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在線酸度計電極信號處理
作者:管理員    發布于:2018-05-08 21:09:31    文字:【】【】【
摘要:在過程中測量參數的目的通常是控制與影響過程,產品與過程都很重要:
在線酸度計電極信號處理
信號處理
在過程中測量參數的目的通常是控制與影響過程,產品與過程都很重要:
酸度計廠家
傳感器提供的是一種可進行相應升級和解釋的信號。通過與標稱值相比較,采取對過程產生影響的舉措。
酸度計廠家
上圖典型的過程控制回路
對于 pH 測量,這意味著:
?高阻抗的傳感器信號轉換為無干擾的低阻抗信號;最好有電流隔離,以防出現接地回路。
?通過校準將此信號標定為 pH 值,例如:使用 pH 值 為 4 和 7 的緩沖液。
?可能需要采取更多的措施以獲得有效信號,例如:采集(記錄)傳感器的質量參數。
?以標準化信號傳輸被測的 pH 值,通常為 4 到 20 mA。電流輸出對于導線電阻不敏感,并且與電極信號相比抗干擾性很強。當最小輸
出值為 4 mA(活零),可檢測為斷路故障。
這些任務由變送器管理。通過過程控制系統對過程產生影響,這種影響可以是手動(開關功能)或自動的。
酸度計廠家
圖為:過程控制系統與傳感器/觸發系統的交會
pH 變送器通常是由微處理器控制的裝置,可實現某些操作(例如: 采用不同的方法進行校準,包括用緩沖液進行 1 點和 2 點校準,用過程樣品進行 1 點校準,把已在實驗室中校準過的電極的參數通過設置菜單直接輸入)。此外,這些設備使用起來非常靈活,因為可采用軟件來實現對過程的適應。
pH 電極的使用壽命是有限的,可能會因為污染的緣故無法進行測量。因此應該采取大量措施以確保在整個過程中可靠與連續的pH 測量。
例如:
?冗余
同一測量位置存在 2 個或 3 個測量點
?當 Δ pH 值大于控制值時發出警報
?使用 3 個電極:3 取 2,錯誤一般不會同時發生
?考慮到電極的損壞、老化與動態的表現對電極的使用進行控制
?自動維護與校準系統為了在不干擾過程的情況下更換出現故障的電極,需要使用伸縮式護套。
區分工業應用裝置的標準是:其結構是否堅固以及是否可耐受外部影響。
外部效應:
?濕度與灰塵 ? IP65 或更高等級
?環境溫度 ? –10°C 至 + 50°C 或更高溫度
?不允許電磁干擾影響功能(IEC 功能)
影響變送器的電極輸入特性的因素包括輸入補償阻抗、輸入電流與溫度漂移現象。
在各種條件下,放大器的輸入應當設計為在任何條件下誤差都不大于
0.005 個 pH 單位。有鑒于此,溫度漂移與電流偏移必須加以限制。
現代的放大器具有下列數據:
酸度計廠家
以下的例子可以說明它們的影響:
酸度計廠家
輸入電阻的影響:
酸度計廠家
(以 pH 單位表示的誤差)
RM: 玻璃電極阻抗
EG: 玻璃電極電位
對于 pHa = 4(測量溶液): 誤差 0.002 個 pH 單位
只要Rin 大于 1012 Ohm,由有限的輸入阻抗帶來的測量誤差便可忽略取不計。
在校準之后,當溫度從 25 °C 變為 50 °C 時輸入電流的影響:
酸度計廠家
將所有誤差相加:總誤差 = 0.033 個 pH 單位
在恒定不變的環境條件(溫度)下,當溫度變化為主要干擾因素時, 可忽略該誤差。
在線酸度計電極信號處理
腳注信息
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