专利名称：制造过程中的气体溶解度、夹杂气体含量、和理想液体密度的改进的测定方法
技术领域：
本发明提供了一种针对流动处理所处理液体的改进控制方法，通过对其处理的过程高效的监控而提供制造上的便利。本发明所提供的数据能够用于将液体中的气体含量控制在一个最佳范围内，例如在纸张覆膜过程中以及在制造像食品(番茄酱、蛋黄酱、糖浆)、个人保护品(护肤霜、洗发水)、药品、油漆、石油混合物或其它类似产品的制造过程中。本发明在许多需要获知夹杂或溶解的空气和其它的气体的信息、及其相关的参数-如处理液体的真密度和气体溶解度-的工业领域被用于优化生产过程，且非常有用。
背景技术：
由于各种原因，在处理液领域工作的技术人员，需要知道处理液体中夹杂和溶解的空气和/或其它气体有多少。夹杂的空气能够导致在工作过程中发生不希望的发泡，而且能够导致薄膜产品的破裂，例如油漆。夹杂气体影响了像密度这样的工艺参数，导致不能实现精密的控制。本领域的技术人员明白，通常，所处理的液体越粘，其中的夹杂空气就越难逸出，气泡就越容易在液体中积累。而且，在对液体施加的压力降低时，液体中溶解的空气或其它气体倾向于从液体中析出，从而在液体里形成气泡。
现在市场上可以见到许多种用于测定液体中空气或气体含量的仪器。这些仪器包括Valmet的COLOMAT、Mütek的GAS-60、Papec的PULSE))))AIR、Capella Technology的CAPTAIR、Anton-Paar的CARBO2100 CO2分析器、以及CyberMetric的空气检测仪。
例如，据说Mütek的GAS-60，可以有效地使造纸的过程中的针孔(气孔)最小化。在压力下降、溶解气体-这些气体在造纸过程中由于机械作用以及生物或化学反应而积累-析出时，针孔扩大。GAS 60被联机安装在上产线上，用于确定夹杂和溶解气体在浆料悬浮液中的气体含量。测定气体含量后，生产工程师就能够计算出应当使用多少(花费)的除气添加剂，从而避免由于使用过多的除气添加剂而造成的不必要的制造成本的增加。
Papec的PULSE))))AIR_3是用于测定处理液体中夹杂空气和气体的传感器。据说该仪器可以连接在纸浆和造纸工业中、油漆工业、罐装油瓶过程中、钻探泥浆井的过程、或者在其它需要测定夹杂空气信息的应用中的机器高位水箱和白水系统(white water system)上。
Anton-Paar的CARBO 2100 CO2分析器使用一种获得专利权的叶轮方法，据说这种方法在执行测定和检测任务时可以比其它商用系统快很多，而且在啤酒以及软饮料工业中可以调节液体中CO2的含量。
可以知道，所有的这些仪器都采用通常的方法，就是使用玻意耳定律。玻意耳定律由下面的公式表示 P1V1＝P2V2 (1) 其中V1和V2分别是液体中的自由气体在两种不同的压力P1、P2下的体积。在这种惯用的“二点测定法”方法中，通过测定压力P1、P2下的体积差ΔV＝V1-V2，可以利用玻意耳定律来计算自由气体的体积V1和V2 和 (2) 更多的与某个压力下的自由气体体积相关的常用公式，可以通过理想气体定律推出 P1V1＝n1RT1 (3) 和 P2V2＝n2RT2(4) 其中的R为常数，n1、T1和n2、T2分别是自由气体在P1和P2下的摩尔数和温度。当n1＝n2、T1＝T2时，方程式(3)和(4)可以被简化成如(1)所示的波意耳定律。因此，波意耳定律，实际上是自由气体在压力P1和P2下的摩尔数和温度固定时理想气体定律的一种特殊情况。
然而在实践过程中，一部分的自由气体会溶解于液体中。按照通常的规则，这些溶解的气体与气体压力成比例，如亨利定律所述 P＝Hnd (5) 其中P、H、nd分别为溶解气体压力、亨利定律常数和溶解气体摩尔数。无可置疑地，在压力P1和P2下，n1≠n2，这样就违背了波意耳定律。因此，此时使用波意耳定律作“二点测定法”是非常不可靠的，并起会导致较大的错误，特别是当两点间的压力差非常大的时侯。
为了消除这种错误，有一些方法尝试采用亨利定律来补偿溶解气体的量。然而，这种方法通常也是不能实行的，因为亨利定律常数在许多处理液体中是不存在的，尤其是在包括多种组分的覆膜浆液中。使用一种已知液体的常数模拟另一种近似液体的常数，可能会导致相当大的错误，因为在不同的液体之间气体-如空气-的溶解度存在着巨大的差异。例如，标准温度和压力下，空气在异辛烷中的溶解度是其在水中溶解度的100倍。
发明内容
本发明提供了一种用于测定液体中夹杂气体含量和/或溶解气体含量的方法和设备。本发明提供了一种针对流动处理所处理液体的改进控制方法，通过对其处理的过程高效的监控而提供制造上的便利。本发明所提供的数据能够用于将液体中的气体含量控制在一个最佳范围内，例如在纸张覆膜过程中以及在制造像食品(番茄酱、蛋黄酱、糖浆、各种调味料)、个人保护品(护肤霜、洗发水、洗剂、牙膏)、药品、除草剂、油漆、润滑油、石油混合物、软水剂或其它类似产品的制造过程中。本发明在许多需要获知夹杂或溶解的空气和其它的气体的信息、及其相关的参数-如处理液体的真密度和气体溶解度-的工业领域被用于优化生产过程，且非常有用。
在一个实施例中，本发明提供了一种流动处理的液体或浆液中夹杂气体含量的控制方法。流动处理的液体或浆液可以-不必须-是一种覆盖于纸基层上的高岭土、碳酸钙、二氧化钛或三水合氧化铝的浆液。或者-也不必须-这些流动处理的液体或浆液是包装于零售容器中的软膏、乳脂、洗剂、牙膏、蛋黄酱、番茄酱、或者润滑油。该方法包括a)设定一个液体或浆液中的自由气体含量的数量指标；b)使上述液体或浆液连续的流动，并将防沫剂混入其中；c)由下面的公式确定自由气体的体积百分比x％， 其中Vs为标准条件下自由气体的体积，V是液体载体组分的气体自由体积；e)将计算出来的自由气体含量与目标自由气体含量对比；f)如果算出的自由气体含量大于目标自由气体含量，就增加在步骤b)中混合的防沫剂的量。
