專利名稱：一種水樣溫度、電導(dǎo)率、pH值的綜合測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及測量儀械，特別是一種水樣溫度、電導(dǎo)率、PH值的綜合測量儀。
背景技術(shù)：
目前測量水樣的溫度、電導(dǎo)率、pH值均是采用不同的儀器分別進(jìn)行的，不但麻煩， 而且測試準(zhǔn)確率低，如常用的PH計均采用玻璃電極法，通過測量電極系統(tǒng)與被測溶液構(gòu)成的測量電池(原電池)的電動勢，獲得被測溶液離子濃度，在電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)中，水樣電導(dǎo)率一般不超過lOyS/cm，在這樣的水系統(tǒng)中，各種干擾因素(如流量、流動電位、液接電位、 溫度、地回路等)都會影響PH值的測量，同時縮短pH電極的使用壽命。具體表現(xiàn)在(1)流量的影響火力發(fā)電廠對鍋爐給水pH值的合格范圍定為8.纊9. 3，僅0.5 pH的空間。而流量的變化對PH值帶來的影響可能要超過ΙρΗ，一個很明顯的現(xiàn)象是調(diào)節(jié)流量閥門，pH值就要發(fā)生變化。這就使PH表計有時起不到化學(xué)監(jiān)督的作用。不管是國外還是國內(nèi)pH表計，都會受到流量影響；(2)流動電位的影響凝結(jié)水、給水等水樣的電導(dǎo)率一般不大于10 μ S/cm，在這樣低電導(dǎo)率的水樣中測量PH值很容易受到流動電位的影響。這是因為水樣電導(dǎo)率很低，電阻率很大，水樣流動經(jīng)過電極表面時類似于絕緣體之間摩擦，可產(chǎn)生靜電荷。在電阻率很高的水中這些靜電荷不能被及時傳導(dǎo)，就會在電極表面累積，形成一種干擾電位，稱為流動電位。它疊加在電極的輸出信號上，使PH示值波動、不穩(wěn)定，而且與水樣真實pH值相差較大；(3)液接電位的影響參比電極通過液接電位是離子擴(kuò)散引起的電位，當(dāng)兩種組分不同或組分相同但濃度不同的溶液相接觸時，界面兩側(cè)就會出現(xiàn)液接電位。當(dāng)水樣的離子強(qiáng)度與參比電極中內(nèi)充液電解質(zhì)離子強(qiáng)度相同時，液接電位保持相對穩(wěn)定并接近于O mV ；當(dāng)兩者相差很大時，液接電位增大，引起較大的測量誤差。PH值測量電極的校正在緩沖溶液中進(jìn)行，其離子強(qiáng)度與內(nèi)充液的離子強(qiáng)度接近(相對于純水)，這將會產(chǎn)生一個很小的液接電位。但當(dāng)測量純水時， 由于純水的離子強(qiáng)度和內(nèi)充液的離子強(qiáng)度相差較大，測量時參比電極的液接電位明顯不同于校正時的液接電位，從而使參比電極電位發(fā)生變化，這種電位有時可達(dá)幾十毫伏；(4)溫度的影響溫度變化會對pH計產(chǎn)生三種影響。對能斯特斜率的影響、對電極的影響、對溶液平衡常數(shù)的影響。PH計的溫度補(bǔ)償只能對能斯特斜率進(jìn)行補(bǔ)償，其它兩項無法補(bǔ)償。(5)地回路的影響pH計二次儀表的地電位與溶液的地電位不一樣，存在一定的電位差，會在測量端形成一個共模電壓，由于參比電極的阻抗比測量電極低得多，就會有電流從參比電極流過， 從而形成回路，這樣會影響測量的長期穩(wěn)定性，縮短電極的使用壽命。(6)凝膠式復(fù)合電極的使用壽命更短、穩(wěn)定性更差[0014]在凝膠復(fù)合式電極中為了保證正常的pH計零點，鹽橋必須采用高濃度的KCl溶液，同時為了防止Ag/AgCl鍍層被這高濃度的KCl溶解，在鹽橋溶液中又必須添加粉末狀的 AgCl，使鹽橋溶液被AgCl飽和。這種電極一般又只能是單液界形式，又因AgCl易沉淀和 KCl易結(jié)晶，會阻塞液接界，從而妨礙鹽橋溶液滲透，使液接電位慢慢漂移。純水中的離子濃度很低，與參比電極鹽橋溶液形成的濃度差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于測量普通溶液時的濃度差，這就加大了鹽橋溶液的滲透速度，也就加大了鹽橋的損耗，從而加速了 K+、Cl—濃度的降低，會造成參比電極本身的基準(zhǔn)電位發(fā)生變化。因此，上述表明，現(xiàn)有設(shè)備都存在這樣或那樣的問題，滿足不了快速、準(zhǔn)確、方便測定水樣的溫度、電導(dǎo)率及PH值的實際需要。
