Потенциометрический анализатор ионного состава ПАИС-01рNa предназначен для измерений концентрации (активности) ионов натрия (рNa) в воде и других технологических жидкостях в промышленных и лабораторных условиях.
Область применения
Данный анализатор может использоваться на предприятиях тепловой и атомной энергетики, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в биологии и других отраслях хозяйственной деятельности.
Анализатор может применяться для непрерывного контроля и автоматического управления процессами химической водоподготовки, для оценки качества работы установок водоподготовки и технологического оборудования, в том числе систем высокой степени очистки воды (глубокого химического обессоливания).
Описание свойств и устройства анализатора
Анализатор выполнен на металлической панели, которая может устанавливаться на монтажную стойку в комплекте устройства подготовки пробы (УПП), или крепиться на стене в непосредственной близости от точки отбора пробы. Для крепления газожидкостного блока предназначены четыре отверстия, выполненные в углах металлического корпуса.
На верхней части панели расположено измерительное устройство, соединённое кабелем с предварительным усилителем. К соответствующим розеткам предварительного усилителя подсоединены вилки кабелей вспомогательного электрода, потенциометрического сенсора рNa ПСpNa и датчика температуры.
Ниже расположено переливное устройство и прорези для крепления бачков с контрольными растворами. На лицевой поверхности газожидкостного блока расположены: предварительный усилитель, бачок раствора вспомогательного электрода и измерительная камера.
Для регулирования скорости подачи анализируемой жидкости и реагентов в измерительную камеру, в верхней части измерительной камеры расположен регулятор расхода. Анализируемая жидкость через камеру подщелачивания, сбоку от которой находится ёмкость с аммиаком, поступает в измерительную камеру. В нижней части камеры находятся ПСрNa, датчик температуры (размещён за сенсором и на рисунке не показан) и перемычка. В нижней части газожидкостного блока размещён дренажный стакан, выходная трубка которого укладывается в сливной лоток. Визуальный контроль скорости подачи анализируемой жидкости и контрольных растворов в измерительную камеру осуществляется путём подсчёта количества капель, вытекающих через выходной носик за 1 минуту.
Устройство анализатора ПАИС-01рNa
1. предварительный усилитель, 2. отверстия крепления, 3. камера подщелачивания, 4. ёмкость для аммиака, 5. измерительная камера, 6. потенциометрический сенсор рNa ПСpNa, 7. перемычка, 8. дренажный стакан, 9. входной штуцер, 10. выходной носик, 11. бачок раствора вспомогательного электрода, 12. регулятор расхода, 13. прорези, 14. переливное устройство пробы, 16. дренажная трубка, 19. измерительное устройство.
Описание свойств и устройства пневмогидравлических соединений анализатора
Анализируемая жидкость через входной штуцер поступает в тройник, который соединён с переливным бачком и регулятором расхода. Излишки анализируемой жидкости через дренажную трубку из переливного бачка сливаются в стакан и в лоток. Благодаря этому обеспечивается постоянство давления анализируемой жидкости на входе в регулятор расхода. При увеличении расхода анализируемой жидкости уменьшается время транспортного запаздывания.
Для заполнения вспомогательного электрода специальным раствором предусмотрен бачок с крышкой. Комплекс электродов при помощи разъёмов соединён с блоком предварительных усилителей, который с помощью кабеля соединён с измерительным устройством. Для осуществления измерений рNa в глубоко обессоленной воде предусмотрена камера подщелачивания, установленная на линии подачи анализируемой жидкости. Рядом с камерой размещена ёмкость для аммиака с крышкой, закрытой заглушкой.
Благодаря использованию данной пневмогидравлической схемы в сочетании с применением торцевых миниатюрных электродов, установленных в проточную измерительную камеру, анализатор ПАИС-01рNa обеспечивает:
- возможность выполнения измерений, как в потоке, так и малых пробах жидкостей;
- возможность проведения измерений в глубоко обессоленных водах в условиях, исключающих окисление пробы атмосферным воздухом;
- удобство и быстроту проведения градуировок сенсоров по контрольным растворам, подаваемым в измерительную камеру;
- экономичный расход анализируемой жидкости, растворов реагентов и контрольных растворов;
- удобство в работе, сочетающееся с простотой и оперативностью проведения мероприятий по межрегламентному обслуживанию анализатора. При этом достигается существенная экономия времени, затрачиваемого на обслуживание.
