【2017年整理】工业pH计在生产中的应用.doc

工业pH计在生产中的应用 随着经济的发展人们越来越重视环保问题，一个企业要发展，首先应解决工业废水问题，因此废水酸碱度的测量得到了大家越来越多的关注，pH计是应用最广泛的水分析仪器。 1 工业pH计基本原理和分类 1.1原理 pH计是用电位法测量酸碱度的仪器溶液的，酸碱度通常用氢离子浓度来表示，由于氢离子浓度的绝对值很小，所以将溶液中的氢离子浓度取以10为底的负对数定义为pH值 pH=-lg[H+]，纯水在22时的pH值为7。 把金属放在溶液内，一些金属原子将变成离子进入溶液中，使得金属表面失去离子而带负电，溶液带正电，由于异性相吸，金属离子不是均匀分布于溶液中，而是聚集在金属表面附近，形成双电极层在金属和溶液间产生电位差称为电极电位。 任何一种电极的绝对电位无法由试验直接测定，要通过测定2个电极之间的相对电位差进行测定，这种由2个电极与溶液组成的装置称为原电池。铜棒和锌棒分别插入硫酸铜溶液和硫酸锌溶液中，2种溶液中间用薄膜隔开，薄膜的作用是只让离子通过，不让分子通过，这时，如果将2个电极用导线和电流表连接起来，导线中有电流通过，固定其中一个电位，就可以求得另一电极电位pH计的工作原理如图1所示 1.2分类 pH计用于测量的电极主要有锑电极、玻璃电极、甘汞电极和银—氯化银电极。其中工业生产中常用的是锑电极和玻璃电极。甘汞电极主要做为参比电极用。银—氯化银电极用的较少。 锑电极是由金属锑棒的表面覆盖一层金属氧化物Sb2O3制成，是一种金属金属氧化物电极。这种电极结构简单，它可在较高温度下使用，但测量精度不高。 玻璃电极是工业上最通用的一种测量电极，根据不同用途可制成多种形式和尺寸。其基本结构如图2。 当玻璃电极与被测物料接触时，在pH敏感膜内部溶液（参比溶液）和被测物料之间就建立起氢离子平衡状态。玻璃电极在使用时受温度影响比较大，故使用时要同时插入热电阻 ，把测量的温度值（即电阻值）接入测量回路，以补偿温度对pH的影响 甘汞电极主要作为参比电极使用，结构简单，电位比较稳定，但易受温度影响，故不易在温度波动较大场合使用。 银—氯化银电极是在铂丝上镀上1层银，原理与甘汞电极相似，这种电极结构比较简单， 高温下电极电位仍较稳定，但制造困难，价格较贵，在工业生产中使用较少。 2玻璃电极的选用 （1）容器中使用沉入式时，如果被测介质有粘附或结垢特性，应选用清洗型；在管道中使用流通式时，流速不宜太高，以免磨坏而降低使用寿命；管道中有压力时要选用压力流通式，压力要在仪表允许范围内。温度变化较大的场合，要考虑温度补偿。 （2）注意工艺介质温度，耐高温玻璃电极一般在100℃以下使用，如介质温度超过100℃，精度要求不高时可选用锑电极。 （3）如果工作环境是在危险区，要选用相应防爆等级的二次仪表。 （4）根据工艺介质的pH值选取pH计，一般pH计要求工艺介质的电导率不小于50μS/cm，否则，应根据电导率选用一些特殊的玻璃电极。 （5）pH计极易受电磁场的干扰，所以，安装时应远离有变电站和大电机的场所。安装时必须与工艺管道或设备一起接地，不能与电机或其他用电设备共用1条接地线。 （6）玻璃电极的内阻很高，信号很小，极易受到外界的干扰，所以测量电极与前置放大器的距离应尽量短，并用低噪声的专用屏蔽电缆连接。 （7）pH计不允许振动，振动不仅对仪器本身有影响，而且对电缆也有影响。尽管屏蔽电缆不受外界电磁场影响，但是它是用聚乙烯绝缘的，这种材料在振动时会产生静电而影响表示值，尤其电缆较长时。 3 pH使用时的注意事项 在工业生产中，一般pH计的测量分为2部分。一部分是一次表检测部分，主要与介质接触，使用较多的玻璃电极；另一部分是变送单元，将一次表测量的数据进行转换，变成DCS可以接受的4~20mA信号，供相关人员观察。所以，在pH计的实际使用过程中必须注意如下几点： （1）首先要注意对电极玻璃膜的保护。由于测量电极与介质直接接触，容易附着脏物，应定期进行冲洗，可根据实际情况每1个月或半月冲洗1次，以保证正常使用。在管道中若使用流通式玻璃电极。由于流通式要求流速不宜太高。若流速不易控制，建议为pH探头增加1个保护套管。具体方法是：利用探头出厂包装上的保护套进行加工，在套的侧面钻4个长型口装在探头上，并将孔与探头对齐，这样既可以保持测量的准确性，又可以避免介质流动时对玻璃探头造成直接冲涮，可延长探头的使用寿命。该方法在青岛海晶公司已得到较好的使用。 （2）关于pH计探头的清洗。由于探头长期接触介质溶液，即使定期清洗亦有结垢现象，此时，建议用10%的稀盐酸或氯化钾溶液浸泡，使其活性恢复。但是pH电极的使用寿命一般为1年，因此，在实际生产中，建议应根据生产介质的实际情况，做好探头的保养工作，可延长探头的使用寿命。 （3）要注意pH计探头的插入深度，必须保证介质液位