PH計說明介紹級使用維修
PH計說明介紹及使用維修
PH儀表用途、特征
1.1儀表的用途
PH工業在線分析檢測儀器，它可以自動連續檢測工業流程中水溶液的酸堿度（即pH值），並可與調節器、集散控製係統直接配合，實現被測參數的自動控製。在石油化工、有機和無機化學、製藥、冶金、染料、製革、電站及環保汙水處理等領域具有廣泛的用途。
1.2儀表的主要特點
儀表檢測器與高阻轉換器聯為一體，不受傳輸電纜影響，抗幹擾性能強。
儀表現場安裝、配線簡單，不需專用電纜，輸送到控製室的電纜長度可達1000米。
儀表帶有液晶數字顯示，標定簡單。
可二線製結構，可用於與防爆等級相應的各種場合。
2.儀表的技術參數
2.1儀表的電氣技術參數
顯示精度：0.01 pH
輸出信號：4~20mA
溫度補償範圍：0~95℃
輸入阻抗：≥1012Ω
引線電纜長度：≤1000米
儀表功耗：≤0.5W
儀表量程：0~14 pH（可根據用戶要求設定）
2.2儀表工作條件：
供電電壓：24VDC±10%(防爆場合配安全柵)
：220VAC±10%（非防爆場合）
樣品溫度：-30℃~130℃（依電極而定）
樣品壓力：0~0.6Mpa
測量深度（沉入式）：0.3~3米（也可根據工況而定）
測量範圍：0~14 pH
防爆等級：iaIIbT5
環境溫度：0~45℃
環境濕度：≤90%
儀表安裝現場不應有強電磁幹擾和超過±0.1mm振幅、25HZ頻率的劇烈振動。
儀表安裝現場不應有強蝕腐性氣體。
2.3儀表測量參數
測量精度：0.1pH
穩定性：≤0.2pH/24h
響應時間：≤6S
3.儀表概述
3.1 pH的定義
在一定的溫度下，任何酸、堿、鹽的水溶液都可以用氫離子濃度來表示其溶液的酸堿度。由於水溶液本身的電離作用，溶液中的氫離子濃度與氫氧根離子濃度的乘積是一個常數（1×10-14）。一般氫離子濃度的絕對值很小，常用pH值來表示氫離子的濃度，其值為pH = -lg.[ H +]。
3.2儀表的測量原理
工業pH計是根據電化學原理工作的。當電極浸入被測溶液就會產生電動勢（E），其電動勢和pH值之間符合Nernst方程確定的定量關係：
E = -2.3026RT/F·pH （式中：R為氣態常數，T為絕對溫度，F為法拉第常數）
由Nernst方程可知：當被測溶液pH值發生變化時，由電極產生的對應毫伏信號，再經高阻放大器放大後，轉換成4~20mA直流信號，供給顯示器、記錄儀、調節器等.
3.3儀表的整體組成
工業pH計是由檢測器和轉換器兩部分組成，檢測器材質為不鏽鋼鑄件，也可根據用戶要求選用塑料、聚氯乙烯、碳鋼或襯防腐塗料等材質，安裝方式分為流通、沉入、可伸縮等多種方式選擇。
3.4電極係統
工業pH計測量電極選用複合玻璃電極，電極頭部是由特殊敏感玻璃膜做成的極薄的球泡，它結構簡單，內阻高，反應靈敏，廣泛用於pH=0~14之間的測量。
複合電極是一種把測量電極和參比電極合二為一的電極，安裝使用方便。 工業pH計所使用的係列電極具有溫度範圍寬，測量精度高，使用壽命長等特點。對一些特殊的物質(如非水介質、廢水、乳化液、油漆、蛋白質、氫氟酸、懸浮液等)及高溫消毒場合也能達到較好測量效果。
4.儀表的安裝
4.1開箱檢驗
開箱時要輕拿、輕放，不要敲擊與摔打。開箱後請按裝箱單檢查裝箱物件。箱內的電極係精密玻璃製品，價格昂貴，取出後應檢查此電極是否有破損，檢查完後應妥善保存，不要碰撞和劇烈振動。在儀器正式安裝前不要把電極前端的塑料保護套取下，更不能將保護套內的保護液倒掉。
4.2壓力流通式pH計的安裝
（見圖1）
圖1 壓力流通式pH計
圖2 壓力流通式pH計電極的安裝
壓力流通式pH計為檢測器和轉換器一體化結構，采用支架方式安裝。取樣罐與工藝管線的連接可以有兩種形式：
① 采用ZG1/2″管螺紋直接連接。
②采用法蘭連接，法蘭號15-6GB9119.6-88。
兩種安裝方式均為轉換器正麵的右側進料，左側出料（檢測器箭頭所示），下側為排汙口。當必須由下部排汙口進樣時，液體流速必須在0.1~1L/min內。
4.3壓力流通式pH計電極的安裝
(見圖2)
①逆時針擰下pH計檢測器上部的外罩。
