化學儀表檢驗

化學儀表檢驗第1頁/共45頁前言使用高質(zhì)量、經(jīng)過計量檢定機構(gòu)檢定合格的化學儀表是否一定可以得到正確的測量結(jié)果？不一定?；瘜W儀表的特殊性：傳感器工作時伴隨著發(fā)生一系列化學反應、電化學反應和物理化學過程。如果不深入了解這些反應和過程，使用再好的儀表也難以得到準確的測量結(jié)果。第2頁/共45頁前言化學儀表測量獲得準確測量結(jié)果的必要條件：（１）使用經(jīng)過計量檢定機構(gòu)檢定合格的化學儀表；（２）對化學儀表測量傳感器測量原理有較深入的了解，使用中對影響傳感器正常工作的干擾因素有全面的掌握。第3頁/共45頁主要內(nèi)容一.pH測量二.鈉表三.純水氫電導率的測量四.溶解氧濃度測量

五.其它在線化學儀表第4頁/共45頁第一部分：pH儀表的檢驗火力發(fā)電廠在線工業(yè)化學儀表檢驗規(guī)程DL／T677－1999存在的問題：適合普通水質(zhì)的測量，但不適合電廠純水條件下的測量，國外標準中關(guān)于純水測量的特殊檢驗方法均未得到體現(xiàn)。今年已安排進修改。第5頁/共45頁1整機示值誤差檢驗14.1檢驗原則對于測量給水、凝結(jié)水pH的儀表，必須采用水樣流動檢驗法進行整機示值誤差的檢驗；對于測量爐水pH的儀表，應優(yōu)先選擇選擇水樣流動檢驗法進行整機示值誤差的檢驗。對于測量電導率大于100μS/cm的水樣的pH值的儀表，應采用標準溶液檢驗法進行整機示值誤差的檢驗。第6頁/共45頁14.2標準溶液檢驗法原標準：將被檢儀表的電極分別置于預先選定好的pH標準溶液（鄰苯二甲酸氫鉀溶液4.0或混合磷酸鹽Ⅰ溶液6.86）中，并定值好被檢儀表，然后再把傳感器沖洗干凈，將傳感器置入另外一種pH標準溶液(混合磷酸鹽Ⅱ溶液7.4或四硼酸鈉溶液9.18）中，并精確記錄被檢儀表的示值。修改后：將被檢儀表的電極分別置于pH6.864(25℃)和pH9.182(25℃)的標準溶液中進行兩點定位，然后再把傳感器沖洗干凈，將傳感器置入pH4.003(25℃)的標準溶液中，并精確記錄被檢儀表的示值第7頁/共45頁水樣流動檢驗法將被檢儀表與標準儀表的傳感器就近串接在同一個流動的水樣之中,待儀表示值穩(wěn)定后，精確記錄標準儀表的示值和被檢儀表的示值進行水樣流動檢驗時的注意事項如下：

a)進行水樣流動檢驗時的水樣的電導率和pH值應在儀表正常運行監(jiān)測的范圍內(nèi)，水樣溫度應穩(wěn)定在25℃土1℃；b)水樣流量調(diào)整在儀器制造廠家要求的流量范圍內(nèi)，水樣壓力保持穩(wěn)定。c)標準儀表能準確測量電導率小于100μS/cm的水樣的pH值。第8頁/共45頁溫度補償附加誤差檢驗

整機檢驗方法

將被檢儀表的電極分別置于pH6.864(25℃)和pH9.182(25℃)的標準溶液中進行兩點定位，然后將被檢儀表的傳感器電極和溫度計置入pH＝9.182標準緩沖溶液中，控制水樣溫度25℃±0.5℃，調(diào)整被檢儀表的校正旋鈕使被檢儀表示值為9.182。再調(diào)整恒溫預處理裝置，使水樣溫度為35℃±0.5℃，±溫度改變l0min后，再記錄水樣溫度與被檢儀表的示值。第9頁/共45頁溫度補償附加誤差檢驗

