1. Монтаж
1.1. Произвести монтаж преобразователя и чувствительных элементов согласно инструкциям, приведенным в п.10.2 "ГСП. Преобразователи промышленные П-215 (П-215И). Паспорт" и п.6 "Чувствительные элементы ДПг-4М, ДМ-5М. Паспорт". При монтаже следует выбрать дифференциальную схему работы входного усилителя. Для снижения влияния электрических полей на электродную систему расстояние между чувствительным элементом и входным усилителем должно быть минимально возможным.
Внимание! В паспортах на П-215 допущена ошибка (в последних выпусках исправлена) - перепутаны рисунки 5 и 6. Рисунок, на котором контакты 1 и 3 разъема "Вход" входного усилителя соединены перемычкой, соответствует недифференциальной схеме подключения.
1.2. Особое внимание следует уделить качеству электрических линий связи. Они должны удовлетворять требованиям п.10.2.5 паспорта на П-215 и п.6.3 паспорта на ДПг-4М (ДМ-5М).
1.3. Подготовить электроды к работе согласно инструкциям, приведенным в паспортах на них. Электрод ЭСТ-0101 должен быть вымочен в растворе 0,1 М HCl, а электрод ЭСр-10401 заполнен электролитом.
1.4. Установить электрод ЭСТ-0101 в арматуру ДПг-4М в соответствии с п. 7.1 паспорта на ДПг-4М. Центральную жилу кабеля электрода подключить к зажиму "И" коробки зажимов ДПг-4М. Экран кабеля следует подключить к корпусу коробки зажимов.
1.5. Аналогичным образом установить электрод ЭСр-10401 в арматуру ДПг-4М. Центральную жилу кабеля электрода подключить к зажиму "В" коробки зажимов ДПг-4М. Экран кабеля следует подключить к корпусу коробки зажимов.
Внимание! Подключение экранов кабелей электродов к зажиму "В" коробки зажимов недопустимо.
2. Настройка преобразователя при помощи имитатора электродной системы И-02
Внимание! Ниже будет приведен порядок настройки преобразователя П-215 на электродную пару ЭСТ-0101 - ЭСр-10401, исключая вопросы настройки выходных сигналов.
2.1. Включить преобразователь и прогреть его 1 ч.
2.2. Отключить чувствительный элемент от входного усилителя, отсоединив разъем кабеля от ДПг-4М. Подключить этот разъем к имитатору И-02. Нажать на имитаторе следующие кнопки: "Eвнутр.", "Вкл.", "Ез.р."=0 В "Кв."=20 кОм, "Rи"=500 МОм, "+/-"=+.
2.3. Подключить к разъему Rt на задней панели преобразователя термокомпенсатор ТКР-4 и установить на нем температуру 90°C. Если процесс проводится при другой температуре, то на термокомпенсаторе следует установить ее. В случае отсутствия термокомпенсатора на контакты 2-3 разъема Rt следует установить резистор сопротивлением 1783,9 Ом для 90°C. Для других температур сопротивление резистора выбирается по таблице приведенной в паспорте на П-215. Контакты 1-4 следует замкнуть перемычкой.
2.4. Снять панель, расположенную на передней панели преобразователя под которой расположены органы настройки (резисторы - "Размах", "0", "pXi", "Ei", "S").
2.5. Нажать кнопку "pXi" на передней панели преобразователя. Вращая ось резистора "pXi" установить на цифровом табло значение 3,50.
Примечание: В действительности изопотенциальная точка электродной пары ЭСТ-0101 - ЭСр-10401 имеет координаты pXi=3,00 и Ei=557 мВ (пояснения см. в приложении), однако у преобразователя П-215 не хватает диапазона настройки на эти значения, поэтому приходится вводить значение pXi=3,5. Это не приводит к погрешности измерений, поскольку процесс ведется практически при постоянной температуре и термокомпенсация не осуществляется.
2.6. Подать с имитатора И-02 напряжение +521,0 мВ (ЭДС рассматриваемой электродной пары при pH=3,5 и t=90°C). Для другой температуры анализируемой среды соответствующее значение ЭДС выбирается по градуировочной таблице приведенной в приложении.
2.7. Отжать кнопку "pXi" на передней панели преобразователя. Вращая ось резистора "Еi" установить на цифровом табло значение 3,50.
2.8. Подать с имитатора И-02 напряжение -234,0 мВ (ЭДС рассматриваемой электродной пары при pH=14 и t=90°C). Для другой температуры анализируемой среды соответствующее значение ЭДС выбирается по градуировочной таблице приведенной в приложении.
