pH-аналізатор це прилад, який перетворює кислотність на щось, із чим може працювати система керування. Він стоїть у лінії або на стінці резервуара, читає безперервно крізь скляний електрод і тримає вихід струму, за яким може йти дозувальний насос, контролер або реєстратор. Цей ряд охоплює три панельні контролери, побудовані на одній хімії електрода: старший із дисплеєм 4,3 дюйма, двома розв’язаними виходами й окремим контактом промивання та два рівні з дисплеєм 2,8 дюйма, які несуть ту саму похибку pH у менших корпусах з одним виходом.
Рівні найлегше читати як рішення про корпус і контур, а не про вимірювання. Усі три читають pH із похибкою плюс-мінус 0,02, і всі три приймають ті самі електроди. Нижче старшого рівня змінюється те, скільки величин прилад може передавати одночасно, скільки контактів він дає і скільки місця на панелі займає.
Що вимірює контролер
Основне вимірювання це pH. За ним стоїть друге, ORP, яке той самий прилад читає, коли замість pH-електрода поставлено ORP-електрод. Це не варіанти одного й того самого: pH показує активність іонів водню в логарифмічній шкалі, а ORP показує окисно-відновну здатність розчину в мілівольтах. Хлорований потік може тримати сталий pH, поки його ORP рухається, тож контур знезараження й контур нейтралізації міряють різні речі, навіть коли стоять на одному виробництві.
Старший рівень розширює проміжок pH до від мінус 2,00 до 16,00 і підтримує сурм’яний електрод, що важливо в сильній кислоті й сильній лузі, де скляна мембрана не витримала б. Два менші рівні працюють у діапазоні від 0 до 14 pH. З боку ORP старший рівень сягає плюс-мінус 2000 мВ, економічний обмежений проміжком від мінус 1000 до плюс 1000 мВ, а середній охоплює цей проміжок із плюс-мінус 2000 мВ на замовлення.
Принцип вимірювання
Скляний вимірювальний електрод і електрод порівняння утворюють електрохімічну комірку, і напруга на ній залежить від активності іонів водню в розчині між ними. Відгук логарифмічний, тож сталій зміні в мілівольтах відповідає стала зміна pH, а не пропорційна. Контролер перетворює цю напругу на значення pH за калібруванням, встановленим за буферними розчинами відомого pH, і застосовує температурну компенсацію, щоб відгук електрода був приведений до фактично виміряної температури.
Звідси три наслідки, і всі три важать більше за електроніку. Перший: вимірювання це порівняння, тож половина порівняння в комірці не менш важлива за вимірювальну, і частково забитий або виснажений перехід порівняння виглядає як показ, що дрейфує чи відповідає повільно, і жодне перекалібрування цього не лікує. Другий: скляна мембрана це витратна частина. Вона старіє, зневоднюється, якщо їй дати висохнути, і зазнає нападу від фтористоводневої кислоти та від сильної луги за підвищеної температури. Третій: температурна компенсація виправляє електрод, а не процес, тож там, де pH процесу справді зсувається з температурою, компенсація йде за відгуком електрода й показує істинний pH за цієї температури, а це інше твердження, ніж той pH, під який писалася специфікація.
Схема компенсації різниться за рівнями. Старший рівень дає ручну компенсацію й автоматичну лінійну, з окремими компенсаціями для кислоти, лугу й чистої води там, де однієї лінійної моделі не вистачає точності. Середній рівень приймає сенсор NTC10K або Pt1000, економічний лише NTC10K, обидва в проміжку від мінус 10 до 130 °C. На кожному рівні робочий проміжок визначає той електрод, який поставлено, а таблиці температур для ряду електродів матеріали не дають.
Як вибрати з трьох рівнів
Починати треба з контуру, а не з панелі. Якщо на об’єкті треба передавати одну величину й комутувати одне навантаження, менші рівні роблять усю роботу у вирізі 96 x 96 мм або 100 x 100 мм. Якщо передавати треба і pH, і другу величину, два розв’язані виходи старшого рівня це те, що робить це можливим без другого приладу, а його три контакти, два сигналізаційні й один для промивання, дозволяють вести струминний або щітковий очищувач за програмою, не позичаючи реле сигналізації.
Далі треба перевірити живлення, бо три рівні тут не взаємозамінні. Старший приймає від 85 до 265 В змінного струму або від 21,6 до 26,4 В постійного, тож працюватиме від того, що панель йому дасть. Економічний бере 220 В змінного струму плюс-мінус 10 % на 50 Гц або 24 В постійного, а середній 220 В змінного струму плюс-мінус 10 % на 50 або 60 Гц чи 24 В постійного плюс-мінус 20 % зі споживаною потужністю не менше 6 Вт. Матеріали прямо застерігають, що змішувати їх не можна, і панель із напругою поза вужчими проміжками потребуватиме старшого рівня або окремого джерела.
Потім треба визначити саму панель. Три корпуси мають різні розміри, і лицьові рамки не взаємозамінні, тож виріз треба вирішити до того, як панель буде зроблено. Матеріал корпусу, ущільнювач і ступінь захисту в матеріалах не зазначені, а це важить на стіні, яку миють.
