一种反应釜浓度监测装置

摘要

本发明提供一种反应釜浓度监测装置，包括设置于反应釜内的测定壳体，所述测定壳体上开有测定开口、进液口和出液口，所述测定开口由半透膜封闭，所述测定开口的一侧设置有穿过所述半透膜平面的微波发生器，所述测定壳体内设置有监测半透膜红外特征的红外探头，所述进液口和出液口与一供应恒定浓度溶液的装置建立通路，所述测定壳体内的溶液浓度高于所述反应釜中溶液的浓度，本发明中半透膜两侧的溶液浓度不同，浓度低一侧的水会以均匀的速度透过所述半透膜，反应釜中溶液的浓度一旦发生高低变化，会直接影响水分子穿透半透膜的数量的多少，水分子数量决定红外特征的强弱，通过红外特征的强弱实时判定反应釜中溶液的浓度值。

权利要求

1.一种反应釜浓度监测装置，其特征在于：包括设置于反应釜内的测定壳体（200），所述测定壳体（200）上开有测定开口、进液口（210）和出液口（220），所述测定开口由半透膜（100）封闭，所述测定开口的一侧设置有穿过所述半透膜平面的微波发生器（300），所述测定壳体（200）内设置有监测半透膜红外特征强度的红外探头（500），所述进液口（210）和出液口（220）与一供应恒定浓度溶液的装置建立循环通路，所述测定壳体（200）内的溶液浓度高于所述反应釜中溶液的浓度。

2.根据权利要求1所述的反应釜浓度监测装置，其特征在于：所述测定开口上、微波发生器（300）相对的另一侧对应的设置有微波吸收腔（400），所述微波吸收腔（400）内填充有微波吸收材料。

3.根据权利要求2所述的反应釜浓度监测装置，其特征在于：所述测定开口为直缝开口，所述微波发生器（300）与所述微波吸收材料设置在所述直缝开口的两端。

4.根据权利要求3所述的反应釜浓度监测装置，其特征在于：所述微波吸收材料为水，所述红外探头（500）设置在微波吸收材料的后侧并指向所述半透膜（100）。

5.根据权利要求2所述的反应釜浓度监测装置，其特征在于：所述测定壳体（200）的内壁上设置有反射并聚合所述半透膜内红外特征的弧面（230），所述红外探头（500）设置在所述弧面（230）的聚焦点上。

6.根据权利要求2-5任一权利要求所述的反应釜浓度监测装置，其特征在于：所述微波吸收腔（400）连通一冷却管路。

说明书

一种反应釜浓度监测装置

所属技术领域

[0001] 本发明涉及化工反应容器领域，特别地，是一种反应釜浓度监测装置。

背景技术

[0002] 反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。其结构一般由釜体、传动装置、搅拌装置、加热装置、冷却装置、密封装置组成。

[0003] 反应釜属于封闭式的容器，在其工作后，由于传统的浓度检测都需要相依的仪器进行取样分析，造成了难以确定反应时的各种成分的浓度的问题，即使有相应的监测传感器，也只能监测反应釜中某个点位置的浓度，如果大规模布置，又需要承受高成本的困扰。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种反应釜浓度监测装置，该反应釜浓度监测装置能够低成本的监测反应釜中成分的浓度。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0006] 该反应釜浓度监测装置包括设置于反应釜内的测定壳体，所述测定壳体上开有测定开口、进液口和出液口，所述测定开口由半透膜封闭，所述测定开口的一侧设置有穿过所述半透膜平面的微波发生器，所述测定壳体内设置有监测半透膜红外特征强度的红外探头，所述进液口和出液口与一供应恒定浓度溶液的装置建立循环通路，所述测定壳体内的溶液浓度高于所述反应釜中溶液的浓度。

[0007] 作为优选，所述测定开口上、微波发生器相对的另一侧对应的设置有微波吸收腔，所述微波吸收腔内填充有微波吸收材料。

[0008] 作为优选，所述测定开口为直缝开口，所述微波发生器与所述微波吸收材料设置在所述直缝开口的两端。

[0009] 作为优选，所述微波吸收材料为水，所述红外探头设置在微波吸收材料的后侧并指向所述半透膜。

[0010] 作为优选，所述测定壳体的内壁上设置有反射并聚合所述半透膜内红外特征的弧面，所述红外探头设置在所述弧面的聚焦点上。

[0011] 作为优选，所述微波吸收腔连通一冷却管路。

[0012] 本发明的优点在于：

[0013] 所述定壳体内的溶液浓度高于所述反应釜中溶液的浓度，反应釜中溶液中的水会以均匀的速度透过所述半透膜，而穿过半透膜的水会被微波加热释放红外特征信号，红外特征信号被所述红外探头捕捉，反应釜中溶液的浓度一旦发生高低变化，会直接影响水分子穿透半透膜的数量的多少，进而影响水分子因微波照射而发生的红外特征的强弱，进而通过红外特征的强弱实时判定反应釜中溶液的浓度值。

