電磁式硫酸濺震計

測量原理 以前色金屬冶煉廠(chǎng)如鉛、銅、鋅等焙 燒裝置所產(chǎn)生的含SO 的煙氣不 做任何處理，直接排人大氣：現在隨著(zhù) 對環(huán)保的日益加強，冶煉廠(chǎng)排出的煙氣 必須進(jìn)行脫硫，避免S0 2排放到大氣中。 近年來(lái)，隨著(zhù)冶煉工藝的發(fā)展，含S0 2 的煙氣能被處理生成硫酸。硫酸的濃 度對產(chǎn)品酸的質(zhì)量、干燥塔的干燥質(zhì) 量、風(fēng)機和轉化器的煙氣含水量等都有 影響。所以，硫酸濃度的檢測和控制十 分重要。

概述 硫酸濃度測量主要有振動(dòng)法、Y射 線(xiàn)、超聲波、電導率等方法，前3種測量 方法均為密度的測量，成本高、安裝較 為復雜。目前主要以電導率法為主，它 又分為電極式和無(wú)電極式(即電磁式)。 電極式在測量腐蝕性強和高電導率的溶 液時(shí)易被極化，而且由于電極易結垢使 電極常數改變，這樣，測量的準確性將 大大降低，甚至無(wú)法測量：電磁式為非 接觸式測量，徹底解決了電極的極化和 電極常數改變對測量的影響，尤其是測 量腐蝕性強和高電導率的溶液時(shí)，特點(diǎn) 更加突出。 二濃度／電導率特性鰱線(xiàn) 屈增鵬 關(guān)鍵溺 電磁感應 電導率影響因素 標定維護 屈增鵬先生 天華華工機械及自動(dòng)化研究設計院 工業(yè)儀表研究所工程師。

三硫酸濃度的測 原理 酸、堿、鹽的水溶液濃度，由圖1濃 度／電導率特性曲線(xiàn)可見(jiàn)，溶液的濃度 電導法測量液體濃度是基于法拉第 與電導率有對應關(guān)系。在低濃度時(shí)，濃 電磁感應原理，通過(guò)直接測量溶液的電 度增加，電導率增加較大 隨著(zhù)濃度的 導率而間接得到溶液的濃度值，測量原 增加，電導率不僅不隨濃度增加而增加 理如圖2所示。 反而還會(huì )降低，甚至 出現拐點(diǎn)，即出現同 一個(gè)電導率值對應兩 個(gè)不同濃度值。由于 拐點(diǎn)附近變化較為平 緩，分辨力低，因此在 實(shí)際測量時(shí)應盡量避

T1 T2 圖2 電磁式硫酸濃度計測量原理 開(kāi)拐點(diǎn)及其附近的區域，測量范圍必須 分段設置。根據硫酸濃度／電導率特性 曲線(xiàn)可以看出有3個(gè)拐點(diǎn)，分別為30％、 84％、92％。 在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要測量各種 圖1濃 耍／電導率特性覷繞 lA V oI．9 N o ．11 1 1 ·2005 當主線(xiàn)圈T1的輸入一交流電壓c 時(shí)，副回路c2中(由被測介質(zhì)構成)會(huì )產(chǎn) 生感應電流i。由于感應電流i的作用， 在檢測線(xiàn)圈T z繞組中就有感應電動(dòng)勢 c。產(chǎn)生。將傳感器置于溶液中，溶液通 過(guò)中心孔形成電介質(zhì)溶液回路，溶液回 路等效電阻Re=C／K，(C為電極常數，K 為溶液的電導率)，溶液回路感應電流i 的大小，由溶液等效電阻Re，也就是溶 液電導率K決定。這樣，在檢測線(xiàn)圈T z 繞組中產(chǎn)生的電動(dòng)勢C 3將隨電導率 的變化而變化，通過(guò)理論計算，該值與 溶液的濃度／溫度存在一定的對應關(guān)系。

硫酸濃度的影晌因素 溶液的電導率與測量介質(zhì)的溫度、 濃度有關(guān)。濃度不變，溫度不同電導率 也不同，溫度對電導率影響很大：另外 如液體流速太快會(huì )磨損電極影響測量 溶液中的氣體或氣泡，會(huì )干擾測量。轉速計| 水份計| 水份儀| 分析儀| 溶氧計| 電導度計| PH計| 酸堿計| 糖度計| 鹽度計| 酸堿度計| 電導計| 水分測定儀|

