分析儀表基礎課件

2012年6月7日分析儀表基礎主要內(nèi)容：分析儀器的概念電廠化學儀表分類分析儀表的組成電力系統(tǒng)常見的分析儀表基本術(shù)語部分分析儀表概述一、分析儀器的概念化學組成、結(jié)構(gòu)組成的分子、原子或原子團分子、原子、原子團的含量排列或組合方式物理特性固體和液體的含水量、氣體的濕度物質(zhì)的密度、黏度、沸點、凝固點閃點測量物質(zhì)的化學組成、結(jié)構(gòu)及某些物理特性的儀表。氣相色譜、液相色譜、X射線水分計、濕度計、密度計、黏度計、閃點計三、分析儀表的組成分析部分（傳感器）試樣信號處理部分（變送器）顯示部分（指示表和記錄儀）在線分析儀表中輔助裝置：取樣裝置、預處理裝置、恒溫控制器四、電力系統(tǒng)常見的分析儀表實驗室型分析儀表電導率儀pH酸度計pNa計濁度儀實驗室型分析儀表在線自動分析儀表鈉表濁度儀五、基本術(shù)語參比電極：電位具有穩(wěn)定性和重現(xiàn)性的電極?？梢杂盟鳛榛鶞蕘頊y量其他電極的電位。參比電極填充液瓶：為參比電極提供穩(wěn)定流速的填充液，以獲得最大的穩(wěn)定性。pH電極：

pH電極又稱pH探頭，是pH計上與被測物質(zhì)接觸的部分，用來測電極電位的裝置。鈉電極：感應水中鈉離子，并根據(jù)鈉離子的濃度將其轉(zhuǎn)化為相應的電位。電導電極：測量水樣由所有溶解類離子所貢獻的電導率。溫度電極：測量樣品的溫度，并提供給微處理器以進行自動溫度補償。準確測量pH值的意義發(fā)電機組水汽系統(tǒng)對水質(zhì)的純度要求很高，一般不允許添加一般的緩蝕劑，主要靠加氨調(diào)節(jié)水的pH值，輔助加少量的除氧劑（如聯(lián)氨）或氧（加氧處理），以達到防止水汽系統(tǒng)金屬腐蝕的目的。為了同時防止水汽系統(tǒng)鋼和銅的腐蝕，一般要求將水的pH值控制在嚴格的范圍內(nèi)，否則將發(fā)生腐蝕。而嚴格控制pH值的前提是準確的測量水的pH值。pH值測量原理pH參比極結(jié)構(gòu)銀絲AgCl棉花玻璃管銀離子捕捉阱隔膜沒有AgCl、Ag2S沉淀不含銀離子的電解液因無法單獨測量玻璃電極的電勢，因此還需另一支電極即參比電極。這支電極的電勢必須與被測樣品溶液的性質(zhì)無關。電極的外殼是玻璃管，里面套一根小玻璃管，其頂部伸出電極引線，引線的下端浸沒在汞中，汞的下端有糊狀甘汞，汞和甘汞用棉花堵住，只有離子才能通過，而汞和甘汞不會漏失，小管和大管之間充滿KCl溶液，末端用多孔陶瓷滲入到溶液中，實現(xiàn)電極引線與溶液間的電導通。E=EO+2.3（RT∕nF）logaCl-；Cl-很大且穩(wěn)定，因此E就恒定pH測量極結(jié)構(gòu)pH玻璃膜電極：SiO2基質(zhì)中加入Na2O、Li2O和CaO燒結(jié)而成的特殊玻璃膜。

