Файл: Смирнов, Д. Н. Автоматическое регулирование процессов очистки сточных и природных вод.pdf

ного электрода применяется контактный электрод (сере­ бряная проволока), обладающий постоянным потенциа­ лом Ек. Электрический контакт с контролируемой жид­ костью достигается с помощью вспомогательного элект­ рода с постоянной э. д. с. £ с р а в п - Уравнение (1) после подстановки в него числовых значений и перехода к де­ сятичным логарифмам и температуре в °С применитель­ но к стеклянному электроду приобретает вид:

вспомогательные электроды выпускают двух типов: за­ полненный ЭВП-08, работающий в интервале темпера­ тур от 0 до 100° С, и проточный С-15.684.0,5, работающий в более узком диапазоне — от 5 до 60° С.

Проточный электрод помещают в сосуд с насыщен­

вытекает через зазоры между прокладками, обеспечивая непрерывное обновление границы раздела сред.

В заполненном электроде объем раствора хлористо­ го калия практически постоянен. Контакт с измеряемой средой достигается с помощью полупроницаемой пробки либо через поверхности резиновых перегородок-мембран, вкладываемых внутрь трубки. Серебряная проволока, погруженная в раствор, помещается в верхней части трубки и соединяется с выводным проводом.

В соответствии с уравнением (2) величина э. д. с , развиваемая электродной системой, составляет при сред-

9

них температурах около 58 мв на единицу рН. Измере­ ние такой э.д.с. не представляло бы трудностей для обычных промышленных потенциометров, если бы цепь стеклянного электрода (стеклянная мембрана) не об-

в — непроточный вспомогательный типа 5268: / — резиновые мембраны; 2— кри­

ладала чрезвычайно высоким сопротивлением, достига­

Схемы современных автоматических рН-метров стро­ ятся на принципе компенсации измеряемой э. д. с. Оте­ чественные рН-метры чаще базируются на схемах ста­ тической компенсации. Усилители электронных блоков рН-метров имеют, как правило, весьма высокий коэффи­ циент усиления и работают поэтому на переменном то­ ке. Постоянное напряжение электродной системы прё-

10

образуется в переменное вибропреобразователями или динамическими конденсаторами. Входное сопротивление приборов с динамическим конденсатором достигает

10м —101 6 ом.

На очистных сооружениях наибольшее распростране­ ние получили рН-метры типа рН-261 (рис. 3) (или ста* рая модификация ПВУ-5256), выпускаемые Гомельским заводом измерительных приборов. В комплект рН-метра входят датчик и высокоомный преобразователь с ука­ зывающим прибором.

Электродная система датчика состоит из стеклянного и вспомогательного хлорсеребряного электродов. Стек­ лянные электроды типа ЭСП различных модификаций предназначены для измерения значений рН от 1 до 14 при колебаниях температуры от —5 до +150° С. Арма­ тура датчиков обеспечивает закрепление электродов на технологических агрегатах и магистралях, защиту от ме­ ханических и электрических воздействий, осуществляет контакт электродов с контролируемой жидкостью и пе­ редачу сигнала на измерительный прибор.

Гомельский завод измерительных приборов постав­ ляет датчики двух основных типов: погружной ДПг-4М, проточный ДМ-5М (он же магистральный). На очист­ ных сооружениях чаще всего применяют погружные дат­ чики, так как они в меньшей степени подвержены засо-

11

рению содержащимися в стоках взвешенными вещест­ вами и волокнистыми включениями. Погружные датчики

липропилен) .

Все перечисленные датчики предназначены для рабо­

рез штуцер с сосудом вспомогательного электрода, под­ держивает в сосуде необходимый избыточный напор, обеспечивающий проток раствора хлористого калия че­ рез электролитический ключ, при возможных колебани­ ях давления измеряемой среды.

В настоящее время разработана конструкция датчи­ ка для работы в пленко- и осадкообразующих средах, часто встречающихся в практике очистки промышлен­ ных сточных вод. Мембрана стеклянного электрода та­ кого датчика имеет цилиндрическую форму. В датчике предусмотрено устройство, очищающее поверхность ци­ линдрической стеклянной мембраны с помощью резино­ вого кольца, совершающего возвратно-поступательное движение. Такую конструкцию имеют проточный дат­ чик ДМО-01 (с пневматическим приводом механизма щеток) рН-метра и погружной датчик ЭЧПг-2 (с элек­ трическим приводом механизма щеток) прибора СХ-1. Эти датчики выпускаются Гомельским заводом измери­ тельных приборов.

Электродвижущую силу электродных систем измеря­ ют высокоомным преобразователем рН-261, изготовля­ емым тем же заводом, или выпускавшимся ранее прибо­ ром ПВУ-5256. Действие этих приборов основано на принципе статической компенсации измеряемого сигна­ ла. Преобразователь рН-261 рассчитан на работу с дат­ чиками всех перечисленных типов. Показания прибора при колебаниях температуры измеряемой среды корректи­ руются автоматическим или ручным термокомпенсато­ ром, поставляемым в комплекте рН-метра. Прибор рН261 изготовляется во взрывобезопасном исполнении.

Преобразователь снабжается набором сменных шкалвставок с диапазонами измерения величин рН, равных

12

потенциометры типов ЭПД, ЭПП, КСП-4 и др. Выход­ ные параметры прибора рН-261: по току 0—5 ма, по на­ пряжению от 0 до 20—50 мв (при любом диапазоне из­ мерения рН) . Основная допустимая погрешность прибо­ ра по выходному напряжению не превышает ± 1 % верх­ него предела на любом диапазоне измерения.

Рассмотренные выше датчики для измерения вели­ чины рН могут работать в комплекте с измерительным, регистрирующим и регулирующим прибором ЭППВ-28. Применяются также рН-метры, в которых в качестве из­ мерительного элемента используются металлооксидные электроды. Наибольшее распространение получил сурь­ мяный электрод. Его применение возможно в тех случа­ ях, когда стеклянному электроду противопоказан состав контролируемых вод (например, при наличии в измеря­ емой среде соединений фтора в количестве более 30 мг/л или сильноабразивных частиц). Электронный ав­ томатический рН-метр типа ПМ-С работает на базе сурь­ мяного электрода.

Почти во всех конструкциях промышленных рН-мет- ров, выпускаемых в нашей стране, а также за рубежом, предусматривается возможность автоматической ком­ пенсации влияния на показания прибора изменений тем­ пературы контролируемой жидкости. Поправки на тем­ пературу вносятся в схему рН-метров термометрами сопротивления или полупроводниковыми элементами, по­ гружаемыми в измерительную среду рядом с электродами. С точки зрения надежности рН-метра и удобства его обслуживания наличие дополнительных деталей в дат­ чике, соединительных линий и цепи в измерительной схеме преобразователя нежелательно. Поэтому при кон­ троле растворов, у которых величина рН близка к изопотенциальной точке используемой электродной систе­ мы, а также в случае незначительных или медленных изменений температуры автоматическую компенсацию применять не следует. В системах контроля процессов очистки сточных вод, когда с помощью рН-метра опре­ деляется весовое содержание кислоты или щелочи в ра­ створе, автоматическая температурная компенсация не нужна.

Промышленные рН-метры рассматриваются как од-

13