化学仪表检验

化学仪表检验第1页/共45页前言使用高质量、经过计量检定机构检定合格的化学仪表是否一定可以得到正确的测量结果？不一定。化学仪表的特殊性：传感器工作时伴随着发生一系列化学反应、电化学反应和物理化学过程。如果不深入了解这些反应和过程，使用再好的仪表也难以得到准确的测量结果。第2页/共45页前言化学仪表测量获得准确测量结果的必要条件：（１）使用经过计量检定机构检定合格的化学仪表；（２）对化学仪表测量传感器测量原理有较深入的了解，使用中对影响传感器正常工作的干扰因素有全面的掌握。第3页/共45页主要内容一.pH测量二.钠表三.纯水氢电导率的测量四.溶解氧浓度测量

五.其它在线化学仪表第4页/共45页第一部分：pH仪表的检验火力发电厂在线工业化学仪表检验规程DL／T677－1999存在的问题：适合普通水质的测量，但不适合电厂纯水条件下的测量，国外标准中关于纯水测量的特殊检验方法均未得到体现。今年已安排进修改。第5页/共45页1整机示值误差检验14.1检验原则对于测量给水、凝结水pH的仪表，必须采用水样流动检验法进行整机示值误差的检验；对于测量炉水pH的仪表，应优先选择选择水样流动检验法进行整机示值误差的检验。对于测量电导率大于100μS/cm的水样的pH值的仪表，应采用标准溶液检验法进行整机示值误差的检验。第6页/共45页14.2标准溶液检验法原标准：将被检仪表的电极分别置于预先选定好的pH标准溶液（邻苯二甲酸氢钾溶液4.0或混合磷酸盐Ⅰ溶液6.86）中，并定值好被检仪表，然后再把传感器冲洗干净，将传感器置入另外一种pH标准溶液(混合磷酸盐Ⅱ溶液7.4或四硼酸钠溶液9.18）中，并精确记录被检仪表的示值。修改后：将被检仪表的电极分别置于pH6.864(25℃)和pH9.182(25℃)的标准溶液中进行两点定位，然后再把传感器冲洗干净，将传感器置入pH4.003(25℃)的标准溶液中，并精确记录被检仪表的示值第7页/共45页水样流动检验法将被检仪表与标准仪表的传感器就近串接在同一个流动的水样之中,待仪表示值稳定后，精确记录标准仪表的示值和被检仪表的示值进行水样流动检验时的注意事项如下：

a)进行水样流动检验时的水样的电导率和pH值应在仪表正常运行监测的范围内，水样温度应稳定在25℃土1℃；b)水样流量调整在仪器制造厂家要求的流量范围内，水样压力保持稳定。c)标准仪表能准确测量电导率小于100μS/cm的水样的pH值。第8页/共45页温度补偿附加误差检验

整机检验方法

将被检仪表的电极分别置于pH6.864(25℃)和pH9.182(25℃)的标准溶液中进行两点定位，然后将被检仪表的传感器电极和温度计置入pH＝9.182标准缓冲溶液中，控制水样温度25℃±0.5℃，调整被检仪表的校正旋钮使被检仪表示值为9.182。再调整恒温预处理装置，使水样温度为35℃±0.5℃，±温度改变l0min后，再记录水样温度与被检仪表的示值。第9页/共45页温度补偿附加误差检验

整机检验方法（2）注：本方法只检验能斯特温度系数斜率项，不能反映其它温度影响因素，因此，本方法不适合测量给水、凝结水和炉水的pH仪表温度补偿附加误差的检验。第10页/共45页二次仪表温度补偿误差检验方法

调整电阻箱使仪表温度显示为25℃（电阻箱的模拟电阻值可根据被检仪表的技术文件确定）。按说明书对被检仪表应进行两点校准，通过调电位差计输入被检表标准pH信号。（例如，对于等电位为7的酸度计，调整电位差计使其输出为零，调整“定位”旋钮使仪表示值为pH7，然后电位差计输出177.471mV，如果仪表显示小于7，对调电位差计输出接线；调斜率使仪表显示pH10）。