Схема пневмогидравлических соединений
1. предварительный усилитель, 3. камера подщелачивания, 4. ёмкость для аммиака, 5. измерительная камера, 6. потенциометрический сенсор рNa ПСpNa, 7. перемычка, 8. дренажный стакан, 9. входной штуцер, 10. выходной носик, 11. бачок раствора вспомогательного электрода, 12. регулятор расхода, 14. переливное устройство пробы, 16. дренажная трубка, 19. измерительное устройство.
Описание свойств и конструкции измерительного устройства анализатора
Измерительное устройство имеет прочный, литой пылевлагонепроницаемый корпус степень защиты которого IP65. На лицевой панели анализатора размещён графический дисплей и клавиатура. Дисплей и кнопки клавиатуры имеют подсветку, что упрощает использование анализатора в затемнённых помещениях. Корпус устройства состоит из двух отсеков, герметично соединённых между собой при помощи четырёх винтов. На нижней боковой стенке нижнего отсека корпуса размещены гермоввод кабеля предварительного усилителя, гермоввод для подключения кабеля питания, разъёмы токового выхода, «сухих контактов» и цифрового канала RS-485(USB). Благодаря такому решению обеспечивается надёжная защита от возможного попадания влаги внутрь корпуса.
Внешний вид измерительного устройства анализатора ПАИС-01pNa
1 - корпус, 2 - графический дисплей, 3 - клавиатура, 4 - монтажные петли,5 - гермоввод кабеля предусилителя, 6 - разъёмы интерфейсов. 7 - ввод питания.
Описание свойств и конструкции измерительной камеры с ансамблем сенсоров
Ансамбль сенсоров, состоит из измерительного электрода (ПСрNa), датчика температуры, вспомогательного электрода, которые устанавливаются в прозрачную измерительную камеру. Датчик температуры и сенсор ПСрNa устанавливают в измерительную камеру при помощи байонетных соединений. При этом чувствительные части сенсоров выступают в окна измерительной камеры. Вспомогательный электрод устанавливают в верхнюю часть измерительной камеры, которая представляет собой цилиндрическую ёмкость, наполненную раствором. Резерв раствора находится в бачке. В верхней части камеры подщелачивания установлен регулятор расхода, а сбоку ёмкость для аммиака. Снизу измерительной камеры размещена перемычка, соединяющая каналы измерительного и вспомогательного электродов. Выход анализируемой жидкости осуществляется через выходной носик. Для подачи в измерительную камеру анализируемой жидкости в верхней части регулятора расхода предусмотрено коническое отверстие, в которое вставляется штуцер от тройника переливного устройства или от бачка с контрольным раствором. Ансамбль сенсоров вместе с анализируемой жидкостью и раствором вспомогательного электрода образуют сбалансированную дифференциальную гальваническую ячейку, которая обеспечивает анализатору ПАИС-01рNa высокую точность и стабильность показаний при измерениях рNa в глубоко обессоленных водах ТЭЦ и АЭС.
Измерительная камера с ансамблем сенсоров
3. камера подщелачивания; 4. ёмкость для аммиака; 5. измерительная камера; 6. потенциометрический сенсор рNa ПСpNa; 7. перемычка; 10. выходной носик; 11. бачок раствора вспомогательного электрода; 12. регулятор расхода; 17. датчик температуры; 18. вспомогательный электрод; 20. кабели.
Описание конструкции сенсоров
При измерениях рNa в качестве измерительных электродов используются торцевые потенциометрические сенсоры.
Конструкция ПСрNa является базовой моделью потенциометрических сенсоров, датчика температуры.
