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pH計(jì)和溶氧分析儀的原理及特點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間: 2021-08-20  點(diǎn)擊次數(shù): 766次

pH計(jì)和溶氧分析儀的原理及特點(diǎn)

        一、pH計(jì)的工作原理
??水的pH值取決于溶解物質(zhì)的量,因此pH值可以靈敏地指示水質(zhì)的變化。 pH值的變化對生物的繁殖和生存影響很大,也嚴(yán)重影響活性污泥的生化效果,即處理效果。污水的pH值一般控制在6.5-7之間。水是化學(xué)中性的,部分水分子按下列公式自發(fā)分解:H2O=H++OH-,即分解為氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中,氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度均為10~7mol/l,pH值為以10為底的氫離子濃度的負(fù)對數(shù):pH=-log,所以中性 溶液的pH值等于7。如果氫離子過量,則pH值小于7,溶液呈酸性;相反,如果氫氧根離子過量,則溶液呈堿性。
?? pH值通常采用電位法測量。原電池通常由恒電位參考電極和測量電極組成。原電池的電動(dòng)勢取決于氫離子的濃度和溶液的 pH 值。該工廠使用 CPS11 型 pH 傳感器和 CPM151 型 pH 變送器。測量電極上有一個(gè)對 pH 值敏感的特殊玻璃探頭。它是由能導(dǎo)電并能穿透氫離子的特殊玻璃制成。具有測量精度高、抗干擾性好等特點(diǎn)。當(dāng)玻璃探針與氫離子接觸時(shí),會產(chǎn)生電位。電位由懸浮在氯化銀溶液中的銀線控制參比電極測量。 pH值不同,對應(yīng)的電位不同,由變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA輸出。
?? 2、溶解氧分析儀的工作原理
??水中的含氧量可以充分顯示水的自凈程度。對于使用活性污泥的生物處理廠,了解曝氣池和氧化溝的含氧量非常重要。污水中溶解氧的增加,會促進(jìn)厭氧微生物以外的生物活動(dòng),從而去除揮發(fā)性物質(zhì),容易自然氧化離子凈化污水。
??測定氧含量的方法主要有三種:自動(dòng)比色分析和化學(xué)分析測量、順磁測量和電化學(xué)測量。水中溶解氧的量一般用電化學(xué)方法測量。工廠采用COS4型溶解氧傳感器和COM252型溶解氧變送器。
??氧氣易溶于水,其溶解度取決于溫度、水面總壓、分壓和水中溶解的鹽分。大氣壓越高,水溶解氧氣的能力就越大。關(guān)系由亨利(Henry 定律和道爾頓定律決定了亨利定律認(rèn)為氣體的溶解度與其分壓成正比。
??以COS4氧氣測量傳感器為例。電極由陰極(通常由金和鉑制成)、載流對電極(銀)和無電流參比電極(銀)組成。將電極浸入電解液中,例如 In KCl 和 KOH,傳感器上覆蓋有隔膜。隔膜將電極和電解液與被測液體隔開,從而保護(hù)傳感器,可防止電解液逸出,以及可能造成污染和中毒的異物侵入。
??在對電極和陰極之間施加極化電壓。如果將測量元件浸入溶解有氧氣的水中,氧氣會通過隔膜擴(kuò)散,陰極上出現(xiàn)的氧分子(多余的電子)會被還原成氫氧根離子:
?? O2+2H2O+4e-® 4OH-。
??氯化銀的電化學(xué)當(dāng)量沉積在對電極上(電子不足):4Ag+4Cl-® 4AgCl+4e-。對于每個(gè)氧分子,陰極發(fā)射 4 個(gè)電子,反電極接受電子形成電流。電流的大小與污水的氧分壓成正比。該信號與由傳感器上的熱阻測量的溫度信號一起發(fā)送。變送器利用傳感器中存儲的氧含量、氧分壓和溫度之間的關(guān)系曲線,計(jì)算出水中的氧含量,然后轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。參比電極的作用是確定陰極電位。 COS4溶解氧傳感器的響應(yīng)時(shí)間為:3分鐘后為最終測量值的90%,9分鐘后為最終測量值的99%;最小流速要求為 0.5cm/s。
??三、pH計(jì)的特點(diǎn)
??pH電極上的玻璃會隨著時(shí)間的推移逐漸老化,梯度(單位pH變化引起的電極輸出電位的變化)會變差,需要很長時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定的電位。一般電極的使用壽命可達(dá)兩年。此外,溫度對老化也有較大影響。在 100°C 下儲存數(shù)周的老化程度相當(dāng)于在室溫下儲存一年的老化程度。 pH計(jì)具有精度高、可靠性高、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)對污染也很敏感。它需要經(jīng)常校準(zhǔn)。一般每隔一到一個(gè)半月校準(zhǔn)一次,每兩年更換一次電極。
?? 4、溶解氧儀的特點(diǎn)
??溶解氧儀具有安裝方便、校準(zhǔn)周期長(3~4個(gè)月)、對其他物質(zhì)不敏感、可監(jiān)測隔膜和探頭中電解液的使用情況等特點(diǎn)。一到三年更換一次電解液和隔膜。
?? COM252溶解氧變送器是一種采用HART或Profibus通訊協(xié)議的智能儀表。它還具有自診斷功能。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),會顯示故障代碼,并提醒維修人員故障所在。通過查看維修手冊找出解決方法 故障方法大大減少了維修時(shí)間和工作量。

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