[发明专利]一种浊度仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于浊度检测的仪器装置技术领域，尤其涉及一种浊度仪。

背景技术

熔盐由于其优良的热物性和传蓄热性能在太阳能和核能领域得到了广泛的应用。氟锂铍熔盐作为第四代反应堆-熔盐堆的主冷却剂，其“清洁程度”即含不溶性杂质的浓度，对反应堆的运行起到重要影响。在采用HF-H₂化学法纯化氟锂铍熔盐的过程中，会将熔盐中的腐蚀产物Ni²⁺，Fe³⁺，Cr³⁺等金属离子还原成金属粉末，从而造成在堆运行过程中熔盐中不溶性物质浓度的增加。熔盐中的固体颗粒物不仅会改变熔盐的热物性，而且在回路运行过程中，过多的固体颗粒物会阻塞管道并且影响相关仪表的准确性，因此控制熔盐中固体颗粒物的含量显得非常重要。表征溶液中固体颗粒不溶物含量的物理量是浊度，因此测定熔盐的浊度是判断熔盐质量的一个重要指标。目前市场上测定浊度的标准仪器几乎全部是用于测量水溶液浊度的，而且其工作温度一般不超过200℃，对于温度高于450℃并且具有较强腐蚀性的高温熔融盐，目前没有合适仪器测量其浊度。

发明内容

本发明的目的是提供一种浊度仪，从而解决现有技术中的浊度仪不能测量高温流体浊度的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种浊度仪，包括：用于容置待测样品的样品池；固定于所述样品池的一侧的光源；固定于所述样品池的与所述光源相对的另一侧的检测器；以及用于控制所述光源和检测器的控制系统，该控制系统包括对所述检测器所采集的信号进行转换的转换器；其特征在于，还包括：用于对所述待测样品升温的加热系统，所述加热系统包括提供一密闭空间并使所述样品池完全容置于该密闭空间内的加热炉，所述加热炉上具有允许光线穿过的光学视窗；以及用于对所述光源和检测器进行冷却的冷却系统，所述冷却系统包括：设置于所述加热炉的光学视窗和光源之间以及光学视窗和检测器之间的水冷夹套，以及为所述水冷夹套提供循环水的冷水循环机；其中，所述样品池包括提供一矩形内部空间并在相对而置的两个侧面上具有矩形镂空结构的样品池主体，以及封闭所述矩形镂空结构的窗片，所述样品池主体由耐高温、耐腐蚀的材料制成，所述窗片由可透过可见光及近红外光且耐高温、耐腐蚀的材料制成，所述窗片与所述加热炉上的光学视窗对齐。

本发明所提供的浊度仪的工作原理如下：

由光源发出的平行光作用于经加热系统加热的样品池中的高温熔融盐，部分光线穿过高温熔融盐到达位于0°的透射检测器，信号强度定义为S_t，部分光线被高温熔融盐散射由散射检测器收集，信号强度定义为S_s，经转换器确定S_t和S_s数值。当光-电转换满足线性条件时，经公式S_t＝AI₀e^-εTL(S_t透射电信号，A比例系数，I₀入射光强，ε为由不溶物决定的常数，T为浊度，L为透射光程)或S_s＝B’NI₀(S_t散射电信号，B’比例系数，N为单位体积溶液中的微粒数，I₀入射光强)可以确定透射强度(S_t)和散射强度(S_s)，通过透射强度(S_t)可以确定高温熔融盐在一定波段范围内的透射率和吸光度，通过透射强度(S_t)和散射强度(S_s)的比值(S_t/S_s)即可确定高温熔融盐的浊度。

本发明所提供的浊度仪，通过在现有技术的浊度仪基础上增设加热系统和冷却系统，以及配套设计的样品池，对待测样品进行升温，实现了对高温流体浊度的测量，尤其适用于强腐蚀性的高温熔融盐浊度的测量，其温度可以高达200～1000℃，甚至1000℃以上，同时通过增设冷却系统避免了安装在光学视窗上的光源和检测器(对工作环境温度要求不能高于50℃)遭受高温而受损。

根据本发明，加热系统可以由管式炉或马弗炉等常规加热方式进行加热，还可以由中/高频等感应加热方式进行加热。