在另一个实施例中，本发明提供了一种装置，该装置包括一个处理液体的储藏器、用于抽取液体的管道、以及脱气单元，其改进之处为设置了用于测定处理液体中自由气体体积百分比的装置，该装置与脱气单元保持工作关系。在该设备中，可以将一个单独的检测设备设置在脱气单元的下游，而且，其中还包括一个能够在处理液体中的自由气体体积百分比超过预定水平时发出信号的警示灯。或者，该设备可以包括两个分别设置在脱气单元的上游和下游的检测设备，而且该设备还包括一个能够测定和指示脱气单元的上下游的工艺流体的自由气体体积百分比之间任何的不同的比较仪。
按照本发明的另一个实施例，提供了一种测定液体中气体含量的方法，该方法包括将不可压缩液体标本和可压缩气体的混合物至于至少三种不同的平衡压力状态，测定混合物在所述至少三种压力状态下的温度和体积，确定至少两组不同的压力状态下的混合物的体积变化，并通过下述方程式计算出标本液体中的气体的量 其中V是无气液体在样品室内标准压力下的体积，Vs则由下述方程式确定 其中P1、P2、P3是三种不同的平衡环境下的外部压力，Ps和Ts分别是标准压力和标准温度，ΔV1和ΔV2分别是所测定到的P1、P2以及P2、P3压力下的平衡状态的自由空气的体积差。在本发明的实施例的优选的实施例中，所述的至少三种压力状态相互之间至少有一定程度的差异，就是三种不同体积的之间至少相差0.1％和/或至少三种平衡压力状态至少有一定程度的差异，就是所述液体的三种视密度至少相差0.1％。在本发明的实施例的另一个优选实施例中，所述至少三种压力状态之间相差一个大气压。在本发明的这个实施例中，体积变化的测定可以通过对体积的测定或视密度的测定而确定。
本发明还提供了一种设备，该设备包括用于储存处理液体的容器；用于抽吸液体的管道系统，所述管道系统受压力调节器的控制，所述压力调节器能够在该设备内设置至少三种不同的压力P1、P2、P3；至少三种液体控制阀V1、V2、V3；压力表；温度表；以及密度表。该设备能够通过下述方法获得用于确定夹杂或溶解于液体中的空气的量的数据，所述方法包括提供上述的设备；收集第一压力水平下稳定的压力、温度、密度数据；收集第二压力水平下稳定的压力、温度、密度数据；收集第三压力水平下稳定的压力、温度、密度数据。
还有一个按照本发明的实施例，提供了一种自动的控制需要将固体或液体组分与液体载体组分混合的连续工作过程的输出量的方法。这种按照本发明的方法包括a)设置将要混入液体载体组分的一种或多种固体的重量％和/或一种或多种液体的标准浓度；b)连续的将上述固体和/或液体与液体载体组分混合；c)使用上述混合物填充一个测定室，使其达到平衡态；d)记录平衡温度T1、样品体积V1、和平衡压力P1；e)增加或减少样品室的体积，使液体达到平衡态，记录平衡温度T2、样品体积V2、和平衡压力P2；f)再次增加或减少样品室的体积，使液体达到平衡态，记录平衡温度T3、样品体积V3、和平衡压力P3；g)通过公式确定真密度ρ，其中质量m是液体混合物样品的质量，V是无气液体混合物的体积，空气或其它气体的体积百分比可以通过下述公式计算 和 其中ΔV1是P1和P2下的自由气体体积差，ΔV2是P2和P3下的自由气体体积差，Vt1是液体和夹杂气体的体积和，Vs是通过下述公式计算出的标准条件下自由空气或其它气体的体积 公式中的这些变量是由上述d-f)步骤中收集来的数据，标准条件是P＝Ps＝1atm、T＝Ts＝273K；h)通过下述方程式计算出混合物中固体的重量％和/或液体的浓度 其中ρL是液体载体组分的密度，ki是镁质固体扩液体的增加体积系数(AVC)，xi是每种固体的重量％或每种液体的浓度，(ρs)i是每种固体或液体的密度，ρ是混合物的真密度；i)将所述重量％固体或浓度与标准固体重量％或浓度对比；j)如果算出的固体重量％或浓度大于或小于标准固体重量％或浓度，就降低或升高在步骤b)中混入的固体或液体的量。
按照本发明的另一个具有创造性的方法，用于自动的控制需要在液体载体组分中混合固体或液体组分的连续工艺的输出量，包括下述步骤a)设置将要混入液体载体组分的一种或多种固体的重量％和/或一种或多种液体的浓度的一个标准；b)连续的将上述固体和/或液体与液体载体组分混合；c)从主管道系统取出流体样品，使其转入一个测定室，达到平衡态；d)记录平衡温度T1、平衡密度ρ1、和平衡压力P1；e)调整样品室内的压力，使流体进入平衡态，记录平衡温度T2、平衡密度ρ2、和平衡压力P2；再次调整样品室内的压力，使流体进入平衡态，记录平衡温度T3、平衡密度ρ3、和平衡压力P3；g)通过公式确定真密度ρ，其中体积V通过下面公式算出 其中的变量由步骤d-f)收集；h)通过下述方程式计算出混合物中的固体重量％和/或液体浓度 其中ρL是液体载体组分的密度，ki是镁质固体扩液体的增加体积系数(AVC)，xi是每种固体的重量％或每种液体的浓度，(ρs)i是每种固体或液体的密度，ρ是混合物的真密度；i)将所述固体重量％或浓度与标准固体重量％或浓度对比；j)如果算出的固体重量％或浓度大于或小于标准固体重量％或浓度，就降低或升高在步骤b)中混入的固体或液体的量。
上述的两种按照本发明的方法都能够用于为基层覆膜的连续过程--例如所述基层为纸网，而所述固体组份包括高岭土、碳酸钙、二氧化钛或三水合氧化铝-该方法包括下述步骤a)设置将要覆盖到基层的一种或多种固体的重量％的一个标准；b)通过流体载体连续的将上述固体覆盖到基层上；c)测定浆液的视密度；d)确定浆液的真密度；e)使用前种或后种方法计算出浆液中的固体的重量％；f)将计算出的固体重量％与标准固体重量％比较；g)如果计算出的重量％大于或小于标准重量％，则降低或增加在步骤b)中使用的固体的量。
相似的，这两种按照本发明的概括方法的任意一种都能够用于控制制备糖浆(syrup)的连续过程中的输出量。这种方法包括a)设置将要通过水混合到糖浆中的一种或多种碳水化合物-例如蔗糖或含有碳水化合物的液体，如葡萄糖浆和高果糖糖浆-的标准浓度；b)连续的向容器中供应碳水化合物和/或含有碳水化合物的液体以及一种稀释液体，将其混合形成浆液；c)测定浆液的视密度；d)确定浆液的真密度；e)将该真密度转换，计算出的碳水化合物浓度；f)将计算出的碳水化合物浓度与标准碳水化合物浓度比较；g)如果计算出的碳水化合物浓度大于或小于标准碳水化合物浓度，则降低或增加在步骤b)中使用的碳水化合物的量/和或含有碳水化合物液体的体积。
