密度的在線測量及在乳品生產中的應用

吳志東 羅云 高安平 董成

【摘? 要】隨著我國經濟的快速發展，國家越來越重視密度在線測量在乳品生產中的應用。為了進一步提升乳品生產中的密度測量效果，需要根據實際情況對石油、化工、冶金，食品等不同領域進行著重重視，做好成品與半成品質量檢驗，促進檢測與生產過程管控，實現技術創新。

【關鍵詞】密度;在線測量;乳品生產;應用分析

引言

隨著信息技術的不斷進步，密度測量涉及多個領域，在乳品行業中，奶制品生產要配置出一定濃度的產品，盡可能保證產品的質量，就要明確整個產品檢測及生產全過程，做好完善的計量與界定，引進新工藝及新技術，定期做好產品的在線測量臺賬與表格，實現測量的精確性與精準性，并在乳品生產中進行持續性的應用。

1.密度測量的基本內容

1.1概念

密度是表現物質特征的物理量，屬于物體質量與體積的比值，主要是反映了物質因子之間的分子作用力，以此呈現出多樣化的聚集狀態。該種狀態下的物質與溫度、壓力等息息相關，且是常態下某一溫度的密度。而在線測試與人工靜態測試存在較大的差距，屬于生產線上的一種自動連續的測量方式，具有實時性與連續性特征，自動將密度轉變成電子信號，實現二次儀表的處理。

在密度測量時，首先要獲取相應的樣本，了解測量密度的作用，制定對應的計劃方案，增強密度測量的實用性。在測量時，還要重復多次，使乳制品在線測量的結果屬于當下情況，但這種情況往往存在弊端，則無法確定在不同時期再次測量該樣本所獲取的結果是否一致，因此，只能用于實時性的獲取相應密度值信息。

1.2工具

浮計是人們用于測量液體密度的儀器，結構更為簡單，在讀數時使用更為方面，但該種儀器只適用于靜態的讀數測量，若是測量液體出現波動或是有其他的指數變化，都會無法滿足基本需求。故在實際的生產過程中，需要主動提升產品的生產質量以及管理標準，滿足乳制品的生產管線在線測量需求，利用多種物理原理上的工業密度計，目前主要有浮子式密度計、U型管密度計、放射性密度計和振動管密度計這幾種。

2.乳品生產中在線測量類型

2.1浮子式密度計測量

該種密度計可將流體中的浮子所承受的浮力轉換成物體所排開的流體重力，利用該種原理可將位移以及浮力所形成中的電信號進行流體密度測定，屬于一種差動變壓器以及電光式的檢測技術。浮子可為玻璃或是金屬，這屬于機電轉變形式中的光電式連續密度計。當液體由管道經過緩沖擋板進入到儀器圓筒中，由圓筒中的上方微流直接轉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整，且以其確保測定介質的密度大小，通過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。為了確保電信號的穩定性，還可利用浮子原理對其進行密度測定，將磁性浮子放在被測液體中的容器里，使容器中外置有磁性線閣。當電流流過線圈之后，可將浮子可從容器底部上升到漂浮靜止到某一個位置，依據實際情況使浮子受到浮力、重力和電磁力影響。

2.2 U型管密度計測量

在應用U型管密度計測量出流體密度時，對試樣流對管的管路進行重力測定。一般來說，重力越大，測量的密度越大。將重力作用在托架上，通過轉換器將傳感器的信息轉變成電信號，將其輸入到二次儀表中。國內所引進設施設備可采用U型管密度計，增進儀表制造的精確度。在U型管密度計應用于測量中，還需要在一定體積的管道容器中盛滿樣本，確保樣管的質量，對比重瓶進行重量比對，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果，使得在線測量出的結果具備可信度與精確性。

