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料位开关在气相法二氧化硅测量中的选择
国内俗称气相法白炭黑的气相法二氧化硅，是重要的纳米级无机化工原料。由于其具有比重轻、粒径小、比表面积大，以及吸附、吸湿性能较强等诸多特点，主要起补强、增稠、触变、消光等作用，在农药、医药、食品、化妆品、硅橡胶等行业领域有着广泛应用。例如为了促进肥料粉体的自由流动，便于化肥的运输和储存，防止受潮，人们常在化肥中添加气相法二氧化硅，就是利用其较强的吸附性和吸湿性，以起到抗结块作用。但是，在生产过程中，为更好地对气相法二氧化硅进行监测和控制，离不开对料位开关的选择和使用。那么，料位开关在气相法二氧化硅测量中应如何选择呢？为了更好地说明这个问题，我们先从其生产工艺流程和测量难点说起。
一、生产工艺流程
气相法二氧化硅是甲基三氯硅烷经气相法氢氧焰高温水解生成的超细二氧化硅粉末，其生产工艺流程如图1所示：
一直以来，对气相法二氧化硅的测量一直是行业中的难点。这是因为成型后的气相法二氧化硅通常存储在高度接近十米的立式料仓内，由于其较轻的比重（约在0.01~0.03g/cm³之间）和偏低的介电常数，为了避免物料压实、以及能对吸附在气相法二氧化硅表面的Cl-进行调节，从而控制成品物料的PH值变化，通常会在料仓底部填充氮气。正是这一材质和工艺特点，使得物料在存储过程中一直处于翻腾状态，导致料仓内伴随大量扬尘。为满足环保要求，保证安全生产，避免发生悬浮状的气相法二氧化硅发生溢罐外逸污染空气的风险，对其料位进行可靠控制就显得颇为重要。而气相法二氧化硅的这些特性，使得选择何种料位开关对其测量成为业内难题。
三、料位开关在气相法二氧化硅测量中的选择
目前，市面上料位开关的种类较多，以阻旋式料位开关、电容式料位开关、射频导纳式料位开关、振动式料位开关等最为常用。其中，振动式料位开关又可分为振棒料位开关和音叉料位开关，主要用于测量颗粒和粉末状固体料位。而由于气相法二氧化硅比重过小，在选用通过电机带动主轴旋转，叶片接触到物料，电机停止转动，微动开关发出开关信号的阻旋料位开关时，面临的突出问题是，由于比重过小，较难改变电机的工作状态，所以阻旋料位开关无法用于气相法二氧化硅的测量。电容式和射频导纳料位开关是通过测量容器内电容值的变化实现料位测量的，而气相法二氧化硅的介电常数过低，所以此类电容变化传感式料位开关在实际测量中也难以胜任。显然，气相法二氧化硅的特性决定了所选择的料位开关，必须为非电容传感方式、且能够可靠测量超低密度粉末。
经多方对比发现，音叉料位开关采用的是感知叉体谐振是否被破坏的传感原理，其叉体振动通过压电陶瓷驱动，与物料的介电常数无关。又由于音叉料位开关的叉体经过精密调谐后，两个叉体振动特性完全对称，能够实现完全共振，此时叉体具有谐振状态被破坏的最高灵敏度，从而实现对超低密度粉末的料位测量。所以，适应超低测量密度（8g/l）物料料位控制的音叉料位开关完全可以胜任此特殊工况的料位测量。事实上，叉体经过精密调谐，适应超低测量密度（8g/l）物料料位控制的音叉料位开关，就是专为解决类似气相法二氧化硅这种超低密度、介电常数较低的粉末或细小颗粒物料测量而设计的。
计为Fork-11音叉料位开关采用宽薄的大叉体结构，出厂前经过严格精密调谐，并且根据不同的物料比重进行灵敏度调节，其最低可测密度低达8g/l(0.008g/cm³)。目前，计为Fork-11音叉料位开关已经在国内多个气相法二氧化硅料位测量项目中得到成功应用。
在与用户进行技术交流的过程中，用户常常担心：如果物料上方大面积的悬浮状态的气相法二氧化硅吸附在高灵敏度的叉体上，会不会对其测量造成影响？其实，这种担心是完全没有必要的。因为，计为Fork-11音叉料位开关的叉体在经过精密调谐后，具有很大的抗挂料冗余，只要叉体不“结疤”，就不会影响其正常测量。在一些特殊工况中，如果长期超强黏附可能出现“结疤”现象时，建议在罐体内增加吹扫装置，通过一路气源（氮气）进行来料前的吹扫，就能彻底消除这种隐患。