附图说明

[0014] 图1是本反应釜浓度监测装置实施例一的侧视截面示意图。

[0015] 图2是本反应釜浓度监测装置实施例一的正视结构示意图。

[0016] 图3是本反应釜浓度监测装置实施例二的侧视截面示意图。

[0017] 图4是本反应釜浓度监测装置实施例二的正视结构示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

[0019] 实施例一：

[0020] 在本实施例中，参阅图1和图2，该反应釜浓度监测装置包括设置于反应釜内的测定壳体200，所述测定壳体200上开有测定开口、进液口210和出液口220，所述测定开口由半透膜100封闭，所述测定开口的一侧设置有穿过所述半透膜平面的微波发生器300，所述测定壳体200内设置有监测半透膜红外特征强度的红外探头500，所述进液口210和出液口220与一供应恒定浓度溶液的装置建立循环通路，供应恒定浓度溶液的装置可采用储存溶液的腔体附加补充溶液溶质的方式配合传统溶液浓度滴定设备制取相应浓度的溶液，所述测定壳体200内的溶液浓度高于所述反应釜中溶液的浓度。

[0021] 所述测定开口上、微波发生器300相对的另一侧对应的设置有微波吸收腔400，所述微波吸收腔内填充有微波吸收材料，所述微波吸收材料能够够防止微波反射，有效防止微波发生器300的损坏或者加热反应釜中的溶液。

[0022] 所述测定开口为直缝开口，所述微波发生器300与所述微波吸收材料设置在所述直缝开口的两端，由于微波为直线传播，微波的直线传播可以完整的覆盖所述直缝开口。

[0023] 上述的反应釜浓度监测装置，所述微波吸收材料为水，所述红外探头500设置在微波吸收材料的后侧并指向所述半透膜100，微波经过水后被水所吸收，微波将经过半透膜内的水加热，水释放出红外特征的信号可以经过透明的水被所述红外探头500捕捉。

[0024] 所述微波吸收腔400连通一冷却管路410，防止置于其中的微波吸收材料过热。

[0025] 实施例二：

[0026] 在本实施例中，参阅图3和图4，该反应釜浓度监测装置包括设置于反应釜内的测定壳体200，所述测定壳体200上开有测定开口、进液口210和出液口220，所述测定开口由半透膜100封闭，所述测定开口的一侧设置有穿过所述半透膜平面的微波发生器300，所述测定壳体200内设置有监测半透膜红外特征强度的红外探头500，所述进液口210和出液口220与一供应恒定浓度溶液的装置建立循环通路，所述测定壳体200内的溶液浓度高于所述反应釜中溶液的浓度，所述红外探头500可采用传统红外测温仪上的感应头。

[0027] 所述测定开口上、微波发生器300相对的另一侧对应的设置有微波吸收腔400，所述微波吸收腔内填充有微波吸收材料。

[0028] 所述测定开口为直缝开口，所述微波发生器300与所述微波吸收材料设置在所述直缝开口的两端，由于微波为直线传播，微波的直线传播可以完整的覆盖所述直缝开口。

[0029] 上述的反应釜浓度监测装置，所述测定壳体200的内壁上设置有反射并聚合所述半透膜内红外特征的弧面230，所述红外探头500设置在所述弧面230的聚焦点上，通过所述弧面230的聚焦，可以增强红外特征信号的强度，可以很好的提高监测精度。

[0030] 所述微波吸收腔400连通一冷却管路410，防止置于其中的微波吸收材料过热。

[0031] 上述两个实施例中的反应釜浓度监测装置的工作方式和原理：

[0032] 由于所述定壳体200内的溶液浓度高于所述反应釜中溶液的浓度因此如果半透膜100两边的溶液浓度保持稳定，反应釜中溶液中的水会以均匀的速度透过所述半透膜100，而穿过半透膜100的水会被微波加热释放红外特征信号，红外特征信号被所述红外探头500捕捉，如果反应釜中溶液的浓度发生高低变化，会直接影响半透膜中水分子向浓度高一侧扩散的数量，进而影响水分子因微波照射而发生的红外特征的强弱，进而通过红外特征的强弱实时判定反应釜中溶液的浓度值，本结构可以布置多个测定壳体200在反应釜的各个区域，而供应恒定浓度溶液的装置可采用同一套装置，以节省成本。

[0033] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。