PH计培训资料

4.2 PH分析仪的维护及注意事项

PH计在运行过程中处于高阻抗的条件下工作，日 常维护的好坏直接影响它的正常使用。为此日常 维护要注意一下几点。
（1）玻璃电极勿倒置，球泡内要充满KCl溶液， 不能有气泡存在，若有气泡则要添加饱和KCl溶液。 （2）PH电极不能长时间暴露于空气中，若长时 间不用时则要把电极置于KCl溶液中保存。

（2）把PH sensor从被测介质中取出，用 清水冲洗干净 . 如果过程介质与缓冲液的温度相差较大， 则不要立即进行标定。把Sensor放进缓冲 液中等待一段时间，待sensor与缓冲液温度 相同时再进行标定。 （3）按“MENU”键出现主菜单，选择 “Calibrate”。
（4）“Enter”键确认之后，按上下键头选择
3.3 XMT-P快速启动指南
3.3.1 XMT-P变送器树形菜单结构图
Calibrate：标定菜单
Display：显示菜单
Output：输出菜单
Measurement：测量菜单
Diagnostics：诊断菜单
3.3.2 XMT-P快速启动顺序及组态
只有在检查分析仪电源及传感器接线准确无误的
的运行状态，是否出现故障。如果侦测到故 障状态，则“fault” or “warn”的故障信息会与 PH测量值交替地出现在显示屏上。
4.1 XMT-P的故障信息及Troubleshooting
4.1.1故障信息“Fault message”
4.1.2报警信息“Warning message”
PH计培训资料
杨万富 2009.01
一、 PH计概述
工业PH计又称为酸度计，它是能连续测 量工业过程中水溶液的氢离子浓度的仪器。 数学上定义PH值为氢离子浓度的常用对数负 值来表示。
我们知道在纯水中的氢离子浓度 [H+]=10-7
mol/L,所以PH=7，为中性溶液；
当 [H+]>10-7 mol/L时为酸性溶液，其PH<7；
二、PH计的工作原理及系统架构
2.1 工作原理 测量溶液PH值的方法 主要有：化学分析法、 试纸法、电位法。
工业PH计主要采用电位测定法，基本结构如
上图所示。 其基本原理就是在被测溶液中插入两种不同 的电极，其中一个电极的电位值随着溶液中 氢离子浓度的改变而变化，称为工作电极； 另一个电极具有固定的电位，即其电位值不 随溶液中氢离子浓度变化而变化，称为参比 电极。 这样两个电极就形成了一个原电池，通过测 定两个电极间的电位差值就可以知道被测溶 液的PH值。
3.4 PH的标定Calibration
PH分析仪需要定期对其进行标定Calibration，
以修正因长时间使用以及各种因素带来的测 量偏差。另外，当更换新PH sensor或新变送 器后也必须对仪表进行一次标定。 PH变送器只需要进行两点标定即可，故需要 先配制两种标准PH值缓冲液，通常取PH＝4 和PH=7两种标准液。
甘汞电极由一个内电极装
入一个玻璃外壳制成，内 电极的引线下端浸入汞中， 汞下面装有糊状的甘汞 （有氯化银和汞共同研磨 后加KCL溶液而成），并 用浸在KCl溶液中的纤维丝 堵塞，下部为溶液通道。 氯化钾溶液作为盐桥，盐 桥的作用连接内电极和被 测溶液，使之成为电通路。
甘汞电极的电位由能斯特Nernst公式表示为：

三、PH计的组态及调校方法
亚东石化所使用的PH计主要有Rosemont和
E+H公司的产品，其中主制程区域使用 Ronsemount品牌的PH计，主要型号有XMTP和5081-P两种PH计变送器。而ETP区域使 用E+H公司CPM253系列PH变送器。 下面以Rosemount公司的XMT－P变送器为 例简要介绍PH计的使用维护以及校验方法。
RT E E0 ln[Cl ] F
式中 E0－电极的标准电位； R－气体常数； T－溶液的绝对温度； F－法拉第常数； [Cl-]－氯离子的浓度。 由以上公式可以看出，甘汞电极的电位取决于溶液 的浓度，改变的浓度就得到不同的电极电位。
采用不同浓度的KCl溶液可以制成不同电位的
甘汞电极，一般采用饱和的KCl溶液，因为饱 和KCl溶液的浓度易于保持稳定。当KCl溶液 饱和，温度为25℃时，甘汞电极电位为 E=+0.2433V。 甘汞电极的结构简单，电位较为稳定，但是 电极电位受温度影响较大，所以一般PH计测 量系统要加入温度补偿，以修正温度变化带 来的测量误差。
当[H+]<10-7 mol/L时为碱性溶液，其PH>7；
一般PH值的范围在0～14之间。
PH值有负值吗？？？ 一般情况下PH在0～14，但依定义pH=-log [H+] ， 当然[H+]浓度大于1时，计算结果为负值。 所以，当[H+] >1时，一般不用pH表示酸碱度，而 是直接用浓度表示。 综上，理论上pH是有负值的!
“PH” 。 （5）用方向键选择缓冲液标定“BufferCal”