在第三种实际应用中，本发明提供了一种控制制备碳酸饮料-如软饮料、啤酒或汽酒-的连续过程中的输出量的方法，该方法包括a)设置将要混合到水介质中的二氧化碳的浓度标准；b)连续的向容器中的水介质中供应二氧化碳，将这些组份在容器中的“装瓶”压力P0下混合成碳酸化水介质，其中P0为密封碳酸饮料容器的“装瓶”压力，在该压力下所有的自由二氧化碳气体都溶解入水介质中；c)将碳酸化水介质样品从容器中转入样品测定室，保证同样的“装瓶”压力P0；d)将水介质的压力从P0降到P1，使得溶解的二氧化碳开始从水介质中析出，形成自由气泡；e)将水介质压力从P1降低到P2，使得足够量的溶解二氧化碳从水介质中析出，形成自由气泡；f)测定压力为P1和P2时的平衡态下的二氧化碳液体混合物的体积变化；g)再次将水介质压力从P2降低到P3，使得更多的溶解二氧化碳从水介质中析出，形成自由气泡；h)测定压力为P2和P3时的平衡态下的二氧化碳液体混合物的体积变化；i)通过下述方程式确定标准条件下的碳酸化水介质的自由二氧化碳的体积Vs 其中P1、P2和P3是三种不同平衡条件下的外部压力，Ps和Ts是标准压力和温度，ΔV1和ΔV2分别是P1、P2和P2、P3压力下的平衡状态时的自由二氧化碳的体积差；j)使用下述公式计算二氧化碳浓度 其中Vs是步骤i)中确定的自由二氧化碳的体积，V是样品室中“装瓶”压力P0下的碳酸化水介质的体积，其中没有自由气泡；k)将计算出的二氧化碳浓度与标准二氧化碳浓度比较；1)如果计算出的二氧化碳浓度大于或小于标准二氧化碳浓度，则降低或升高在步骤b)中供应的二氧化碳的体积。
还提供了多种分析方法。其中一种是用于确定液体载体组分中的固体或液体组分浓度的方法，该方法包括测定混合物视密度；确定混合物的真密度；采用上文中的方法计算浆液中的固体重量％。另一个是用于确定在液体载体组分中的固体或液体组分的真密度的方法，其包括测定混合物的视密度；确定混合物的真密度。另一个是用于确定液体组分中的夹杂空气含量的方法，其包括测定不同压力下液体中可见的空气含量；确定液体中的真实夹杂空气含量。另一个是用于确定液体中夹杂空气含量的方法，其包括使用公式计算液体中的自由空气百分比x％，其中V是样品室内外压下的无气液体的体积，Vs则通过下述公式确定 其中P1、P2和P3是三种不同平衡条件下的外部压力，Ps和Ts是标准压力和温度，ΔV1和ΔV2分别是P1、P2和P2、P3压力下的平衡状态时的自由空气的体积差。
最后，本发明提供了鉴别未知组成样品的不同的方法。其中一种方法包括对将其夹杂空气含量与收集来的已知的各种组合物的夹杂空气含量比较，并通过上述方法确定。另一种方法包括，将真密度与收集来的已知的各种组合物的真密度比较，然后通过确定。另一个方法是将其固体％与收集来的多种已知组合物的固体％比较，然后通过下述关系确定
通过下面的详细描述以及附图读者将能够更加全面的理解本发明。需要指出的是，这些附图只是用来图示说明，并不对本发明构成任何限制。尤其是，这些附图中所描述的硬件结构只是说明性的(不是按照比例的)。本领域的技术人员能够按照附图容易的改变出其它的替换硬件结构，也能够获得类似于本发明的优点。
图1为按照本发明的间接测定设备的示意图(测定密度、计算体积)； 图2为集成了按照本发明的在线测定系统的工业覆膜生产线的示意图； 图3为具有按照本发明的分布式控制系统的水果罐头生产线的示意图； 图4为按照本发明的直接测定设备的示意图(测定体积，如使用气缸内的活塞)； 图5为包括一个按照本发明的脱气模块的覆膜系统的示意图。
具体实施例方式 下面的字符将使用在方程式[1]-[38]中 P1、P2、P3由压力传感器测定的不同的平衡外部压力； P溶解气体压力； V1、V2、V3分别在P1、P2和P3下的夹杂在液体中的自由气体的体积； n1、n2、n3分别在P1、P2和P3下的夹杂在液体中的自由气体的摩尔数； ρ1、ρ2和ρ3分别为在P1、P2和P3平衡状态下测定的含有夹杂气体的液体的视密度； ρ无气液体的真密度； V无气液体的体积； Vt1在P1压力下测定的包含夹杂气体的液体体积； ΔV1P1和P2压力下的平衡状态时的所测定到的自由气体体积差(一个可测定值)； ΔV2P2和P3压力下的平衡状态时的所测定到的自由气体体积差(一个可测定值)； R理想气体定律常数； T由温度传感器测定的处理液体/溶液的平衡温度，假设在三个测定点温度被保持为一个常数(T＝T1＝T2＝T3)； H亨利定律常数； n’压力P1下的溶解气体摩尔数； nd压力P下的溶解气体摩尔数； n1’、n2’、n3’分别为压力P1、P2和P3下的标准化自由气体摩尔数(为了直接求解出亨利常数，将n’忽略)； Pg夹杂气泡内的气体压力； σ液体表面张力； r夹杂气泡的平均半径； Ps、Ts大气压力Ps＝1atm(14.7psi)和标准温度Ts＝25℃； ns、Vs在Ps、Ts环境下的自由气体摩尔数和体积； x％在Ps、Ts环境下自由气体体积百分比； mpyc由比重瓶收集到的液体混合物的质量； Vpyc比重瓶体积； m液体混合物样品的质量。
下面的关键方程式将在本发明中使用 H亨利常数 (25) 用途按照H的大小确定某种特定气体在不同的液体中的溶解性，或者不同的气体在某种特定液体中的溶解性；在特定压力P下使用亨利定律P＝Hnd(方程式5)计算溶解气体的量。
用法直接测定。为了进行间接测定，需要将和带入[25]中。
V测定的无气液体混合物的体积。
(30) 用途作为应用于[34]中的确定标准压力和温度下的自由气体百分比x％的参数(该参数同样能够用于类似的公式中，确定其它压力下的自由气体体积百分比)；作为应用于[35]中确定无气液体的真密度的参数。
用法直接测定。
Vs常压下的自由气体体积。
(33) 用途将某个特定压力下的自由气体的体积转化为常压下的体积，还能够在[34]中使用，用于确定标准条件的自由气体百分比x％。
用法直接测定。
x％标准压力和温度下的自由气体体积百分比。
