分析儀表基礎(chǔ)課件

2012年6月7日分析儀表基礎(chǔ)主要內(nèi)容：分析儀器的概念電廠化學(xué)儀表分類分析儀表的組成電力系統(tǒng)常見的分析儀表基本術(shù)語部分分析儀表概述一、分析儀器的概念化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)組成的分子、原子或原子團(tuán)分子、原子、原子團(tuán)的含量排列或組合方式物理特性固體和液體的含水量、氣體的濕度物質(zhì)的密度、黏度、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)閃點(diǎn)測量物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及某些物理特性的儀表。氣相色譜、液相色譜、X射線水分計(jì)、濕度計(jì)、密度計(jì)、黏度計(jì)、閃點(diǎn)計(jì)三、分析儀表的組成分析部分（傳感器）試樣信號處理部分（變送器）顯示部分（指示表和記錄儀）在線分析儀表中輔助裝置：取樣裝置、預(yù)處理裝置、恒溫控制器四、電力系統(tǒng)常見的分析儀表實(shí)驗(yàn)室型分析儀表電導(dǎo)率儀pH酸度計(jì)pNa計(jì)濁度儀實(shí)驗(yàn)室型分析儀表在線自動分析儀表鈉表濁度儀五、基本術(shù)語參比電極：電位具有穩(wěn)定性和重現(xiàn)性的電極?？梢杂盟鳛榛鶞?zhǔn)來測量其他電極的電位。參比電極填充液瓶：為參比電極提供穩(wěn)定流速的填充液，以獲得最大的穩(wěn)定性。pH電極：

pH電極又稱pH探頭，是pH計(jì)上與被測物質(zhì)接觸的部分，用來測電極電位的裝置。鈉電極：感應(yīng)水中鈉離子，并根據(jù)鈉離子的濃度將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電位。電導(dǎo)電極：測量水樣由所有溶解類離子所貢獻(xiàn)的電導(dǎo)率。溫度電極：測量樣品的溫度，并提供給微處理器以進(jìn)行自動溫度補(bǔ)償。準(zhǔn)確測量pH值的意義發(fā)電機(jī)組水汽系統(tǒng)對水質(zhì)的純度要求很高，一般不允許添加一般的緩蝕劑，主要靠加氨調(diào)節(jié)水的pH值，輔助加少量的除氧劑（如聯(lián)氨）或氧（加氧處理），以達(dá)到防止水汽系統(tǒng)金屬腐蝕的目的。為了同時防止水汽系統(tǒng)鋼和銅的腐蝕，一般要求將水的pH值控制在嚴(yán)格的范圍內(nèi)，否則將發(fā)生腐蝕。而嚴(yán)格控制pH值的前提是準(zhǔn)確的測量水的pH值。pH值測量原理pH參比極結(jié)構(gòu)銀絲AgCl棉花玻璃管銀離子捕捉阱隔膜沒有AgCl、Ag2S沉淀不含銀離子的電解液因無法單獨(dú)測量玻璃電極的電勢，因此還需另一支電極即參比電極。這支電極的電勢必須與被測樣品溶液的性質(zhì)無關(guān)。電極的外殼是玻璃管，里面套一根小玻璃管，其頂部伸出電極引線，引線的下端浸沒在汞中，汞的下端有糊狀甘汞，汞和甘汞用棉花堵住，只有離子才能通過，而汞和甘汞不會漏失，小管和大管之間充滿KCl溶液，末端用多孔陶瓷滲入到溶液中，實(shí)現(xiàn)電極引線與溶液間的電導(dǎo)通。E=EO+2.3（RT∕nF）logaCl-；Cl-很大且穩(wěn)定，因此E就恒定pH測量極結(jié)構(gòu)pH玻璃膜電極：SiO2基質(zhì)中加入Na2O、Li2O和CaO燒結(jié)而成的特殊玻璃膜。