（6）移动光标选择“Manual”

（7）确认后选择缓冲液1“Buffer1”


（8）把清洗干净的Sensor放入“Buffer1”中， 一定要确保玻璃球泡和参考结完全浸没在缓 冲液1里面。 （9）按Enter键确认，待第一行显示读数 稳定后，移动光标到第二行的PH数值，修 改此值与Buffer1的PH值相同（例如PH＝ 7），Enter键确认。
（2）银－氯化银电极
银－氯化银参比电极其的原理与甘汞电极相
似，当饱和的KCl溶液，温度为25℃时，其 电极电位E=+0.297V。这种电极的结构比较 简单，电极电位在温度较高时仍然较为稳定。
2.2.2 工作电极 PH计的工作电极主要有玻璃电极、氢醌电极
和锑电极等。在工业上常用的是玻璃电极作 为PH计的工作电极。
选择C，摄氏温度单位℃； 选择F，华氏温度单位F。
两者的换算关系为：
5 TC (TF 32) 9
（5）要改变输出设置、4-20mA与量程刻度
的对应关系、阻尼时间Dumping等默认值和 需要设置密码时，请按“MENU”/Program” 下级菜单提示进行组态，如前面树形组态菜 单所示。 要使分析仪恢复到默认设置，请Program 下选择“Reset Analyzer”（分析仪复位）。
Rosemount PH变送器 XMT-P 外视图
与XMT-P兼容的PH传感器Sensor
PH Sensor Model:399
PH Sensor Model:389
3.1 XMT-P变送器接线图

-
盘回 装路 仪电 表源 和 传 感 器 接 线 图
3.2 XMT-P变送器接线端子说明
2.2 PH计测量系统架构
工业PH计主要由传感器和变送器两大部分组
成。传感器由工作电极和参比电极组成，它 的作用就是把溶液的PH值转变成电位差信号。 变送器一般由电子电位差计用来测定两个电 极之间的电位差值，并通过一定计算转换成 标准信号输出。
2.2.1 参比电极


常用的参比电极有甘汞电极和银－氯化银电 极。 （1）甘汞电极 在工业PH测量仪器中使用最普遍的参比 电极就是甘汞电极，其结构如下图所示。

（15）返回主菜单并退出“MENU/EXIT ”。 其他型号PH变送器标定方法与此类似，大同小 异，需要指出的是Rosemount 5081P变送器上 无操作按钮，需用红外遥控器（Infrared Remote Controller）来进行标定操作。
四、PH计的维护及故障处理
PH计变送器会时刻侦测Transmitter和Sensor
如左图所示为一种常用的普
通式PH玻璃电极，当玻璃 电极插入被测溶液中时，在 PH敏感玻璃膜内部溶液 （称参比液）和被测溶液之 间建立起氢离子的平衡状态， 此时工作电极的电势为：
2.303RT [ H ]0 E Ea lg F [H ]

式中；Ea——不对称电位；
[H+]0——参比液氢离子浓度。 对于一个给定的玻璃电极，参比液氢离子浓 度是一个常数，则电极电位只与被测溶液氢 离子浓度有函数关系。 同样玻璃电极受温度的影响较大，必须把 温度补偿电路接入测量系统，以补偿温度对 PH值测量的影响。

（13）如果标定成功，变送器会出现偏差 “Offset”和斜率“Slope”（at 25℃）两个数值。 然后菜单自动返回.

（14）如果标定后的斜率Slope在正常范围之 外（正常45mV/PH<Slope<60mV/PH）或者 偏差值“Offset”超出允许范围（预先设定值） 则会 显示标定错误“Calibration Error”。
情况下，才能给分析仪供电，初次供电后变送器 出现快速启动组态画面。 (1) 闪烁区表示光标当前的位置。
使用“左”、“右”箭头键，可以左右移动光标或改
变小数点的位置，使用“上”、“下” 箭头键，可 以上下移动光标或增加、减少数字。 按ENTER键，保存组态设置，按EXIT键，退出且不 保存变更设置。按EXIT键也可以使显示器回到前一 画面。
(2) 选择测量参数：pH、ORP 或 Redox
pH——PH值测量; ORP——氧化还原电位 ;
Redox——氧化还原反应 。
（3）选择前置放大器的位置。
选择Xmtr，前置放大器放在变送器内； 选择Seneor/Jbox，前置放大器放在传感器内或
接线盒内.
（4）选择温度单位。
迎大家指正。

（10）取出Sensor用清水冲洗之后插入到第 二个缓冲液（Buffer2）中，Enter，移动光标 至第二行PH数值处，修改此数值与Buffer2的 PH值相同（例如如PH=4），按“Enter”键。