本發(fā)明涉及聚氨酯合成技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在聚氨酯合成過程中用于檢測聚醚多元醇水分含量的裝置。

背景技術(shù)：

聚氨酯是現(xiàn)今合成高分子材料中應(yīng)用較為廣泛、用量較大的一類合成樹脂，聚氨酯合成過程中的聚氨酯預(yù)聚體合成以及組合聚醚混合制備過程都涉及到水分含量的測量。其中，聚氨酯預(yù)聚體的合成過程中，需要先脫除聚醚中的水分，以保證在添加異氰酸酯時，異氰酸酯不會與水發(fā)生反應(yīng)；而在組合聚醚混合制備過程中，也是必須要確保水分含量低于某設(shè)定值，避免預(yù)聚體在與組合聚醚混合反應(yīng)過程中，組合聚醚中的水分會與預(yù)聚體發(fā)生反應(yīng)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

目前，在聚氨酯合成過程中測量水分的方法為：在生產(chǎn)過程中，在脫水前以及脫水一定時間后，從反應(yīng)釜中直接取樣，然后放到水分測定儀上測量水分的含量。水分測定儀一般采用卡爾費休水分測定儀，卡爾費休水分測定儀有容量法和庫倫法兩種測量原理，都可以實現(xiàn)水分的測量。

但是，無論是基于容量法還是基于庫倫法的水分測定儀，都無法實現(xiàn)反應(yīng)過程中水分含量的在線測量，這就要求作業(yè)人員在脫水過程中先憑經(jīng)驗確定一個脫水時間，脫水時間達(dá)到后，取樣測量，如測量不合格需要再次確定脫水時間，再進(jìn)行脫水、測量，如此反復(fù)，直到檢測到水含量滿足要求。此種方式存在以下缺陷：1）作業(yè)人員在聚氨酯的合成過程中需要進(jìn)行檢測與脫水的反復(fù)操作，不僅浪費時間，工作效率低下，而且無法實現(xiàn)聚氨酯合成過程中水分含量的精確控制；2）采用水分測定儀進(jìn)行水分含量的檢測，在取樣到檢測的過程中，外界因素不可避免地會對樣品的水分含量產(chǎn)生影響，直接降低了水分含量測量的準(zhǔn)確性；3）取樣前，需要對反應(yīng)釜進(jìn)行泄壓，操作繁瑣；4）取樣過程中，反應(yīng)釜中溫度較高，易發(fā)生燙傷事故；5）水分測定儀在使用過程中需要使用甲醇、卡爾費休試劑等有毒試劑進(jìn)行檢測，無法保證作業(yè)人員安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種聚氨酯在線水分含量測量裝置，能夠在聚氨酯合成過程中，實時監(jiān)控反應(yīng)釜中水分含量的變化，能夠在保證作業(yè)人員安全的基礎(chǔ)上，提高水分含量的測量與控制精度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

聚氨酯在線水分含量測量裝置，包括用于測量反應(yīng)釜中物料電阻值的電阻測量單元、用于測量反應(yīng)釜中物料溫度的溫度測量單元以及用于將物料電阻值轉(zhuǎn)換為物料水分含量的計算機；所述計算機的輸入端分別與電阻測量單元和溫度測量單元的輸出端連接，計算機的輸出端連接顯示器。

上述聚氨酯在線水分含量測量裝置中所述電阻測量單元的具體結(jié)構(gòu)為：所述電阻測量單元包括電阻測量儀和浸沒在反應(yīng)釜中的電阻電極裝置，電阻電極裝置的輸出端連接電阻測量儀的輸入端，電阻測量儀的輸出端連接計算機的輸入端。

上述聚氨酯在線水分含量測量裝置中所述電阻電極裝置的具體結(jié)構(gòu)為：所述電阻電極裝置包括固定在絕緣板上的兩個電極，電極的頂端固定連接有導(dǎo)線，導(dǎo)線的外端連接電阻測量儀的接線端子。