愛(ài)與毫導軍 關(guān)糸 (1)電導率的表示方法：溶液不同 導電能力也不同，當電流通過(guò)溶液時(shí)， 溶液的電阻可用歐姆定律計算：R=pL／ A ， 其中p為電阻率 L／A為電極常數。 電阻率不常用，常用電阻率的倒數即電 導率(K)來(lái)表示溶液的導電能力，電導 率的單位為S／cm。 (2)溶液濃度與電導率的關(guān)系：如 圖1所示，溶液的電導率與溶液的濃度 有關(guān)。當溶液濃度很低時(shí)，電導率與濃 度的關(guān)系近似線(xiàn)性：但在濃度較高時(shí)， 電導率與濃度之間出現了非線(xiàn)性和雙值 關(guān)系。電導率和溶液濃度之間的關(guān)系比 較復雜，目前尚不能精確計算，通常通 過(guò)實(shí)驗來(lái)測定各種不同濃度溶液的電導 率。在溶液電導率與濃度之間不是單值 關(guān)系時(shí)，應限定儀表測量范圍。 溶液濃度不變，溫度不同電導率不 同，溫度升高，電導率增大，溫度降低， 電導率減小。電導率與溫度的關(guān)系可表 示為：Kt=Kt。[1+0【(t-t。)】，其中0【為溶 液的溫度系數，0【用％／。C表示。它不 受溫度變化的影響，只與溶液的類(lèi)型和 濃度有關(guān)。如酸類(lèi)溶液平均為(1．0— 1． 6)％／。C：堿類(lèi)溶液為(1．8～2．2)％／ 。C：鹽類(lèi)溶液為(2．2—3．0)％／。C：中性 類(lèi)溶液為2．0％／。C。溶液的溫度系數可 從下式中求得，0【=(Kt—Kto)／(t-to)× (1 O0／Kto)，硫酸溶液的溫度系數計算 為1．65％�？梢�(jiàn)，溫度對電導率影響很

大。 圍與電極形狀有關(guān)，如果改變了磁力線(xiàn) 作用范圍內的溶液的體積，將會(huì )改變電 極常數。用電極間距離和電極面積之比 來(lái)計算的電極常數只是理論值，在實(shí)際 使用時(shí)應標定。例如將電極放在金屬管 道、非金屬管道和敞開(kāi)容器中，電極常 數是不一樣的，它與電極和周?chē)�管�?(即指反應釜)之間距離有關(guān)。 ‘ 氣體年f]氣泡對溶液電導辜的影i螞 在溶液中如果溶解了某些氣體，將 會(huì )使溶液的電導率增加，干擾溶液的濃 度測量，引起測量誤差。如果測量溶液 中有氣泡，氣泡附著(zhù)在電極表面使電極 和溶液隔絕，所測量溶液的電導率減 小，使測量值來(lái)回波動(dòng)，無(wú)法正常測量。 所以在測量過(guò)程中一定要注意溶液中是 否有氣泡或氣體存在，如有一定要消 除．以免影響測量。 對于流通式檢測方式，如果溶液中 含有固體顆粒，且流速太快，對電極的 磨損很大，不僅會(huì )改變電極的電極常 數，還會(huì )磨損電極，造成泄漏，損壞線(xiàn) 圈，使儀表無(wú)法測量。樣品的流速最好 控制在3～1 1 L／min。

五注意的問(wèn)題 對于電磁式硫酸濃度分析儀來(lái)說(shuō)， 只要選項、設置、維護得當，一般均能 滿(mǎn)足工藝的測量要求。硫酸濃度分析儀 使用不好的主要問(wèn)題在于：使用維護不 正確：電極泄露造成線(xiàn)圈損壞：溫度補 償不正常：電極污染等。

曰常維護 3．電極常數的影晌 儀表的El常維護主要包括定期對電 在測量時(shí)，測量電極的兩極之間會(huì ) 極進(jìn)行清洗、校驗。每月應對電極進(jìn)行 形成一個(gè)電場(chǎng)，溶液中磁力線(xiàn)的分布范 清洗，如果電極上附著(zhù)有雜物，會(huì )引起 測量誤差。清洗時(shí)應小心，不要用硬刷 子刷洗，以免磨損電極。將電極放入清 水中漂洗，如污染物不能洗去，用軟布 或棉布小心擦洗。2～3個(gè)月應重新校驗 一次零點(diǎn)和電極常數。在使用中如發(fā)現 電極泄露，就必須更換電極。

2 鎂表露毫 儀表的標定一般采用配樣標定或現 場(chǎng)取樣標定。 (1)配樣標定法：一般采用兩點(diǎn)標 定，即零點(diǎn)標定和電極常數標定。零點(diǎn) 標定可將電極取出，清洗干凈后置于空 氣中即可。電極常數標定可采用配置固 定濃度的樣品來(lái)對比。 (2)現場(chǎng)取樣標定(Winker法)：在 實(shí)際使用中，多采用該方法對分析儀進(jìn) 行現場(chǎng)標定。使用該方法時(shí)存在兩種情 況：取樣時(shí)儀表讀數為M1�；�驗分析值 為A，對儀表進(jìn)行標定時(shí)仍為M1，這時(shí) 只須調整儀表讀數等于A(yíng)即可：取樣時(shí) 儀表讀數為M1，化驗分析值為A，對儀 表進(jìn)行標定時(shí)儀表讀數變?yōu)镸2，這時(shí)就 不能調整儀表讀數等于A(yíng)，而應將儀表 讀數調整為(A*M2／M1)。

使用中應注意以下問(wèn)題：電極和轉 換器之間的距離應盡可能的近，連接電 纜的分布電容可導致電導率讀數偏低， 兩者之間的距離最大為1 5m：溶液濃度 不同溫度補償系數(0【)也不同，為準確 測量應實(shí)際計算該系數：由于溫度對電 導率的測量影響很大，在實(shí)際標定和測 量時(shí)需較長(cháng)時(shí)間，以使溫度傳感器達到 平衡：當更換新電極時(shí)，先要在空氣中 進(jìn)行零點(diǎn)校準： 當電極被污染或磨損， 就必須進(jìn)行電極常數校準：對于不同的 安裝方式，實(shí)際電極常數與理論值不同， 使用前應校準：對于流通式測量方式， 要求流速為3～1 1 L／min。