Анализатор pH - это прибор, который превращает кислотность в величину, на которую система управления может отреагировать. Он стоит в линии или на стенке резервуара, непрерывно читает показание через стеклянный электрод и держит токовый выход, за которым может следовать дозирующий насос, контроллер или регистратор. В этой линейке три щитовых регулятора на одной электрохимической базе: флагманский с экраном 4,3 дюйма, двумя развязанными выходами и отдельным контактом промывки, и два исполнения с экраном 2,8 дюйма, которые дают ту же погрешность pH в меньших корпусах и с одним выходом.
Три исполнения проще всего читать как решение о корпусе и о контуре, а не об измерении. Все три читают pH с погрешностью ±0,02 и принимают одни и те же электроды. Ниже флагманского меняются число значений, которые прибор передаёт одновременно, число доступных контактов и место, занимаемое на панели.
Что измеряет регулятор
Основное измерение - pH. За ним стоит второе, ORP, которое тот же прибор читает, когда вместо электрода pH установлен электрод ORP. Это не варианты друг друга: pH сообщает активность ионов водорода по логарифмической шкале, а ORP сообщает в милливольтах, насколько раствор стремится окислять или восстанавливать. Хлорированная среда может держать ровный pH при меняющемся ORP, потому контур дезинфекции и контур нейтрализации измеряют разное, даже стоя на одном и том же оборудовании.
Флагманское исполнение расширяет диапазон pH до -(2,0016,00) и поддерживает сурьмяной электрод, что важно в сильных кислотах и сильных щелочах, где стеклянная мембрана не выживает. Два меньших исполнения работают в 014 pH. По ORP флагманский достигает ±2 000 mV, экономичное исполнение ограничено -1000~+1000 mV, а улучшенное покрывает этот диапазон с ±2 000 mV по заказу.
Как происходит измерение
Стеклянный измерительный электрод и электрод сравнения образуют электрохимическую ячейку, и напряжение на ней зависит от активности ионов водорода раствора между ними. Отклик логарифмический, потому фиксированное изменение в милливольтах соответствует фиксированному изменению pH, а не пропорциональному. Регулятор превращает это напряжение в значение pH по калибровке, установленной на буферных растворах с известным pH, и применяет компенсацию температуры, чтобы отклик электрода был исправлен на фактически измеренную температуру.
Отсюда следуют три следствия, и все три важнее электроники. Первое: измерение является сравнением, потому вторая половина ячейки не менее важна, чем измерительная; частично закупоренный или исчерпанный спай электрода сравнения выглядит как показания, которые дрейфуют или откликаются медленно, и никакая повторная калибровка этого не лечит. Второе: стеклянная мембрана - расходная деталь; она стареет, теряет воду, если её высушить, и разрушается плавиковой кислотой и сильными щелочами при повышенной температуре. Третье: компенсация температуры исправляет электрод, а не процесс: там, где pH процесса действительно смещается с температурой, компенсация следует за откликом электрода и сообщает истинный pH при этой температуре, что не одно и то же с pH, против которого писали спецификацию.
Компенсация различается по исполнениям. Флагманский предлагает ручную компенсацию плюс автоматическую линейную, с отдельной компенсацией для кислот, щелочей и чистой воды - для сред, где одной линейной модели недостаточно. Улучшенное исполнение принимает датчик NTC10K или Pt1000, экономичное - NTC10K, оба в диапазоне от -10 до 130°C. У всех исполнений рабочая область принадлежит установленному электроду, а таблицы температур для ряда электродов материал не приводит.
Как выбрать из трёх исполнений
Начинают с контура, а не с панели. Если установке надо передать одно значение и переключить одну нагрузку, меньшие исполнения делают всю работу в окне 96 x 96 mm или 100 x 100 mm. Если передавать надо и pH, и второе значение, именно два развязанных выхода флагманского исполнения позволяют обойтись без второго прибора, а его три контакта - два сигнализации и один промывки - дают возможность включать струйный или щёточный очиститель по циклу, не занимая реле сигнализации.
Затем проверяют питание, потому что три исполнения здесь не взаимозаменяемы. Флагманский принимает AC (85265) V или DC (21,626,4) V, потому работает от того, что даёт панель. Экономичное исполнение берёт AC 220 V ±10 % при 50 Hz или DC 24 V, а улучшенное - AC 220 V ±10 % при 50 или 60 Hz либо DC 24 V ±20 % при потребляемой мощности не менее 6 W. Материал прямо предупреждает, что эти варианты нельзя смешивать, и панель, питаемая напряжением вне более узких диапазонов, потребует флагманского исполнения или отдельного источника питания.
Потом решают панель. Три корпуса имеют разные размеры, и лицевые рамки не взаимозаменяемы, потому окно под вырез надо решить до изготовления панели. Материал корпуса, прокладка и степень защиты в материале не указаны, а для стены с мойкой это важно.
Как подобрать электрод
Регулятор - только половина контура, и на большинстве установок именно электрод решает, получится ли измерение. Материал перечисляет неполный ряд подходящих электродов - одну модель в пластиковом корпусе для непрерывной онлайн-работы и пять стеклянных моделей для воды общего качества - без параметрической таблицы для любого из них. Диапазоны, пределы температуры, пределы давления и присоединительные резьбы потому надо уточнять по каждой модели, а не снимать со страницы.