②將電極放入電極座旋緊（注意用力大小，不要把電極擰碎）。
③擰緊電極連線。
④上緊外罩。
4.4沉入式pH計的安裝
（見圖3）
①pH轉換器可與檢測器安裝在同一支架上，也可以安裝在檢測器附近，采用“U”型螺杆和支架板固定，檢測器安裝支架為Φ35~60，轉換器安裝支架為Φ25~42。
② 采用法蘭連接，法蘭尺寸由用戶提供。
圖3沉入式pH計 圖4 沉入式pH計電極的安裝
4.5沉入式pH計電極的安裝
（見圖4）
① 逆時針旋開沉入管下部旋緊蓋，將電極座取出。
② 逆時針旋開沉入管上部的電極電纜壓帽，將電極線從沉入管中穿出。
③將電極順時針旋入電極座（注意用力大小，旋緊即可）。
④將電極引線螺帽與電極連接好。
⑤ 用管鉗順時針擰緊旋緊蓋（一定要保證沉入管的密封良好，不能讓測量介質進入沉入管，否則測量介質將有可能腐蝕電極及電極引線，造成電極的損壞.）。
4.6粘性溶液中pH計的安裝
（見圖5）
對於粘性溶液中的pH測量，針對溶液粘度較大的特點，除了選擇與溶液不浸潤的電極外，護套也采用類似的材質或相應的設計。同時安裝方式也必須根據使用場合作相應調整。以下是較為典型的方式：
4.7可伸縮式pH計的安裝
（見圖6）
①轉換器的安裝同沉入式pH計
②T型三通通過法蘭與工藝管線連接，
③伸縮式檢測器通過錐管螺紋與球閥連接；
④球閥螺紋與T型螺紋相配。
4.8特殊場合下的pH計的安裝
（見圖7）
特殊場合是指所測量溶液屬高溫、高壓、含S+2、CL-1等的情況，這種溶液的測量除必須選用專用電極外，還需設計專門的取樣方式。
4.9儀表配線
① pH計供電電壓為24VDC(防爆場合配乐鱼官网生產的隔離式安全柵，非防爆場合配單獨隔離電源)。配線連接見（圖8 後座接線圖）
② pH計供電電壓為220VAC時，配線連接（見圖9 後底座接線圖）
（注：電流輸出與供電電源請勿接反，否則會導致儀表燒毀。）
圖9後底座接線圖
③ 供電電源絕不允許接地，在接完電源線後應用萬用表測量正端與負端對地應絕緣，否則會造成無法測量甚至損壞電極。
5.儀表使用方法和注意事項
5.1開機前準備
安裝完畢，運行前應進行如下的準備:
①電極的檢查：經過運輸要檢查電極外觀是否完好。
②電源的檢查：按接線圖連線，確認無誤後才可接通電源。
③接地檢查：pH計要求測量電極輸入端對地絕緣電阻大於1012Ω，參比電極輸入端對地電阻應大於10M。檢查方法：將電極從電極引線螺帽上擰下，用萬用表直接測量電極參比導線（通常是屏蔽層，絕不允許使用萬用表直接測量電極，否則造成電極損壞!）對地電阻，如不滿足要求，再從儀表上斷開6#、8#（端子接線如圖10）電極電纜，直接測6#端對地電阻，如正常則電極線絕緣電阻降低（更換新的），如不正常則儀表本身有問題。
④參比電流的檢查：在儀表通電後接上電極，用標準溶液標定完畢後再將電極置於被測介質中，斷開6#端子將萬用表電流檔（最小檔）串入，測量電流正常時應小於0.1μA，如不正常將會損壞電極，應檢查接線。
5.2儀表的開機
在儀表進行完上述檢查後就可連續運行。
5.3儀表的關機
在儀表停止使用時應保護好電極，盡量保存在3mol/L的kcl溶液 或pH=4 的標準緩衝溶液中，如長期停用應將電極取出，裝上盛有保護液的塑料保護套，妥善保存。電極引線螺帽應保持幹淨，防止被測量溶液浸泡，損壞電極。
5.4儀表的標定
打開轉換器的前蓋，在檢查儀器接線正確後才可進行標定，接線與標定電位器如（圖10 表芯接線圖）
方法如下：從表1中查出緩衝溶液在此溫度下的pH值，調整電位器使儀表指示該數值。以20℃時緩衝溶液的pH值為例，先用蒸餾水將電極衝洗幹淨並用濾紙吸幹後放入盛有Ph=6.88緩衝溶液的燒杯中，調節pH計的“零點”調節器，使儀器顯示6.88pH，將電極取出放入盛有pH4.00緩衝溶液的燒杯中，調節pH計的“斜率”調節器，使儀器顯示4.00 pH ，再將電極取出放入盛有pH 9.23緩衝溶液的燒杯中觀察儀器顯示值是否為9.23±0.1pH，如在範圍內則標定完畢，否則重複上述再行標定。(注意：每更換一種緩衝溶液必須用蒸餾水把電極衝洗幹淨並用濾紙吸幹，以免造成標定誤差。)表1中采用中國計量科學研究院測定的數據：