(34) 用途确定标准条件下的自由气体体积百分比。
用法直接、间接测定。
ρ无气液体真密度。
(35-A) 用途最好是在实验室条件下，使用比重瓶计算无气液体真密度，还可以被用于确定固体％的可靠依据。
用法直接测定(实验方法) ρ无气液体的真密度。
(35-B) 用途用于计算生产条件下的无气液体的真密度，还可以被用于确定固体％的可靠依据。
用法直接测定。
V1单位质量的液体混合物内的无气液体体积。
(36) 用途作为[34]中的一个参数，确定标准压力和温度下的自由气体百分比x％(该参数同样能够用于类似的公式中，确定其它压力下的自由气体体积百分比)；作为应用于[37]中确定无气液体的真密度的参数。
用法间接测定。
ρ无气液体的真密度。
(37) 用途用于计算1单位质量个液体混合物内无气液体的真密度，还可以被用于确定固体％的可靠依据。
用法间接测定。
Vs常压下的自由气体体积。
(38) 用途将某个特定压力下的自由气体体积转化为常压下的体积，还能够应用于[34]中，以确定标准条件下的自由气体体积百分比x％。
用法间接测定。
在下面的叙述中，每个测定的参数、压力、视密度、温度、体积差都是平衡态下的值。
在平衡状态下，夹杂于液体内的气泡的内压Pg与外部压力P之间的关系可以由下式表示(按照Young-Laplace方程式) (6) 如果夹杂气泡的体积足够大，那么(6)中的第二项就会相对的非常小，例如当r≥1mm(0.079”)时，此时，气泡内的气体压力Pg就可以替换外部压力P，而且这种替换足够准确。
因此，在这些情况下，外部压力可以被带入理想气体定律PV＝nRT中，从而得到在不同压力下液体中的自由气体的体积 (7) (8) (9) 注假设T＝T1＝T2＝T3 由于液体本身是不可压缩，那么压力P1-P2与P2-P3之间的体积差ΔV1和ΔV2就只是夹杂气体的体积变化的反应。因此，可以将方程式(7)、(8)和(9)合并为 (10) (11) 通常情况下，ΔV1和ΔV2可以通过直接测定体积的变化而确定，又可以通过测定视密度的变化而间接得到。
假设质量单位为1，那么这两项可以容易的转化为 (12) (13) 方程式(10)和(11)可以改写为 (14) (15) 在平衡状态下，按照亨利定律，则在P1、P2、P3下的气体溶解量分别可以写为 P1＝Hn′ (16) P2＝H[n′+(n1-n2)] (17) P3＝H[n′+(n1-n3)] (18) 方程式(14)-(18)是一组未证实的线性方程，理论上其具有无限多个解。然而，如果任意一个变量确定了，那么该方程式就具有一个唯一的解。为了明确的确定亨利定律常数H，此时可以忽略n’。那么(17)(18)就简化为 P2＝H(n1-n2) (19) P3＝H(n1-n3) (20) 或者 (21) 这种操作是假设溶解气体遵循P＝H′(n-n′)而进行的，该方程曲线的斜率平行于P＝Hn。从而能够从(21)获得n’3 (22) 再把n’3带回(15)，就可以得到n’1 (23) 同样，可以从(14)中得出n’2 (24) 而亨利定律常数H可以从(19)中确定 (25) 令P1×[(17)-(16)]，则 HP1n1-HP2n2＝P1(P2-P1) (26) 令H×(14)，则 (27) 最后可以从(27)-(26)中解出n1，替换(25)中的H (28) 那么就可以得到在P1下的自由气体的体积V1 (29) 同时也可以得出无气液体的体积V (30) 为了确定常压Ps下的自由气体的摩尔数ns，首先应当通过亨利定律计算出P1和Ps下的溶解气体差Δns (31) ns可以被表示为 (32) 从而，在常压Ps下的自由气体体积Vs为 (33) 可选则的，还可以通过理想气体定律和方程式(29)确定Vs (33bis) 那么，在Ps和Ts条件下的自由气体体积百分比x％为 (34) 直接测定(测真密度)。在实验室可以通过比重瓶或类似的装置确定无气真密度ρ。比重瓶是一种用于确定某种液体和固体的比重的设备。此时，通过测定液体混合物样品的质量mpyc和比重瓶的体积Vpyc，可以得出真密度ρ为 (35) 或者，在在线应用中，可以通过一个集成于可控体积的样品室内的测力计(一种重力测量器械)来测定上述质量和体积，如图4所示。这种设备提供了实时获得计算夹杂气体百分比、溶解空气百分比、亨利定律常数以及溶液真密度的简单方法。在该项应用中，通过公式(35-B)确定真密度 (35-B) 其中m为样品室内的流体质量，V是无气液体的体积。
间接测定(测真密度)。使用间接测定方法时，1单位质量的液体混合物中的无气液体体积V为 (36) 而真密度为 (37) 这种间接测定无气液体体积、以及通过取测定密度的倒数获得真密度的方法，如图1所示。这种设备提供了实时获得计算夹杂气体百分比、溶解空气百分比、亨利定律常数以及溶液真密度的简单方法。
标准条件下1单位质量的液体混合物中的自由气体体积Vs为 (38) 在Ps和Ts条件下的自由气体百分比x％可以使用(34)相同的方法计算。
如果需要比通过前述方程式所得到的结果具有更高的精确度的结果，那么据就需要排除方程式(25)的假设。然后使用叠代法来求出这些关键方程的解。所述叠代法是采用导数数学解答解决问题领域的公知技术。
虽然上述的应用都把讨论集中在“空气”上，但是本发明也可以应用于确定任何夹杂和/或溶解到液体中的气体。例如，本发明的一个重要应用就是应用于碳酸饮料的制造当中，在该过程中，比空气更多的二氧化碳气体夹杂并溶解进了液体载体中。相似的，本发明能够应用于惰性气体环境下的生产过程，此时的替代空气(或除空气之外的)的气体可以是氮、氦、或者其它的“惰性”气体。
申请号为第09/893,883，发明名称为“制造过程中混合物浓度的改进的控制方法”的美国专利申请在2001年6月29日公开。本发明中所公开的一些(但不是全部)实施例能够用于该发明所描述的某些控制方法，使其更加精确。
