在采鹽鉆孔測量中,濃度測量是一個(gè)主要問題。對于飽和鹽水,即使過程中產(chǎn)生微小變化,也會發(fā)生鹽沉積,這遲早會導(dǎo)致測量設(shè)備出現(xiàn)故障。
通過這個(gè)測試,證實(shí)了可以用我們的DLO液體密度傳感器精確測量鹽水的濃度。
#01 測試對象
#02 測試內(nèi)容
使用DLO-M1液體密度傳感器來測量密度。
上述不同濃度的液體以恒定流速通過傳感器一段時(shí)間。傳感器的記錄功能,會每秒記錄一次密度和溫度的測量值。
#03 HK-truedyne傳感器介紹
圖1:DLO-M1 液體密度傳感器
DLO-M1粘密度傳感器利用微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS系統(tǒng))測量液體的粘度。介質(zhì)在傳感器中通過壓力梯度被引導(dǎo)到Ω芯片,該芯片包含一個(gè)Ω形微通道。
該振動測量系統(tǒng)通過將芯片中的硅管設(shè)置為諧振狀態(tài)并對其進(jìn)行分析,生成測量值。這是因?yàn)檎駝淤|(zhì)量取決于微通道中液體的粘度。同時(shí),介質(zhì)的密度可以通過微通道的振動頻率來確定。
由于溫度會影響液體的粘度和密度,所以介質(zhì)的溫度也實(shí)時(shí)記錄在芯片上,這樣就可以補(bǔ)償溫度效應(yīng)。
亞毫米級的測量系統(tǒng)使傳感器的結(jié)構(gòu)更加緊湊。它的尺寸僅為80 x 30 x 15 mm (36000 mm3),即使是在很狹小的空間內(nèi)也能輕易的實(shí)現(xiàn)集成。
測量值通過RS232接口和TrueDyne傳感器標(biāo)準(zhǔn)中的ASCII命令協(xié)議上傳至上級系統(tǒng)。
#04測試步驟
1)用實(shí)驗(yàn)室密度計(jì)DSA 5000 M (Anton Paar) 在 20°C 下測定密度
2)如圖所示,將DLO液體密度傳感器接入測量裝置中
3)使用帶有水泵的循環(huán)測試系統(tǒng)測量鹽水濃度
? 測試裝置圖 2 – 測試裝置 |①原料: NaCl(氯化鈉)和水②瓶:不同濃度的鹽水③蠕動泵(Ismatec, ISM930C) ④DLO 密度傳感器⑤數(shù)據(jù)分析⑥液體循環(huán)
#05測試結(jié)果
很快,飽和鹽水使傳感器的測量數(shù)據(jù)發(fā)生了漂移(見圖3)。當(dāng)然,對于連續(xù)測量來說這并不是一個(gè)令人滿意的解決方案。
由于傳感器的測量體積很小,我們提出了一個(gè)適當(dāng)?shù)南敕ǎ合扔眉兯♂岥}水,然后重新計(jì)算總體積。
對于最小的流量,用我們自己的科里奧利(Coriolis)傳感器測量并控制流速。隨著鹽度降低至小于15%,可以消除初始漂移,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量(見圖4)。
圖 3 – 濃度為26%的NaCl在3 小時(shí)內(nèi)的測量結(jié)果(坐標(biāo)軸:Y = 濃度 ;X = 時(shí)間)
圖4 – 濃度為15%的NaCl在3 小時(shí)內(nèi)的測量結(jié)果(坐標(biāo)軸:Y = 濃度 ;X = 時(shí)間)
現(xiàn)在如何進(jìn)行實(shí)際操作呢?
如果可以測量得到淡水供應(yīng)的流量和出口處的總體積,就可以使用線性函數(shù)非常精確地確定濃度(見圖5)。
由于含鹽量較低,漂移不再發(fā)生,這就可以在現(xiàn)場進(jìn)行長期測量。圖5中的輕微偏差是由于測量裝置的影響——在長期的測量過程中,水會蒸發(fā)(這就是氯化濃度比例增加的原因)。
圖 5 – 濃度為15%的NaCl在158 小時(shí)內(nèi)的測量結(jié)果(坐標(biāo)軸:Y = 濃度 ;X = 時(shí)間)
#結(jié)論
從測量結(jié)果可以看出,DLO-M1液體密度傳感器測量結(jié)果精確穩(wěn)定,可以實(shí)現(xiàn)對鹽水濃度的測量,從而保障測量設(shè)備的安全。
證實(shí)了DLO-M1 液體密度傳感器的性能。
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原文標(biāo)題:虹科DLO液體密度傳感器應(yīng)用案例:鹽水濃度測量
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