pH自清洗系统的解决方案

2产品技术概述

工作原理

pH计是基于能斯特（Nernst）方程式的原理。PH被定义为氢离子浓度的负对数。

水在化学上是中性的，某些水分子自发地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中，氢离子H+和氢氧根离子OH-的浓度都是10-7mol/l，pH值是氢离子浓度以10为底的对数的负数：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有过量的氢离子，则pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氢氧根离子过量，则溶液呈碱性。

pH计通常用电位法测量，通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。pH计由玻璃电极和变送器构成一个测量系统。玻璃电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头，它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成，具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当PH计玻璃探头和氢离子接触时，就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。pH值不同，对应产生的电位也不一样，通过变送器将其转换成标准4～20mA输出。

pH电极CPS91D -* BT*的主要技术参数：

变送器CPM153的主要技术参数：

可伸缩式支架CPA471的主要技术参数：

3全自动测量清洗系统

整个测量系统由自清洗装置CPC30（内含变送器CPM153，控制器CPG30，注射器CYR10），传感器CPS91D，传感器电缆CYK10，可伸缩支架CPA471四部分组成，如下图所示：

另外由E+H配套pH电极、电缆、气动可伸缩支架及仪表控制箱

全自动测量清洗系统的功能实现：

清洗分为手动清洗及自动清洗：1、手动清洗由面板按钮人为发出 2、自动清洗由CPM153根据测量状态自动发出。PLC接收到发出清洗命令后，驱动清洗电磁阀，抽出电极，位置反馈收到后，打开清洗电磁阀，待清洗按钮切换到停止清洗位置或接收到CPM153停止清洗命令后关闭清洗电磁阀，然后PLC驱动测量电磁阀，将电极送入测量腔。

系统构成图及原理如下图：

可伸缩支架CPA471：

自动伸缩支架工作状态：

1. 工作状态：电极暴漏在介质中正常测量

2. 自动清洗状态：气动阀使电极内缩，进入清洗空间，外部清洗液流入，清洗电极

系统组成详解：

1：可伸缩式支架CPA471

2：变送器CPM153

3：控制器CPG30

4：电源，供给变送器CPM153

5：电源/控制线

6：多路不锈钢管线（气源）

7：注射器CYR10

8：冲洗模块CPR40（可选）

A：信息及控制信号：支架位置，程序状态

B：锁定输入，六路继电器，两路4…20mA电流输出

用户提供：

9：额外的阀（可选）

10：清洗液（可选）

11：电气线

12：压缩空气

13：液体/清洗液混合物（可选）

4对接方式（水路，气路和电路）

水路（与注射器CYR10相关）：

用户提供带压水源，水压为2…12bar，连接方式为? 16 (G 3/8)

可伸缩式支架CPA471

过程连接: NPT1″ 外螺纹（与用户的罐子对接）

清洗连接: 螺纹 G 1/4”内螺纹（需要配转接头：一头为G1/4”外螺纹，一头为?16宝塔接头，与注射器CYR10对接）

每个支架需要配两个转接头，其订货号：71107973

气路（与控制器CPG30相关）：

气源压力：0.4~0.6MPa，气源管线直径为10mm

电路：

电气接线图：

与变送器CPM153相关（电源和信号）

四个Gland M20（包含220V供电，4-20mA HART输出）

CPC30自动测量清洗系统需要一组单独220V AC供电，供给CPM153，CPG30由CPM153供电。需要用户考虑仪表箱电加热及伴热管线的供电（若有此需要的话）。

5 系统解析图

6仪表箱箱体信息

pH 计在线分析仪要求配套保护箱，防护等级IP54。箱体材质为304 不锈钢厚度为1.5mm；

尺寸为左右长800mm，上下高800mm，前后厚400mm

第三方仪表箱设计图如下：

仪表箱的开孔描述如下：

气路：气源进口，用户所供气源的压力为4到6bar，气源管线直径为10mm

气源出口，到CPA471支架，Multihose gland 直径大约为29mm，（注：Multihose内含4根气管，每根直径4mm）

水路：水路进口，一路清水，直径为16mm

一路清洗液，直径为12mm

水路出口，直径为16mm

电路：仪表需要一路供电输入，一路信号输出，一路pH电极的连接电缆，这里预留6个M20 x 1.5的glands

来源：与时俱进水秀山明