实施例 实施例1-夹杂空气间接测定夹杂和溶解于液体中的空气含量的设备 图1描述了使用上述的间接测定设置的特定的硬件结构。图1中所示的该设备在“非流动”状态时测定。图1中的设备10包括处理液体容器，液体从该容器中被管道系统抽吸出来，受到系统中至少可以设置三种不同的压力状态P1、P2、P3的压力调节器的控制。这些压力中的每个压力都大于或小于在前的压力。比如该顺序可以是P1＜P2＜P3，或者P1＞P2、P1＜P2，或者其它任意的结合。而且，这些压力也可以基于系统约束或测定客体的设置。管道中的液体流动受到三个阀V1、V2、V3的控制。该特定设备还包括压力表12和密度和温度表14。
设备10的测定过程是按照下述步骤进行的。阀V1和V2打开，允许流体从容器中流进管道系统。阀V3部分的闭合以保证测量表12和14中能够流过液体。压力调节器将压力调节为P1，并将阀V2闭合使压力表12增压为P1。将阀V1闭合。然后，在压力P1下，当压力、温度、和密度的数据不再有任何变化时，采集这些数据。(特别需要注意的是密度的初始变化和由于空气在液体中的溶解或析出所造成的压力变化。)当P1＜P2＜P3时，压力调节器将压力调节为P2，阀V1打开使压力表12增压为P2。将阀V1闭合的。然后，在压力P2下，当压力、温度、和密度的数据不再有任何变化时，采集这些数据。最后，压力调节器将压力调节为P3，阀V1打开使压力表12增压为P3。将阀V1闭合。然后，在压力P3下，当压力、温度、和密度的数据不再有任何变化时，采集这些数据。这三组稳定的压力、温度、和密度数据就可以用于在上文中详细描述过生产过程中。
实施例2-夹杂空气在覆膜过程中优化脱气操作 在某些覆膜操作的过程中，其环境需要将夹杂于将要覆膜于基层上的覆膜液体中的气体极端的去除。这是因为，夹杂于液体中的气泡，特别是大的气泡，会使覆膜质量的恶化并导致像过渡的气孔这样的腹膜缺陷。随着高速喷射和帘式覆膜技术的快速发展-在该项新技术中薄液膜不仅被注射到而且是自由的覆盖到待覆膜基层上-任何夹杂的大气泡都会导致对自由覆膜液膜的整体的破坏。因此，脱气过程在高速喷射和帘式覆膜应用中是必须的。
如图5所示的按照本发明的一个应用中，在帘式覆膜管道系统的前后都集成有脱气器。在脱气单元前后分别提供对夹杂空气百分比和溶解空气百分比的测定，通过其基于特定过程的脱气效率的确定而对脱气单元进行优化，从而改进整个制造过程。还可以基于前、后值的不同对过程参数进行调整(真空度、脱气器的旋转速度等)。上游设备实施例的输出量与下游设备实施例相比较，以计算出空气的去除率，然后通过改变过程参数加强脱气单元去除空气的能力。
在覆膜过程中，其它的脱气系统的典型的应用包括软膏、奶酪、洗剂、牙膏、蛋黄酱、番茄酱和润滑油的包装。
实施例3-夹杂空气覆膜应用系统中的质量控制 在例2中，由于避免了制造不合格产品，脱气单元能够起到降低浪费成本的作用。当人们知道会导致产品中的质量问题的夹杂空气百分比水平时，所测定到的夹杂空气百分比就能用于停止生产、或者能够用于预测何时将要生产不合格产品。将两个按照本发明的实施例的设备(“前”“后”)集成在生查系统上不是必需的(如图5所示)。取而代之的是，一种具有单个按照本发明的实施例的设备的系统，例如该设备可以位于脱气单元的后方。该系统能够被设置为在脱气单元下游的浆液中监测到大量气泡时发出警报。这种具有警报的生产系统，可以大幅度的降低昂贵的放沫剂的使用，但是需要保证警报的及时性。
而且，由于100％的脱气是几乎不能实现的也是不必要的，对不至于引起覆膜机的质量问题的可接受的最大夹杂空气百分比的精确的测定保证了覆膜机在一个可以接受的操作范围内工作。
如上文所述，本发明的其它典型的应用包括软膏、奶酪、洗剂、牙膏、蛋黄酱、番茄酱和润滑油的包装。
实施例4-真密度基层覆膜中的固体百分比控制 按照本发明的一个应用是在线测定施加在基层-如纸网-上的覆膜浆液的真密度。然后采用真密度预测覆膜固体百分比，参见上文中提到的申请号为第09/893,883，发明名称为“制造过程中混合物浓度的改进的控制方法”的美国专利申请。之后用覆膜固体百分比数据更加有效地控制浆液覆膜于纸网上的应用。由于固体百分比经常是影响纸网覆膜质量的主要因素，所以这样就具有很大的好处。由于改进了真密度测定的准确度，因此预测覆膜浆液的固体百分比的准确性也得到了改进。由于改进了覆膜浆液的固体百分比的准确性，所以对覆膜浆液的质量控制也有了改进。
覆盖于纸上的浆液通常都包括至少一种经常同时包括下列三种材料色素、粘合剂、添加剂。通常色素是覆纸浆液的主要成分。现行的的纸张或板材中使用的色素一般是高岭土、碳酸钙、二氧化钛、三水合氧化铝、人工合成色素等等。粘合剂通常只占覆纸浆液的一小部分。它除了具有粘合作用还可以填充纤维素/色素框架之间的空白。天然粘合剂包括淀粉、大豆蛋白、酪蛋白，人工粘合剂包括苯乙烯丁二烯橡胶、多乙酸乙烯酯橡胶、非周期乙烯基橡胶、聚乙烯醇等等。虽然覆膜添加剂只是覆纸浆液的很小一部分，但是它们却形成了一个巨大复杂的群，分别起到不同的作用。覆膜添加剂包括分散剂、粘度调节剂或固水剂、润滑剂、交联剂或不溶粘料、抗菌剂、pH控制剂、驱虫剂、增白剂、染料、泡沫控制剂。本发明能够改进对上述任意材料组合的处理的管理。
特别是，用于一个下列产品信息可知的在线控制系统中的生产环境中-1)干覆膜组分比率，2)每种覆膜组份的添加剂体积系数和混合物中的组分浓度之间的关系，3)每种覆膜固体或溶质组分的真密度，4)本发明所测定的真密度-下述的计算是用于确定控制系统中覆膜浆液固体百分比的 通过按照本发明的方法确定覆膜浆液的真密度； 利用所确定的真密度，按照申请号第09/893,883号的美国申请所述的方法估计(更精确)该覆膜浆液的固体百分比； 使用上述(更加精确的)覆膜浆液固体百分比优化覆膜操作。
一般说来，按照本发明的这个实施例提供了一种把浆液输送的固体连续覆膜于基层上的监测方法。在该应用中，第一步为设置一个浆液的标准固体重量％。也就是说，为了实现本发明，为了提供具有所需性能的覆膜材料，必须确定覆膜浆液中的固体重量％。确定了标准固体重量％后，还需要一个连续工业覆膜生产线，以提供所需的覆膜于基层上的合适体积的水以及合适量的固体。
