Вимірювання рН розчинів

4) додаткового виходу за напругою 10 В для навантажень з опором 2 кОм і більше. Примітка. При випуску з виробництва верхні межі вихідного сигналу постійного струму і напруги встановлюються рівними 5 мА і 100 мВ відповідно.

 

 

Структурна схема стенду для вимірювання рН наведена на рисунку 8.

До перетворювача П-210 приєднується імітатор електродної системи, на якому імітується значення ЕРС – різниця потенціалів на електродах, а також температура розчину.

 

 

 

 

Нижні межі вимірювань і нормуючі значення перетворювачів наведені в табл. 1. Нормуюче значення ХN в одиницях показів цифрового табло рН, рХ, мВ приймають рівними різниці між кінцевим і початковим значенням шкали (діапазону вимірювань).

Нормуюче значення ХN в одиницях вимірювань інформативного параметра вхідного сигналу приймають рівним різниці значень інформативного параметра вихідного сигналу, відповідних максимальному (5 мА; 20 мА; 100 або 50 мВ, 10 В) і нульового значення вихідного сигналу.

 

 

Номінальна статична характеристика перетворювача визначається рівнянням:

Y = ,

де у – інформативний параметр вихідного сигналу (струм або напруга постійного струму) мА, мВ або В, відповідно;

 

 

Значення Еn, Ео і St, реалізовані в перетворювачі, наведено в табл. 2. 

 

 

 

4. Межі приведеної основної похибки і класи точності по цифровому табло і вихідним сигналам постійного струму і напруги відповідають значенням, наведеним в табл. 3.

 

 

Примітка. Межа допустимого значення зведеної основної похибки по вихідному сигналу 10 В-4, 0%.

 

 

 

 

Сигнальна сполучна лінія між блоком іскрозахисту (контакти 6-7) і вхідним підсилювачем (контакти 1-4) повинна мати опір не більше 100 Ом/км. 15. Кабельні вводи сполучної лінії від вхідного підсилювача до блоку іскрозахисту перетворювача П-210І при наявності зовнішніх механічних впливів на кабель повинні бути виконані так, щоб розтягуюче зусилля і скручування не передавалися на проведення й жили кабелю в місці з'єднання з роз'ємами блоків. 16. При роботі перетворювача в умовах підвищених вібрацій, які мають місце, наприклад, на енергоустановках, довжину кабелю між чутливим елементом і перетворювачем слід брати мінімальною. Рекомендується застосовувати кабель типу АВК.

17. Споживана потужність (енергоспоживання) при номінальній напрузі живлення, не більше 20 ВА.

18. Напрацювання перетворювачів на відмову не нижче 20000 годин. 19. Повний термін служби – не менше 10 років. 20. Середній термін зберігання – не менше 3 років.

 

 

При вимірюванні рХ (рН) розчинів використовується система, що складається з вимірювального і допоміжного електродів. При вимірюванні рН в якості вимірювального електрода використовується скляний електрод, як допоміжний – хлорсрібний. При вимірюванні активності інших видів іонів в якості вимірювального електрода використовується електрод, чутливий до даного виду іонів. Вимірювальний електрод при зануренні в контрольований розчин розвиває е. р. с., лінійно залежну від активності іонів в розчині і температури розчину. Контакт допоміжного електрода з контрольованим розчином здійснюється за допомогою електролітичного ключа, що забезпечує закінчення насиченого розчину КС1 в контрольований розчин.

Розчин хлористого калію безперервно просочується через електролітичний ключ, запобігаючи проникнення з контрольованого розчину в систему хлорсрібного електрода сторонніх іонів, які могли б змінити величину е. р. с. цього електрода. Вимірюється частина е. р. с. електродної системи визначається потенціалом тільки вимірювального електрода. За допомогою високоомного перетворювача е. р. с. електродної системи перетворюється в вихідну напругу.

 

 

При вимірюванні окислювально-відновного потенціалу (величини Еh) використовується система, що складається з вимірювального і допоміжного електродів. При вимірюванні Еh в якості вимірювального електрода використовується редоксметричний електрод, як допоміжний – хлорсрібний.

Контакт допоміжного електрода з контрольованим розчином здійснюється за допомогою електролітичного ключа, що забезпечує закінчення насиченого розчину КС1 в контрольований розчин.

 

 

 1. Перетворювач П-210 складається з блоку перетворення і вхідного підсилювача. Блок перетворення (рис. 9) складається з кришки 1, каркаса 11, кожуха 20. Останній виконаний з листової сталі і з лицьової сторони має обідок 3, який служить упором при кріпленні перетворювача на щиті. Ущільнення кришки з кожухом здійснюється гумовою прокладкою 2.

На кришці 1 перетворювача є вікно для візуального спостереження за показаннями цифрового табло і положенням органів керування.

Усередині кожуха встановлюється каркас, який є підставою для установки блоків і елементів перетворювача і складається з лицьовій панелі 36, шасі 18, розподільної коробки 16.

На лицьовій панелі розташовані цифрове табло блоку індикації 4, органи управління перетворювачем, вставка плавкая 34. Під кришкою 22 розташовані органи настройки і регулювання блоку перетворення. Під кришкою 23 встановлюються перемички, положення яких в залежності від діапазону вимірювань показано на внутрішній стороні кришки.

На лицьовій стороні кришки 23 закріплена кишеня 40, в яку вставляють оцифровані вставки (табл. 8) з позначенням обраного діапазону вимірювання. На шасі каркаса розташовані силовий трансформатор 19 і в направляючих 10 друковані плати блоку перетворення, зв'язок між якими здійснюється за допомогою спеціальних розеток 17 і об'ємного монтажу.

Надійний контакт друкованих плат з розетками забезпечується двома обмежувачами 6.