Потенциометрические сенсоры рNa представляют собой ионоселективные электроды торцевого типа, с чувствительной мембраной из ионоселективного стекла, сделанной в форме плоско выпуклого диска. Стеклянная часть ПСрNa встроена в пластмассовый корпус, защищающий его от повреждений. Сенсор ПСрNa устанавливается в измерительную камеру при помощи байонетного соединения, снабжённого пружиной. При установке сенсора ПСрNa в измерительную камеру необходимо совместить два штифта на боковой поверхности байонета с соответствующими пазами в измерительной камере. Далее, с лёгким усилием вставить сенсор ПСрNa и зафиксировать его в камере, повернув на угол 10-15 градусов. За счёт усилия пружины байонетного соединения резиновое кольцо, размещённое в торцевой части сенсора, уплотняется и чувствительная мембрана герметично закрывает окно в измерительную камеру.
Конструкция датчика температуры отличается от базовой модели сенсора ПСрNa тем, что в торцевую часть стеклянной гильзы впаян полупроводниковый термистор и опорный электрод. В конструктивном исполнении датчик температуры аналогичен ПСрNa.
Потенциометрический сенсор
1. корпус, 2. байонет, 3. штифт, 4. резиновое кольцо, 5. мембрана, 6. Pt-электрод, 7. термистор, 8. разъем.
Описание конструкции вспомогательного и опорного электродов
Вспомогательный электрод представляет собой стеклянную трубку, в которую заделан хлорсеребряный электрод. Стеклянная трубка вмонтирована в пластиковый корпус, на который одет колпачок, наполненный раствором, насыщенный AgCl. Для предотвращения растворения хлорсеребряного покрытия электрода, в колпачок добавлено небольшое количество кристаллов AgCl. В торцевой части колпачка зафиксирована пористая перегородка. На боковой поверхности корпуса сделано дренажное отверстие. На внешней поверхности пластикового корпуса зафиксировано кольцо из силиконовой резины, при помощи которого вспомогательный электрод герметично инсталлируется в ёмкость с раствором, размещённую в верхней части измерительной камеры. Перед установкой электрода бачок раствора вспомогательного электрода наполняется раствором до метки.
Перед установкой вспомогательный электрод рекомендуется смазать герметизирующее кольцо тонким слоем вазелина или вакуум-смазки. Вспомогательный электрод выходит из строя при пересыхании и должен постоянно быть погруженным в раствор заполнения. В комплект вспомогательного электрода прикладывается транспортировочный корпус, раствор для заполнения и резиновая пробка.
Вспомогательный электрод
1. корпус, 2. колпачок, 3. пористая перегородка, 4. дренажное отверстие, 5. уплотнительное кольцо, 6. разъем, 7. уплотнительное кольцо.
Принцип работы анализатора
Принцип работы анализатора основан на потенциометрическом методе анализа веществ.
Сущность метода заключается в избирательном определении активности ионов в анализируемой жидкости по измерениям электродвижущей силы дифференциальной гальванической ячейки, образованной индикаторным (измерительным), вспомогательным и опорным электродами, погруженными в исследуемую жидкость. При использовании в качестве индикаторного, электрода селективного к ионам натрия, электродвижущая сила дифференциальной гальванической ячейки функционально связана с активностью ионов натрия в исследуемой жидкости уравнением.
Для обеспечения высокой точности измерений рNa в глубоко обессоленных водах в анализаторе ПАИС-01рNa используется дифференциальная гальваническая ячейка. Электродвижущая сила ячейки и сигнал датчика температуры усиливаются в предварительном усилителе и подаются на аналого-цифровой преобразователь. После вычислений по уравнению результаты расчёта рNa и измеренное значение температуры отображаются на дисплее. Результаты измерений могут также выводиться на дисплей анализатора в других единицах, выбранных оператором в меню «Установки». Одновременно результаты измерений преобразуется в токовый сигнал 0 – 5 или 0/4 –20 мА. Результаты измерений рNa в цифровом виде могут передаваться в компьютер через RS-485(USB). Результаты измерений также могут записываться в энергонезависимую память в формате протокола и в электронный блокнот.
Преимущества анализаторов ПАИС-01рNa
- Дифференциальная гальваническая ячейка обеспечивает высокую точность, и стабильность измерений.
- Комплекс миниатюрных торцевых электродов, смонтированных в проточную измерительную камеру, даёт возможность проводить измерения как в потоке, так и на микропробах жидкостей, обеспечивая представительность пробы;
- Возможность выполнения измерений в глубоко обессоленных водах ТЭЦ;
- Оперативность и простота выполнения автоматической градуировки электродной системы в измерительной камере.
