绪言

在众多水项目工程的仪器仪表设计中，工程师总面临一个问题，就是如何在满足设计要求的同时，应付运行中可能出现的突发问题。这就要求仪器仪表不光具备牢固功能和简易操作，还要求常规的pH测量、氧化还原电位测量及电导率测量仪器仪表实现标准化和系列化，使整套装置结构统一、维护简便。

正文

污水处理厂项目中， 经常需要建立污水的酸碱中和装置，即通过加入酸碱液的方式调节其pH值，以便达到排放标准。最简单的中和装置可以通过一个极限值调节器来实现，调节器继电器输出直接连接酸液罐和碱液罐的阀门开关，完成对酸碱中和的控制。为了避免短时间内酸碱加入过量或pH值剧烈波动，在现今的中和装置中已经采用了P/PI /PID算法的连续性或近似连续性调节器，用于产生相应的输出信号以控制马达、线性阀门等部件;而利用脉冲宽度和脉冲频率调节器可以通过继电器来控制诸如电磁阀和电磁定量泵单元。

在中和反应过程中，由于加入酸碱介质的不同，经常需要控制不同的部件如电磁阀或电磁定量泵。于是，利用一种控制仪器实现对多种常用设备的控制便成为一项重要的优点，不光在设计过程中减小选型的麻烦还能在日后的设备安装、维护和修理时降低成本，以实现优化。在仪器内部编程设定调节器结构时，需要注意以下几点：

静态调节过程-如反应在静止容器或池体内进行。此种情况下应选择P或PD调节器。

动态调节过程-如在带搅拌器的管线中进行反应。此种情况下应选择PI或PID调节器。

pH测量要求从电极到变送器的电缆线路不能太长，所以通常需要将变送器安装在现场，或者将变送部分安装在控制机柜内。

完成仪器的现场安装及调控设备的连接只能算完成全部工作的三分之二，另外一个重要任务是实际测量值的变送。因为pH值受温度影响很大，所以变送器不仅能处理pH测量值，还需要提供温度补偿功能。常用的温度传感器为Pt100和Pt1000，而很多电极产品都将其固化到内部，做到pH和温度测量的一体化。

为了简化基本参数的设定，仪器提供同PC联机用的接口电缆，借助Setup软件用户可以简便地设定和存储经常性重复的标准参数，还可以打印各项设定及测量结果，大大方便的装置的记录和存档工作。

面板操作

采用先进单片机技术的智能型测试仪器功能越来越复杂，如何利用有限的键盘或接口实现简便的操作，已经成为仪器开发和使用的一个新的挑战。测量结果及参数设定均使用明文显示，可以大大简化操作难度，确保安全性;根据设定时的具体需要，暂时关闭多余参数的显示，这样既可以使设定过程更直观，还避免了其它参数可能的误操作，更加提高了安全性。

对于经常性重复的校验过程(如pH电极校验)，仪器必须能提供一种简易的操作过程，以保证用户即使不具备化学分析的专业知识也可以顺利完成测量校验和标定。通过对电极的校验，可以确定当前的零点和斜率，提高测量的精度。此外，用户可以随时查看上一次校验数据，以便进行平行比较，确定电极的老化度，进而可以安排具体的维修和维护工作(如定期更换老化电极)，以保证设备运行正常。考虑到国际市场的需要，仪器内还附带安装了其它语言，可以根据实际需要自由切换。测量值的显示通常为数字式，而传统的模拟式仪器利用指针显示数值，可快速确定当前测量值所在的范围，并且即时评判测量是否正常。有些新型仪器也有此功能，可以大大减化对测量的评判。

满足设备需要

仪器不仅在输出信号方面近可能适应控制单元(如马达、电磁阀和定量泵)，在输入信号方面也根据测量信号的不同而具备灵活性，如在pH值测量中既可以连接分立的玻璃电极和参比电极，也可以连接组合电极;在电路连接方面既可以是对称线路也可以是不对称线路的连接方式，增强了同电极的匹配性和适用性。不对称连接方式如测量用的玻璃电极采用高电阻值输入，而参比电极采用低电阻值输入，是最常见的连接方式;而对称式则在两个电极上均采用高电阻值输入，从而实现同前者完全不同的变送效果。通过仪器内部的电气隔离可以有效地防止电磁干扰源对测量造成的波动和冲击，不足是需要一条附加电缆线同液体介质相连，因此会增加额外成本，并且有可能将其它干扰信号引入仪器内部。

针对分立电极(测量电极和参比电极)或组合一体电极，JUMO Aquis 500具备电极阻值的测定功能，可以在很多条件苛刻的现场确保pH测量的稳定性，因为电极的阻值可以表示当前的工作状态，比如当电极的测量薄膜表面有杂质沉积时，电极阻值会增大;或者当电极破裂时，测量线路短路，所测电极阻值为零。了解电极的状态，可以做到及时更换，保障测量的精确度。

在许多应用场合需要使用无玻璃电极，此类电极产品利用ISFET技术，电极的pH测量感应部分不是使用玻璃材料，而是由一种能吸附和感应氢离子的特殊芯片构成;电极主体外壳使用高分子材料，以防止碎裂;由于构造特殊，所以电极的输入需要专门的电路来实现。

总结

在当今仪器市场上满足以上功能特点而又价格适合的产品品种非常有限，JUMO Aquis 500就属于其中一款，如JUMO Aquis 500 pH可以在pH值，Redox电压和氨浓度测量间自由切换，而配备电极的高阻转换器和对称型电气连接，可以大大提高测量稳定性和装置的安全性。

JUMO Aquis 500 CR用于测定液态介质的电导率值或电阻值，传感器部分可以使用双电极板或4电极板式的电导率传感器。仪器部分不仅可以完成测量显示，还可以支持两路的标准模拟输出信号，或者控制两路继电器开关。简单的明文显示实现不同操作语言间的转换，更大程度的简化了操作。