pH 计与自动清洗系统

在使用过程中，酸度计的电极表面经常被污染，甚至形成结垢，导致pH测量误差增大，灵敏度降低，稳定性变差。当污染较轻，对pH检测精度要求不高时，可采用人工清洗方式，但一般情况下应采用自动清洗，以减少维护工作量，提高检测精度。

本文介绍了PH传感器和变送器的各种清洗方法。

2清洁方法

酸度计常用的清洗方法有机械刷洗、超声波清洗、水射流清洗、化学溶液喷射清洗和复合清洗。

2.1机械擦洗

在电机的驱动下，清洗刷以旋转的方式间歇清洗电极的敏感部位，防止污染物附着在电极上(见图2-1)。清洗刷材质为聚丙烯，清洗周期为0.1 ~ 3或1 ~ 12h，清洗时间为30 ~ 60s，工作压力为常压。BHC-7B潜水传感器只有一个产品。

2.2超声波清洗

pH电极下方安装有超声波清洗头，超声波发生器向清洗头提供频率为80kHz的振荡源，使清洗头产生高频振动，清洗头的高频振动传递到待测溶液中，在溶液中产生空气间隙，空气间隙很快消失。气隙反复产生和消失的空化效应可以剥离电极敏感部位的水垢或阻止污染物附着(见图2-2)。有两种产品:UHC-7B潜水传感器(常压)和UHC-8A流量传感器(工作压力0.1MPa，常压)。

用于生产废水污水处理的超声波自动清洗传感器UHC-7B自1994年投产以来，一直保持准确测量，无需更换电极。

2.3水射流清洗

电极下方安装有喷嘴，通过喷嘴向电极敏感部位间歇喷射加压水，冲洗附着在电极上的污染物(见图2-3)。水质为常规处理后的工业用水，压力为0.1 ~ 0.5 MPa，推荐水压应大于0.2MPa，用水量约为5 ~ 11l/min。清洗周期为0.1 ~ 3或1 ~ 12h，清洗时间为30 ~ 60s。有三种产品:JHC-7B潜水传感器(大气压)，JHC-8A流量传感器(工作压力为0.1MPa，大气压)，JHC-95A输入传感器。输入型是专为污水处理厂废水处理曝气池pH值检测而设计的，输入深度为2m、3m、4m、5m。

2.4化学溶液喷射清洗

在pH电极的下方安装一个喷嘴，在喷洗过程中，伴随着大量压缩空气的化学溶液从喷嘴喷向电极的敏感部位，通过化学反应溶解电极上的水垢(见图2-4)。化学喷射清洗间歇工作，清洗周期为1 ~ 100 h，清洗时间为30 ~ 60s。化学溶液通常为5% ~ 10%的盐酸溶液或硝酸溶液，根据污染物的种类或污染程度也可使用碱溶液或中性洗涤剂。每次清洗的化学溶液消耗量约为100mL，化学溶液的储槽可为20L或50L。压缩空气要求为仪表压缩空气，压力为0.08 ~ 0.1 MPa。

由于清洗时在电极的敏感部位形成空气间隙，使其与被测溶液隔开，因此少量的化学溶液就足以实现有效的清洗。

在某些情况下，可以不使用化学溶液，仅通过从喷嘴连续吹送压缩空气来清洁电极，这应该被称为空气喷射清洁。压缩空气可以从外部提供，也可以由气泵本身提供。

只有RHC-7A水下传感器是产品。

2.5复合清洗

当某一种清洁方法单独使用时，如果不能达到满意的使用效果，可以将不同的清洁方法组合使用。例如，上述化学溶液喷射清洗可以被认为是空气喷射清洗和溶液喷射清洗的结合。此外，我们为产品提供两种复合清洗方法:机械刷加水射流清洗和机械刷加化学溶液喷射清洗。BJHC-7A是一种水下机械刷和喷水清洁传感器。清洗时，机械刷特别有效，因为电极敏感部分附近的几乎所有被测溶液都被清洗液取代。BRHC-7A是一种通过机械刷洗和化学溶液喷洒进行清洁的传感器。这时， 简单的机械刷洗很难去除电极上的结晶垢。电极上的结晶垢可以通过化学溶液喷淋清洗快速溶解软化，这种垢再刷一遍就可以轻松去除。

3带清洁装置的传感器选择

为了提高清洗效果，根据不同应用中污染源的种类和物理性质，可根据提供的清洗方法选择表(见表3-1)选择清洗方法。

几年前，类似的选择列表中列出了超声波清洗浆液污染物的效果很差[1]，而现在标注了中等效果的符号，并且特别说明公司在细菌(活性污泥)方面有过使用超声波清洗方法的成功经验。

4pH发射机

适用于各种场合的pH变送器种类繁多，如PCP-20T(两线制)、HDM-136(四线制)、壁挂式HBM-310、盘装式HBM-100等。这些变送器可与上述pH传感器一起使用。以下是HBM-310的一个例子。

HBM-310 pH变送器为壁挂式四线变送器，安装在297*190*120mm(高*宽*深)铸铝外壳内。面板上有4个数字液晶显示器和12个操作键。其特点如下:

(1)有两个储存的标准溶液值可用于自动校准pH计。

(2)根据用标准溶液值校准时的电位特性判断电极质量，如pH7时的电动势偏差值和各pH值时的电动势偏差值，并调出历史校准数据，以便同时了解校准时间、校准数据和电极特性退化情况。

(3)测量时电极特性异常诊断，如玻璃电极破碎、参比电极电解液短路、温度补偿电极开路等。如有异常，输出报警接点信号。

(4)pH的测量范围可自由设定，在-2 ~+15 pH值范围内可设定至少1pH的任意范围。

(5)可为间歇机械刷洗、水射流清洗、化学溶液喷射清洗提供间歇驱动电压输出。清洗周期、清洗时间和清洗过程中输出值保持时间均可设置。因为在水射流清洗和化学溶液喷射清洗过程中，pH显示值可能与被测溶液的pH值不一致，所以可以提供“虚拟输出”或“预设值输出”，以避免干扰pH控制系统。

“虚拟输出”将清洗前测量的pH值作为输出值，

“预设值输出”以预设的pH值为输出值。

表3-1清洗方法选择列表

具有自动清洗功能的pH传感器和变送器具有完整的清洗功能和优异的性能。使用具有自动清洁功能的pH传感器；能保证长期运行条件下的检测精度。目前在国内科研机构的技术支持下，相信会在环保、冶金、化工等部门得到广泛应用。