自动清洗减少维护--pH计自清洗系统的特点及应用

作者：本网编辑文章来源：《流程工业》（化工）发布时间：2010-07-05

图1 pH计AT11010，AT11013在工艺中的应用。

工业在线pH电极的污染是使用过程中经常遇到的问题，人工清洗不但费工、费时，而且会使测量中断，影响自动检测，为保证系统能长期连续的工作，需要为在线pH计加装自清洗系统。本文将介绍METTLE TOLEDO公司EC400自清洗系统的组成，特点及其功能的实现。

目前使用的pH电极多以玻璃电极作为测量电极，以甘汞电极作为参比电极。当pH计检测介质时，污染物会附着在玻璃电极上，将会影响玻璃电极产生的电势，进而影响到pH计的示值，使灵敏度和测量精度降低，甚至失效。而在化学工业生产过程中，需要较为精确的测量结果以更好地进行工艺操作，所以对pH计电极进行定期清洗是非常必要的。但人工清洗不仅费工、费时，而且会使测量中断，影响自动检测，为了保证系统能长期连续的工作，在线pH计宜采用自动清洗。本文将结合具体事例介绍METTLE TOLEDO公司的一整套全自动清洗及标定系统EC400如何利用溶液喷射清洗的方法对电极进行自动清洗。

pH计在工艺中的作用及应用情况

如图1所示，AT11010，AT11013两个pH计实时监测10-C-105水洗塔出口急冷水的pH值，并将测量结果送给工艺操作人员，为工艺操作提供依据。图1中可以看到两表在工艺中的测量点，其中，从塔底出来的急冷水要送回到C105塔，AT11013所测的是该线上的pH值，如果pH值合适则送回C105塔继续使用，否则送往别处；从塔上部出来的急冷水要送往C104闪蒸塔，AT11010所测的是这条线的pH值，若所测结果符合工艺要求则送入C104塔，否则送往别处。

图2 自清洗系统功能图。

该测量点由于水质较脏，且含有杂质及油脂等，测量电极需要频繁清洗校验，维护量很大，一般的测量方法会造成测量不准确，在应用过程中测量值常出现波动，甚至损坏电极，给工艺操作带来很大影响。所以，对于该测量点，需要加装该套自清洗系统以保证仪表的正常工作。

自清洗系统

pH计电极的自动清洗方法主要有超声波清洗，机械刷洗，溶液喷射清洗和空气喷射清洗，本文主要介绍的是溶液喷射清洗。

溶液喷射清洗就是在电极组件的附近装有清洗喷嘴，根据清洗要求，喷头定期喷水或其他溶液（如低浓度的盐酸、硝酸溶液），以冲刷或溶解的方式除去电极上的污染物。如配用的自清洗系统采用质量分数为1%的稀HNO3溶液做清洗液，而用水时一般喷射压力较高些。溶液的喷射由程序控制器控制。在喷射时，pH计需能控制输出保持在清洗前的值不变，即此时锁定仪表输出，在清洗期间仪表输出保持不变，待清洗完毕溶液的pH值稳定后，pH计再进行检测输出。

系统组成

EC400系统是最高端的自动清洗系统，整套系统包括：

自动清洗及标定系统EC400X（含控制单元EC400X、变送器M700XC、清洗模块、用于控制缓冲液及清洗液的隔膜泵）；

气动控制可伸缩式电极护套InTrac77Xe；

pH电极InPro3250；

测量电缆VP6；

缓冲液及清洗液；

清水及气源（4~6bar）。

图3 InTrac护套技术特点示意图。

系统功能实现原理

自清洗功能的pH系统可自由编程，何时清洗、间断多久清洗、清洗过程和清洗时水、清洗液、清洗的时间长短，标定过程同清洗一样可自由编程，也可通过外接信号随时发清洗和标定过程。可自由设定：只清洗、清洗＋标定。整个过程如下：

当到达用户设定需要标定和清洗的时间后，首先给控制室开关信号，声明清洗过程开始。随后控制pH测量电极从测量位置拔出到待用位置，同时电极头护套根据汽缸活塞原理，实现密封作用，使过程介质不会泄露。探头在待用状态，可任意完成自动清洗、标定，以及漂清。清洗过程开始后，变送器的输出信号将保持清洗前的测量值，并在清洗过程结束后延迟X秒再次进入测量状态。

以上的探头上下动作，全部通过气动控制来完成，由EC400控制器实现控制。

也就是说：清洗开始时打开支架上拔探头的气源阀门，探头拔出到限位开关处，限位开关给出信号到控制室，停止探头提升动作。打开清水阀门，冲洗探头，水同时排掉，气洗，然后打开清洗液（1mol盐酸）阀门，再冲清水，气洗，再加入标定液开始标定，标定结束后，再冲清水，气洗，然后打开插入探头的气源阀门，将探头压回测量，清洗标定过程完成。

图4 测量探头在使用自清洗系统前后的对比照。