2.3放射性密度計測量

在對乳制品生產在線測量時，需要根據實際情況將放射性元素融入于接收性裝置中，提高整體的測定輻射值，以便獲取精確的密度值。因為r射線具有較強的穿透力，在工業值測定中具備較強的介質密度，并將其廣泛的應用于乳制品密度測量中。放射源與檢測值可快速的放置于被測介質兩邊，使放射出來的r射線可在穿透被測物體后被介質吸收，適當的調整測量強度，以信號回歸的強弱作為密度值大小結果反映，增強密度計穩定性和精確性。

2.4振動管密度計測量

該種密度計可利用振動系統實現高質量的密度檢測，克服檢測儀器在檢測中的連續自動化和在線檢測，利用新型儀器將結構簡單、精度較高、可實時在線測量以及數字信號輸出等優勢。該種密度計主要基于振動管內的流體質量變化將振動管固有振動頻率提高，建立起二者之間的關系。當流體密度增大時，振動頻率減小，反則反之。由于振動元件是振動管，使得管壁原度、直徑、長度處于適當的范圍內。若是管內的被測介質密度發生明顯性變化時，可對振動頻率的變化適當調整，依據測定值中的變化值了解乳制品的被測液體的密度變化，明確不同頻率中存在的密度值情況。若是振動管密度計在通電之后，整體的微振線圈則會出現明顯性的變化，使得磁性的振動值在磁場作用下才會產生振蕩，將信號傳輸給二次儀表，盡可能獲取精確的密度檢測值。

3.密度計的基本特征

3.1抗腐蝕

在對乳制品生產在線測量時，需要根據實際情況將密度計放置于乳制品的“濃縮”工序，增強濃奶密度的測定精確度。但在產品生產完之后，都會對儀器設備用硝酸、堿性溶液以及水進行清洗，故設備需要具備較強的耐腐蝕性。由于生產中存在特殊性和意外，可在大量的元件中抽取一小部分進行檢測，提升對樣本的預測。在生產過多的產品品種中，一般是以奶粉、嬰兒粉等為測量標本，增強不同測量方法所獲取結果的精確性，尤其是奶粉中的沉淀物質所呈現出的測量精確度影響情況可盡量避免。

3.2精度要求高

在對乳制品生產在線測量時，需要根據實際情況對濃縮性的奶粉按照百分之百的標準濃度進行計算，使得濃度低于0.5%的樣本作為失敗樣本，并計算出相關的比例，以此達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量中，還需要提升振動管的耐腐蝕性與抗振動性，增強管道的性能以及測量精確度，使得整體控制系統能正常運行。由于密度不高的乳品在進行銷售時可能會給居民的生活帶來不良影響，故需要著重重視這方面的情況，并嚴格把控節點生產。

4.結束語

綜上所述，現階段國家越來越重視密度在線測量在乳品生產中的應用。為了進一步提升乳品生產中的密度測量效果，需要根據實際情況應用多種密度計進行樣本的測量，引進新的測量技術，實時的測量其所生產的乳制品中的相關密度變化情況，將難以達到要求的進行返工處理，增強產品生產的高質量性，盡可能的利用一些新技術促進乳品生產水平。

值得一提的是，近年來，隨著新技術的涌現，除了以上各類型的密度測量方式，也出現了一些新的專門針對乳品指標的在線測量方式，例如對紅外光透射原理的應用中，有專用設備可以在線監測乳品生產中介質的透光率，從而又間接的反映了乳品的濃度及密度等指標的大小，并實時的精確區分乳品各個生產環節中奶水混合物及成品的生產狀態及在生產管線里的流動狀態，以減少生產過程中的資料及資源浪費，并提高了生產效率;這與乳品生產中密度的直接在線監測的意義是相同的，也大大提高及明確了整個產品檢測及生產過程，實現了測量的精確性與精準性，是異曲同工之妙。

參考文獻

[1]邱潤才， 崔國新. 密度的在線測量及在乳品生產中的應用[J]. 中國乳品工業， 1994， 022（003）：120-123.