上述聚氨酯在線水分含量測量裝置中所述電阻電極裝置的改進(jìn)在于：所述導(dǎo)線外包裹有護(hù)管，護(hù)管的內(nèi)端固定連接在法蘭盤上，所述法蘭盤與絕緣板之間通過螺栓連接。

上述聚氨酯在線水分含量測量裝置中所述電阻電極裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述法蘭盤與絕緣板之間設(shè)置有密封墊。

上述聚氨酯在線水分含量測量裝置中所述電阻電極裝置的改進(jìn)還在于：所述絕緣板的下方固定設(shè)置有保護(hù)電極的柱形護(hù)套；所述護(hù)套的底端開口設(shè)置，護(hù)套側(cè)壁上勻布有若干供物料流動的過孔。

上述聚氨酯在線水分含量測量裝置中所述溫度測量單元的具體結(jié)構(gòu)為：所述溫度測量單元包括溫度變送器以及浸沒在反應(yīng)釜中的溫度傳感器，溫度傳感器的輸出端連接溫度變送器的輸入端，溫度變送器輸出端連接計算機的輸入端。

上述聚氨酯在線水分含量測量裝置的改進(jìn)在于：所述計算機的輸出端連接有報警器。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進(jìn)步如下。

本發(fā)明應(yīng)用于聚氨酯的合成過程中，通過采用測量物料電阻值并將測得電阻值轉(zhuǎn)換為水分含量的方法，來完成對反應(yīng)釜中物料水分含量的實時檢測，無需反復(fù)脫水、取樣、檢測，避免了燙傷事故的發(fā)生，并且無需接觸有毒有害試劑，為作業(yè)人員操作環(huán)境的安全提供可靠保障。

本發(fā)明在線檢測過程中，無需從反應(yīng)釜中向外取樣，避免了外界因素對樣品水含量的影響，提高了水分含量的測量精度。

另外，本發(fā)明還能夠?qū)λ趾康淖兓M(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)水分含量達(dá)到設(shè)定要求時，發(fā)出報警，提醒作業(yè)人員及時停止脫水操作，進(jìn)行下一道工序，大大提高了物料中水分含量的控制精度以及工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的應(yīng)用于聚氨酯合成過程中在線測量反應(yīng)釜中物料水分含量的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述電阻電極裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述聚醚多元醇在低溫狀態(tài)下水分含量與阻值的關(guān)系曲線圖；

圖4為本發(fā)明所述聚醚多元醇在高溫狀態(tài)下水分含量與阻值的關(guān)系曲線圖。

其中：1.電阻電極裝置，11.導(dǎo)線，12.護(hù)管，13.法蘭盤，14.密封墊，15.絕緣板，16.過孔，17.電極，18.護(hù)套，2.溫度傳感器，3.溫度變送器，4.電阻測量儀，5.反應(yīng)釜，6.顯示器。

具體實施方式

下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種聚氨酯在線水分含量測量裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電阻測量單元、溫度測量單元、計算機以及顯示器，計算機的輸入端分別與電阻測量單元和溫度測量單元的輸出端連接，計算機的輸出端連接顯示器。

電阻測量單元用于測量反應(yīng)釜5中物料的電阻值，包括電阻測量儀4和電阻電極裝置1，其中電阻電極裝置1浸沒在反應(yīng)釜5中，電阻電極裝置1的輸出端連接電阻測量儀4的輸入端，電阻測量儀4的輸出端連接計算機的輸入端。

