近日，一种液态硝酸铵浓度在线测量新技术在南京某科技公司硝铵装置成功应用，实现了液态硝酸铵浓度自动在线测量。
硝酸铵溶液介质浓度测量一般采用酸碱中和滴定方法，但该法使用测量可以采用人工分析，由于做人工分析从取样到得到化验结果大约要40-50min左右，且分析结果存在个人差异，故采用这种手段很难满足工艺。美国EMC公司技术人员通过查阅资料和实验分析，获得了硝酸铵的折光率与浓度的关系数据，并由此建立了数学模型，开发出一种耐强酸腐蚀、结构简单、安装方便且测量稳定准确的新技术--临界角在线浓度仪（CAR技术），并开发出一套测定新装置。两个多月的使用结果表明，该装置运行稳定可靠，操作人员可在DCS上实时观察硝酸铵浓度的变化趋势，对于控制硝铵质量发挥了重要作用。
 
液态硝酸铵简介
硝酸铵(NH4NO3)在农业产业中用作供氮肥料 。在常温条件下它成固体状态。用水稀释后，它分解成正的氨离子和负硝酸根离子可直接被植物吸收。液态硝酸铵是指温度为120℃左右、浓度为88%-94%可直接用于工业炸药产品生产的硝酸铵溶液，该产品也可继续加工形成不同形态的固体硝酸铵。长期以来，我国工业炸药生产企业都采用固体硝酸铵生产膨化硝铵炸药和乳化炸药，该生产方式存在综合能耗高、破碎设备故障率高、维修运行费用高、生产粉尘和噪音大等缺点。使用液态硝酸铵制造膨化硝铵炸药和乳化炸药可完全避免上述问题，同时可减化炸药生产工序，提高生产效率，降低生产成本，显著改善生产环境。在生产过程中，必须在温度大约120°C时测量硝酸铵溶液的流体。因此，在线测量液体硝酸铵的浓度就显得的非常重要。
 

项目	指标
外观	结晶温度以上为澄清透明水溶液
硝酸铵含量	88%-94%
10%水溶液PH值	4-5.5
溶液温度	110℃-130℃

为实现含水硝酸铵炸药水相配料溶液浓度的在线实时测量，一种液体硝酸铵浓度在线监测方法。利用临界角全反射光线的变化（见上图），通过测量已知浓度的硝酸铵水溶液在不同温度下的折光率,做出硝酸铵水溶液的温度（20℃）—折光率—浓度的标准线性（见下图）。测量被测液体硝酸铵的折光率和温度,从而求得被测硝酸铵水溶液的浓度。

硝酸铵在线浓度仪（MPR E-Scan）结构与功能

MPR E-Scan在线浓度仪采用分体式结构设计，分为传感器和变送器两部分。
传感器由：蓝宝石棱镜（9Mosh）、内置PT1000温度传感器、长寿命LED光源100000h、3648像素分辨率的CCD 传感器组成；
变送器由：Intel 586sx 133MHz的CPU，6.7寸（640×480象素）TFT-LCD显示器，键盘， EPROM存储卡及自动清洗系统组成。仪器采用全屏蔽干扰设计、耐高温和振动、宽量程，出厂线性校准和自动温度补偿。 仪器操作界面友好软件。  内置温度传感器 ，在线检测过程化工溶液的工艺温度，自动温度补偿并远处0-10V的信号。仪器可采用 RS-232 与上位计算机相通讯，并可通过 4～20 mA 信号 与 DCS 相通讯。由 DCS 控制调节过程化工溶液的浓度。 
MPR E-Scan在线浓度仪，无耗材，免维护，无漂移。仪器具备自动清洗系统并及时排除故障，保证仪器的准确性，减轻维护人员的工作量。全浇注玻璃钢外壳和全屏蔽钢板内壁设计，保证了仪器可以在任何恶劣的工况条件下运行平稳。
由于液态硝酸铵生产工艺的限制，现场为Zone1、Zone2区域，故现场需要对所有的仪表具有防爆的功能。硝酸铵在线浓度仪传感器为本安型，变送器与传感器连接电缆用安全隔离栅连接；变送器与安全隔离栅不具备防爆功能。为达到现场防爆的要求需要配以防爆等级不同的隔爆箱（ExIIBT4)等，隔爆箱带面板现场操作系统。

硝酸铵在线浓度仪（MPR E-Scan）详细技术参数

测量	±0.1%
分辨率/测量范围	0.01%；0.00-99.99%；
重复性和灵敏度	均优于0.05%
响应时间	控制器：250ms--3min可调；测试探头：＜500ms
过程工作温度	高达150℃,更高温度型可选；
工作压力	10Bar在120℃时
环境温度	0~50℃
微处理器	INTEL 586SX , 133MHZ
探头材质/防护	316SS/2205双相钼合金、Sapphire、Teflon、Viton / NEMA4X；
输出信号	4~20mA、0~10VDC 可选：4~20mA隔离 或 0~20mA隔离
结构形式	抗干扰、全屏蔽、分体式；
电气接口	M20X1.5 内螺纹
电源	110/220VAC、50/60HZ、50VA