Bộ điều khiển pH/ORP trực tuyến

Máy phân tích pH là thiết bị biến độ axit thành một thứ mà hệ thống điều khiển có thể tác động theo. Nó nằm trong đường ống hoặc trên thành bồn, đọc liên tục qua một điện cực thủy tinh, và giữ một tín hiệu dòng điện mà một bơm định liều, một bộ điều khiển hoặc một máy ghi có thể đi theo. Dải sản phẩm này gồm ba bộ điều khiển lắp bảng xây trên cùng một hóa học điện cực: một bản đầu bảng màn hình 4,3 inch với hai đầu ra cách ly và một tiếp điểm vệ sinh riêng, và hai bậc 2,8 inch mang cùng độ chính xác pH trong những chiếc vỏ nhỏ hơn với một đầu ra.

Ba bậc này dễ đọc nhất như một quyết định về chiếc vỏ và về vòng đo chứ không về phép đo. Cả ba đều đọc pH tới ±0,02, và cả ba đều nhận cùng các điện cực. Điều thay đổi bên dưới bản đầu bảng là thiết bị truyền đi được bao nhiêu giá trị cùng lúc, có bao nhiêu tiếp điểm, và chiếm bao nhiêu chỗ trên bảng.

Bộ điều khiển đo những gì

Đại lượng chính là pH. Đứng sau nó là đại lượng thứ hai, ORP, mà cũng chính thiết bị đó đọc khi một điện cực ORP được lắp thay cho điện cực pH. Hai cái không phải hai biến thể của nhau: pH báo hoạt độ ion hydro trên một thang logarit, còn ORP báo xu hướng oxy hóa hoặc khử của dung dịch tính bằng milivolt. Một dòng nước clo có thể giữ pH ổn định trong khi ORP của nó thay đổi, nên một vòng khử trùng và một vòng trung hòa đang đo hai thứ khác nhau ngay cả khi chúng nằm trên cùng một nhà máy.

Bậc đầu bảng mở dải pH tới -(2,0016,00) và hỗ trợ điện cực antimon, điều quan trọng trong axit mạnh và kiềm mạnh nơi một màng thủy tinh sẽ không trụ nổi. Hai bậc nhỏ hơn làm việc trong khoảng 014 pH. Về phía ORP, bậc đầu bảng đạt ±2000 mV, bậc phổ thông giới hạn ở -1000~+1000 mV, còn bậc trung phủ khoảng đó với ±2000 mV đặt hàng được.

Phép đo hoạt động như thế nào

Một điện cực đo bằng thủy tinh và một điện cực tham chiếu tạo thành một tế bào điện hóa, và điện áp đặt lên nó phụ thuộc vào hoạt độ ion hydro của dung dịch nằm giữa chúng. Đáp ứng đó là theo thang logarit, nên một thay đổi milivolt cố định ứng với một thay đổi pH cố định chứ không ứng theo tỷ lệ thuận. Bộ điều khiển biến điện áp đó thành giá trị pH nhờ một phép hiệu chuẩn thiết lập trên các dung dịch đệm có pH đã biết, và áp dụng bù nhiệt độ để đáp ứng của điện cực được hiệu chỉnh theo nhiệt độ thực sự đo được.

Ba điều suy ra từ đó, và cả ba quan trọng hơn phần điện tử. Điều thứ nhất là phép đo là một phép so sánh, nên phần tham chiếu của tế bào quan trọng ngang phần đo: một khớp nối tham chiếu bị tắc một phần hoặc bị suy kiệt biểu hiện ra bằng một số đọc trôi hoặc đáp ứng chậm, và không lần hiệu chuẩn lại nào chữa được. Điều thứ hai là màng thủy tinh là một vật tư tiêu hao. Nó lão hóa, bị mất nước nếu được phép khô, và bị axit flohidric cũng như kiềm mạnh tấn công ở nhiệt độ cao. Điều thứ ba là việc bù nhiệt độ hiệu chỉnh điện cực chứ không hiệu chỉnh quy trình: ở nơi pH của quy trình thực sự thay đổi theo nhiệt độ, phép bù bám theo đáp ứng của điện cực và báo đúng pH tại nhiệt độ đó, tức là một phát biểu khác với cái pH mà quy cách được viết ra.

Cách bố trí bù nhiệt độ khác nhau theo bậc. Bản đầu bảng có bù thủ công cộng bù tuyến tính tự động, kèm bù axit, bù kiềm và bù nước sạch dành cho những dòng mà một mô hình tuyến tính đơn lẻ không đủ chính xác. Bậc trung nhận cảm biến NTC10K hoặc Pt1000 và bậc phổ thông nhận NTC10K, cả hai trong khoảng -10 đến 130 °C. Ở mọi bậc, khoảng sử dụng được quyết định bởi điện cực được lắp, và tài liệu không cung cấp bảng nhiệt độ cho dải điện cực.