- Автоматическая настройка системы температурной компенсации;
- Экономный расход буферных растворов и реагентов, которыми снабжён анализатор;
- Высокая надёжность и долговечность электродной системы;
- Анализатор не требует затрат времени на техническое обслуживание. Оно сводится к периодической заливке буферных растворов и растворов реагентов.
Технические характеристики потенциометрического анализатора ионного состава ПАИС-01рNa
| Характеристики | Значения |
| Диапазоны измерений: | |
| - показателя активности ионов натрия рNa | 1 - 7 |
| - массовой концентрации ионов натрия CNa, мг/дм3 | 0,0023 - 2300 |
| - температуры анализируемой жидкости, °С | от +10 до +50 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений: | |
| - показателя активности ионов натрия рNa: | |
| - в диапазоне измерений рNa от 1 до 5 | ± 0,05 |
| - в диапазоне измерений рNa от 5 до 7 (А - измеренное значение) | ± (0,05 + 0,07 (А - 5)2) |
| - температуры анализируемой жидкости, °С | ± 0,3 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений: | |
| - массовой концентрации ионов натрия CNa, отн. ед.: | |
| - в диапазоне измерений от 0,23 до 2300 мг/дм3 | ± 0,12 |
| - в диапазоне измерений 0,023 до 0,23 мг/дм3 | от -0,24 до 0,36 |
| - в диапазоне измерений от 0,0023 до 0,023 мг/дм3 | от -0,53 до 1,1 |
| Время установления рабочего режима после включения, мин., не более | 15 |
| Продолжительность непрерывной работы, час., не менее | 168 |
| Питание | 220 В, 50 Гц; 36 В, 50 Гц |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 25 |
| Габаритные размеры, мм, не более | 300×750×200 |
| Масса, кг, не более | 6 |
| Рабочие условия применения: | |
| - температура окружающего воздуха, °C | от +10 до +40 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84 до106,7 |
| - относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, %, не более | 80 |
| Средний срок службы (кроме электродов), лет, не менее | 10 |
| Средний срок службы электродов, мес. | 12 |
| Средняя наработка на отказ, час., не менее | 9000 |
| Гарантийный срок со дня продажи, мес., не более | 24 |
| Межповерочный интервал, мес. | 12 |
Комплект поставки
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Анализатор ионного состава потенциометрический ПАИС-01Na в составе: | НЖЮК.421522.005.01-01 | 1 |
| - измерительное устройство | НЖЮК.421522.005.01-01.01 | 1 |
| - газожидкостный блок | НЖЮК.421522.005.01-02.01 | 1 |
| - комплект сенсоров: | ||
| - потенциометрический сенсор ПСрNa-01 | НЖЮК.421522.005.04-01 | 1 |
| - вспомогательный электрод | НЖЮК.421522.005.07-02.01 | 1 |
| - датчик температуры | НЖЮК.421522.005.08-01 | 1 |
| Кабель соединительный токового выхода | 1 | |
| Кабель соединительный RS канала | 1 | |
| Раствор для заполнения вспомогательного электрода, 400 мл. | 1 | |
| Комплект запасных частей и принадлежностей: | ||
| - кольцо резиновое для вспомогательного электрода | НЖЮК8.623.160-02 | 1 |
| - кольцо резиновое для крышки | 1 | |
| - ёршик для очистки ИК | 1 | |
| - трубки ПВХ подводящая/ отводящая Ø6 мм - 2 м | 1 | |
| - трубка силиконовая 2×4 - 0,5 м | 1 | |
| - переходники | 2 | |
| - шприц | 1 | |
| - переливная трубка с конусным штуцером | 1 | |
| Руководство по эксплуатации и Паспорт | НЖЮК421522.005.01-01 РЭ | 1 |
Разрешительная документация и сертификаты на анализатор ПАИС-01рNa
У потенциометрического анализатора ионного состава ПАИС-01рNa имеется Свидетельство об утверждении типа средств измерений (РФ). Данная документация высылается дополнительно по запросу Потребителя.
Внешний вид анализатора ПАИС-01рNa