整機檢驗方法（2）注：本方法只檢驗能斯特溫度系數(shù)斜率項，不能反映其它溫度影響因素，因此，本方法不適合測量給水、凝結(jié)水和爐水的pH儀表溫度補償附加誤差的檢驗。第10頁/共45頁二次儀表溫度補償誤差檢驗方法

調(diào)整電阻箱使儀表溫度顯示為25℃（電阻箱的模擬電阻值可根據(jù)被檢儀表的技術(shù)文件確定）。按說明書對被檢儀表應進行兩點校準，通過調(diào)電位差計輸入被檢表標準pH信號。（例如，對于等電位為7的酸度計，調(diào)整電位差計使其輸出為零，調(diào)整“定位”旋鈕使儀表示值為pH7，然后電位差計輸出177.471mV，如果儀表顯示小于7，對調(diào)電位差計輸出接線；調(diào)斜率使儀表顯示pH10）。

第11頁/共45頁二次儀表溫度補償誤差檢驗方法調(diào)電位差計的輸出為118.31mV,記錄儀表示值（為模擬25℃等效溫度電阻在59.157mV／pH的理論斜率下的pH值）。調(diào)整電阻箱使儀表溫度顯示為35℃,調(diào)電位差計的輸出為122.282mV,記錄儀表示值。二次儀表溫度補償附加誤差的計算方法見式：pHt=pHJ-pHI

式中：pHt——溫度補償附附加誤差；

pHJ——溫度變化前的被檢儀表示值；；

pHI——溫度變化后的儀表示值。第12頁/共45頁說明0.272mg/LNH3+20g/LN2H4的水樣10℃時未進行溫度補償時各項誤差比較溫度變化引起的玻璃電極誤差0.10參比電極和玻璃電極不同溫度系數(shù)引起的誤差0.086溫度變化引起的溶液平衡常數(shù)變化造成的誤差0.52溫度補償誤差檢驗方法沒有太大意義第13頁/共45頁二次儀表引用誤差檢驗電位差計SRt1被檢儀表RRt2模擬電阻箱R模擬溫度電阻被檢表電位差計第14頁/共45頁二次儀表引用誤差檢驗

調(diào)整電阻箱使儀表溫度顯示為25℃，調(diào)節(jié)電位差計使其輸出為零。對具有等電位（或定位）調(diào)整器的儀表，可調(diào)整等電位（或定位）調(diào)整器到其等電位的pH值（例如，等電位為7的儀表，調(diào)整至儀表顯示pH為7）。對于斜率（或靈敏度）補償?shù)膬x表設置，可用電位差計向二次儀表輸入測量上限pH值的等效電位值［此值可按式（17）計算］，調(diào)節(jié)斜率（或靈敏度）電位器,使二次儀表示值為測量上限值(例如，等電位為7的儀表，電位差計輸出177.471mV，調(diào)節(jié)斜率（或靈敏度）電位器,使二次儀表示值為10)。具備條件的被檢儀表也可以將斜率直接設置在100％的位置。第15頁/共45頁二次儀表引用誤差檢驗按照輸入電位的實際值與標稱理論pH值的關(guān)系式（17），調(diào)節(jié)電位差計的輸出，用被檢表輸入增加和減少的方式各做一次，分別記錄二次儀表的示值。（例如，對于等電位pH值為7的酸度計，使電位差計的輸出分別為118.31mV和-118.31mV，對應的二次儀表的標稱理論pH值分別為9和5）。第16頁/共45頁輸入阻抗引起的示值誤差檢驗合上開關(guān)，對二次表進行兩點校正。調(diào)節(jié)電位差計向二次儀表輸入354.942mV(相當于6個pH)的電位值，斷開開關(guān)，pH測量變化情況電位差計SRt1被檢儀表RRt2模擬電阻箱R模擬溫度電阻被檢表電位差計第17頁/共45頁整機示值誤差靜態(tài)檢驗法將被檢鈉離子監(jiān)測儀表與配套電極安裝好，通電預熱30min以上，在pNa4(1×10－４mol//L)和pNa5(1×10－５mol//L)標準溶液進行儀表的兩點定值。將電極用無鈉水沖洗干凈，再放入pNa6(1×10－６mol//L)標準溶液中，重復測量三次（每次測量完后，將電極取出，然后再放入標準液中），并記錄下各次的pNa示值。整機示值誤差（w）的計算方法見式：w＝pNai-pNaB

