自来水厂pH电极和pH监测仪的安装、校准及故障处理

2021/7/1 1:38:53 人评论 次浏览 分类:调试维修  文章地址:/tech/3868.html

在线pH计由pH电极和pH监测仪构成,由于安装布网方便,能进行长期连续的监控水质变化情况,被广泛应用于自来水厂以实时监控水质变化情况,并指导生产。在日常工作中由于安装、使用和维护不当,有部分在线pH计无法正常投入使用,或者是经常发生故障,造成了人力物力浪费。本文是笔者多年的工作实践经验总结,对自来水厂pH电极和在线pH监测仪计安装、校准和维护的工作做分析和介绍。
pH计

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pH电极和pH监测仪安装注意事项
1.1 pH计的周围不能有对仪表工作有影响的强电磁场(如大功率电机、变压器)。
1.2 pH监测仪的安装高度一般应在160-170cm左右,以便于设备管理员进行日常维护。
1.3 pH电极是接触样品的检测元件,顶端的电极球泡很容易损坏,安装时要小心。
1.4 pH电极和pH监测仪的连接导线应选用高绝缘性能的电缆,切去多余部分并尽量固定好,经常活动的导线会引起慢性漏电;pH电极和pH监测仪之间的电缆线不能受潮,否则pH电极的高阻低压信号将无法传送至pH监测仪,造成测量误差。
1.5 在捆绑数据线、电源线时,线不能扎成圆圈,因为一旦形成了圆,就会产生磁场,对pH计使用产生影响。
1.6 pH电极浸入的管道要保持水流通畅,防止有部分水长期滞留在管道中腐烂影响测量结果。
1.7 pH计应特别注意“接地”。仪表必须与大地等电位,最好使用专用的地线?芍芪耷康绺扇诺氖罂盏兀蛉2米左右的铁管,用导线与pH监测仪外壳相通?以通过测量放在绝缘容器中缓冲溶液测量值与接地的缓冲溶液测量值之间的对比确定pH监测仪接地性能是否良好。

2、pH电极和pH监测仪校准方法及注意事项

2.1 pH计的校准方法要点
pH电极系数的校准是保证测量的准确度的关键。在线pH计由于是连续测定,校准周期可由测量条件要求而定,需定期校准,并在需要时增加校准的次数。
由于现在部分水厂采用的都是水库水,电导率较低,往往会出现实验室的测量值与在线仪表的测量值不一致,这是由于在线仪表测量的是有一定流速的样品,仪器采用的复合电极液接界很靠近pH敏感玻璃球泡,从液接界渗漏出的盐桥溶液首先聚集在敏感球泡周围,改变了其附近的总离子浓度,这时仪器的响应值只是敏感球泡附近的被改变了pH值,而非水样真实的pH值。实验室一般采用搅拌或摇动烧杯的方法来改善这一现象,实践证明,搅拌速度不同,测试值是不一致的。在线pH计要重现实验室搅拌的速度可能是很困难的,因此在线pH计的校准可采用以下两种方法解决这一问题:
2.1.1 用国家计量部门认可的标准缓冲溶液导入测量池中代替样品溶液进行pH校准。
2.1.2 在测量点取待测水样用经过计量检定的pH计测出实际pH值进行比对,据此对在线pH计校准系数增加次单点校正。

2.2 pH计的校准中值得关注的地方

2.2.1 在校准的时候要注意校准溶液温度与需要测量的样品温度应尽量一致,很多pH检测仪都具有温度补偿功能,但仅是补偿电极的响应,而没有同时对被测溶液进行温度补偿。
2.2.2 在使用缓冲溶液校准前应先用去离子水多次冲洗pH电极,然后用待校准的缓冲溶液冲洗电极。
2.2.3 做校准时应从7.0开始,选择的标准溶液与待测溶液的pH值相关,使溶液的pH值能落在校准的pH范围内。由于水厂对pH要求较高,且水质一般pIH在7上下浮动,建议采用三点校准。如pH监测仪没有三点校准的模式,可以采用(pH=7,pH=4)和(pH=7,pH=10)两点两次校准。
2.2.4 pH电极插入缓冲溶液后,需要晃动装缓冲溶液的器皿,以使pH电极与缓冲溶液充分接触。不可手持电极在缓冲溶液中晃动,以免pH电极及电缆损伤。
2.2.5 一次良好的校准电极校准斜率值应在90-100%之间,斜率值在85-90%表明查找原因重新校准;如斜率值小于85%且pH电极对缓冲溶液响应值超过5分钟,电极需要更换。

3、使用及维护方法

pH计的种类和型号较多,但是基本电路原理是相同的,因此其使用和维护的方法也较相似。现将pH计使用和维护的方法介绍如下:
3.1 pH电极的使用寿命通常为1年左右。在使用条件合理和维护得当的条件下,其使用寿命可能超过一年。
3.2 应经常检查pH监测仪及电缆有无意外受潮,并保持干燥。
3.3 pH电极的沾污也是经常遇到的问题。pH电极敏感膜有时会沾附某些物质,例如油类、悬浮物等,会引起电极响应迟钝,甚至使pH电极失效。为了保证有效的连续测量,pH电极应定期清洗,可以采用超声波清洗或定期用洗瓶冲洗,也可以用细的毛刷、棉花球仔细去除污物。
3.4 在线pH计电极由于长时间浸泡在水中,经过有一定流速的水的冲击,持续的高压和高流速会造成电解液的压缩和扩张,促进电解液的扩散或污染隔膜,缩短pH电极的使用寿命。因此pH电极要安装在管道中要注意调节水流速度,保持低流速,管道的水压也不能直接作用在电极上,从而实现最高的测量性能和最长的寿命:
3.5 使用不可充式复合电极,可以购买2支轮流使用,一支使用,另一支浸泡在饱和KCl的pH4缓冲液中活化,使用的如果是可充式复合电极,应定期(如3个月)把内填充液用针筒抽出,用新鲜的饱和KCl溶液清洗电极内腔后重新加到刻度,这样可以延长电极使用寿合和增加仪器性能。
3.6 pH复合电极出现敏感梯度降低,响应慢、读数重复性差,在清洗复合电极内外后还是没有解决问题可能是由于玻璃敏感膜老化所致:将pH电极球泡用0.1mol/L稀盐酸浸泡24小时,如果钝化比较严重,也可将电极下端浸泡在4%氢氟酸溶液中3-5秒钟;用酸浸泡后用去离子水冲洗洗净,然后在浸泡在饱和KCl的pH4缓冲液中24小时,可恢复电极性能。
3.7 pH电极使用时间长了以后,由于电极测试敏感膜老化或其他原因,电极会出现响应时间延长的现象。正常的pH电极测试自来水响应时间一般会在1分钟之内,若超过1分钟,则电极便需要进行必要的维护保养处理;如果响应时间超过5分钟,则pH电极很可能已经损坏,需更换新电极。
作者:何持平(浙江金华市自来水公司检测中心)

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