Четыре вопроса решают выбор электрода, и ответить на них стоит до заказа прибора. Что находится в среде: плавиковая кислота, сильная щёлочь, сульфиды, масла, белки и крупные твёрдые частицы атакуют каждая свою часть ячейки. При какой температуре всё работает, включая циклы промывки или стерилизации, поскольку от этого зависят и выбор электрода, и его срок службы. Каково давление в линии и меняется ли оно, потому что спай электрода сравнения откликается на давление, а качающееся давление или разрежение может втянуть пробу в электрод сравнения. И как к электроду будут получать доступ: электрод, который нельзя извлечь и очистить без опорожнения линии, будет дрейфовать.
Стоит повторить и собственное предупреждение материала. Диапазон компенсации температуры указан как от -10 до 130°C, но рабочая область измерения принадлежит электроду, а таблицы температур электрода не приложено. Там, где процесс идёт горячо, это вопрос к коммерческому предложению, а не допущение, снятое со страницы.
Выходы, сигнализация и контур управления
Все три исполнения дают развязанный токовый выход, который электрически разделяет прибор и принимающее устройство и исключает контур заземления между ними. У флагманского исполнения два канала, назначаемых по диапазону измерения, с погрешностью ±0,1 %FS и соответствием NAMUR NE43. У улучшенного и экономичного - один канал с погрешностью ±0,2 %F.S. Каждое исполнение рассчитано на нагрузку не более 750 Ω, чего достаточно для обычной длины кабеля, но что не безгранично: сопротивление кабеля и принимающего прибора должно оставаться внутри этого значения, иначе ток перестанет стабилизироваться, а значение на дальнем конце уйдёт от измеренного, и ни одна неисправность при этом не появится.
Контакты сигнализации - контакты реле, и материал сообщает их коммутационную способность, а не только тип. Флагманский несёт три контакта SPST, два для сигнализации и один для промывки, в нормально разомкнутой и нормально замкнутой формах, на 250 VAC / 5 A. Два других исполнения несут два контакта на AC 250 V / 3 A. Дозирующий насос или соленоидный клапан в пределах этих значений можно переключать напрямую; выше них или на индуктивной нагрузке материал сам советует поставить промежуточное реле, чтобы прибор коммутировал обмотку, а не нагрузку. Так контакты остаются в своём расчёте, а износ переходит в деталь, которую недорого заменить.
Ограничения измерений и то, что влияет на выбор
Величина ±0,02 pH - электрическая погрешность регулятора. Это не погрешность измерения на месте, которую задают состояние и возраст электрода, свежесть буферных растворов, по которым сделана калибровка, совпадает ли компенсация с реальной средой, и сама среда. Загрязнённая колба или частично закупоренный спай сдвигают показание сильнее собственной погрешности прибора, потому важен не повторный прогон калибровки на отказавшем электроде, а порядок обслуживания: промывка, калибровка по свежему буферу и замена электрода, который больше не проходит.
Несколько параметров в материале не указаны нигде: степень защиты, пределы температуры и влажности окружающей среды и электрическая прочность изоляции. Ничего здесь не домыслено, чтобы закрыть эти пробелы. Они вынесены в раздел, который надо закрыть до того, как прибор специфицируют, а замечание самого материала, что все величины - номинальные значения поставщика и их надо сверять с табличкой и руководством поставленного прибора, относится ко всей странице.
Щитовой монтаж решает и одну деталь установки, о которой стоит подумать до выреза окна. Материал показывает установку электрода с наклоном 15 градусов - это рекомендация о том, как должен стоять датчик, чтобы его чувствительная мембрана полностью омывалась средой и на ней не собирались пузырьки; это не второй способ закрепить регулятор. Сам регулятор - прибор для утапливаемого монтажа в щит, чья рамка встаёт заподлицо с панелью, и материал отмечает, что там, где рисунок показывает оба варианта, действует поставленное руководство.
Когда показание надо снять с пробы, а не держать в линии, прибор выбран неверно: pH-метр приносят к пробе и читают на месте, и ему не нужны ни питание, ни проводка, ни вырез в панели. Анализатор существует потому, что показание должно оставаться на месте и на что-то воздействовать. Когда нужна одиночная проверка или обход многих точек, метр и дешевле, и практичнее.
Заказ
Коммерческое предложение можно выдать по описанию задачи в запросе. Ответ определяют среда и её температура, ожидаемый диапазон pH или ORP и полоса, которую надо удержать, давление в линии и то, меняется ли оно, доступный монтаж в точке измерения и насколько обеспечен съём прибора, сколько значений надо передать и кто их прочитает, должно ли показание управлять дозированием или только записываться, доступное питание щита и степень защиты, которую требует место. Количество, порт назначения и нужный срок поставки завершают запрос.
Все значения ниже взяты из исходной документации. Если параметр в имеющихся материалах не приведён, он помечен как «Требуются данные», а не оценён.