pNai--第i次測量的儀表示值；pNaB--標準溶液在檢驗條件下的pNa實際值；

第18頁/共45頁整機示值誤差動態(tài)檢驗法測量凝結(jié)水、給水和蒸汽的鈉表應采用動態(tài)法進行整機示值誤差檢驗。將待檢鈉表串接在流動鈉標準水樣的下游，調(diào)整流動鈉標準水樣的濃度為一確定值（在1～10g/L范圍內(nèi)），待水樣的鈉濃度穩(wěn)定后20min，記錄鈉表示值。整機示值誤差（w）的計算方法見上式。注：當被檢表測量誤差超過允許值時，可參照鈉標準值對被檢表進行在線校準。第19頁/共45頁溫度補償附加誤差整機檢驗法將被檢儀表進行兩點定值。取一適當容量的燒杯并充入pNa5標準溶液，將被檢儀表的傳感器電極與溫度計置入溶液中，將水樣溫度恒定在25℃±0.5℃，記錄被檢儀表示值為pNa1。調(diào)整恒溫預處理裝置的溫度，使水樣溫度在35℃土0.5℃，待儀表示值穩(wěn)定后，記錄水樣溫度與被檢儀表示值pNa2。計算方法見式：t=pNa1-pNa2

第20頁/共45頁二次儀表溫度補償附加誤差檢驗法

參照圖2連接檢驗組件。電位差計SRt1被檢儀表RRt2模擬電阻箱R模擬溫度電阻被檢表電位差計第21頁/共45頁二次儀表溫度補償附加誤差檢驗法

調(diào)節(jié)電阻箱輸出使儀表顯示溫度為25℃，通過調(diào)電位差計向被檢表輸入標準pNa信號，按說明書對被檢儀表應進行兩點校準。然后調(diào)節(jié)電位差計向被檢儀表輸入pNa6(例如等電位為pNa0的儀表，輸入354.942mV)模擬信號，記錄二次儀表示值pNat0。調(diào)節(jié)電阻箱輸出使儀表顯示溫度為15℃,調(diào)節(jié)電位差計的輸出15℃的pNa6模擬信號(例如等電位為pNa0的儀表，輸入343.04mV)，記錄二次儀表的示值pNatipNati；調(diào)節(jié)電阻箱輸出使儀表顯示溫度為35℃，調(diào)節(jié)電位差計的輸出35℃的pNa6模擬信號(例如等電位為pNa0的儀表，輸入366.84mV)，記錄二次儀表的示值pNati。算方法見下式，取計算結(jié)果中最大值為二次儀表溫度補償附加誤差。pNat＝（pNat－pNa0）／2pNat——相當于3個pNa的二次儀表溫度補償附加誤差。第22頁/共45頁二次儀表引用誤差檢驗按照圖2連接檢驗組件。首先將被檢儀表通電預熱30min，調(diào)整電阻箱使儀表顯示溫度為25℃。對被檢儀表應進行兩點定值。調(diào)節(jié)電位差計，分別向被檢儀表輸入pNa3、pNa5和pNa7所對應的電位，每次輸入用增加和減少的方式各輸入一次，記錄二次儀表的示值pNas，取平均值。二次儀表引用誤差計算方法見下式。取計算結(jié)果中的△pNa的最大值為二次儀表引用誤差。△pNa=pNas-pNaB

