吸收，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整測(cè)量強(qiáng)度，以信號(hào)回歸的強(qiáng)弱作為密度值大小結(jié)果反映，增強(qiáng)密度計(jì)穩(wěn)定性和精確性。

2.4振動(dòng)管密度計(jì)測(cè)量

該種密度計(jì)可利用振動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的密度檢測(cè)，克服檢測(cè)儀器在檢測(cè)中的連續(xù)自動(dòng)化和在線檢測(cè)，利用新型儀器將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度較高、可實(shí)時(shí)在線測(cè)量以及數(shù)字信號(hào)輸出等優(yōu)勢(shì)。該種密度計(jì)主要基于振動(dòng)管內(nèi)的流體質(zhì)量變化將振動(dòng)管固有振動(dòng)頻率提高，建立起二者之間的關(guān)系。當(dāng)流體密度增大時(shí)，振動(dòng)頻率減小，反則反之。由于振動(dòng)元件是振動(dòng)管，使得管壁原度、直徑、長(zhǎng)度處于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。若是管內(nèi)的被測(cè)介質(zhì)密度發(fā)生明顯性變化時(shí)，可對(duì)振動(dòng)頻率的變化適當(dāng)調(diào)整，依據(jù)測(cè)定值中的變化值了解乳制品的被測(cè)液體的密度變化，明確不同頻率中存在的密度值情況。若是振動(dòng)管密度計(jì)在通電之后，整體的微振線圈則會(huì)出現(xiàn)明顯性的變化，使得磁性的振動(dòng)值在磁場(chǎng)作用下才會(huì)產(chǎn)生振蕩，將信號(hào)傳輸給二次儀表，盡可能獲取精確的密度檢測(cè)值。

3.密度計(jì)的基本特征

3.1抗腐蝕

在對(duì)乳制品生產(chǎn)在線測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況將密度計(jì)放置于乳制品的“濃縮”工序，增強(qiáng)濃奶密度的測(cè)定精確度。但在產(chǎn)品生產(chǎn)完之后，都會(huì)對(duì)儀器設(shè)備用硝酸、堿性溶液以及水進(jìn)行清洗，故設(shè)備需要具備較強(qiáng)的耐腐蝕性。由于生產(chǎn)中存在特殊性和意外，可在大量的元件中抽取一小部分進(jìn)行檢測(cè)，提升對(duì)樣本的預(yù)測(cè)。在生產(chǎn)過(guò)多的產(chǎn)品品種中，一般是以奶粉、嬰兒粉等為測(cè)量標(biāo)本，增強(qiáng)不同測(cè)量方法所獲取結(jié)果的精確性，尤其是奶粉中的沉淀物質(zhì)所呈現(xiàn)出的測(cè)量精確度影響情況可盡量避免。

3.2精度要求高

在對(duì)乳制品生產(chǎn)在線測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)濃縮性的奶粉按照百分之百的標(biāo)準(zhǔn)濃度進(jìn)行計(jì)算，使得濃度低于0.5%的樣本作為失敗樣本，并計(jì)算出相關(guān)的比例，以此達(dá)到高于精確分辨率精度的4-8倍。在非接觸式的奶粉密度測(cè)量中，還需要提升振動(dòng)管的耐腐蝕性與抗振動(dòng)性，增強(qiáng)管道的性能以及測(cè)量精確度，使得整體控制系統(tǒng)能正常運(yùn)行。由于密度不高的乳品在進(jìn)行銷(xiāo)售時(shí)可能會(huì)給居民的生活帶來(lái)不良影響，故需要著重重視這方面的情況，并嚴(yán)格把控節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段國(guó)家越來(lái)越重視密度在線測(cè)量在乳品生產(chǎn)中的應(yīng)用。為了進(jìn)一步提升乳品生產(chǎn)中的密度測(cè)量效果，需要根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用多種密度計(jì)進(jìn)行樣本的測(cè)量，引進(jìn)新的測(cè)量技術(shù)，實(shí)時(shí)的測(cè)量其所生產(chǎn)的乳制品中的相關(guān)密度變化情況，將難以達(dá)到要求的進(jìn)行返工處理，增強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)的高質(zhì)量性，盡可能的利用一些新技術(shù)促進(jìn)乳品生產(chǎn)水平。

值得一提的是，近年來(lái)，隨著新技術(shù)的涌現(xiàn)，除了以上各類型的密度測(cè)量方式，也出現(xiàn)了一些新的專門(mén)針對(duì)乳品指標(biāo)的在線測(cè)量方式，例如對(duì)紅外光透射原理的應(yīng)用中，有專用設(shè)備可以在線監(jiān)測(cè)乳品生產(chǎn)中介質(zhì)的透光率，從而又間接的反映了乳品的濃度及密度等指標(biāo)的大小，并實(shí)時(shí)的精確區(qū)分乳品各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中奶水混合物及成品的生產(chǎn)狀態(tài)及在生產(chǎn)管線里的流動(dòng)狀態(tài)，以減少生產(chǎn)過(guò)程中的資料及資源浪費(fèi)，并提高了生產(chǎn)效率;這與乳品生產(chǎn)中密度的直接在線監(jiān)測(cè)的意義是相同的，也大大提高及明確了整個(gè)產(chǎn)品檢測(cè)及生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的精確性與精準(zhǔn)性，是異曲同工之妙。

參考文獻(xiàn)

[1]邱潤(rùn)才， 崔國(guó)新. 密度的在線測(cè)量及在乳品生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)乳品工業(yè)， 1994， 022（003）：120-123.