介紹用于特纖紡絲凝固浴濃度在線測量分析儀的構造、特點、工作原理以及在特種纖維生產中紡絲凝固浴 DMF/DMAC/DMSO/H2SO4濃度測量中的應用。

前 言 

溶液的濃度是指在一定量的溶液（或溶劑）中所含溶質的量。測定方法主要有滴定法，實驗室儀器測定法，但這種測定方法化驗數據滯后，在生產上不能及時調整凝固浴溶液濃度，使工業產品質量不能保證。在國內生產工藝采用*的DMAC 濕法兩步法，主要芳綸1313纖維和聚酰亞胺纖維。 紡絲原液通過噴絲板經過凝固浴成絲，凝固浴中的 DMAC 濃度直接影響產品質量。為保證產 品質量滿足市場需求，大部分紡絲公司都在用美國MPR E-Scan在線濃度儀，用于適時檢測紡絲凝固中 DMAC的濃度，遠處 4～20mA信號到DCS系統，集成控制適時調整系統內液體濃度。

應用背景

國內采用 DMAC濕法兩步法生產芳綸1313纖維和聚酰亞胺纖維。聚合物在原液與DMAC溶液相混合，配制成100 ℃ 原液膠，通過計量泵經過噴絲板，進入DMAC凝固浴中，膠體內的 DMAC與凝固浴中的DMAC 進行解析，形成一恒定的濃度平衡。準確測量DMAC 濃度，可適時控制凝固浴中的補給水的量。DMAC 濃度的變化直接造成絲束發脆和絲束并絲等嚴重的質量問題。穩定的 DMAC 濃度環境對芳綸1313纖維和聚酰亞胺纖維成絲內在質量起到關鍵的作用。

國內公司原有生產線測量成絲凝固浴的DMAC濃度采用化驗分析方法，每2小時取樣一次，取樣后 在中心化驗室由化驗員用實驗室型的阿貝（Abbe Refractometer)測量。這種測量方法對工藝數據滯后、取樣環境、溫度變化、人工操作、儀器受周圍環境等因素都對化驗數據的準確性造成影響。不能隨工藝條件的變化做適時地調整，這樣就不能夠保障產品的穩定的質量指標。

 MPR E-Scan工作原理

由于光在不同介質中的傳播速度不同，光從一種介質射像另一種介質時,光的傳播方向發生了改變，這種現象叫做光的折射。人類對光的折射進行了長期的研究，總結出光在發生折射時所遵循的基本定律——光的折射定律。在現實生活中折射現象是很普遍的，例如，插入水杯中的鉛筆，看上去好象在水中被折斷。根據折射定律我們就可以很好理解了：水下部分的鉛筆射出的光線從水中斜射向空氣中發生了光的折射現象，折射光線遠離法線，逆著折射光線看去，鉛筆插入水中的部分好像向上彎折了，這種現象就屬于光的折射現象。在一定條件 ，由于每一種介質的濃度都與光的折射率相關。在實際應用中，我們可以利用測量光發生折射時的臨界角來確定介質的濃度。美國EMC公司生產E-Scan在線濃度分析儀儀就是采用這種方法來測量各種溶液濃度的

   MPR E-Scan結構及功能

MPR E-Scan在線濃度分析儀分體式結構設計，分為傳感器和變送器兩部分。

傳感器由：藍寶石棱鏡（9Mosh）、內置PT1000溫度傳感器、長壽命LED光源（100000h）、3648像素分辨率CCD 傳感器組成；

變送器由：In 586sx 133MHz的CPU，6.7寸（640×480象素）彩色LCD顯示器，鍵盤， EPROM存儲卡及自動清洗系統組成。儀器操作界面友好軟件，采用全屏蔽抗干擾設計、耐高溫和振動、寬量程（0-），出廠線性校準和自動溫度補償。內置PT1000溫度傳感器 ，在線檢測DMAC的工藝溫度，自動溫度補償并遠處0-10V的溫度測量值信號。儀器也可采用 RS-232 與計算機通訊，并可通過 4～20 mA 信號 與 DCS 相通訊。由 DCS 控制調節 DMAC濃度。MPR E-Scan在線濃度分析儀，無耗材，免維護，無漂移。儀器的自動清洗清洗系統自動清洗棱鏡及自診斷功能及時排除故障，保證儀器的準確性，可減輕維護人員的工作量。全澆注玻璃鋼外殼和全屏蔽鋼板內壁設計，保證了儀器可以在任何惡劣的工況條件下運行平穩。                                                                                                                                                                                                                                                                

實踐應用

MPR E-Scan在線濃度分析儀測量凝固浴 DMAC的濃度，工藝控制在 30%～60%之間。直接安裝于凝固浴進口液體管路上，隨時測量凝固浴DMAC濃度的變化，測量值傳送到 DCS 通過 PID調節，輸出閥位信號控制凝固浴補給水量，保證DMAC的濃度恒定，這對紡絲絲束的內在質量起保障作用。E-Scan在線濃度分析儀運算速度快、準確，偏差小于 0.1%。測量值基本保持線性。儀器有溫度自動補償，自動清洗棱鏡等功能。操作簡單方便、維護量少、工作可靠等優點。MPR E-Scan在線濃度分析儀在高溫有腐蝕性 氣體的環境下仍然十分準確。實踐證明E-Scan在線濃度分析儀能 夠為工業生產提供準確的數據，同時也為紡絲企業的產 品質量起到關鍵性作用，在國內是應用效果優良的一套濃度分析儀器。

結 論

 因測試穩定和明顯的*性，在中國化纖行業和各大設計院如中國紡織設計院、中藍晨光化工研究院、邯鄲紡機、吉林石化等實際大量在線使用MPR E-Scan在線濃度分析儀，性能穩定、測試，運行良好。