На розподільній коробці розміщені роз'єми вимірювальних і силових ланцюгів, гвинт заземлення 38 і відсік з планкою 37 для установки в залежності від режиму вимірів перемичок (табл. 8).

Номери контактів планки, що з'єднуються перемичками, вказані в табл. 9.

 

 

 

 

1-кришка, 2-прокладка, 3-ободок; 4-блок індикації; 5-перетворювач аналоговий; 6-обмежувач; 7-вимірювальний блок; 8-блок вихідних сигналів; 9-блок живлення; 10-направляюча; 11-каркас; 12-перетворювач вихідного сигналу; 13-прокладка; 14-чашка пломби; 15-прокладка; 16-коробка розподільна; 17-розетка; 18-шасі; 19-трансформатор; 20-кожух; 21 – блок перемикачів; 22, 23-кришка; 24-потенціометр установки верхньої межі вихідного сигналу постійного струму (напруги) ; 25-потенціометр установки значення крутизни електродної системи; 20-потенціометр установки значення крутизни електродної системи; 26-потенціометр установки значення рХі; 27-потенціометр установки значення Еі; 28-потенціометр установки нижньої межі вихідного сигналу постійного струму (напруги) ; 29, 30-перемичка; 31-декадний перемикач установки нижньої межі вибраного діапазону вимірювань; 32-перемикач мережі; 33-перемикач установки значення рХі; 34 – вставка плавкая; 35-перемикач вибору полярності вихідного сигналу; 36-панель; 37-планка; 38-гвинт заземлення; 39-кришка; 40-кишеня

Високоомний підсилювач і плата підсилювача (рисунок 10) поміщені в литий алюмінієвий корпус 7, на якому є три прилива з отворами. Отвори призначені для кріпленнякорпуса болтами до стінки (стійці, щиту). Корпус 7 закривається кришкою за допомогою гвинтів, під двома з яких встановлені чашки пломби 5. Ущільнення кришки 4 здійснюється гумовою прокладкою 6. У нижній частині корпусу розташовані болт заземлення та роз'єми вимірювальних і живильних ланцюгів.

 

 

1-перетворювач вихідного сигналу; 2-плата підсилювача; 3-підсилювач високоомний; 4-кришка, 5 – чашка пломби; 6-прокладка; 7-корпус; 8-плата блокувального пристрою (П-210І) Доступдо блокуперетворенняздійснюєтьсянаступнимчином:

виверніть гвинти на кришці 1 і розподільній коробці 16;

відкрийте кришку 1;

3) вийміть блок перетворення з кожуха, натиснувши на розподільну коробку. Високоомний підсилювач і плата підсилювача (рис. 9) поміщені в литий алюмінієвий корпус 7, на якому є три прилива з отворами. Отвори призначені для кріпленнякорпуса болтами до стінки (стійці, щиту). Корпус 7 закривається кришкою за допомогою гвинтів, під двома з яких встановлені чашки пломби 5. Ущільнення кришки 4 здійснюється гумовою прокладкою 6. У нижній частині корпусу розташовані болт заземлення та роз'єми вимірювальних і живильних ланцюгів.

Для з'єднання вхідного підсилювача з первинним перетворювачем (датчиком) використовується сполучний пристрій (табл. 8).

При включенні перетворювача за схемою з'єднань (рис. 9) контакти 1 і 3 з'єднувального пристрою слід з'єднати між собою.

2. Перетворювач типу П-210І складається з блоку перетворення, вхідного підсилювача і блоку іскрозахисту.

Конструкція блоку перетворення і вхідного підсилювача аналогічна конструкції відповідних блоків перетворювача типу П-210. Блок перетворення додатково включає в себе блокувальний пристрій.

Блок іскрозахисту (рис. 11) являє собою литий алюмінієвий корпус 1, в який поміщена плата 3, залита термореактивним компаундом. Кріплення блоку іскрозахисту до щита здійснюється чотирма болтами. Вилки 6 і фланці 5 з різьбленням труб 1 1/4» призначені для приєднання трубопроводів, в яких прокладені сполучні лінії. Корпус блоку іскрозахисту закривається кришкою 4. Кріплення здійснюється гвинтами, один з яких залитий пломбувальною мастикою. Гумова прокладка 2 служить для ущільнення кришки.

 

 

 

1. Ретельно ознайомитись з теоретичними відомостями до лабораторної роботи, вивчити будову та принцип дії лабораторного стенду, методику проведення вимірювань.

2. Ввімкнути в мережевий роз’єм прилад П-210 та імітатор електродної системи. Натиснути червону кнопку на імітаторі електродної системи.

3. Провести розрахунок значення е. р. с. електродної системи для кожного значення рН: 0, 5, 7, 10, 14 при трьох значеннях температури. Результати розрахунку занести в табл. 1. Розрахунок провести за формулою

Еі = -50 – (54, 196+0, 1984 tp) * (pX- 7)

 

 

 

4. Встановити отримані значення е. р. с. та температуру розчину на імітаторі електродної системи. Виміряти значення рН, знявши покази на цифровому табло приладу П-210. Результати вимірювань занести в таблицю 2.

 

 

5. Побудувати графіки залежності ЕРС електродної системи від рН при трьох значеннях температури

6. Зробити висновки

 

 

1. Основні поняття про вимірювання рН.
2. Які існують методи вимірювання рН?
3. Принцип дії та будова гальванічного перетворювача рН-метра.
4. Залежність ЕРС гальванічного перетворювача від рН та температури.
5. Іонометрія, сучасний стан та перспективи.
6. Перетворювач П-210: призначення, будова та принцип роботи.
7. Принцип вимірювань рХ (рН) ; Eh.