Chọn giữa ba bậc

Hãy bắt đầu từ vòng đo thay vì từ mặt bảng. Nếu lắp đặt chỉ phải truyền một giá trị và đóng một tải, hai bậc nhỏ hơn làm trọn công việc trong một lỗ khoét 96 x 96 mm hoặc 100 x 100 mm. Nếu pH và một giá trị thứ hai đều phải được truyền đi, chính hai đầu ra cách ly của bản đầu bảng làm điều đó mà không cần thiết bị thứ hai, và ba tiếp điểm của nó - hai báo động và một vệ sinh - cho phép xếp lịch một bộ rửa bằng tia hoặc bằng chổi mà không phải mượn rơ-le báo động.

Rồi kiểm tra nguồn điện, vì ba bậc không thay thế được nhau ở chỗ này. Bản đầu bảng nhận AC (85265) V hoặc DC (21,626,4) V, nên nó chạy trên bất cứ thứ mà một chiếc bảng cung cấp. Bậc phổ thông lấy AC 220 V ±10 % ở 50 Hz hoặc DC 24 V, còn bậc trung lấy AC 220 V ±10 % ở 50 hoặc 60 Hz hoặc DC 24 V ±20 % với công suất đầu vào không nhỏ hơn 6 W. Tài liệu cảnh báo rõ rằng không được trộn lẫn các bố trí này, và một bảng được cấp điện ngoài những dải hẹp hơn sẽ cần bản đầu bảng hoặc một nguồn riêng.

Cuối cùng hãy chốt chính mặt bảng. Ba chiếc vỏ có cỡ khác nhau và vành mặt số không thay thế được cho nhau, nên lỗ khoét phải được quyết định trước khi bảng được chế tạo. Vật liệu vỏ, gioăng và cấp bảo vệ không được nêu trong tài liệu, điều có ý nghĩa trên một tường bị xịt rửa.

Chọn điện cực

Bộ điều khiển mới là một nửa vòng đo, và ở phần lớn lắp đặt thì điện cực mới là thứ quyết định phép đo có chạy hay không. Tài liệu liệt kê một phần dải điện cực khớp nối - một model thân nhựa cho công việc trực tuyến liên tục và năm model thủy tinh cho chất lượng nước thông dụng - mà không có bảng thông số cho bất kỳ cái nào. Vì vậy dải đo, giới hạn nhiệt độ, giới hạn áp suất và ren kết nối phải được xác nhận theo từng model chứ không đọc ra từ trang này.

Bốn câu hỏi quyết định việc chọn điện cực, và đáng trả lời chúng trước khi đặt thiết bị. Trong môi trường đo có gì: axit flohidric, kiềm mạnh, sunfua, dầu, protein và chất rắn hàm lượng cao mỗi thứ tấn công một phần khác nhau của tế bào đo. Nó chạy ở nhiệt độ nào, kể cả chu kỳ vệ sinh hoặc tiệt khuẩn, vì nhiệt độ chi phối cả việc chọn điện cực lẫn việc điện cực sống được bao lâu. Áp suất đường ống là bao nhiêu và có thay đổi hay không, vì khớp nối tham chiếu đáp ứng với áp suất và một điều kiện dao động hoặc chân không có thể kéo phần tham chiếu vào mẫu. Và cảm biến sẽ được với tới bằng cách nào: một điện cực không rút ra và làm sạch được mà không xả cạn đường ống là một điện cực sẽ trôi số.

Chính cảnh báo của tài liệu cũng đáng nhắc lại. Khoảng bù nhiệt độ được ghi là -10 đến 130 °C, nhưng khoảng đo sử dụng thuộc về điện cực, và không có bảng nhiệt độ nào cho điện cực được cung cấp. Ở nơi quy trình chạy nóng, đó là một câu hỏi cho báo giá chứ không phải một điều giả định từ trang này.

Các đầu ra, báo động và vòng điều khiển

Cả ba bậc đều có một đầu ra dòng cách ly, nhờ đó thiết bị và thiết bị nhận về mặt điện là tách biệt và không phát sinh một vòng đất giữa hai bên. Bản đầu bảng có hai kênh gán được trên suốt dải đo, ở ±0,1 %FS và đáp ứng NAMUR NE43. Hai bậc trung và phổ thông có một kênh ở ±0,2 %F.S. Mọi bậc được xếp hạng cho tải tối đa 750 Ω, đủ cao cho một tuyến cáp thường gặp nhưng không phải không có giới hạn: điện trở của cáp và của thiết bị nhận phải nằm trong mức đó, nếu không dòng điện không còn được điều chỉnh và giá trị đọc ở đầu bên kia lệch khỏi giá trị được đo mà không có bất kỳ lỗi nào được báo.