一、生产工艺流程
气相法二氧化硅是甲基三氯硅烷经气相法氢氧焰高温水解生成的超细二氧化硅粉末，其生产工艺流程如图1所示：
CH3SiCl3+3O2+2H2=SiO2+3HCl+CO2+2H2O
在该工艺流程的贮存环节，一般要在罐体上加装料位开关，以对物料进行测量和控制，从而避免气相法二氧化硅因溢罐所造成的环境污染和生产浪费。
二、气相法二氧化硅料位测量难点一直以来，对气相法二氧化硅的测量一直是行业中的难点。这是因为成型后的气相法二氧化硅通常存储在高度接近十米的立式料仓内，由于其较轻的比重（约在0.01~0.03g/cm³之间）和偏低的介电常数，为了避免物料压实、以及能对吸附在气相法二氧化硅表面的Cl-进行调节，从而控制成品物料的PH值变化，通常会在料仓底部填充氮气。正是这一材质和工艺特点，使得物料在存储过程中一直处于翻腾状态，导致料仓内伴随大量扬尘。为满足环保要求，保证安全生产，避免发生悬浮状的气相法二氧化硅发生溢罐外逸污染空气的风险，对其料位进行可靠控制就显得颇为重要。而气相法二氧化硅的这些特性，使得选择何种料位开关对其测量成为业内难题。
三、料位开关在气相法二氧化硅测量中的选择
目前，市面上料位开关的种类较多，以阻旋式料位开关、电容式料位开关、射频导纳式料位开关、振动式料位开关等最为常用。其中，振动式料位开关又可分为振棒料位开关和音叉料位开关，主要用于测量颗粒和粉末状固体料位。而由于气相法二氧化硅比重过小，在选用通过电机带动主轴旋转，叶片接触到物料，电机停止转动，微动开关发出开关信号的阻旋料位开关时，面临的突出问题是，由于比重过小，较难改变电机的工作状态，所以阻旋料位开关无法用于气相法二氧化硅的测量。电容式和射频导纳料位开关是通过测量容器内电容值的变化实现料位测量的，而气相法二氧化硅的介电常数过低，所以此类电容变化传感式料位开关在实际测量中也难以胜任。显然，气相法二氧化硅的特性决定了所选择的料位开关，必须为非电容传感方式、且能够可靠测量超低密度粉末。
经多方对比发现，音叉料位开关采用的是感知叉体谐振是否被破坏的传感原理，其叉体振动通过压电陶瓷驱动，与物料的介电常数无关。又由于音叉料位开关的叉体经过精密调谐后，两个叉体振动特性完全对称，能够实现完全共振，此时叉体具有谐振状态被破坏的最高灵敏度，从而实现对超低密度粉末的料位测量。所以，适应超低测量密度（8g/l）物料料位控制的音叉料位开关完全可以胜任此特殊工况的料位测量。事实上，叉体经过精密调谐，适应超低测量密度（8g/l）物料料位控制的音叉料位开关，就是专为解决类似气相法二氧化硅这种超低密度、介电常数较低的粉末或细小颗粒物料测量而设计的。
计为Fork-11音叉料位开关采用宽薄的大叉体结构，出厂前经过严格精密调谐，并且根据不同的物料比重进行灵敏度调节，其最低可测密度低达8g/l(0.008g/cm³)。目前，计为Fork-11音叉料位开关已经在国内多个气相法二氧化硅料位测量项目中得到成功应用。
在与用户进行技术交流的过程中，用户常常担心：如果物料上方大面积的悬浮状态的气相法二氧化硅吸附在高灵敏度的叉体上，会不会对其测量造成影响？其实，这种担心是完全没有必要的。因为，计为Fork-11音叉料位开关的叉体在经过精密调谐后，具有很大的抗挂料冗余，只要叉体不“结疤”，就不会影响其正常测量。在一些特殊工况中，如果长期超强黏附可能出现“结疤”现象时，建议在罐体内增加吹扫装置，通过一路气源（氮气）进行来料前的吹扫，就能彻底消除这种隐患。
专注于过程自动化仪表行业的计为自动化，为用户提供专业的物位仪表测量解决方案，解决用户物位测量方面的难题，提供媲美于进口产品的、高可靠性、高性价比的物位测量设备。计为料位开关在市场上经受了各种复杂工况的考验，其过硬品质和可靠性能也受到越来越多用户的认可和信赖。
TAGS : 料位开关
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