電阻電極裝置1的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括絕緣板15、法蘭盤13、密封墊14、護(hù)管12、護(hù)套18、兩個電極17以及兩根導(dǎo)線11。其中，兩個電極17固定在絕緣板15上，導(dǎo)線11固定連接在電極伸出絕緣板上方的頂端，護(hù)管套裝在導(dǎo)線外側(cè)，護(hù)管的底固定連接在法蘭盤13上，法蘭盤與絕緣板15之間通過螺栓連接；密封墊14設(shè)置在法蘭盤13與絕緣板15之間。護(hù)套18固定設(shè)置在絕緣板15的底端面上，用于保護(hù)電極；本實施例中，護(hù)套為采用不銹鋼制作的圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)，護(hù)套18的底端開口設(shè)置，護(hù)套側(cè)壁上勻布有若干過孔16，供物料流動，保證護(hù)套內(nèi)的物料和反應(yīng)釜中的物料均勻一致。電阻電極裝置1的導(dǎo)線外端連接電阻測量儀4的接線端子。

本發(fā)明中，電阻電極裝置的測定結(jié)果與電極的直徑、長度、兩電極間的間距以及被測介質(zhì)、被測介質(zhì)溫度都有直接關(guān)系，因此當(dāng)電阻電極裝置的結(jié)構(gòu)定型并且被測介質(zhì)也選定后，便可確定不同溫度下被測介質(zhì)中水分含量與電阻值之間關(guān)系。本實施例中，電阻電極裝置中電極的直徑為4mm，長度為200mm，兩電極間的間距為60mm，介質(zhì)為聚醚多元醇混合物。

電阻測量儀4用于對電阻電極裝置提供工作電源，并測量兩導(dǎo)線間的電流值，根據(jù)提供的電壓值與測量的電流值計算獲得物料的電阻值，并將電阻值實時傳輸給計算機。本實施例中，電阻測量儀向電阻電極裝置施加的電壓值為250v。

溫度測量單元用于測量反應(yīng)釜中物料的溫度，并將測量的溫度實時傳輸給計算機。溫度測量單元包括溫度變送器3以及浸沒在反應(yīng)釜中的溫度傳感器2，溫度傳感器2的輸出端連接溫度變送器3的輸入端，溫度變送器3輸出端連接計算機的輸入端。

計算機內(nèi)置有與物料溫度對應(yīng)的物料電阻-水分含量曲線圖，用于將物料電阻值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)溫度下的物料水分含量，即首先根據(jù)溫度測量單元測量的物料溫度值選擇對應(yīng)的電阻-水分含量曲線圖，再根據(jù)測得的電阻值計算出物料的水分含量。圖3為本實施例在25℃溫度環(huán)境下測得聚醚多元醇水分含量與阻值曲線圖。圖4為本實施例在105℃溫度環(huán)境下測得聚醚多元醇水分含量與阻值曲線圖。

顯示器用于對反應(yīng)釜中物料的水分含量變化狀態(tài)進(jìn)行實時顯示。

本發(fā)明為能夠及時提醒作業(yè)人員在水分含量達(dá)到要求時停止脫水，還設(shè)置了報警器，報警器的受控端連接計算機的輸出端。報警器可采用蜂鳴器或者語音播放器。

本發(fā)明應(yīng)用于聚氨酯合成過程中在線測量物料的水分含量時，首先將電阻電極裝置和溫度傳感器安裝在反應(yīng)釜中，其次，分別通過導(dǎo)線連接電阻電極裝置和電阻測量儀以及溫度傳感器和溫度變送器，然后，再通過數(shù)據(jù)線將溫度變送器和溫度傳感器分別與計算機連接。

準(zhǔn)備就緒后，對反應(yīng)釜開始脫水操作，電阻測量單元實時測量物料的電阻值并傳輸給計算機，溫度測量單元實時測量物料的溫度并傳輸給計算機；計算機在獲得溫度信號后電阻信號后，首先根據(jù)溫度信號選擇對應(yīng)該溫度的電阻-水分含量曲線，在根據(jù)接收到的電阻信號值，計算出水分含量，然后通過顯示器進(jìn)行直觀顯示。當(dāng)水分含量達(dá)到設(shè)定值時，計算機控制報警器發(fā)出報警，提醒作業(yè)人員停止脫水。