表1 緩衝溶液的pH值與溫度關係對照表
對儀表進行上述標定後就可投入運行，新安裝的pH計一般應進行標定，對正常運行的pH計也應定期標定（一般半個月或更長時間，按具體情況而定）。
6.儀表的維護及故障處理
6.1電極係統的故障檢查
pH測量係統不能正常運行，即不能標定或響應異常時，一般故障都出現在電極係統上，而轉換器的故障較少，檢查方法如下：
電極的外觀檢查：（取出電極並用清水衝洗幹淨，觀察）
① 電極是否破損，破損則電極報廢
②電極內部電解液是否混濁、變黃、是否有隔膜變黑的現象。
③擰下電極引線螺帽，看插頭是否潔淨，如果較髒用丙酮擦洗並風幹。
電極零點及斜率的檢查：（電極損壞或性能變差表現為零點漂移和斜率變化）
①電極零點的檢查：將電極浸入6.88pH的標準緩衝溶液中，儀表如顯示在6.88±0.5 pH 則電極零點正常，如偏離大於6.88±1.5 pH 則電極零點漂移，更換新的。
②電極斜率的檢查：將電極浸入6.88pH的標準緩衝溶液中，調節“零點”電位器使儀表顯示6.88，然後將電極洗淨浸入9.18pH的標準緩衝溶液中，儀表穩定後如顯示小於8.5 pH則電極斜率變小，調節範圍電位器也調節不過來，就需對電極進行處理或更換新的。
電極的再生及處理方法：
玻璃電極在高溫下易加速老化，而且是不可逆的，其他原因也可能造成電極性能的下降。當電極的性能有所下降就需再生，常見故障及處理方法如下：
⑴斜率太小：
①玻璃膜或隔膜汙染，用胃蛋白酶/HCL再生液浸泡後衝洗。
②電極引線螺帽汙染，用丙酮擦洗，吹幹。
③玻璃膜老化：用稀HF活化1分鍾後清洗。
④內部短路，無法修複。
⑵響應遲鈍：
①玻璃膜汙染，用胃蛋白酶/HCL再生液浸泡後衝洗。
②玻璃膜老化：用稀HF活化1分鍾後清洗。
⑶零點飄移：
①參比電極電解液被汙染，換電極。
②隔膜汙染，用胃蛋白酶/HCL再生液浸泡後衝洗。
③導出係統AgCl脫落，無法再生。
注意：各種再生方法用過後仍無效，則電極報廢。
電極引線的檢查：
電極線絕緣層破損或被溶液腐蝕，可能造成接地電阻過小或電極短路，從而使顯示跳動甚至無法標定、測量。檢查方法如下：斷開電極後用萬用表電阻檔直接測量電極線兩端，應大於1010Ω，也可參照5.1中的③
6.2轉換器的檢查與維護
轉換器的安裝現場不應有強電磁幹擾和劇烈振動，也不應有強腐蝕性氣體。轉換器內部應保持幹燥，如發現顯示屏出現多個小數點，則說明轉換器內部潮濕應將轉換器取下進行幹燥。
轉換器的檢查
① 接線：打開轉換器後蓋，斷開6#、8#端子間的電纜線，接直流毫伏信號發生器的輸出（8#接+，6#接-）。
② 定位檢查：直流毫伏信號發生器輸出零毫伏信號，儀表應顯示7.00±0.1pH，調節定位電位器使儀表顯示7.00±0.1pH，如調節不過來則轉換器有問題。
③ 範圍檢查：直流毫伏信號發生器輸出-407.12 mV毫伏信號，儀表應顯示14.00±0.1pH，調節範圍電位器使儀表顯示14.00±0.1pH，如調節不過來則轉換器有問題（必須是定位檢查正常的情況下）。
④ 線性檢查：直流毫伏信號發生器依次輸出從-407.12 mV至407.12 mV（具體見表2），儀表應顯示其對應的pH值，如差值大於±0.1 pH則儀表線性差。
⑤ 輸出電流的檢查：直流毫伏信號發生器輸出零毫伏信號，儀表應顯示7.00 ±0.1pH，輸出電流12.00±0.15mA為正常(儀表量程為 0-14pH)。
轉換器電路出現一般故障可按後述“一般故障及處理方法”維護，對於無法解決的問題可送往生產廠更換或修理。
6.3檢測器的檢查與維護
①流通式取樣罐應注意保持適量的樣品流速，以免帶來較大的滯後。
② 沉入式應保證連接處密封，否則腐蝕電極線及汙染電極引線螺帽，甚至損壞電極。
6.4一般故障及處理方法
(見表3)
7.1儀器的保存
儀器在安裝前必須保存在庫房內，環境溫度0~45℃，相對濕度不大於85%，周圍不含腐蝕性氣體。
7.2儀器的運輸
儀器在運輸時應妥善包裝，在包裝箱上應寫上“小心輕放”、“不許翻轉”等字和“向上”的標記。