碱度的测试原理

炉水的碱度, 主要是氢氧根和碳酸根.当锅炉压力一定时, 其比例为定值.因此应用电位法测定水中pH , 转换成碱度.原理是采用231 玻璃电极及232 甘汞电极, 用高阻抗输入的毫伏计测量原电池电动势,即可测出与溶液中氢离子浓度相对应的电极电位.以pH 表示, 即pH =-lg[ c(H+)] , 电极电位与氢离子活度的关系可用能斯特公式表示.E =E 0 -2 .303R TFlg[ c(H+)] .

　　通过实测证明, 在同一溶液中, 温度变化与电极电位变化呈负线性, 所以根据公式(2)对不同温度上的电极电位进行修正.

Vt = V 25[ 1 -β(t -25)] . (2)

式中, Vt 为t 时电极电位;V25为25 ℃时电极电位;β 为电极电位的温度修正系数.

通过测定炉水碱度及不同温度下的电极电位, 运用最小二乘法的一元回归方法, 制定出经验公式, 用相关系数验证该公式的可靠性.

x′= aebφt1-β(t -25).式中, x′为炉水剩余碱度;a , b 为系数;e 为自然常数.

2 　微型计算机程序功能

水质分析仪的全部测试进程是由计算机的程序来控制的, 该仪器能自动搅拌水样、延时、检测、排出水样、冲洗电极、打印分析结果;具有查询、存储、统计和制表功能;整个程序采用模块结构方式, 具有中文选择功能和人机对话功能, 使用方便, 工作稳定.程序还能用物理方法测试锅炉的水质;打印分析水质的时间、锅炉水的电导、pH 值、碱度、盐度;打印各种报表;在硬盘或软盘上存储所测试分析结果;对每台锅炉进行查询, 只要输入锅炉编号和日期, 就能获得该锅炉的各项参数.

3 　程序结构

3.1　程序总体框图

程序总体框图如图1 所示.

3.2　软件部分

程序由2 部分组成, 1 是汇编语言部分.它包括初始化程序、键盘分析程序、采样程序、数据处理程序、计算程序、代码转移程序、中断服务程序、打印程序.汇编语言程序可预先放在内存中, 它执行速度快, 而且可以对CPU 的工作进行紧密的控制, 可以和其它操作进行接口;2 是高级语言程序部分.它包括计算程序, 制表程序, 打印程序.另外, 计算机内还设有独立的DBASE 数据库管理程序, 可以充分利用计算机资源.计算机测试电路及说明

4.1　高输入阻抗放大器

由于是采用231 玻璃电极, 电极的阻抗很高, 约为1016 Ψ, 因此该放大器是一个特殊的高输入阻抗直流放大器.

4.2　231 电极特性

231 电极放在高碱炉水中时, 电极上的锂膜开始钝化, 输出电动势(E-pH)直线开始弯曲, 为了保持EpH的直线关系, 或为了使参与运算的输出电压保持准确性, 采用了计算机软件修正的方法, 即斜率补偿程序.

4.3　温度测量电路

本仪器选用铂电阻(线性好)作为测量元件, 它与精密电阻一起组成电桥测量电路, 当被测炉水稳定大于规定值时, 桥路不平衡, 输出最小信号为1 mV , 经过高精度运算放大器放大后, 输入到计算机, 作为被测炉水的温度补偿信号, 参加运算.由于本仪器采用对被测炉水跟随补偿, 故消除了手动补偿误差大的缺点.

4.4　电导测量电路

在DDS-11A 型电导率仪中, 经改造可以输出与测试电导率相对应的直流电信号.经过高精度的运算放大器进行放大, 输入到计算机内参加运算.

4.5　仪器电气原理

仪器电气原理框图如图2 所示.其中测定原理、敏感薄膜原理、深度负反馈原理、参量振荡放大器原理如图3 所示.定位补偿器:由于玻璃电极和甘汞电极浸在pH 为7 的溶液内, 二电极之间存在定位差, 即不对称电位, 在测量之前, 必须给以补偿至零.

5 　结　　论

从工作情况看, 微型计算机锅炉水质分析仪自动测试程序能够实现用物理方法对锅炉水质进行分析,在分析过程中实现全面的自动控制.数据库管理程序, 对锅炉软水作业指导起了很重要的作用, 实现了现代化管理.该仪器不但实现了锅炉水测试自动化, 性能稳定, 测试速度快, 精度达到部定标准, 而且摆脱了繁琐的化学分析方式, 可节省很多贵重的银盐试剂, 具有很大的推广应用价值.