Вибір електрода
Контролер це лише половина контуру, і на більшості об’єктів саме електрод вирішує, чи працює вимірювання. Матеріали наводять неповний ряд сумісних електродів, одну модель у пластиковому корпусі для безперервної онлайн-роботи й п’ять скляних моделей для загальної якості води, без таблиці параметрів для жодної з них. Діапазони, температурні межі, межі за тиском і різьблення з’єднання тому треба підтверджувати для кожної моделі, а не читати з цієї сторінки.
Електрод визначають чотири питання, і на них варто відповісти до замовлення приладу. Що є в середовищі: фтористоводнева кислота, сильна луга, сульфіди, оливи, білки й важкі тверді частинки кожна уражають іншу частину комірки. За якої температури воно працює, включно з будь-яким циклом чищення чи стерилізації, бо це визначає і вибір електрода, і те, скільки він прослужить. Який тиск у лінії й чи він змінний, бо перехід порівняння реагує на тиск, і коливання або вакуум можуть втягнути порівняння в пробу. І як до сенсора дістатися: електрод, який не можна вийняти й почистити, не зливаючи лінію, це електрод, який дрейфуватиме.
Власне застереження матеріалів варто повторити. Проміжок температурної компенсації позначено від мінус 10 до 130 °C, але робочий проміжок вимірювання належить електроду, і таблиці температур для електродів не надано. Там, де процес гарячий, це питання до пропозиції, а не припущення з цієї сторінки.
Виходи, сигналізація й контур керування
Усі три рівні дають розв’язаний вихід струму, що тримає прилад і приймальний пристрій електрично окремо й знімає контур заземлення між ними. Старший має два канали з призначенням по діапазону вимірювання, з похибкою плюс-мінус 0,1 % діапазону й за NAMUR NE43. Середній і економічний мають один канал із похибкою плюс-мінус 0,2 % діапазону. Кожен рівень розрахований на навантаження до 750 Ом, що достатньо для звичайної кабельної траси, але не безмежно: опір кабелю й приймального приладу має лишатися в цих межах, інакше переданий струм уже не регулюється, і величина, прочитана на дальньому кінці, відходить від виміряної, не показуючи жодної несправності.
Контакти сигналізації це контакти реле, і матеріали зазначають їхню комутаційну здатність, а не лише тип. Старший рівень несе три контакти SPST, два для сигналізації й один для промивання, у нормально розімкненому й нормально замкненому виконанні, на 250 В змінного струму й 5 А. Два інші рівні несуть два контакти на 250 В змінного струму й 3 А. Дозувальний насос або електромагнітний клапан у цих межах можна комутувати безпосередньо; понад ними або на індуктивному навантаженні порада самих матеріалів це поставити проміжне реле, щоб прилад комутував котушку, а не навантаження. Так контакти лишаються в своїх межах, а зношення переходить на замінну деталь.
Обмеження вимірювання та критерії вибору
Цифра плюс-мінус 0,02 pH це електрична похибка контролера. Це не похибка встановленого вимірювання, яку визначають стан і вік електрода, свіжість буферів, за якими його калібрують, відповідність компенсації фактичному потоку й саме середовище. Забруднена кулька або частково забитий перехід порівняння зсуває показ значно більше за власну похибку контролера, і саме тому важлива процедура це чищення, калібрування в свіжому буфері й заміна електрода, який більше не проходить перевірку, а не повторне калібрування того, що відмовив.
Кілька параметрів у матеріалах не зазначені ніде: ступінь захисту, межі температури й вологості довкілля та електрична міцність ізоляції. Нічого тут не добудовано, щоб ці прогалини закрити. Їх винесено в потрібні дані, і власна примітка матеріалів про те, що всі цифри є номінальними значеннями постачальника й підлягають підтвердженню за заводською табличкою та інструкцією, стосується всієї сторінки.
Монтаж у панель також фіксує подробицю установки, про яку варто подумати до того, як робити виріз. Матеріали показують установлення електрода під кутом 15 градусів, і це рекомендація про те, як має стояти сенсор, щоб його чутлива мембрана повно контактувала з середовищем і на ній не збиралися бульбашки; це не другий спосіб кріплення контролера. Сам контролер це утоплений панельний прилад, рамка якого стоїть на площині панелі, і матеріали зазначають, що там, де на кресленні показано обидва варіанти, керує поставлена інструкція.
Там, де показ треба зняти з проби, а не тримати в лінії, цей прилад не той: pH-метр несуть до проби й читають на місці, і йому не потрібні ні живлення, ні проводка, ні виріз у панелі. Аналізатор існує тому, що показ має лишатися на місці й вести щось. Там, де потрібна разова перевірка або польове обстеження багатьох точок, метр і дешевший, і практичніший.
Замовлення
Пропозицію можна видати за задачею, описаною в запиті. Відповідь визначають середовище і його температура, очікуваний діапазон pH або ORP і смуга, яку треба тримати, тиск у лінії й те, чи він змінний, схема монтажу, доступна в точці вимірювання, і те, скільки місця є для виймання, скільки величин треба передавати й що їх читатиме, чи має показ вести дозування чи лише записуватися, наявне живлення панелі та ступінь захисту, якого вимагає місце. Кількість, порт призначення й потрібна дата постачання завершують його.
Кожне значення нижче взято з вихідної документації. Якщо параметр не зазначений у наявних матеріалах, він позначений як «потрібні дані», а не оцінений приблизно.
