深入研究液体浓度测量的技术

2018年底Vaisala获得了Finnish K-Patents Group，是工业应用的在线液体测量的先驱。此次收购使Vaisala能够将其技术专业知识和产品组合从天然气扩展到液体测量。新产品区域，液体测量，带来著名的折射率（RI）技术和在线工艺折光仪产品，可用于许多类型的工业过程控制应用。

折射率的基础

科学家认为折射率（RI）测量是测量液体浓度的理想方法。
该过程相对简单，并基于光的折射。当人们将铅笔放入一杯溶液中时，该属性的一个简单示例就会显示出来。实际上，铅笔似乎弯曲了。

许多人亲自经历了这种现象，例如用苏打水或果汁中的吸管或划船桨。

测量原理的一个重要点是要了解，即使溶液中有颗粒或气泡，弯曲角也与透明溶液中的弯曲角度相同。颗粒或气泡对弯曲角没有影响，因此影响弯曲角的唯一因素是溶液浓度的变化。

临界角度

对光的特性的研究已发展为折射率。

光在不同媒体中以不同的速度行驶。培养基的密度较慢，该介质中的光速慢。当光以90°以外的任何角度从一个介质传递到另一个介质时，它不仅会改变速度，而且会改变两个介质之间的边界。当光束进入液体时，将其部分折射到液体上并部分反射。总反射开始的点称为临界角度。

在大多数溶液中，可以通过测量RI确定溶剂中溶质的浓度。折射率和浓度之间的关系取决于溶剂和溶质，温度以及波长。

实际上，通过使用单色光避免了波长依赖性（分散）。通过使用补偿公式来数学上补偿温度依赖性。

将真正的数字工艺折光仪与强大的设计相结合

RI首先是作为实验室技术开发的，后来一旦折射率开发并变得更坚固，后来将过渡为过程测量。该过程中的在线折射仪的结构必须承受苛刻的条件，这些条件可能包括苛性元素，振动，灰尘，热，压力或这些组合。

K-Patents®开发的数字工艺折射率通过测量折射角度来确定过程解决方案的RI。临界角是通过数字CCD相机测量的。工艺折光仪提供4至20 mA DC输出或以太网信号与温度补偿的工艺溶液浓度成比例。

折光仪推进了K-Patents®专利的核心Optics（紧凑的光学刚性元件），其中包含所有光学组件LED（发光二极管），镜头，Prism和CCD-CAMERA以及一个刚性温度元件PT-1000模块。核心光学模块是从折光仪主体中分离出来的，因此，诸如压力，流动和温度变化之类的外部力不会影响测量。由于没有运动部件，没有trimpot和固态核心镜头，因此无需定期维护。

相同的原理适用于易于安装在小管，储罐和反应堆中的各种折光仪模型设计上。应用范围从潜在的爆炸性危险物质到需要特殊合金或非金属零件的化学侵袭性液体，例如半导体晶圆加工中使用的FAB化学物质。

Vaisala K-Patents®工艺折射率是封闭的，连续运行，与过程控制系统的其他元素接口，并且比例如由于其坚固性和复杂性，便携式仪器需要进行可靠的过程中监控的必要元素。

借助独特的专利折射率技术，建筑温度测量和数字测量原理，无法进行测量漂移，这使得K-Patents®创新的折射率是独特的，并且是所有液体的获胜测量解决方案。