第11页/共45页二次仪表温度补偿误差检验方法调电位差计的输出为118.31mV,记录仪表示值（为模拟25℃等效温度电阻在59.157mV／pH的理论斜率下的pH值）。调整电阻箱使仪表温度显示为35℃,调电位差计的输出为122.282mV,记录仪表示值。二次仪表温度补偿附加误差的计算方法见式：pHt=pHJ-pHI

式中：pHt——温度补偿附附加误差；

pHJ——温度变化前的被检仪表示值；；

pHI——温度变化后的仪表示值。第12页/共45页说明0.272mg/LNH3+20g/LN2H4的水样10℃时未进行温度补偿时各项误差比较温度变化引起的玻璃电极误差0.10参比电极和玻璃电极不同温度系数引起的误差0.086温度变化引起的溶液平衡常数变化造成的误差0.52温度补偿误差检验方法没有太大意义第13页/共45页二次仪表引用误差检验电位差计SRt1被检仪表RRt2模拟电阻箱R模拟温度电阻被检表电位差计第14页/共45页二次仪表引用误差检验

调整电阻箱使仪表温度显示为25℃，调节电位差计使其输出为零。对具有等电位（或定位）调整器的仪表，可调整等电位（或定位）调整器到其等电位的pH值（例如，等电位为7的仪表，调整至仪表显示pH为7）。对于斜率（或灵敏度）补偿的仪表设置，可用电位差计向二次仪表输入测量上限pH值的等效电位值［此值可按式（17）计算］，调节斜率（或灵敏度）电位器,使二次仪表示值为测量上限值(例如，等电位为7的仪表，电位差计输出177.471mV，调节斜率（或灵敏度）电位器,使二次仪表示值为10)。具备条件的被检仪表也可以将斜率直接设置在100％的位置。第15页/共45页二次仪表引用误差检验按照输入电位的实际值与标称理论pH值的关系式（17），调节电位差计的输出，用被检表输入增加和减少的方式各做一次，分别记录二次仪表的示值。（例如，对于等电位pH值为7的酸度计，使电位差计的输出分别为118.31mV和-118.31mV，对应的二次仪表的标称理论pH值分别为9和5）。第16页/共45页输入阻抗引起的示值误差检验合上开关，对二次表进行两点校正。调节电位差计向二次仪表输入354.942mV(相当于6个pH)的电位值，断开开关，pH测量变化情况电位差计SRt1被检仪表RRt2模拟电阻箱R模拟温度电阻被检表电位差计第17页/共45页整机示值误差静态检验法将被检钠离子监测仪表与配套电极安装好，通电预热30min以上，在pNa4(1×10－４mol//L)和pNa5(1×10－５mol//L)标准溶液进行仪表的两点定值。将电极用无钠水冲洗干净，再放入pNa6(1×10－６mol//L)标准溶液中，重复测量三次（每次测量完后，将电极取出，然后再放入标准液中），并记录下各次的pNa示值。整机示值误差（w）的计算方法见式：w＝pNai-pNaB

pNai--第i次测量的仪表示值；pNaB--标准溶液在检验条件下的pNa实际值；

第18页/共45页整机示值误差动态检验法测量凝结水、给水和蒸汽的钠表应采用动态法进行整机示值误差检验。将待检钠表串接在流动钠标准水样的下游，调整流动钠标准水样的浓度为一确定值（在1～10g/L范围内），待水样的钠浓度稳定后20min，记录钠表示值。整机示值误差（w）的计算方法见上式。注：当被检表测量误差超过允许值时，可参照钠标准值对被检表进行在线校准。第19页/共45页温度补偿附加误差整机检验法将被检仪表进行两点定值。取一适当容量的烧杯并充入pNa5标准溶液，将被检仪表的传感器电极与温度计置入溶液中，将水样温度恒定在25℃±0.5℃，记录被检仪表示值为pNa1。调整恒温预处理装置的温度，使水样温度在35℃土0.5℃，待仪表示值稳定后，记录水样温度与被检仪表示值pNa2。计算方法见式：t=pNa1-pNa2