內(nèi)充0.1mol/LHCl溶液，敏感膜厚度約為0.10mm。

再插入一根AgCl-Ag電極作內(nèi)參比電極。

水浸泡后，表面的Na+與水中的H+交換，表面形成水合硅膠層。pH電極的理論核心—能斯特方程pH電極的理論核心—能斯特方程

E=EO+2.3（RT∕nF）logaH+pH=-logaH+斜率S=2.3（RT∕nF）E:點(diǎn)擊對測得的電位，（mV）EO：氫濃度為C的電位，（mV）R：理想氣體常數(shù)T：水樣的絕對溫度值，Kn：被測離子的價態(tài)（離氫子為+1價）F：法拉第常數(shù)Ag2S例子：在25℃計(jì)算斜率S=2.303X8.314X298/96493=59.16mV/pHpH/ORP測量系統(tǒng)包括變送器電纜線護(hù)套pH復(fù)合電極電導(dǎo)率測量的意義連續(xù)測量水汽系統(tǒng)水、汽中的有害雜質(zhì)，是保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要手段之一。氫電導(dǎo)率測量是被測水樣經(jīng)過氫型陽離子交換樹脂，將陽離子去除，水樣中僅留下陰離子（如Cl-，SO42-，PO43-，NO3-，HCO32-和F-）和相應(yīng)的氫離子。而水中的氫氧根離子則與離子中和消耗掉，不在電導(dǎo)中反應(yīng)。電導(dǎo)率測量的意義因此測量氫電導(dǎo)率可以直接反應(yīng)水中雜質(zhì)陰離子的重量，假設(shè)某種離子占主導(dǎo)，則可以從氫電導(dǎo)率估算這種離子最大濃度。氫電導(dǎo)率是最重要的水汽檢測項(xiàng)目。一般情況下，只要水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率控制好，多數(shù)腐蝕結(jié)垢問題就可以避免。電導(dǎo)測量原理根據(jù)歐姆定律，在水溫一定的情況下，水的電阻值R與電極的垂直截面積A成反比，與電極間的距離L成反比，如下式：R=ρ·L∕A其中ρ電阻率，或稱比電阻。電阻的單位為歐姆（Ω）；電阻率的國際制單位為歐米（Ω·m）。如果電極的截面積A做成1cm2，兩電極間的距離L為1cm，那么電阻值就等于電阻。電導(dǎo)測量原理電導(dǎo)率/電阻率探頭的種類電極探頭測量中高電導(dǎo)率介質(zhì)，例如相分離過程電導(dǎo)率/電阻率探頭的種類電感式電導(dǎo)探頭測量高電導(dǎo)率介質(zhì)，例如濃度檢測電纜接頭O-型圈驅(qū)動電極1驅(qū)動電極2緊固螺母測量電極電極電導(dǎo)探頭結(jié)構(gòu)測量水汽系統(tǒng)鈉的意義在線鈉表用于測量凝結(jié)水和飽和蒸汽，與氫電導(dǎo)率測量相比，具有相應(yīng)速度快，信號反應(yīng)靈敏的優(yōu)點(diǎn)（氫交換柱有一定的稀釋和延緩作用）?？梢约皶r發(fā)現(xiàn)凝汽器泄漏、經(jīng)處理系統(tǒng)漏鈉和蒸汽品質(zhì)惡化的情況，對減少水汽系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢和蒸汽系統(tǒng)積鹽有重要意義。鈉表的測量原理鈉離子分析儀是采用鈉離子選擇性玻璃電極進(jìn)行測量的。鈉電極對水樣中的鈉離子有敏感性選擇作用，鈉離子在玻璃電極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成電壓，變送器根據(jù)能斯特方程將電壓信號轉(zhuǎn)換成鈉離子的濃度.鈉表的測量原理斯特方程E=EO+2.3（RT∕nF）Log（C∕CIso）E:點(diǎn)擊對測得的電位，（mV）EO：鈉濃度為CIso的電位，（mV）R：理想氣體常數(shù)T：水樣的絕對溫度值，Kn：被測離子的價態(tài)（鈉離子為+1價）F：法拉第常數(shù)C：鈉離子的有效濃度（即離子活度）CIso：電極對的電位差測定與溫度無關(guān)時的水樣的鈉離子濃度（活度）鈉表的測量原理上面的方程說明，測量的電位值與溫度和被測離子的濃度有關(guān)，為了消除溫度波動所引起的測量誤差，鈉表不斷從溫度電極獲得的數(shù)據(jù)修正溫度補(bǔ)償；為消除銨離子和氫離子對鈉離子的影響，需要將樣水的pH值調(diào)高?？刹捎孟驑铀屑蛹兊亩惐氛羝姆椒ㄕ{(diào)節(jié)pH值，采用此方法可使pH值恒定且不會產(chǎn)生干擾離子。鈉表的測量原理在線鈉表的結(jié)構(gòu)濁度的概念

濁度，指水中顆粒大小不等的不溶性物質(zhì)對光透過時所產(chǎn)生的阻礙程度，即通過水樣的部分光線被吸收或被散射，而非直接穿透，濁度表示水樣的光學(xué)性質(zhì)。濁度≠色度

色度，由水中的溶解性物質(zhì)引起的顏色。

濁度單位：NTU濁度的概念濁度與溶液中懸浮固體有關(guān)，但不是對其直接測量。濁度測量的是樣品散射光的量。對低濁度樣品的測量需要一定的技術(shù)與清潔要求。濁度測量的意義表征水的清澈度表征水中的懸浮固體的濃度水質(zhì)的重要