本發(fā)明涉及pH值在線測量裝置，具體涉及一種用于測量鈾礦水冶廠浸出工序中和槽礦漿pH值在線測量裝置。

背景技術(shù)：

在冶金、化工、制糖、制藥、選礦、污水處理等領(lǐng)域，pH值測控系統(tǒng)的應(yīng)用需求非常普遍，pH的測定有多種方法，最基本的還是電位法，其他方法通常以電位法的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。而電位法以玻璃電極為代表的pH計獲得了廣泛應(yīng)用，雖然玻璃電極存在易碎、易裂等缺點，但目前還沒有替代性產(chǎn)品出現(xiàn)。在一些無污染或水質(zhì)良好的應(yīng)用場合，玻璃電極pH計可以長時間置于被測液體中進(jìn)行在線測量，并能獲取穩(wěn)定的高精度測量信號。但在特殊測量環(huán)境下，由于被測液體中可能含有導(dǎo)致電極污染的物質(zhì)，如懸濁物、膠狀物、微生物、油脂、化學(xué)試劑、鈣鹽以及其他各種易形成結(jié)垢的結(jié)晶性物質(zhì)，電極被污染是一個無法避免的問題。而相關(guān)研究機構(gòu)在市場定位上主要以研發(fā)生產(chǎn)一般通用pH值測控產(chǎn)品為目標(biāo)，較少針對特定行業(yè)以整體需求為目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)成套設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn),作為設(shè)計人員和直接用戶，考慮到設(shè)備投入、使用成本及售后服務(wù)等因素，大多選購一些比較低廉的通用性產(chǎn)品，通過集成應(yīng)用方式組成系統(tǒng)，滿足簡單需求，因此很難取得理想的使用效果。電極結(jié)垢嚴(yán)重影響了玻璃膜對氫離子的敏感程度，導(dǎo)致傳感器的靈敏度不斷下降并最終失效，使對溶液pH值測量無法進(jìn)行,這是目前玻璃電極用在工藝流程在線分析中的最大障礙。因此，有效解決玻璃電極的除垢問題是特殊測量環(huán)境下pH值測控系統(tǒng)成功應(yīng)用的關(guān)鍵。

我國鈾礦水冶廠浸出工藝流程中，大多采用酸法浸出工藝，為了保證金屬鈾的浸出率，在鈾礦漿浸出階段需要保持一定剩余酸濃度，在進(jìn)行金屬鈾分離之前，需要將浸出礦漿用堿性石灰乳將其pH值調(diào)整為1.8-2.0pH，該工序在礦漿中和槽內(nèi)完成，工藝上要求對該中和槽礦漿pH值進(jìn)行嚴(yán)格控制，它除了直接影響金屬鈾浸出率，而且還制約著后續(xù)工序的產(chǎn)量和質(zhì)量，在整個生產(chǎn)過程中對該中和槽礦漿pH值進(jìn)行準(zhǔn)確檢測和控制對產(chǎn)品的品質(zhì)至關(guān)重要，工廠對該中和槽礦漿pH值檢測和控制非常重視。其具體工況特點如下:

(1)整個過程的連續(xù)性較強，在生產(chǎn)的各階段，都必須對中和槽內(nèi)的酸度值進(jìn)行準(zhǔn)確測量。

(2)用于中和的石灰乳中含有未完全溶解顆粒物，并且礦漿中含有大量泥沙，在礦漿中和反應(yīng)過程中伴隨強烈機械攪拌，固體顆粒物和泥沙對玻璃電極形成強烈沖擊和磨損，嚴(yán)重影響電極使用壽命，甚至可能擊破測量電極玻璃泡而使電極徹底報廢。

(3)生成工藝介質(zhì)顆粒較小且介質(zhì)自身具有較高的粘性和附著性，經(jīng)過一段時間后附著在電極探頭表面，從而隔離電極表面地敏感膜與測量介質(zhì)的接觸，造成酸度計的測量失真。