△pNa—二次儀表引用誤差；pNaB—pNa標稱值；

pNas—儀表示值的平均值。第23頁/共45頁二次儀表輸入阻抗檢驗

返回電位差計SRt1被檢儀表RRt2模擬電阻箱R模擬溫度電阻被檢表電位差計第24頁/共45頁二次儀表輸入阻抗檢驗按圖3接線，接通開關(guān)S，調(diào)整電阻箱輸出使被檢儀表溫度顯示為25℃。對被檢儀表應進行兩點定值調(diào)整電位差計向被檢儀表輸出354．942mV，記錄二次儀表示值pNa1。斷開開關(guān)S，接上高阻，然后再調(diào)整電位差計向被檢儀表輸出354．942mV，記錄儀表示值pNa2。計算方法見式:

第25頁/共45頁二次儀表輸入阻抗檢驗原公式：pNaR=6R/│pNa1-pNa2│修改后：pNaR=pNa2R/│pNa1-pNa2│第26頁/共45頁整機基本誤差檢驗檢驗原則對于測量水樣電導率小于0.2S/cm的電導率表必須采用水樣流動法進行檢驗；對于測量電導率大于0.2S/cm的電導率表，可以采用標準溶液法進行檢驗。第27頁/共45頁整機基本誤差檢驗水樣流動檢驗法將標準儀表的電導池就近串聯(lián)連接在被檢儀表傳感器的流路之中，對于測量電導率的儀表，應使用混床出水，水樣電導率小于0.1S/cm；對于測量氫電導率的儀表，應使用陽床出水，水樣電導率小于0.1S/cm。水樣的流速按照要求進行調(diào)整至符合表3的規(guī)定條件，并保持相對穩(wěn)定。被檢儀表通電預熱并沖洗流路15min以上，將被檢儀表的溫度補償設定為自動溫度補償。精確讀取被檢儀表示值KJ與標準儀表示值KB

，并準確測量水樣的溫度值.δt=(KJ-KB)×100%/M第28頁/共45頁整機基本誤差檢驗標準溶液檢驗法：首先設定被檢表的電極常數(shù)和儀表配套電極的電極常數(shù)一致，選擇電導率大于100μS/cm、并且在被檢儀表量程范圍內(nèi)的標準溶液。用標準溫度計將被檢儀表的溫度測量校準。將標準溶液恒溫至25℃±0.5℃，將被檢儀表的電導電極置入標準溶液之中，待溫度穩(wěn)定后記錄標準溶液的電導率值KB，精確讀取被檢儀表的示值KJ及溶液的溫度值。

第29頁/共45頁溫度補償附加誤差檢驗

檢驗原則對于測量混床出水的電導率表必須采用水樣流動法進行溫度補償附加誤差檢驗，其水樣的電導率應小于0.1S/cm；對于測量氫電導率的電導率表必須采用氫交換柱出水流動法進行溫度補償附加誤差檢驗，其水樣應經(jīng)過氫型陽離子交換柱，氫電導率應小于0.1S/cm；

對于測量電導率大于0.3S/cm的電導率表，可采用水樣流動法進行檢驗，也可以采用標準溶液法進行檢驗。第30頁/共45頁溫度補償附加誤差檢驗水樣流動檢驗法將標準儀表的電導池就近串聯(lián)連接在被檢儀表傳感器的流路之中，水樣的電導率應小于0.1S/cm。將被檢儀表的溫度補償設定為自動溫度補償。準確測量水樣的溫度，記錄常溫條件下的被檢儀表示值()。然后調(diào)節(jié)運行中被檢儀表采樣冷卻器的冷卻水流量，使水樣溫度在水樣初溫到40℃范圍內(nèi)變化,溫度的變化幅度為10℃左右，在該溫度條件下穩(wěn)定3min，精確讀取被檢儀表示值（кt2）與標準儀表示值，并準確測量水樣的溫度。標準儀表示值應保持不變。溫度補償附加誤差的計算方法見式:δt=(Kt1-Kt2)×100%/M返回第31頁/共45頁溫度補償附加誤差檢驗標準溶液檢驗法將被檢儀表傳感器中的電導池電極和溫度計置入已裝好的標準溶液的燒杯內(nèi)，再將此燒杯放在可調(diào)整的恒溫預處理裝置之中。將標準溶液恒溫在25℃士0.5℃條件下，待被檢儀表通電預熱15min，將被檢儀表溫度系數(shù)設為自動溫度系數(shù)或0.02。然后精確讀取儀表的示值和水樣的溫度值，然后調(diào)整恒溫預處理裝置使水樣溫度為35℃土0.5℃。當水樣溫度平衡后，再精確讀取被檢儀表的示值和溫度計的示值。第32頁/共45頁二次儀表引用誤差檢驗