2.9. Вращая ось резистора "S" установить на цифровом табло значение 14,00.
2.10. Подать с имитатора И-02 напряжение +197,4 мВ (ЭДС рассматриваемой электродной пары при pH=8 и t=90°C). Для другой температуры анализируемой среды соответствующее значение ЭДС выбирается по градуировочной таблице приведенной в приложении.
2.11. На цифровом табло должно индицироваться значение между 7,97 и 8,03. Если показания прибора выходят за эти границы, операции по п.п. 2.5-2.11 следует повторить.
2.12. Выключить имитатор и отсоединить кабель связи. Подключить ДПг-4М к входному усилителю преобразователя.
Примечание: Поскольку при такой настройке не учитывается то, что электроды имею некоторый разброс параметров, ожидаемая точность измерений составит величину ±0,2…0,3 pH. Снизить погрешность измерений можно, скорректировав показания преобразователя по результатам лабораторного анализа при помощи резистора "Ei".
2.13. Установить на свое место снятые панели и закрыть крышку 1.
3. Настройка комплекта для работы с постоянной температурой, лежащей в пределах (90±10)°C по буферным растворам
3.1. Включить преобразователь и прогреть его 1 ч.
Подключить к разъему Rt на задней панели преобразователя термокомпенсатор ТКР-4 и установить на нем температуру 25°C. В случае отсутствия термокомпенсатора на контакты 2-3 разъема Rt следует установить резистор сопротивлением 1427,4 Ом. Контакты 1-4 следует замкнуть перемычкой.
3.2. Подготовить стандартные буферные растворы со значениями рН равными 3,56 и 9,18 и температурой (25±5)°C.
3.4. Тщательно промыть в дистиллированной воде измерительный и вспомогательный электроды.
3.5. Погрузить электроды в неметаллический сосуд с буферным раствором с pH=3,56, предварительно заземлив раствор.
3.6. Снять панель, расположенную на передней панели преобразователя под которой расположены органы настройки (резисторы - "Размах", "0", "pXi", "Ei", "S").
3.7. Нажать кнопку "pXi" на передней панели преобразователя. Вращая ось резистора "pXi" установить на цифровом табло значение 3,50.
Примечание: В действительности изопотенциальная точка электродной пары ЭСТ-0101 - ЭСр-10401 имеет координаты pXi=3,00 и Ei=557 мВ (пояснения см. в приложении), однако у преобразователя П-215 не хватает диапазона настройки на эти значения, поэтому приходится вводить значение pXi=3,5. Это не приводит к погрешности измерений, поскольку процесс ведется практически при постоянной температуре и термокомпенсация не осуществляется.
3.8. Отжать кнопку "pXi" на передней панели преобразователя. Вращая ось резистора "Еi" установить на цифровом табло значение 3,56.
3.9. Извлечь электродную пару из сосуда с первым буферным раствором и тщательно промыть в дистиллированной воде измерительный и вспомогательный электроды.
3.10. Погрузить электроды в неметаллический сосуд с буферным раствором с pH=9,18, предварительно заземлив раствор.
3.11. Вращая ось резистора "S" установить на цифровом табло значение 9,18.
3.12. Набрать на термокомпенсаторе ТКР-4 значение 90°C или установить между контактами 2-3 разъема Rt резистор сопротивлением 1783,9 Ом.
3.13. Установить электроды в арматуру ДПг-4М.
3.14. Установить на свое место снятые панели и закрыть крышку 1.
4. Координаты изопотенциальной точки электродной пары ЭСТ-0101 - ЭСр-10401
Зависимость ЭДС электродной пары от pH является прямой линией с наклоном, зависящим от температуры раствора.
Точка, в которой ЭДС электродной пары не зависит от температуры, называется изопотенциальной. Координаты изопотенциальной точки являются нормируемыми параметрами для измерительных pH-электродов. Определение координат изопотенциальной точки pH-электрода осуществляется по методике приведенной в ГОСТ 16287-77. Согласно этой методике проводится измерение потенциала pH-электрода при разных температурах относительно хлорсеребряного электрода сравнения (ЭСО-1), находящегося при постоянной температуре. На основании полученных данных рассчитываются значения координат изопотенциальной точки, которые приводятся в паспорте на pH-электрод.