为了实现本发明，人们可以对一个传统的工业覆膜生产线进行改造，就是在其中插入一个按照本发明实施例的设备。参照图2，工业覆膜生产线1包括覆料收集器4、泵5以及覆膜浆液池14。这些组件通过管道系统7连接。辊8部分的浸没于池14中，围绕该辊传送的基层9通过池14，与覆膜浆液13接触(该浆液包括液体载体组分)。按照本发明实施例的设备6与浆液组份一起输入分布式控制系统10。按照本发明，该分布式控制系统10将这些输入转化为覆膜的真密度。然后，将该真密度按照上文中提到的申请号第09/893,883号的美国申请所述的方法转换为覆膜的固体重量％。然后，将这个所测定的真实的固体重量％与浆液的标准覆膜固体重量％相比较。如果有差别，分布式控制系统10就会通过阀11和12调整覆膜入流2和3，以校正该差别。
本实施例描述了一个在某个特殊的纸张覆膜生产过程中的应用。然而，本领域的技术人员会发现，本发明能够用于任何其它的相似商用覆膜系统，以及其它的需要得知液体真密度或固体％的生产环境之中。
实施例5-液体真密度改进的糖浆制造控制 按照本发明的另一个应用就是在线测定溶解于水中的糖的浓度，通常为白利度(°Brix)形式。该项测定被用于控制生产糖浆-如罐头水果-的过程中。这种控制为食品生产者提供了控制产品中糖含量的能力。这就使得消费者能够享受一贯的口味，和/或能够得知其中的最大含糖量，这对于某些身体条件的消费者是非常重要的。
目前测定白利度的方法为将测定到的糖浆密度转化为白利度。这通过使用公知的换算表就能够完成。当结合到控制系统中时，这些换算可以在线进行，因而提供了实时的白利度测定。然而，由于所测定的糖浆中存在夹杂的空气，密度测定的准确性就大打折扣。此时，如图3所示，在糖浆管道系统中集成一个按照本发明的设备，就能比没有本发明的时侯提供对成品的更精确的控制。
当使用如实施例4中所描述的与在线控制系统相结合的形式时，本发明提供了一种将密度更精确的转化为白利度的方法，该方法是通过提供更精确的测定密度值所实现的。在该项应用中的，首先确定一个稀释糖浆的标准白利度。然后，控制浓缩糖浆和稀释液的流入，使稀释糖浆的浓度被控制为标准白利度。
参照图3，浓缩糖浆31、32、33被混合在一起，形成由阀43控制比率的浓缩混合物4。该浓缩混合物通过泵35输送到混合T接头36处，在该处混合物与从供给水箱40处来的水进行混合。所得到的稀释混合物通过静止混合器38输送到按照本发明实施例的设备39处。然后，分布式控制系统41使用由按照本发明的应用所提供的稀释无气糖浆的真密度将输入量转化为白利度。然后，再将其与标准白利度对较。如果存在差异，分布式控制系统就会调整流量控制阀33、34以校正偏差。
实施例6-气体含量软饮料中碳酸化水平的精确控制 本发明的另一种应用，就是用于软饮料的连续制备中。在本实施例中，首先也要设置一个混合进入包括水、高果糖葡萄糖、焦糖色、磷酸、天然香料、咖啡因的水介质中的二氧化碳标准浓度。然后，在一个容器中，二氧化碳被连续供给到水介质中，而且这些组分也在该容器中混合到碳酸化的水介质中。随着过程的进行，按照上文中所述的程序确定了二氧化碳的总浓度。然后，将这个计算出来的二氧化碳浓度不停的与标准二氧化碳浓度相比较。当计算出来的二氧化碳浓度大于或小于标准二氧化碳浓度时，就分别减小或增加为水介质供给的二氧化碳的体积。
在本发明的这类应用之中，需要收集相对于标准二氧化碳浓度足够低的压力下的数据，在该压力下，一些二氧化碳会从溶液中析出。这是因为，在该目标压力下所有的二氧化碳都处于析出状态，而本发明需要夹杂气体的存在才能更有效。直接测定法能够在任何压力下进行，包括比系统压力更低的压力。
实施例7-气体含量覆膜浆液的测定结果
试液传统的覆膜浆液，包括色素、粘合剂、覆膜添加剂。测定点一组不同测定压力点的组合，其中在覆膜浆液I的测定中P4＜P1＜P2＜P3，在覆膜浆液II的测定中P1＜P2＜...＜P7。压力由如图1所示的间接测定系统的压力传感器所测定(相应的平衡态视密度也由一个科里奥利(coriolis)质量流量计按照实施例1中所描述的过程所测定)。气体％在不同压力测定点的标准条件下，空气的浓度是通过把所测定到的平衡态压力和视密度分别带入新旧的模式之中计算得到的。
比较I在相同的压力测定点处，由于在存在夹杂气体的情况下使用所以违背了波意耳定律，从而导致旧模式下的气体％的输出量之间相互不符。相反，在新模式下每个压力测定点只有一个输出量。
比较II上述的缺点表明，在旧模式下的输出量气体％是随测定点而定的测定。比如，从P2&P6测定点获取一组数据，选择P2作为参考点时所计算出的气体％是13.7％，而选择P6作为参考点时所计算出的气体％则是17.1％。而在按照本发明的模式中就不存在这种偏差。
比较III在旧模式中，在两个测定点之间的压力差异越大，气体％输出量的百分比越不稳定，例如，P1&P7点数据的输出量。在按照本发明的模式中就不存在这种不稳定情况。
比较IV在旧的模式中在不同的压力测定点之间还存在着巨大的气体％差异。总之，新模式中的气体％输出量比旧模式的要稳定得多。
上面详细描述了本发明，显而易见的是，还可以对其进行多重方式的改进。这些由本领域金属人员可以作出的改变，也都是不偏离本发明的精神和范围的。
权利要求
1.一种用于控制流动处理的液体或浆液内夹杂气体含量的方法，该方法包括
a)设定一个液体或浆液中的自由气体含量的定量标准；
b)使上述液体或浆液连续的流动，并将防沫剂混入其中；
c)通过下面的公式确定自由气体的体积百分比x％，
其中Vs为标准条件下自由气体的体积，V是无气液体载体组分的体积；
e)将计算出来的自由气体含量与标准自由气体含量对比；
f)如果算出的自由气体含量大于标准自由气体含量，就增加在步骤b)中混合的防沫剂的量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述流动处理的液体或浆液可以是一种覆盖于纸基层上的高岭土、碳酸钙、二氧化钛或三水合氧化铝浆液。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述流动处理的液体或浆液是包装于零售容器中的软膏、乳脂、洗剂、牙膏、蛋黄酱、番茄酱、或者润滑脂。
