ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные рН-метры из "Автоматизация процессов очистки сточных вод химической промышленности" Показатель концентрации водородных ионов в промышленных сточных водах является одной из важнейших качественных характеристик процесса их очистки. Величина pH обеспечивает наиболее достоверную информацию о степени загрязненности кислотами и щелочами (или о степени очистки от них) воды, сбрасываемой в канализацию или возвращаемой в производство. Скорость и- направление реакций, протекающих при обработке промышленных стоков химическими реагентами, во многих случаях зависят от величины pH. Поддерживая концентрацию водородных ионов в очищаемых стоках на определенном уровне, можно создать оптимальные условия для выделения из воды многих неорганических веществ. Благодаря современной аппаратуре для непрерывного измерения величины pH в растворах и пульпах именно по этому параметру стало весьма удобно вести регулирование различных процессов в химической технологии, энергетике и в процессах очистки промышленных сточных вод. [c.21] Теории и практике измерения водородного показателя посвящено много специальных работ [10—14]. Здесь мы не останавливаемся на изложении электрохимических основ современных автоматических рН-метров. [c.21] Измерение pH потенциометрическим способом первоначально производилось с помощью эталонного водородного электрода, обладающего металлической функцией. Промышленного значения этот способ не имеет, так как требует непрерывного насыщения водородом платиновой пластинки, погруженной в исследуемую жидкость. Водородный электрод неприменим для измерения в растворах сильных окислителей и восстановителей. В настоящее время водородный электрод используется для стандартизации буферных растворов. [c.22] Схема цепи со стеклянным электродом показана на рис. 6. [c.22] Измерительный электрод 1 выполнен в виде толстостенной стеклянной трубки, на конце которой имеется полый тонкостенный шарик из специального стекла. Основными компонентами применяемых в нашей стране электродных стекол являются двуокись кремния и двуокись лития. [c.22] Таким образом, при постоянной температуре пропорциональна значению pH раствора. [c.23] Каждая из составляющих является функцией температуры раствора. График зависимости э. д. с. электродной системы Е от pH и температуры раствора показан на рис. 7. Все прямые, Е,мв характеризующие пропорциональную зависимость Е от pH, пересекаются в одной точке С, называемой изопотенциальной. [c.23] Вблизи нее влияние температуры на измерение pH минимально. Положение изопотенциальной точки на графике определяется значением pH раствора во внутренней полости стеклянного электрода и выбором потенциалов вспомогательных электродов Ек и сравн- Для этой цели используют галоген-серебряные или насыщенные каломельные электроды. [c.23] В настоящее время получили распространение насыщенные хлорсеребряные вспомогательные электроды. Применяются две модификации проточный выносной электрод и заполненный, находящийся в исследуемой жидкости. [c.23] В первом случае собственно электрод помещается в сосуде с насыщенным раствором хлорида калия (рис. 8), расположенном над уровнем контролируемой жидкости. Контакт с последней осуществляется с помощью электролитического ключа, состоящего из гибкого шланга и наконечника с пакетом прокладок. Через зазоры между прокладками раствор хлорида калия медленно вытекает, обеспечивая непрерывное обновление границы раздела сред. [c.23] Роль контактного полуэлемента стеклянного электрода в современных промышленных рН-метрах также выполняет хлорсеребряный электрод в виде серебряной проволоки, погруженной в раствор, заполняющий трубку и шарик стеклянного электрода. [c.24] В соответствии с уравнением (10), величина э. д. с., развиваемая электродной системой, составляет при средних температурах 58 мв на единицу pH. Измерение такой э. д. с. не представляло бы трудностей для обычных промышленных потенциометров, если бы цепь стеклянного электрода (стеклянная мембрана) не обладала чрезвычайно высоким сопротивлением, достигающим 10 ом. Вследствие этого измерительный прибор рН-метра должен иметь входное сопротивление не ниже 5-10 ом. При протекании через электрод тока более 2-10- а он поляризуется и быстро выходит из строя. [c.24] Схемы современных автоматических рН-метров строятся на принципе компенсации измеряемой э. д. с. Применяются реостатные, фотоэлектрические, емкостные и другие компенсаторы с механическим перемещением элемента обратной связи для цифровых рН-метров используется метод динамической компенсации, отечественные чаще базируются на схемах статической компенсации. Усилители электронных блоков рН-метров имеют, как правило, весьма высокий коэффициент усиления и работают поэтому на переменном токе. Постоянное напряжение электродной системы преобразуется в переменное с помощью вибропреобразователей или динамических конденсаторов. Входное сопротивление приборов с динамическим конденсатором достигает 101 —10 ом. [c.24] Таким образом, ток, проходящий через прибор 5, служит мерой э. д. с. электродной системы. При этом и ВЫХ почти ПОЛ-ностью компенсирует величину Е, поэтому ток в электродной цепи ничтожно мал. Миллиамперметр 5 градуируется в единицах pH. [c.25] В датчике применена электродная пара из стеклянного и вспомогательного хлорсеребряного электродов. Различные модификации стеклянных электродов типа ЭСП предназначены для измерений в диапазоне pH = —1- 14 при колебаниях температуры от —5 до 150° С. Выпускаются два типа промышленных вспомогательных электродов заполненный ЭВП-08, работающий в интервале температур О—100° С, и проточный С-15.684.05, пригодный в более узком диапазоне 5—60° С. [c.26] Модификации различаются длиной рабочей части (1200, 1600 и 2000 мм), материалом корпуса (сталь Х18Н9Т и титан ВТ 1-1) и материалом электролитического ключа (фторопласт и полипропилен). [c.26] Все перечисленные датчики предназначены для работы при давлении измеряемой среды О—6 кгс1см . Если давление превышает 0,8 кгс1см , датчики должны быть снабжены распределительным устройством следящего действия РУС 1-65. Распределительное устройство, соединенное шлангами с контролируемой емкостью и с сосудом вспомогательного электрода, поддерживает в последнем необходимый избыточный напор, обеспечивающий проток раствора хлорида калия через электролитический ключ при возможных колебаниях давления измеряемой среды. [c.26] Для измерения э. д. с. электродных систем служит высокоомный преобразователь рН-261, изготовляемый тем же заводом, или выпускавшийся ранее прибор ПВУ-5256. Действие этих приборов основано на рассмотренном выше принципе статической компенсации измеряемого сигнала. [c.27] Преобразователь снабжается набором сменных шкал-вставок с диапазонами измерения pH в 1, 2,5, 5 и 10 единиц. Для регистрации показаний и связи с регулирующими устройствами к преобразователю можно подключать любьш стандартные автоматические потенциометры (ЭПД, ЭПП, КСП-4 и другие, соответствующие ГОСТ 7164—66). [c.27] Ленинградского опытного завода средств контроля и автоматики. От стандартного потенциометра типа ЭПП его отличают специальная измерительная схема и высокоомные вибропреобразователь и усилитель. Таким образом, он соединяет в одном корпусе два блока преобразователь и потенциометр, в который может быть встроен пневматический изо-дромный регулятор или реостатный датчик для связи с электронным регулятором величины pH. Приборы типа ЭППВ-28 несколько сложнее в эксплуатации, чем рН-метры Гомельского завода, и не получили большого распространения. [c.28] Вернуться к основной статье