檢驗原則：對于測量電導率大于0.2S/cm的電導率表，采用標準交流標準電阻箱作為電導率標準輸入信號進行檢驗。對于測量水樣電導率大于0.2S/cm的電導率表，必須采用圖2所示的模擬電路作為電導率標準輸入信號進行檢驗。第33頁/共45頁電導率儀表RXRt圖1被檢儀表與標準電阻箱之間的連接第34頁/共45頁C1C2RX圖2純水電導率表檢驗模擬電路第35頁/共45頁二次儀表引用誤差檢驗用精度優(yōu)于0.1級的一個直流標準電阻箱和一個交流標準電阻箱，分別模擬溫度電阻Rt和溶液等效電阻Rx，作為檢驗的模擬信號，調(diào)節(jié)模擬溫度電阻Rt，使儀表顯示的溫度為25℃。將被檢儀表的電導池常數(shù)設為0.01（或0.1）。被檢儀表和標準交流電阻之間連接如圖l所示（對于測量水樣的電導率小于0.2S/cm的電導率表，用圖2的模擬電路取代圖1中的交流電阻箱RX）。被檢儀表通電預熱15min后，再根據(jù)式(5)的計算結(jié)果向二次儀表輸入模擬等效電阻信號?；鶞蕼囟葪l件下溶液電導率等效電阻值的計算方法見式(5)。RX=J×106/кRX——等效電阻值,Ω；к——電導率值，μS/cm；J——被檢儀表設定的電導池常數(shù)，㎝-1；第36頁/共45頁二次儀表引用誤差檢驗記錄被檢儀表示值，二次儀表引用誤差的計算方法見式(6)，δY,max=│кS-кL│×100%/M

δY,max——二次儀表引用誤差，％FS；кS——儀表示值，μS/cm；кL——理論電導率值，μS/cm；M——量程范圍內(nèi)最大值,μS/cm。第37頁/共45頁示值穩(wěn)定性檢驗

按照上述方法向被檢儀表輸入一個等效電阻值并記錄操作的時間和儀表的示值；被檢儀表繼續(xù)通電12h、24h再分別重復上述工作，記錄儀表示值、。儀表示值穩(wěn)定性檢驗的計算方法見式：δD1=（кS1-кS2

）×100％／M第38頁/共45頁示值重復性檢驗將被檢儀表的電極常數(shù)設為0.01（或0.1）。按照本規(guī)程9.1的方法向被檢儀表輸入一個10kΩ的等效電阻值，記錄被檢儀表的示值()，按照停止、再輸入上述電阻值的操作方法，重復測量6次，以單次測量的標準偏差表示重復性。計算方法見式(8)。第39頁/共45頁二次儀表溫度補償附加誤差檢驗條件:本方法僅適用于測量電導率大于0.3S/cm的電導率表。用精度優(yōu)于0.1級的直流標準電阻箱和交流標準電阻箱各一個，分別模擬溫度電阻Rt和溶液等效電阻Rx，作為檢驗的模擬信號。將被檢儀表的溫度系數(shù)設定為0.02，將被檢儀表的電極常數(shù)設為0.01（或0.1）。調(diào)節(jié)模擬溫度電阻Rt，使儀表顯示的溫度為25℃，然后按（5）式調(diào)節(jié)溶液等效電阻R，使儀表顯示電導率為10μS/cm。記錄儀表示值與模擬量輸入值。調(diào)節(jié)模擬溫度電阻Rt，使儀表顯示的溫度為35℃，按（9）式