4.一种设备，该设备包括一个处理流体的容器、用于抽取处理流体的管道、以及脱气单元，其改进之处在于该设备包括用于测定处理液体中自由气体体积百分比的检测装置，该检测装置与脱气单元保持工作关系。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于单个这样的检测装置设置在脱气单元的下游，而且，所述设备还包括一个能够在处理流体中的自由气体体积百分比超过预定水平时发出信号的警示装置。
6.如权利要求4所述的一种设备，其特征在于两个这样的检测设备分别设置在脱气单元的上、下游，所述设备还包括一个能够确定和指示脱气单元的上下游的处理流体的自由气体体积百分比之间任何差值的比较仪。
7.一种确定液体中所含气体量的方法，该方法包括将不可压缩液体标本和可压缩气体的混合物经受至少三种不同的平衡压力状态；测定混合物在所述至少三种压力状态每一种下的温度和体积；确定在至少两组不同的压力状态下的混合物的体积变化；以及通过下述方程式计算出液体标本中的气体量
其中V是无气液体在样品室内在环境压力下的体积，Vs则由下述方程式确定
其中P1、P2、P3是三种不同的平衡环境下的压力，Ps和Ts分别是标准压力和标准温度，ΔV1和ΔV2分别是所测定到的P1和P2之间以及P2和P3之间的平衡状态下的自由空气的体积差。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述至少三种平衡压力状态彼此至少相差到这样一种程度，即三种不同体积彼此之间至少相差0.1％。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述至少三种平衡压力状态彼此之间至少相差到这样一种程度，即所述液体的三种不同视密度至少相差0.1％。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述至少三种平衡压力状态相互之间至少相差0.1psi。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述至少三种压力状态相互之间至少相差1个大气压。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于通过体积测定手段确定体积的变化。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于通过视密度测定手段确定体积的变化。
14.一种设备，包括用于储存处理流体的容器；用于抽吸流体的管道系统，所述管道系统受压力调节器的控制，所述压力调节器能够在该设备内设置至少三种不同的压力P1、P2、P3；至少三种流体控制阀V1、V2、V3；压力表；温度表；以及密度表。
15.一种获得用于确定流体中夹杂或溶解空气含量数据的方法，该方法包括
提供如权利要求14所述的设备；
收集在第一压力水平下稳定的压力、温度、和密度数据；
收集在第二压力水平下稳定的压力、温度、和密度数据；以及
收集在第三压力水平下稳定的压力、温度、和密度数据。
16.一种自动地控制需要将固体或液体组分与液体载体组分混合的连续工作过程的输出量的方法，该方法包括下述步骤
a)设置将要混入液体载体组分的一种或多种固体的标准重量％和/或一种或多种液体的标准浓度；
b)连续的将上述固体和/或液体与液体载体组分混合；
c)使用上述混合物填充一个测定室，使其达到平衡态；
d)记录平衡温度T1、样品体积V1、和平衡压力P1；
e)增加或减少样品室中所述混合物的体积，使流体达到平衡态，记录平衡温度T2、样品体积V2、和平衡压力P2；
f)再次增加或减少样品室中所述混合物的体积，使流体达到平衡态，记录平衡温度T3、样品体积V3、和平衡压力P3；
g)通过公式确定真实密度ρ，其中质量m是液体混合物样品的质量，V是无气液体混合物的体积，自由空气或其它气体的体积百分比x％可以通过下述公式计算
和
其中ΔV1是P1和P2之间的自由气体体积差，ΔV2是P2和P3之间的自由气体体积差，Vt1是液体和夹杂气体的总体积，Vs是通过下述公式计算出的标准条件下自由空气或其它气体的体积
公式中的这些变量是由上述d-f)步骤中收集来的数据，标准条件是P＝Ps＝1atm、T＝Ts＝273K；
h)通过下述方程式计算出混合物中固体的重量％和/或液体的浓度
其中ρL是液体载体组分的密度，ki是每种固体或液体的增加体积系数(AVC)，xi是每种固体的干燥重量％或每种液体的浓度，(ρs)i是每种固体或液体的密度，及ρ是混合物的真实密度；
i)将计算的所述固体重量％或浓度与标准固体重量％或浓度对比；以及
j)如果算出的固体重量％或浓度大于或小于标准固体重量％或浓度，就降低或升高在步骤b)中混入的固体或液体的量。
17.一种用于自动地控制需要在液体载体组分中混合固体或液体组分的连续工作过程的输出量的方法，该方法包括下述步骤
a)设置对于液体载体组分的一种或多种固体的标准重量％和/或一种或多种液体的标准浓度；
b)连续的将上述固体和/或液体与液体载体组分混合；
c)使流体样品从主管道系统转入样品测定室，以达到平衡态；
d)记录平衡温度T1、平衡密度ρ1、和平衡压力P1；
e)调整样品室内的流体压力，使流体进入平衡态，记录平衡温度T2、平衡密度ρ2、和平衡压力P2；
f)再次调整样品室内的流体压力，使流体进入平衡态，记录平衡温度T3、平衡密度ρ3、和平衡压力P3；
g)通过公式确定真实密度ρ，其中体积V通过下面公式算出
其中的这些变量由在步骤d-f)中收集的数据提供；
h)通过下述方程式计算出混合物中的固体重量％和/或液体浓度
其中ρL是液体载体组分的密度，ki是每一种固体或液体的增加体积系数(AVC)，xi是每种固体的干燥重量％或每种液体的浓度，(ρs)i是每种固体或液体的密度，及ρ是混合物的真实密度；
i)将计算的所述重量％固体或浓度与标准重量％固体或浓度对比；以及
j)如果算出的重量％固体或浓度大于或小于标准重量％固体或浓度，就降低或升高在步骤b)中混入的固体或液体的量。
