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在线PH计相关原理计算以及重要特点分析

发布时间:2021-01-26 点击量:273
  针对工业生产中,在线PH计在其过程中进行成分分析,起着重要的作用,是工业酸度计的智能化升级产品,可对液体的PH值进行连续测量和控制,仪表本身带继电器控制输出,可用于实现工业现场控制酸碱泵加酸加碱的功能需求,标配的4-20mA模拟输出可以实现与无纸记录仪、PLC等的实时连接,另外RS485通讯功能可以实现实时与电脑链接,赠送的上位机软件还可以实现多台PH控制器联机进行系统性监控的功能。本仪表适用于城市污水处理厂、化工、印染、造纸、制药、电镀以及环保等各种领域。
 
  在线ph计的工作原理
 
  主要用于测量液体中的氢离子浓度。准确地说是测量氢离子活性,得出酸性、中性还是碱性的数值,在自来水、河水、饮料、食品、污水、医疗和化工等领域广泛地使用工业用液体分析仪。
 
  全量程是0~14pH,pH=7为中性,pH《7为酸性,pH值接近0为强酸性。pH》7为碱性,pH值接近14为强碱性。
 
  在线pH计将待测液体氢离子活性作为两根电极之间产生的电位差,通过变送器得到传输信号。
 
  成为基准的电极被称为玻璃电极,从外观来看与玻璃试管相似。但是前端为特殊玻璃制成的数十μmm的薄膜玻璃,内置有内部缓冲液和内部电极。内部电极与待测液体之间有玻璃薄膜,基本上是绝缘状态。
 
  另一端的电极称为比较电极(或参比电极),结构与玻璃电极类似,但前端有液接界,内部液体与待测液体通过缝隙接触。液接界形态多样,包括玻璃纤维形、小孔形、陶瓷形、套管形等,根据具体的用途进行选择。
 
  检测部分的阻抗由于隔着玻璃膜,阻抗大于10MΩ,所以变送部分需要更高的阻抗,必须达到1GΩ以上,放大器与电极之间也使用绝缘性高的导线和端子。
 
  测量液的氢离子活性,会使玻璃电极的薄膜玻璃两侧之间产生电位差。玻璃电极的薄膜玻璃内侧电位经过内部缓冲液,通过内电极导出;而接液的外侧电位经过待测液体-参比电极液接界-内部液体,通过参比电极的内部电极导出。
 
  两电极的内部电极与内部液体之间产生的电位,大体相互抵消,所以能测量薄膜玻璃两侧的电位。
 
  pH值与氢离子活性aH+的关系如下所示: pH=-log10aH+
 
  也就是说,pH值与离子活性常用对数的倒数成比例,p是幂(power)的首字母,意思是乘方;H是氢(Hydrogen)的首字母,意思是氢离子。
 
  此外,氢离子活性与氢离子浓度的关系如下: aH+=γH+(H+)
 
  γH+: 氢离子活性系数(acTIvity coefficient)
 
  H+: 氢离子浓度
 
  用小于1的数值表示氢离子活性系数,浓度很低时视为1。用能斯特方程式来表示测量电位差: E=(2.303RT/F)(pHi-pHs)+Eas。
 
  E: 测量电位差(V)
 
  R: 气体常数(8.31441JK-1mol-1)
 
  T: 温度(K)
 
  F: 法拉第常数(96484.56 C mol-1)
 
  pHi: 玻璃电极内部缓冲液的pH值(=7)
 
  pHs: 测量液的pH值
 
  Eas: 不对称电位(理论值与实际值的电位偏移)(V)
 
  在线PH计主要特点:
 
  高可靠性:没有了复杂的功能开关和调节旋钮。
 
  抗干扰能力强:电流输出和报警继电器采用光电耦合隔离技术,抗干扰能力强,实现远传。
 
  自动报警功能:报警信号隔离输出,报警上、下限可任意设定,报警滞后撤消。
 
  网络功能: 隔离的电流输出和RS485通讯接口;电流对应pH值的输出上、下限可任意设定。
 
  标液pH值自动折算:预存了标液的温度曲线,标定时自动折算出标液在设定温度下的pH值。
 
  自动判别错误标定:若用户在标定时错误使用标准缓冲液,仪器将自动提示。
 
  微机化: 采用高性能CPU芯片、高精度AD转换技术和SMT贴片技术,完成多参数测量、温度补偿、量程自动转换、仪表自检,精度高,重复性好。
 
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