密度的在线测量及在乳品生产中的应用

吴志东 罗云 高安平 董成

【摘  要】随着我国经济的快速发展，国家越来越重视密度在线测量在乳品生产中的应用。为了进一步提升乳品生产中的密度测量效果，需要根据实际情况对石油、化工、冶金，食品等不同领域进行着重重视，做好成品与半成品质量检验，促进检测与生产过程管控，实现技术创新。

【关键词】密度;在线测量;乳品生产;应用分析

引言

隨着信息技术的不断进步，密度测量涉及多个领域，在乳品行业中，奶制品生产要配置出一定浓度的产品，尽可能保证产品的质量，就要明确整个产品检测及生产全过程，做好完善的计量与界定，引进新工艺及新技术，定期做好产品的在线测量台账与表格，实现测量的精确性与精准性，并在乳品生产中进行持续性的应用。

1.密度测量的基本内容

1.1概念

密度是表现物质特征的物理量，属于物体质量与体积的比值，主要是反映了物质因子之间的分子作用力，以此呈现出多样化的聚集状态。该种状态下的物质与温度、压力等息息相关，且是常态下某一温度的密度。而在线测试与人工静态测试存在较大的差距，属于生产线上的一种自动连续的测量方式，具有实时性与连续性特征，自动将密度转变成电子信号，实现二次仪表的处理。

在密度测量时，首先要获取相应的样本，了解测量密度的作用，制定对应的计划方案，增强密度测量的实用性。在测量时，还要重复多次，使乳制品在线测量的结果属于当下情况，但这种情况往往存在弊端，则无法确定在不同时期再次测量该样本所获取的结果是否一致，因此，只能用于实时性的获取相应密度值信息。

1.2工具

浮计是人们用于测量液体密度的仪器，结构更为简单，在读数时使用更为方面，但该种仪器只适用于静态的读数测量，若是测量液体出现波动或是有其他的指数变化，都会无法满足基本需求。故在实际的生产过程中，需要主动提升产品的生产质量以及管理标准，满足乳制品的生产管线在线测量需求，利用多种物理原理上的工业密度计，目前主要有浮子式密度计、U型管密度计、放射性密度计和振动管密度计这几种。

2.乳品生产中在线测量类型

2.1浮子式密度计测量

该种密度计可将流体中的浮子所承受的浮力转换成物体所排开的流体重力，利用该种原理可将位移以及浮力所形成中的电信号进行流体密度测定，属于一种差动变压器以及电光式的检测技术。浮子可为玻璃或是金属，这属于机电转变形式中的光电式连续密度计。当液体由管道经过缓冲挡板进入到仪器圆筒中，由圆筒中的上方微流直接转入到仪器的外圆筒中，使得液体可直接的流入到外管道中。照明灯泡可快速通过狭缝将光线直接直射到光敏电阻上，使电阻值的大小值可自主调整，且以其确保测定介质的密度大小，通过电流放大器将其输入到二次仪表中，且将密度记录直接展示出来。为了确保电信号的稳定性，还可利用浮子原理对其进行密度测定，将磁性浮子放在被测液体中的容器里，使容器中外置有磁性线阁。当电流流过线圈之后，可将浮子可从容器底部上升到漂浮静止到某一个位置，依据实际情况使浮子受到浮力、重力和电磁力影响。

2.2 U型管密度计测量

在应用U型管密度计测量出流体密度时，对试样流对管的管路进行重力测定。一般来说，重力越大，测量的密度越大。将重力作用在托架上，通过转换器将传感器的信息转变成电信号，将其输入到二次仪表中。国内所引进设施设备可采用U型管密度计，增进仪表制造的精确度。在U型管密度计应用于测量中，还需要在一定体积的管道容器中盛满样本，确保样管的质量，对比重瓶进行重量比对，将重量值的变化与流体密度值的变化连接在一起，并快速的获取密度值结果，使得在线测量出的结果具备可信度与精确性。

