利用数字调节仪作草酸冷凝水pH值监控仪
1 引 言
草酸单效冷凝水流量为100 t/h,原担心含有酸而作为废水排放掉,以防腐蚀循环水设备。通过调查证实:正常情况下,水中不含酸;只有故障状态下(很少出现),水中才含酸。故只要区别水中含酸情况,完全可以将草酸冷凝水循环利用,从而为工厂节约大量水资源,降低生产成本。
根据工艺要求,冷凝水中pH值以pH4±0.5为分界点。pH值低于此值,含酸量偏高,作废水处理;而pH值高于此值,则作循环水利用。常规酸度在线分析仪器造价高,功能冗余;于是我们利 用冷凝水酸度不同,电导率不同的原理,利用一块数字调节仪成功地开发了一套简单、廉价、有效的pH值监控仪,满足了工艺要求。
2 几项实验的结论
为了弄清设想的方案是否可行和有效,进行了几项实验,实验电路图如图1所示。
下面是几项实验的结论:
实验一:不同性质电源的影响。
(1)采用交流电源时,其输出信号受干扰波动大,但电极寿命长。
(2)采用直流电源时,其输出信号稳定,但电极寿命短;
(3)设计装置中采用直流电源。
实验二:直流稳压电源及电阻大小确定。
(1)采用不同的直流稳压电源,通过实验可以看到:电压太低时,流过不同值。溶液的信号电流差别不大;而电压太高时,测量电极腐蚀速度加快。设计选取5VDC作电源较好。
(2)流过电极的电流太小时,信号受干扰严重;电流太大时,电极寿命急剧下降。从实验观察,流过电极的电流最大限制在1mA左右为宜。
(3)对应pH值监控仪信号输入约30 mV,故计算出R1=4.99 kΩ,R2=30Ω,R1、R2均取稳定性好的精密电阻,实际装置中根据电极等情况应适当修正。
实验三:测量电极材料选择。
通过对草酸冷凝水成份分析,并且对几种金属材料作电极进行比较,选择普通不锈钢棒作电极即可满足要求,电极使用寿命达6个月左右。
实验四:影响测量值的几个因素。
(1)电极浸没深度的影响。电极在溶液中浸入深度深,测量值偏低;浸入深度浅,测量值偏高。浸没深度少许变化对显示值影响较大,设计装置中电极采用全浸没方式,克服该因素变化而带来的测量误差。
(2)溶液流动速度的影响。溶液流动时,pH值较静止时偏低;流速不变,pH值不变。实测溶液从静止到最大流速时,pH显示值相差为0.2pH,在工艺许可范围内。
(3)电极间距的影响。电极间隔近,显示值偏低;电极间隔远,显示值偏高。实际安装中电极距离固定,不会带来影响。
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