發(fā)明內(nèi)容針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本實用新型之目的就是提供一種水樣溫度、 電導(dǎo)率、PH值的綜合測量儀，可有效解決快速、準(zhǔn)確、方便測定水樣的溫度、電導(dǎo)率及pH值的問題。本實用新型解決的技術(shù)方案是，將待測水樣經(jīng)過溢流裝置產(chǎn)生恒壓恒流水樣，再經(jīng)過過濾器、流量計，得到適合電導(dǎo)率測量條件的水樣，最后由測量系統(tǒng)測得水樣的溫度、 電導(dǎo)率值和PH值。據(jù)此，本實用新型的結(jié)構(gòu)是，包括恒流器、過濾器、電磁閥和測量儀，恒流器與過濾器的進(jìn)水口相連，過濾器的出水口接流量計的進(jìn)水口，流量計的兩個出水口上分別接有第一電磁閥和第二電磁閥，第一電磁閥經(jīng)樹脂交換器接測量儀，第二電磁閥接測量儀。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，新穎獨(dú)特，集測試水樣溫度、電導(dǎo)率和pH值于一體，使用方便、快捷、準(zhǔn)確，是水樣測試設(shè)備上的創(chuàng)新。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框示圖。圖2為本實用新型的測量儀的結(jié)構(gòu)框示圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細(xì)說明。由圖1所示，本實用新型包括恒流器、過濾器、電磁閥和測量儀，恒流器(或稱恒流裝置)1與過濾器2的進(jìn)水口相連，過濾器2的出水口接流量計3的進(jìn)水口，流量計3的兩個出水口上分別接有第一電磁閥如和第二電磁閥4b，第一電磁閥經(jīng)樹脂交換器5接測量儀 6，第二電磁閥接測量儀6。為了保證使用效果，所述的測量儀6 (該測量儀也可采用集成測量電路，如圖1所示)包括電源模塊7和控制器9，電源模塊同控制器相連，雙極性方波脈沖電壓源模塊8、傳感器10、信號處理和采集模塊11的電源端接電源模塊7，信號處理和采集模塊接控制器，控制器上有對外輸出接口 12，數(shù)據(jù)存儲器13接控制器，控制器上裝有顯示器14。所述的電源模塊7可采用220V交流工頻或24V直流供電模塊，工作電壓+5V ；信號處理和采集模塊，采用精密放大電路和高精度信號采集電路；傳感器為電導(dǎo)率傳感器； 雙極性方波脈沖電壓源模塊8采用高精度雙極性電壓源，電流驅(qū)動能力達(dá)200mA以上；控制器采用以arm7為內(nèi)核的微控制器LPC2119 ；顯示器采用人機(jī)交換的128*64液晶屏，按鍵 預(yù)留9個，先用4個；數(shù)據(jù)存儲器采用1 接口 E2ROM的存儲器；對外輸出接口采用通訊接口 RS232、RS485、CAN，4-20mA 信號輸出的一種。本實用新型的工作情況是，使用時，恒流器的進(jìn)水口接水樣管道，測量儀的出水口接排水管道，電廠中凝結(jié)水、給水等水樣含有少量氨，根據(jù)物理化學(xué)和水化學(xué)的原理知識， 可以推導(dǎo)出純水中電導(dǎo)率和PH的關(guān)系式。利用純水中pH值和電導(dǎo)率之間存在的關(guān)系，就可以根據(jù)測得的電導(dǎo)率直接轉(zhuǎn)換為水樣的PH值。