(4)被測量介質(zhì)酸堿性強，具有較強腐蝕性，玻璃電極長時間置于被測液體中，容易老化或損壞。

(5)介質(zhì)溫度較高，有助于發(fā)生結(jié)垢作用，并影響電極使用壽命。

基于我國鈾礦水冶廠實際工況，采用現(xiàn)有的通用pH值測控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀并不樂觀，存在問題主要表現(xiàn)在:一是由于浸出礦漿本身臟污和與石灰乳中和反應(yīng)生成某些難溶鹽在pH玻璃電極上結(jié)垢，使電極敏感膜迅速鈍化，嚴(yán)重影響電極測量精度及動態(tài)響應(yīng)特性，需要頻繁采用人工方法清洗電極，無形中加大了工人勞動強度，并且在人工清洗過程中易損壞電極。二是由于浸出礦漿溫度較高，并伴有強烈機械攪拌，使電極使用壽命短,誤差大,穩(wěn)定性差,維護(hù)量大等。很多鈾礦水冶廠浸出生產(chǎn)過程的pH值在線檢測則難以達(dá)到滿意的效果,甚至無法正常使用，一些企業(yè)仍采用人工測試與調(diào)節(jié)的原始方法，勞動強度大，控制不穩(wěn)定；或安裝了簡易的測控系統(tǒng)，完成部分自動功能，使用過程中仍需要大量人工干預(yù)。一些廠礦對pH值在線檢測只能敬而遠(yuǎn)之,有的干脆用pH試紙代替pH計進(jìn)行測量?；谏鲜鲞^程參數(shù)檢測和控制的困難，我國大部分鈾礦水冶廠都沒有實現(xiàn)對礦漿pH值的在線檢測,礦漿pH值在線檢測一直是困擾我國鈾礦水冶自動化的難題。目前我國鈾礦水冶廠浸出生產(chǎn)過程自動化水平低，勞動強度大，產(chǎn)量和質(zhì)量波動大。因此，研究并解決鈾礦水冶廠浸出過程特殊工況下pH值的測量和控制問題具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種適合于鈾礦漿特殊體系pH值測量，同時具有pH傳感器定時自動清洗功能的用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，該裝置包括測量pH值的pH傳感器、轉(zhuǎn)換測量信號的pH轉(zhuǎn)換器以及自動清洗裝置；所述的pH傳感器通過電纜線連接pH轉(zhuǎn)換器，其中pH傳感器固定在pH傳感器固定座上，電纜線穿過設(shè)置在pH傳感器固定座上方的支撐管及電纜線引線帽連接至pH轉(zhuǎn)換器；所述的自動清洗裝置包括不銹鋼高壓水管，在不銹鋼高壓水管端部連接高壓噴頭，高壓噴頭位于pH傳感器正下方；不銹鋼高壓水管上還設(shè)有帶開關(guān)的增壓泵及電磁閥，增壓泵及電磁閥均連接清洗控制器；其中，pH傳感器、pH傳感器固定座、部分支撐管、高壓噴頭、部分不銹鋼高壓水管浸入礦漿中和槽的礦漿內(nèi)；pH傳感器將測得的溶液pH值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡筝斔椭羛H轉(zhuǎn)換器，pH轉(zhuǎn)換器識別該電信號后并放大、計算轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的pH值顯示，同時輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號至計算機系統(tǒng)，以實現(xiàn)對礦漿中和槽內(nèi)礦漿pH值生產(chǎn)過程在線測量與控制；pH轉(zhuǎn)換器定時自動發(fā)出清洗指令至清洗控制器控制對pH傳感器的清洗時間和清洗間隔時間，清洗時控制帶開關(guān)的電磁閥和增壓泵打開，此時自來水通過不銹鋼高壓水管，經(jīng)帶開關(guān)的增壓泵增壓后，從不銹鋼高壓水管端部的高壓噴頭噴射，從而清洗pH傳感器，除去pH傳感器上的污染物。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，其所述的pH傳感器選用復(fù)合型pH傳感器，即pH傳感器集成了指示電極、參比電極以及測溫元件。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，其所述的指示電極采用玻璃電極，它可發(fā)出隨pH變化的mV信號；所述的測溫元件使pH傳感器具有自動溫度補償功能。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，其所述的pH傳感器輸出的mV電壓信號，經(jīng)過pH轉(zhuǎn)換器識別并放大、計算轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的pH值，同時輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號至計算機系統(tǒng)。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，其所述的自動清洗裝置采用的自來水來自于現(xiàn)場工業(yè)自來水、通過增壓泵增壓后沖刷pH傳感器。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，其所述的帶開關(guān)的增壓泵前設(shè)置了電磁閥與帶開關(guān)的增壓泵同步工作，若自來水壓力較高時，可關(guān)閉帶開關(guān)的增壓泵上開關(guān)，依靠自來水本身壓力進(jìn)行清洗即可。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，其所述的pH轉(zhuǎn)換器為智能型pH轉(zhuǎn)換器，pH轉(zhuǎn)換器內(nèi)含單片機系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理、運算由單片機系統(tǒng)完成。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，其所述的清洗控制器的控制由轉(zhuǎn)換器計算機系統(tǒng)實現(xiàn)。