18.如权利要求16或17所述的用于连续的为基层覆膜的方法，该方法包括
a)设置将要覆盖到基层的一种或多种固体的标准重量％；
b)通过载体流体连续的将上述固体覆盖到基层上；
c)测定浆液的视密度；
d)确定浆液的真实密度；
e)以权利要求16所述的方式或权利要求17所述的方式计算出浆液中的固体的重量％；
f)将计算出的固体重量％与标准固体重量％比较；
g)如果计算出的重量％大于或小于标准重量％，则降低或增加在步骤b)中使用的固体的量。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于所述基层为纸卷(web)，所述固体组份包括高岭土、碳酸钙、二氧化钛或三水合氧化铝。
20.如权利要求16或17之一所述的用于制备糖浆的连续过程中的控制输出量的方法，该方法包括
a)设置将要混合到糖浆中的一种或多种碳水化合物和/或含有碳水化合物的液体的一个标准浓度；
b)连续的向容器中供应碳水化合物和/或含有碳水化合物的液体以及一种稀释液体，将其混合形成浆液；
c)测定浆液的视在密度；
d)确定浆液的真实密度；
e)将该真实密度转换到计算出的碳水化合物浓度；
f)将计算出的碳水化合物浓度与标准碳水化合物浓度比较；
g)如果计算出的碳水化合物浓度大于或小于标准碳水化合物浓度，则降低或增加在步骤b)中的碳水化合物的量/和或含有碳水化合物液体的体积。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于将所述包括蔗糖的碳水化合物、所述包括玉米糖浆和高果糖玉米糖浆的含有碳水化合物的液体与包括水的稀释液体混合。
22.一种用于控制制备碳酸饮料的连续过程中的输出量的方法，该方法包括
a)设置将要混合到水介质中的二氧化碳的标准浓度；
b)连续的向容器中的水介质中供应二氧化碳，将这些组份在容器中的预置“装瓶”压力P0下混合成碳酸化水介质，其中P0是密封碳酸饮料容器内产生的“装瓶”压力，在该压力下所有的自由二氧化碳气体都溶解入水介质中；
c)在相同的“装瓶”压力P0下，将碳酸化水介质样品从容器中转入样品测定室；
d)将水介质的压力从P0降到P1，使得溶解的二氧化碳开始从水介质中析出，形成自由气泡；
e)将水介质压力从P1降低到P2，使得足够量的溶解二氧化碳从水介质中析出，形成自由气泡；
f)测定在压力为P1和P2之间的平衡态下的二氧化碳液体混合物的体积变化；
g)再次将水介质压力从P2降低到P3，使得更多的溶解二氧化碳从水介质中析出，形成自由气泡；
h)测定在压力为P2和P3之间的平衡态下的二氧化碳液体混合物的体积变化；
i)通过下述方程式确定标准条件下的碳酸化水介质的自由二氧化碳的体积Vs
其中P1、P2和P3是三种不同平衡条件下的环境压力，Ps和Ts是标准压力和温度，ΔV1和ΔV2分别是在P1与P2和P2与P3之间在平衡状态下测到的自由二氧化碳的体积差；
j)使用下述公式计算二氧化碳浓度
其中Vs是步骤i)中确定的自由二氧化碳的体积，V是样品室中预置“装瓶”压力P0下的碳酸化水介质的体积，其中没有自由气泡；
k)将计算出的氧化碳浓度与标准二氧化碳浓度比较；以及
l)如果计算出的二氧化碳浓度大于或小于标准二氧化碳浓度，则降低或升高在步骤b)中供应的二氧化碳的体积。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述碳酸饮料是软饮料、啤酒、汽酒中的一种。
24.一种确定液体载体组分中的固体或液体组分浓度的方法，包括
a)测定混合物的视在密度；
b)由此确定混合物的真实密度；以及
c)按权利要求16或17之一所述的方法计算浆液中的固体重量％。
25.一种确定液体载体组分中的固体或液体组分真实密度的方法，该方法包括
a)测定混合物的视在密度；以及
b)由此确定混合物的真实密度。
26.一种用于确定液体组分中的夹杂空气含量的方法，该方法包括
a)测定不同压力下液体中的视在空气含量；以及
b)确定液体中的真实夹杂空气含量。
27.一种通过确定液体中夹杂空气含量使液体特征化的方法，该方法包括使用公式计算液体中的自由空气的体积百分比x％，其中V是样品室内环境压力下的无气液体体积，Vs则通过下述公式确定
其中P1、P2和P3是三种不同平衡条件下的环境压力，Ps和Ts是标准压力和温度，ΔV1和ΔV2分别是在P1与P2和P2与P3之间在平衡状态下测到的自由空气的体积差。
28.一种鉴别未知成分样品的方法，包括对将其夹杂空气含量与对于各种已知组合物根据权利要求27所述方法确定的一批夹杂空气含量相比较。
29.一种鉴别未知成分样品的方法，包括将其真密度与对于各种已知组合物通过使用确定的一批真实密度相比较。
30.一种鉴别未知成分样品的方法，该方法包括将其％固体与对于多种已知组合物根据下述关系确定的一批％固体相比较
全文摘要
一种用于连续处理液体的改进的控制方法。由本发明所生成的数据，被用于将液体中的气体含量控制在一个最优的范围内，例如在纸覆膜操作中或者在食品(蛋黄酱)的制造过程中、个人保护品(洗发水)、油漆以及其它许多需要获知夹杂或溶解的空气和其它的气体的信息、及其相关的参数——如处理液体中的真密度和气体溶解度——的工业领域，用于优化生产过程。存在于液体中的气体含量通过将不可压缩液体样品和可压缩气体的混合物设置在三种或更多的不同的平衡压力状态，测定混合物在每种压力状态下的温度、体积，至少确定混合物在两对压力状态下的体积变化，从而计算出液体标本中的气体含量。按照本发明的设备包括用于储存处理液体的容器；用于抽吸液体的管道系统，所述管道系统受压力调节器的控制，所述压力调节器能够在该设备内设置至少三种不同的压力P1、P2、P3；至少三种液体控制阀V1、V2、V3；压力表；温度表；以及密度表。
文档编号G01N7/16GK101405590SQ03802404
公开日2009年4月8日 申请日期2003年1月9日 优先权日2002年1月16日
发明者陈庆元, 罗伯特·J·弗兰达 申请人:阿普尔顿纸张公司