Các tiếp điểm báo động là tiếp điểm rơ-le, và tài liệu nêu khả năng đóng cắt của chúng chứ không chỉ nêu kiểu. Bản đầu bảng mang ba tiếp điểm SPST, hai cho báo động và một cho vệ sinh, ở dạng thường hở và thường đóng, xếp hạng 250 VAC / 5 A. Hai bậc còn lại mang hai tiếp điểm xếp hạng AC 250 V / 3 A. Một bơm định liều hoặc một van điện từ nằm trong các xếp hạng đó đóng cắt được trực tiếp; vượt trên đó, hoặc trên một tải cảm kháng, lời khuyên của chính tài liệu là lồng thêm một rơ-le trung gian để thiết bị đóng cắt cuộn dây thay vì đóng cắt tải. Cách đó giữ các tiếp điểm trong phạm vi xếp hạng và chuyển chỗ mòn sang một linh kiện thay được.

Hạn chế của phép đo và lưu ý khi chọn

Con số ±0,02 pH là độ chính xác về điện của bộ điều khiển. Nó không phải độ chính xác của phép đo khi lắp, thứ bị quyết định bởi tình trạng và tuổi của điện cực, bởi độ mới của các dung dịch đệm dùng để hiệu chuẩn, bởi việc bù có khớp với dòng thực tế hay không, và bởi chính môi trường đo. Một bầu thủy tinh bị phủ bẩn hoặc một khớp nối tham chiếu bị tắc sẽ dịch số đọc nhiều hơn hẳn sai số của chính bộ điều khiển, đó là lý do trình tự có ý nghĩa là làm sạch, hiệu chuẩn trong dung dịch đệm mới, và thay một điện cực không còn đạt thay vì hiệu chuẩn lại một điện cực đã hỏng.

Vài thông số không được nêu ở bất kỳ đâu trong tài liệu: cấp bảo vệ xâm nhập, giới hạn nhiệt độ và độ ẩm môi trường, và độ bền điện môi. Không có gì ở đây được suy đoán để lấp các chỗ trống đó. Chúng được liệt kê dạng thông tin cần thiết, và ghi chú của chính tài liệu rằng mọi con số là trị danh nghĩa của bên cung cấp, cần được xác nhận với biển tên và hướng dẫn giao kèm, áp dụng cho toàn bộ trang.

Việc lắp bảng cũng chốt một chi tiết lắp đặt đáng nghĩ trước khi khoét lỗ. Tài liệu minh họa một cách lắp điện cực nghiêng 15 độ, đó là một khuyến nghị về việc cảm biến nên nằm thế nào để màng nhạy tiếp xúc đầy đủ với môi trường đo và bọt khí không tích tụ trên nó; đó không phải một cách thứ hai để lắp bộ điều khiển. Bản thân bộ điều khiển là thiết bị lắp bảng kiểu chìm có vành nằm tại mặt bảng, và tài liệu ghi rằng ở nơi bản vẽ minh họa cả hai bố trí thì hướng dẫn được giao là căn cứ.

Ở nơi một số đọc phải được lấy ra mẫu thay vì nằm lại trong đường ống, thì đây là thiết bị sai: một máy đo pH được mang tới mẫu và đọc tại đó, không cần nguồn, không cần đi dây và không cần lỗ khoét bảng. Máy phân tích tồn tại vì số đọc phải ở lại tại chỗ và phải dẫn động một thứ gì đó. Khi yêu cầu chỉ là một phép kiểm tra đơn lẻ, hoặc một cuộc khảo sát hiện trường qua nhiều điểm, máy đo vừa hợp lý hơn vừa tiện hơn.

Đặt hàng

Một báo giá có thể được lập dựa trên nhiệm vụ mô tả trong yêu cầu. Các hạng mục quyết định câu trả lời là: môi trường đo và nhiệt độ của nó, dải pH hoặc ORP dự kiến và dải giá trị phải được giữ, áp suất đường ống và việc nó có thay đổi hay không, bố trí lắp đặt khả thi tại điểm đo cùng mức với tới được để tháo ra, số giá trị phải truyền đi và thiết bị nào sẽ đọc chúng, số đọc có phải dẫn động việc định liều hay chỉ cần được ghi lại, nguồn điện sẵn có trên bảng, và cấp bảo vệ mà vị trí đòi hỏi. Số lượng, cảng đến và ngày giao hàng yêu cầu hoàn tất phần còn lại.