內(nèi)充0.1mol/LHCl溶液，敏感膜厚度約為0.10mm。

再插入一根AgCl-Ag電極作內(nèi)參比電極。

水浸泡后，表面的Na+與水中的H+交換，表面形成水合硅膠層。pH電極的理論核心—能斯特方程pH電極的理論核心—能斯特方程

E=EO+2.3（RT∕nF）logaH+pH=-logaH+斜率S=2.3（RT∕nF）E:點擊對測得的電位，（mV）EO：氫濃度為C的電位，（mV）R：理想氣體常數(shù)T：水樣的絕對溫度值，Kn：被測離子的價態(tài)（離氫子為+1價）F：法拉第常數(shù)Ag2S例子：在25℃計算斜率S=2.303X8.314X298/96493=59.16mV/pHpH/ORP測量系統(tǒng)包括變送器電纜線護套pH復合電極電導率測量的意義連續(xù)測量水汽系統(tǒng)水、汽中的有害雜質(zhì)，是保證機組安全經(jīng)濟運行的主要手段之一。氫電導率測量是被測水樣經(jīng)過氫型陽離子交換樹脂，將陽離子去除，水樣中僅留下陰離子（如Cl-，SO42-，PO43-，NO3-，HCO32-和F-）和相應的氫離子。而水中的氫氧根離子則與離子中和消耗掉，不在電導中反應。電導率測量的意義因此測量氫電導率可以直接反應水中雜質(zhì)陰離子的重量，假設某種離子占主導，則可以從氫電導率估算這種離子最大濃度。氫電導率是最重要的水汽檢測項目。一般情況下，只要水汽系統(tǒng)氫電導率控制好，多數(shù)腐蝕結(jié)垢問題就可以避免。電導測量原理根據(jù)歐姆定律，在水溫一定的情況下，水的電阻值R與電極的垂直截面積A成反比，與電極間的距離L成反比，如下式：R=ρ·L∕A其中ρ電阻率，或稱比電阻。電阻的單位為歐姆（Ω）；電阻率的國際制單位為歐米（Ω·m）。如果電極的截面積A做成1cm2，兩電極間的距離L為1cm，那么電阻值就等于電阻。電導測量原理電導率/電阻率探頭的種類電極探頭測量中高電導率介質(zhì)，例如相分離過程電導率/電阻率探頭的種類電感式電導探頭測量高電導率介質(zhì)，例如濃度檢測電纜接頭O-型圈驅(qū)動電極1驅(qū)動電極2緊固螺母測量電極電極電導探頭結(jié)構(gòu)測量水汽系統(tǒng)鈉的意義在線鈉表用于測量凝結(jié)水和飽和蒸汽，與氫電導率測量相比，具有相應速度快，信號反應靈敏的優(yōu)點（氫交換柱有一定的稀釋和延緩作用）。可以及時發(fā)現(xiàn)凝汽器泄漏、經(jīng)處理系統(tǒng)漏鈉和蒸汽品質(zhì)惡化的情況，對減少水汽系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢和蒸汽系統(tǒng)積鹽有重要意義。鈉表的測量原理鈉離子分析儀是采用鈉離子選擇性玻璃電極進行測量的。鈉電極對水樣中的鈉離子有敏感性選擇作用，鈉離子在玻璃電極表面發(fā)生電化學反應，生成電壓，變送器根據(jù)能斯特方程將電壓信號轉(zhuǎn)換成鈉離子的濃度.鈉表的測量原理斯特方程E=EO+2.3（RT∕nF）Log（C∕CIso）E:點擊對測得的電位，（mV）EO：鈉濃度為CIso的電位，（mV）R：理想氣體常數(shù)T：水樣的絕對溫度值，Kn：被測離子的價態(tài)（鈉離子為+1價）F：法拉第常數(shù)C：鈉離子的有效濃度（即離子活度）CIso：電極對的電位差測定與溫度無關時的水樣的鈉離子濃度（活度）鈉表的測量原理上面的方程說明，測量的電位值與溫度和被測離子的濃度有關，為了消除溫度波動所引起的測量誤差，鈉表不斷從溫度電極獲得的數(shù)據(jù)修正溫度補償；為消除銨離子和氫離子對鈉離子的影響，需要將樣水的pH值調(diào)高。可采用向樣水中加純的二異丙胺蒸汽的方法調(diào)節(jié)pH值，采用此方法可使pH值恒定且不會產(chǎn)生干擾離子。鈉表的測量原理在線鈉表的結(jié)構(gòu)濁度的概念

濁度，指水中顆粒大小不等的不溶性物質(zhì)對光透過時所產(chǎn)生的阻礙程度，即通過水樣的部分光線被吸收或被散射，而非直接穿透，濁度表示水樣的光學性質(zhì)。濁度≠色度

色度，由水中的溶解性物質(zhì)引起的顏色。

濁度單位：NTU濁度的概念濁度與溶液中懸浮固體有關，但不是對其直接測量。濁度測量的是樣品散射光的量。對低濁度樣品的測量需要一定的技術(shù)與清潔要求。濁度測量的意義表征水的清澈度表征水中的懸浮固體的濃度水質(zhì)的重要