本發(fā)明的效果在于：

本發(fā)明針對鈾礦水冶廠浸出礦漿特殊介質(zhì)，對常規(guī)pH計進(jìn)行了升級改進(jìn)。選擇適合于該介質(zhì)體系的復(fù)合pH傳感器，在此基礎(chǔ)上對pH傳感器增加了定時自動清洗功能的裝置，通過pH轉(zhuǎn)換器計算機系統(tǒng)定時自動控制清洗控制器以控制電磁閥和增壓泵開啟和關(guān)閉，以實現(xiàn)對復(fù)合pH傳感器的自動清洗。

本發(fā)明解決了pH傳感器耐酸堿腐蝕、耐高溫、耐磨損問題，以及測量探頭因結(jié)垢而嚴(yán)重影響測量精度等問題；實現(xiàn)了pH轉(zhuǎn)換器的智能化，在測量精度、標(biāo)定和操作性方面及使用穩(wěn)定性和可靠性方面均有明顯提高。整套裝置在測量某鈾水冶廠浸出礦漿中和槽pH值，其測量精度達(dá)到≤±0.1pH，滿足工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場對浸出礦漿pH值準(zhǔn)確測量的要求，同時為鈾礦水冶廠浸出礦漿pH實現(xiàn)自動控制提供了準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)4-20mA電流信號，為鈾水冶廠浸出礦漿pH實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制創(chuàng)造了條件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置；

圖中：1.礦漿中和槽；2.高壓噴頭；3.pH傳感器；4.pH傳感器固定座；5.不銹鋼高壓水管；6.支撐管；7.安裝法蘭；8.電纜線引線帽；9.智能型pH轉(zhuǎn)換器；10.清洗控制器；11.帶開關(guān)增壓泵；12.電磁閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置，其包括測量浸出礦漿pH值的pH傳感器3、轉(zhuǎn)換測量信號的pH轉(zhuǎn)換器9以及自動清洗裝置。

所述的pH傳感器3通過電纜線連接至pH轉(zhuǎn)換器9，其中pH傳感器3固定在pH傳感器固定座4上，電纜線穿過設(shè)置在pH傳感器固定座4上方的支撐管6及電纜線引線帽8連接至pH轉(zhuǎn)換器9。該pH傳感器3選用復(fù)合型pH傳感器，即pH傳感器3集成了指示電極、參比電極以及測溫元件。該指示電極采用玻璃電極，它可發(fā)出隨pH變化的mV信號；測溫元件使pH傳感器3具有自動溫度補償功能。

所述的自動清洗裝置包括不銹鋼高壓水管5，在不銹鋼高壓水管5端部連接高壓噴頭2，高壓噴頭2位于pH傳感器3正下方；不銹鋼高壓水管5上還設(shè)有帶開關(guān)的增壓泵11及電磁閥12，增壓泵11及電磁閥12均連接清洗控制器10。

本發(fā)明的用于測量鈾礦水冶廠浸出中和槽礦漿pH值在線測量裝置使用時，pH傳感器3、pH傳感器固定座4、部分支撐管6、高壓噴頭2、部分不銹鋼高壓水管5浸入礦漿中和槽1的礦漿內(nèi)；

pH傳感器3將測得的溶液pH值轉(zhuǎn)變?yōu)閙V電信號后輸送至pH轉(zhuǎn)換器9，pH轉(zhuǎn)換器9識別該電信號后并放大、計算轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的pH值顯示，同時輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號至計算機系統(tǒng)，以實現(xiàn)對礦漿中和槽1內(nèi)礦漿pH值生產(chǎn)過程在線測量與控制；

pH轉(zhuǎn)換器9定時自動發(fā)出清洗指令至控制清洗控制器10，通過清洗控制器10控制對pH傳感器的清洗時間和清洗間隔時間，清洗時控制電磁閥12和增壓泵11打開，此時自來水(來自于現(xiàn)場工業(yè)自來水)通過不銹鋼高壓水管5，經(jīng)增壓泵11增壓后，從不銹鋼高壓水管5端部的高壓噴頭2噴射，從而沖刷清洗pH傳感器3，除去pH傳感器上的污染物。若現(xiàn)場工業(yè)用自來水壓力較高時，可關(guān)閉增壓泵11上開關(guān)，依靠現(xiàn)場工業(yè)用自來水本身壓力進(jìn)行清洗即可。

本發(fā)明選擇了合適的pH傳感器，為了實現(xiàn)對渾濁、黏稠礦漿體系的pH值進(jìn)行持續(xù)準(zhǔn)確測量，需要重點解決玻璃電極在礦漿體系結(jié)垢問題，本發(fā)明在pH傳感器上設(shè)計了具有自動清洗功能裝置，它是實現(xiàn)對鈾礦水冶廠浸出礦漿中和槽內(nèi)pH值穩(wěn)定、準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵。