工业酸度计ppt课件.pptx

工业酸度计 简述 在化工 医药 污水处理等工业生产过程中 常常遇到需要检测溶液的酸 碱度 在测量溶液酸 碱浓度的分析仪表中 把氢离子浓度的高低作为判断溶液的酸 碱度 是很常见的方法之一 pH计作为测量溶液的氢离子浓度的分析仪表在工业上得到广泛的应用 1 工业酸度计的原理 用电位法测定溶液的pH值是最基本的方法 电位测量pH的原理来源于能斯特公式 如把一支对氢离子可逆的电极和一支参比电极放入溶液中 就组成了原电池 由于原电池中参比电极的电位在一定条件下是不变的 那么原电池的电动势的数值就随着被测溶液中氢离子的活度而变 因此 可以通过测量原电池的电动势 计算溶液中的pH值 根据能斯特方程 电极电位为 E E0 2 3026RT FlogaH 2 3026RT FpH 1 式中E0 为氢电极的标准电位 规定其值为0 R为气体常数 8 31J K 1mol 1 T为热力学温度 273 15 t F为法拉第常数 9 649 104mol 1 aH为氢离子的活度 2 3026RT F被称为对氢离子可逆的电极理论电化转换系数 当被测溶液pH值变化1个电位时 由于R和F都是常数 因此电极电位就是温度的函数 单一的电位是测不出来的 只有采用参比电极 在一定温度下才可以测定 从而测得待测溶液的pH值 2 工业酸度计的结构 PH计的组成见图1 一般分为测量部分 变换器 和pH电极 传感器 两个部分 图1pH计的组成酸度计的测量部分就是一般的电位计或电桥 因为 对测量电路的要求是在整个系统接通时 被测电池 即电极对产生的电动势 必须在没有电流通过的情况下进行 否则 将会引起电解及电极的极化作用 以致造成测量误差 所以 这就是为什么要采用补偿法测量电位的原因 另外 在测量部分还采用深度负反馈放大电路 使输入阻抗进一步提高 输出阻抗减小 从而大大提高系统稳定性 3 参比电极 最常用的参比电极是甘汞电极 分内管和外管两部分 内管顶端的铂丝导线作电极的引出线 铂丝下端浸在汞中 其下部为糊状甘汞计氯化亚汞 汞和甘汞用纤维丝托住 使其不流出 但离子可以通过 纤维丝下端浸在外管中的饱和氯化钾溶液中 外管末端用多孔陶瓷芯堵住 外管底部的氯化钾晶体是为了使溶液呈饱和状态 这样 用金属汞及该金属的难溶性盐和与此盐有相同的阴离子的可溶性盐溶液组成了甘汞电极 4 测量电极 玻璃电极是工业上最通用的一种测量电极 根据不同用途 可制成很多形式和尺寸 当玻璃电极与被测物料接触时 由于水化作用 其膜与水接触形成水合交层 每当氢离子进入或离开玻璃膜时 胶层的电中性会被破坏 这样 在界面上就会形成电位 该电位的大小取决于溶液胶层中氢离子的活度 同时 参比电极与溶液接触产生一个近似恒定的电位 这样 与溶液接触的一对电极偶便存在一个电位差E 其大小与H 的活度呈对应关系 如上述能斯特膜电位方程 玻璃电极在使用时受温度影响比较大 故一般工业使用时都要同时插入热电阻 把测得的温度值 即电阻值 接入测量电路 以补偿温度对pH测量的影响 玻璃电极的测量精度为不优于 0 10 5 工业酸度计使用注意事项 1 容器中使用时用沉入式 如果被测介质有粘附或结垢特性时 选用清洗型 在管道中使用采用流通式 流速不宜太高 以免磨损玻璃膜而降低寿命 管中有压力时要选用压力流通式 压力一定要在仪表所允许的范围内 对于温度变化比较大的场合还要安装热电阻温度计 用作温度补偿 因为不同温度下pH值与测得的电势是不同的 2 选用时要注意工艺介质的温度 玻璃电极一般在30 130 制药行业需要用蒸汽消毒的发酵罐内溶液 可选用耐高温冲击型玻璃电极 精度要求不高时可选用锑电极 3 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 而且用低噪音的专用屏蔽电缆 长度不应超过40m 并敷设在钢管内 测量电极和前置放大器都要放置在干燥场所 绝对不能有液体溅滴到它 保持绝缘的绝对良好 如不