Технология работы рН-метра со стеклянным электродом

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Восточно-Сибирский государственный технологический университет

Кафедра автоматизации и электрооборудований промышленных предприятий

Курсовой проект

По учебной дисциплине «Автоматизация измерений контроля и испытаний»

Выполнил: ст-т гр.2124

Луданова Е.Д.

Улан-Удэ, 2008

1. Описание вторичного прибора

 

1.1 Основные характеристики

 

1.1.1Назначение изделия

рН-метр со стеклянным электродом предназначен для измерения показателя активности ионов водорода (pH), температуры водных растворов и электродвижущей силы (ЭДС).

Область применения pH-метра − на предприятиях теплоэнергетики, химической, металлургической, фармацевтической промышленности и для использования в сельском хозяйстве, в биологии и других отраслях промышленности.

1.1.2 Принцип работы рН-метра

В основу работы рН-метра положен потенциометрический метод измерения рН контролируемого раствора.

Электродная система при погружении в контролируемый раствор развивает ЭДС, линейно зависящую от значения рН. Сигнал (ЭДС) с электродной системы и сигнал с датчика температуры подаются на блок преобразовательный, в котором сигналы усиливаются, пре-образуются в цифровую форму.

Измеренное значение ЭДС электродной системы в рН-метре пересчитывается в значение рН с учетом температуры анализируемого раствора, т.е. выполняется автоматическая термокомпенсация, которая компенсирует только изменение ЭДС электродной системы.

1.1.3 Основные параметры

По устойчивости к климатическим воздействиям pH-метр имеет группу исполнения В4 по ГОСТ 12997-84.

По устойчивости к механическим воздействиям pH-метр имеет исполнение L1 по ГОСТ 12997-84.

По защищенности от воздействия окружающей среды pH-метр (за исключением электродов) имеет исполнение IP65 по ГОСТ 14254-96.

По устойчивости к воздействию атмосферного давления pH-метр имеет исполнение Р1 по ГОСТ 12997-84 атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.

Рабочие условия эксплуатации:

температура окружающего воздуха, ⁰С. от плюс 5 до плюс 50;

относительная влажность окружающего воздуха при температуре +35 ⁰С и более низких температурах без конденсации влаги, %, не более 80;

атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) от 84,0 до 106,7 (от 630 до 800).

Условия применения pH-метра:

Параметры	Условия работы pH-метра
	Нормальные	Рабочие	Предельные (ГОСТ 24314-80)
Температура окружающего воздуха, °C	+20 ± 2	от +5 до +40	от 0 до +60
Температура контролируемой среды, °C	+25 ± 2	от +5 до +50	от +1 до +65
Давление контролируемой среды, МПа (кгс/см2)	 0,025 (0,25)	 0,025 (0,25)	 0,025 (0,25)
Расход контролируемой среды, литров в час	25 ± 5	от 5 до 40 (для растворов с удельной электрической проводимостью (в дальнейшем УЭП) меньше 5 мкСм/см - от 10 до 40 литров в час)	от 1 до 50
Концентрация нерастворимых примесей в контролируемой среде, мг/л	 0,5	 5,0	 5,0
Концентрация нефтепродуктов в контролируемой среде, мг/л	 0,3	 3,0	 3,0

Электрическое питание pH-метра осуществляется от автономного источника постоянного тока напряжением от 2,2 до 3,4 В − от двух щелочных гальванических элементов типа АА либо от двух металлогидридных аккумуляторов типа АА.

Потребляемая мощность при номинальном напряжении питания

3,0 В, мВт, не более:

- без подсветки индикатора 20;

- с подсветкой индикатора 300.

Условия транспортирования в транспортной таре по ГОСТ 12997-84:

- температура, ⁰С от минус 5 до плюс 50;

- относительная влажность воздуха при 35 ⁰С, % 95;

- синусоидальная вибрация с частотой 5-35 Гц, амплитудой смещения 0,35 мм в направлении, обозначенном на упаковке манипуляционным знаком

«Верх, не кантовать».

Требования к надежности

- средняя наработка на отказ (за исключением электродов), ч, не менее20000;

- среднее время восстановления работоспособности, ч, не более 2;

- средний срок службы pH-метров, лет, не менее 10.

Степень защиты блока преобразовательного, обеспечиваемая оболочкой IP65, соответствует ГОСТ 14254-96.

Диапазон измерения показателя активности ионов водорода (рН) pH-метра при температуре анализируемой среды (25,0±0,2) ⁰С, рНот 0,000 до 12,000.

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности pH-метра при измерении рН при температуре анализируемой среды (25,0±0,2) ⁰С и температуре окружающего воздуха (20±5) ⁰С, рН ±0,050.

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности pH-метра ±0,100.

Диапазон измерения рН-метра при измерении температуры анализируемой среды, ⁰С от 0,0 до + 70,0.

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности рН-метра при измерении температуры анализируемой среды при температуре окружающего воздуха (20±5) ⁰С, 0,3.

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности рН-метра при измерении температуры анализируемой среды, вызванной изменением температуры окружающего воздуха на каждые ±10 ⁰С от нормальной (20±5) ⁰С в пределах рабочего диапазона температур от + 5 до + 50 ⁰С,

Диапазон измерения преобразователя при измерении ЭДС, мВ от - 1000,0 до + 1000,0.

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразователя при измерении ЭДС при температуре окружающего воздуха (20±5) ⁰С, мВ ±0,5.

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя при измерении ЭДС, вызванной изменением температуры окружающего воздуха, на каждые ±10 ⁰С от нормальной (20±5) ⁰С в пределах рабочего диапазона температур от плюс 5 до плюс 50 ⁰С, мВ ±0,3.

Диапазон измерения преобразователя при измерении рН, рН от 0,000 до 15,000.

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразователя при измерении рН при температуре окружающего воздуха (20±5) С, рН ±0,020.

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя при измерении рН, вызванной изменением температуры анализируемой среды в диапазоне от 0 до плюс 70 ⁰С (погрешность температурной компенсации преобразователя), рН ±0,020.

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя при измерении рН, вызванной изменением температуры окружающего воздуха, на каждые ±10 ⁰С от нормальной (205) ⁰С в пределах рабочего диапазона температур от плюс 5 до плюс 50 ⁰С, рН ±0,005.

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразователя при измерении ЭДС, вызванной влиянием сопротивления в цепи измерительного электрода на каждые 500 МОм в диапазоне изменения от 0 до 1000 МОм, мВ ±0,2.

Время установления выходных сигналов (показаний) преобразователя, с, не более 10.

Время установления выходных сигналов (показаний) pH-метра, мин, не более 10.

При подключении к персональному компьютеру (ПК) через порт USB pH-метр осуществляет обмен информацией с ПК.