Однако следует заметить, что координаты изопотенциальной точки не являются характеристикой pH-электрода - это характеристика электродной пары. Положение изопотенциальной точки изменится, если хлорсеребряный электрод сравнения заменить электродом другого типа, или если при измерениях температурным перепадам подвергаются оба электрода (и измерительный и электрод сравнения).
Электрод ЭСр-10401 не является насыщенным хлорсеребряным, кроме того, он подвергается такому же температурному воздействию (нагрев до 90°C), что и измерительный электрод ЭСТ-0101. Для этих условий координаты изопотенциальной точки электродной пары ЭСТ-0101 - ЭСр-10401 имеют значения: pHi=3,00 и Ei=557,0 мВ. Градуировочная таблица, рассчитанная для электродной системы с этой изопотенциальной точкой, приведена ниже.
5. Таблица значений э.д.с. электродной системы ЭСТ-0101 - ЭСр-10401
|
Таблица значений э.д.с. электродной системы ЭСТ-0101 - ЭСр-10401 с координатами изопотенциальной точки Еi=557 мВ; pHi=3,0
pH | Э.д.с. электродной системы (мВ) при температуре раствора (°C) |
25 | 40 | 60 | 80 | 90 | 100 |
1,0 | 675,1 | 681,0 | 688,9 | 696,9 | 700,8 | 704,8 |
1,5 | 645,6 | 650,0 | 656,0 | 661,9 | 664,9 | 667,8 |
2,0 | 616,0 | 619,0 | 623,0 | 626,9 | 628,9 | 630,9 |
2,5 | 586,5 | 588,0 | 590,0 | 592,0 | 593,0 | 593,9 |
3,0 | 557,0 | 557,0 | 557,0 | 557,0 | 557,0 | 557,0 |
3,5 | 527,5 | 526,0 | 524,0 | 522,0 | 521,0 | 520,1 |
4,0 | 498,0 | 495,0 | 491,0 | 487,1 | 485,1 | 483,1 |
4,5 | 468,4 | 464,0 | 458,0 | 452,1 | 449,1 | 446,2 |
5,0 | 438,9 | 433,0 | 425,1 | 417,1 | 413,2 | 409,2 |
5,5 | 409,4 | 402,0 | 392,1 | 382,2 | 377,2 | 372,3 |
6,0 | 379,9 | 371,0 | 359,1 | 347,2 | 341,3 | 335,3 |
6,5 | 350,4 | 340,0 | 326,1 | 312,2 | 305,3 | 298,4 |
7,0 | 320,9 | 309,0 | 293,1 | 277,3 | 269,4 | 261,4 |
7,5 | 291,3 | 278,0 | 260,1 | 242,3 | 233,4 | 224,5 |
8,0 | 261,8 | 247,0 | 227,2 | 207,4 | 197,4 | 187,5 |
8,5 | 232,3 | 216,0 | 194,2 | 172,4 | 161,5 | 150,6 |
9,0 | 202,8 | 185,0 | 161,2 | 137,4 | 125,5 | 113,7 |
9,5 | 173,3 | 154,0 | 128,2 | 102,5 | 89,6 | 76,7 |
10,0 | 143,8 | 123,0 | 95,2 | 67,5 | 53,6 | 39,8 |
10,5 | 114,2 | 92,0 | 62,2 | 32,5 | 17,7 | 2,8 |
11,0 | 84,7 | 61,0 | 29,3 | -2,4 | -18,3 | -34,1 |
11,5 | 55,2 | 30,0 | -3,7 | -37,4 | -54,2 | -71,1 |
12,0 | 25,7 | -1,0 | -36,7 | -72,4 | -90,2 | -108,0 |
12,5 | -3,8 | -32,1 | -69,7 | -107,3 | -126,1 | -145,0 |
13,0 | -33,3 | -63,1 | -102,7 | -142,3 | -162,1 | -181,9 |
13,5 | -62,9 | -94,1 | -135,7 | -177,3 | -198,1 | -218,9 |
14,0 | -92,4 | -125,1 | -168,6 | -212,2 | -234,0 | -255,8 |
Значения э.д.с. при любой температуре в диапазоне от 25 до 100°C определяются следующим уравнением:
Е=Еi - (54,197 + 0,1984 х Тр) х (pH - pHi),
|
где Тр - температура раствора, °C
Дополнительная информация
» Оборудование для контроля pH на сахарном производстве
» Настройка преобразователей рН П-215М с чувствительным элементом
» Рекомендации по градуировке и настройке преобразователя П-215(И) при работе с электродной парой ЭСТ-0101 - ЭСр-10401
|