不論被測水樣的壓力和流量如何變化，經(jīng)過恒流裝置1后，變成恒壓恒流水樣，通過過濾器2過濾掉水樣中的鐵銹、硅垢等雜質(zhì)成分，再經(jīng)過流量計3顯示流量值，通過第一、 第二電磁閥的切換，可以分時測量電導(dǎo)率和氫電導(dǎo)率兩種水樣，最后符合壓力、流量要求的水樣經(jīng)過電導(dǎo)率傳感器，將輸出信號傳送至儀表內(nèi)部的測量儀(由集成電路構(gòu)成)，就可以顯示水樣的溫度、氫電導(dǎo)率、電導(dǎo)率、PH值四組數(shù)據(jù)。要指出的是，本實用新型中所用各部件均為現(xiàn)有技術(shù)(市場有售)，本實用新型貢獻(xiàn)在于，將現(xiàn)有的公知技術(shù)經(jīng)科學(xué)、合理的組合在一起，構(gòu)成新型的水樣溫度、電導(dǎo)率、PH值的綜合測量儀，因此，凡利用上述技術(shù)經(jīng)等同或等效替換手段所作出的本質(zhì)上與本實用新型相同的技術(shù)方案，均為本實用新型的保護(hù)范圍。本實用新型采用雙極性方波脈沖電壓源作為系統(tǒng)的激勵源，通過快速的正負(fù)極性電壓切換來削弱系統(tǒng)采用直流激勵時帶來的極化效應(yīng)，并能夠在測量的瞬間有效克服電容效應(yīng)的影響，較傳統(tǒng)的采用交流法作為系統(tǒng)激勵源的電導(dǎo)測量系統(tǒng)而言，后續(xù)的信號處理電路結(jié)構(gòu)簡單，處理速度快。本實用新型同時具備1 232、1 485丄414-20·、無線等多種傳輸模式，能將歷史數(shù)據(jù)方便地輸出至用戶，組成DCS系統(tǒng)。本實用新型摒棄了傳統(tǒng)的電位式原理測量水樣pH值的方法，而是采用了更為先進(jìn)的測量水樣電導(dǎo)率換算PH值的方法，消除了流量、流動電位、液接電位、溫度、地回路等因素的影響，使PH測量更加準(zhǔn)確、可靠。有關(guān)試驗對比情況如下表
權(quán)利要求1.一種水樣溫度、電導(dǎo)率、PH值的綜合測量儀，包括恒流器、過濾器、電磁閥和測量儀， 其特征在于，恒流器(1)與過濾器(2)的進(jìn)水口相連，過濾器(2)的出水口接流量計(3)的進(jìn)水口，流量計(3)的兩個出水口上分別接有第一電磁閥(4a)和第二電磁閥(4b)，第一電磁閥經(jīng)樹脂交換器(5)接測量儀(6)，第二電磁閥接測量儀(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水樣溫度、電導(dǎo)率、PH值的綜合測量儀，其特征在于，所述的測量儀(6)包括電源模塊(7)和控制器(9)，電源模塊同控制器相連，雙極性方波脈沖電壓源模塊(8)、傳感器(10)、信號處理和采集模塊(11)的電源端接電源模塊(7)，信號處理和采集模塊接控制器，控制器上有對外輸出接口(12)，數(shù)據(jù)存儲器(13)接控制器，控制器上裝有顯示器(14)。
專利摘要本實用新型涉及水樣溫度、電導(dǎo)率、pH值的綜合測量儀，可有效解決快速、準(zhǔn)確、方便測定水樣的溫度、電導(dǎo)率及pH值的問題，其解決的技術(shù)方案是，包括恒流器、過濾器、電磁閥和測量儀，恒流器與過濾器的進(jìn)水口相連，過濾器的出水口接流量計的進(jìn)水口，流量計的兩個出水口上分別接有第一電磁閥和第二電磁閥，第一電磁閥經(jīng)樹脂交換器接測量儀，第二電磁閥接測量儀，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，新穎獨(dú)特，集測試水樣溫度、電導(dǎo)率和pH值于一體，使用方便、快捷、準(zhǔn)確，是水樣測試設(shè)備上的創(chuàng)新。
文檔編號G01D21/02GK202182733SQ20112020576
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者余金侖, 王冰 申請人:余金侖, 王冰