2.3放射性密度计测量

在对乳制品生产在线测量时，需要根据实际情况将放射性元素融入于接收性装置中，提高整体的测定辐射值，以便获取精确的密度值。因为r射线具有较强的穿透力，在工业值测定中具备较强的介质密度，并将其广泛的应用于乳制品密度测量中。放射源与检测值可快速的放置于被测介质两边，使放射出来的r射线可在穿透被测物体后被介质吸收，适当的调整测量强度，以信号回归的强弱作为密度值大小结果反映，增强密度计稳定性和精确性。

2.4振动管密度计测量

该种密度计可利用振动系统实现高质量的密度检测，克服检测仪器在检测中的连续自动化和在线检测，利用新型仪器将结构简单、精度较高、可实时在线测量以及数字信号输出等优势。该种密度计主要基于振动管内的流体质量变化将振动管固有振动频率提高，建立起二者之间的关系。当流体密度增大时，振动频率减小，反则反之。由于振动元件是振动管，使得管壁原度、直径、长度处于适当的范围内。若是管内的被测介质密度发生明显性变化时，可对振动频率的变化适当调整，依据测定值中的变化值了解乳制品的被测液体的密度变化，明确不同频率中存在的密度值情况。若是振动管密度计在通电之后，整体的微振线圈则会出现明显性的变化，使得磁性的振动值在磁场作用下才会产生振荡，将信号传输给二次仪表，尽可能获取精确的密度检测值。

3.密度计的基本特征

3.1抗腐蚀

在对乳制品生产在线测量时，需要根据实际情况将密度计放置于乳制品的“浓缩”工序，增强浓奶密度的测定精确度。但在产品生产完之后，都会对仪器设备用硝酸、碱性溶液以及水进行清洗，故设备需要具备较强的耐腐蚀性。由于生产中存在特殊性和意外，可在大量的元件中抽取一小部分进行检测，提升对样本的预测。在生产过多的产品品种中，一般是以奶粉、婴儿粉等为测量标本，增强不同测量方法所获取结果的精确性，尤其是奶粉中的沉淀物质所呈现出的测量精确度影响情况可尽量避免。

3.2精度要求高

在对乳制品生产在线测量时，需要根据实际情况对浓缩性的奶粉按照百分之百的标准浓度进行计算，使得浓度低于0.5%的样本作为失败样本，并计算出相关的比例，以此达到高于精确分辨率精度的4-8倍。在非接触式的奶粉密度测量中，还需要提升振动管的耐腐蚀性与抗振动性，增强管道的性能以及测量精确度，使得整体控制系统能正常运行。由于密度不高的乳品在进行销售时可能会给居民的生活带来不良影响，故需要着重重视这方面的情况，并严格把控节点生产。

4.结束语

综上所述，现阶段国家越来越重视密度在线测量在乳品生产中的应用。为了进一步提升乳品生产中的密度测量效果，需要根据实际情况应用多种密度计进行样本的测量，引进新的测量技术，实时的测量其所生产的乳制品中的相关密度变化情况，将难以达到要求的进行返工处理，增强产品生产的高质量性，尽可能的利用一些新技术促进乳品生产水平。

值得一提的是，近年来，随着新技术的涌现，除了以上各类型的密度测量方式，也出现了一些新的专门针对乳品指标的在线测量方式，例如对红外光透射原理的应用中，有专用设备可以在线监测乳品生产中介质的透光率，从而又间接的反映了乳品的浓度及密度等指标的大小，并实时的精确区分乳品各个生产环节中奶水混合物及成品的生产状态及在生产管线里的流动状态，以减少生产过程中的资料及资源浪费，并提高了生产效率;这与乳品生产中密度的直接在线监测的意义是相同的，也大大提高及明确了整个产品检测及生产过程，实现了测量的精确性与精准性，是异曲同工之妙。

参考文献

[1]邱润才， 崔国新. 密度的在线测量及在乳品生产中的应用[J]. 中国乳品工业， 1994， 022（003）：120-123.