• 周六. 5 月 25th, 2024

经PH变送器输出的4-20mADC电流信号,引入DCS的AI通道;因为PH电极电位测量严格服从能斯特方程,所以由能斯特(NERNST)公式:
E=E0+ R·T·1n a Men·F
式中:E—电位;E0—电极的标准电压;R—气体常数(8.31439焦耳/摩尔和℃);
T—开氏绝对温度(例:20℃=273+293开尔文);F—法拉弟常数(96493库化/当量)
n—被测离子的化合价(银=1,氢=1);aMe—离子的活度
可以看出式中R和F为常数,n为化合价,每种离子都有其固定的值。对于氢离子来讲n=1。温度“T”做为变量,在能斯特公式中起很大作用。随着温度的上升,电位值将随之增大(而E0也是个与温度有关的量)。对于每1℃的温度变化,将引起电位0.2mv/per pH变化。用pH值来表示则每1℃第1pH变化0.0033pH值。这也就是说:对于20~30℃之间和7pH左右的测量不需要对温度变化进行补偿;而对于温度>30℃或<20℃和pH值>8pH或6pH的应用场合,则必须对温度变化进行补偿。所以将被测液体的温度信号也同时送人DCS中与变送器的电流输出在组态中完成计算补偿等功能,通常按下面公式进行计算进行补偿:
pHx=pHiso+(Ex-Eiso)/{-S+0.2(Ts-Tx)}
式中pHiso、Eiso分别为pH玻璃电极与参比电极组成测量电池的等电位点的pH值(通常为7)和电位值(通常为0或±10mV内,精确要求时可在pH7的标液中测定得到),Ex为测定样品的电位值,-S为温度Ts时的pH玻璃电极斜率,Tx为测量样品溶液时的温度。另外,计算测量电池的斜率:
S=(Es2-Es1)/(pHs2-pHs1)
这时可对相同温度的样品进行pH测定。根据电极在样品溶液中的电位值计算pH值:pHx= pHs1+(Ex-Es1)/S
下图为我厂#11炉脱硫系统,PH计改造后DCS组态中的计算部分:

经过一段时间在实际中的使用,修正了一些小的问题,其中对PH变送器的测量精度有着直接影响的需要特别注意的方面有:
1.系统在用pH标准溶液校正前,变送器必须通电预热半小时以上。
2.仪器输入端(包括pH玻璃电极插座与插头等)必须保持干燥和清洁。
3.玻璃pH电极或长期干储存的电极,在使用前应在pH浸泡液中浸泡24小时后才能使用。pH电极在停用时,就将电极的敏感部分浸泡在pH浸泡液中。这对改善电极响应迟钝和延长电极寿命是非常有利的。
4.用标准缓冲溶液标定时,首先要保证标缓冲溶液的精度,否则将引起严重的测量误差。
5.忌用浓硫酸或铬酸洗涤电极的敏感部分,不可在无水或脱水的液体(如四氯化碳、浓酒精)中浸泡电极。不可在碱性或氟化物的体系、其他胶体溶液中放置时间过长,以致响应迟钝;另外,pH测定的准确性取决于标准缓冲液的准确性。酸度计用的标准缓冲液,要求有较大的稳定性,较小的温度依赖性。
6.按面板上所示的输入、输出接线图正确接线,否则不能正常工作,甚至损坏器件。
此次对PH计表头的改进,充分利用了DCS的成熟性、灵活性、包容性、稳定性,配合具有强的抗干扰能力、现场环境适应力的PH变送器,解决了就地在线测量表头故障多、价格昂贵等长期存在的一系列问题,提高了PH值测量的准确性与稳定性,保证了脱硫系统的正常运行,提高了脱硫效率,使此脱硫系统得以经济稳定的运行,为保一片蓝天奠定了基础。

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