第20页/共45页二次仪表温度补偿附加误差检验法

参照图2连接检验组件。电位差计SRt1被检仪表RRt2模拟电阻箱R模拟温度电阻被检表电位差计第21页/共45页二次仪表温度补偿附加误差检验法

调节电阻箱输出使仪表显示温度为25℃，通过调电位差计向被检表输入标准pNa信号，按说明书对被检仪表应进行两点校准。然后调节电位差计向被检仪表输入pNa6(例如等电位为pNa0的仪表，输入354.942mV)模拟信号，记录二次仪表示值pNat0。调节电阻箱输出使仪表显示温度为15℃,调节电位差计的输出15℃的pNa6模拟信号(例如等电位为pNa0的仪表，输入343.04mV)，记录二次仪表的示值pNatipNati；调节电阻箱输出使仪表显示温度为35℃，调节电位差计的输出35℃的pNa6模拟信号(例如等电位为pNa0的仪表，输入366.84mV)，记录二次仪表的示值pNati。算方法见下式，取计算结果中最大值为二次仪表温度补偿附加误差。pNat＝（pNat－pNa0）／2pNat——相当于3个pNa的二次仪表温度补偿附加误差。第22页/共45页二次仪表引用误差检验按照图2连接检验组件。首先将被检仪表通电预热30min，调整电阻箱使仪表显示温度为25℃。对被检仪表应进行两点定值。调节电位差计，分别向被检仪表输入pNa3、pNa5和pNa7所对应的电位，每次输入用增加和减少的方式各输入一次，记录二次仪表的示值pNas，取平均值。二次仪表引用误差计算方法见下式。取计算结果中的△pNa的最大值为二次仪表引用误差。△pNa=pNas-pNaB

△pNa—二次仪表引用误差；pNaB—pNa标称值；

pNas—仪表示值的平均值。第23页/共45页二次仪表输入阻抗检验

返回电位差计SRt1被检仪表RRt2模拟电阻箱R模拟温度电阻被检表电位差计第24页/共45页二次仪表输入阻抗检验按图3接线，接通开关S，调整电阻箱输出使被检仪表温度显示为25℃。对被检仪表应进行两点定值调整电位差计向被检仪表输出354．942mV，记录二次仪表示值pNa1。断开开关S，接上高阻，然后再调整电位差计向被检仪表输出354．942mV，记录仪表示值pNa2。计算方法见式:

第25页/共45页二次仪表输入阻抗检验原公式：pNaR=6R/│pNa1-pNa2│修改后：pNaR=pNa2R/│pNa1-pNa2│第26页/共45页整机基本误差检验检验原则对于测量水样电导率小于0.2S/cm的电导率表必须采用水样流动法进行检验；对于测量电导率大于0.2S/cm的电导率表，可以采用标准溶液法进行检验。第27页/共45页整机基本误差检验水样流动检验法将标准仪表的电导池就近串联连接在被检仪表传感器的流路之中，对于测量电导率的仪表，应使用混床出水，水样电导率小于0.1S/cm；对于测量氢电导率的仪表，应使用阳床出水，水样电导率小于0.1S/cm。水样的流速按照要求进行调整至符合表3的规定条件，并保持相对稳定。被检仪表通电预热并冲洗流路15min以上，将被检仪表的温度补偿设定为自动温度补偿。精确读取被检仪表示值KJ与标准仪表示值KB

，并准确测量水样的温度值.δt=(KJ-KB)×100%/M第28页/共45页整机基本误差检验标准溶液检验法：首先设定被检表的电极常数和仪表配套电极的电极常数一致，选择电导率大于100μS/cm、并且在被检仪表量程范围内的标准溶液。用标准温度计将被检仪表的温度测量校准。将标准溶液恒温至25℃±0.5℃，将被检仪表的电导电极置入标准溶液之中，待温度稳定后记录标准溶液的电导率值KB，精确读取被检仪表的示值KJ及溶液的温度值。

第29页/共45页温度补偿附加误差检验

检验原则对于测量混床出水的电导率表必须采用水样流动法进行温度补偿附加误差检验，其水样的电导率应小于0.1S/cm；对于测量氢电导率的电导率表必须采用氢交换柱出水流动法进行温度补偿附加误差检验，其水样应经过氢型阳离子交换柱，氢电导率应小于0.1S/cm；

对于测量电导率大于0.3S/cm的电导率表，可采用水样流动法进行检验，也可以采用标准溶液法进行检验。第30页/共45页温度补偿附加误差检验水样流动检验法将标准仪表的电导池就近串联连接在被检仪表传感器的流路之中，水样的电导率应小于0.1S/cm。将被检仪表的温度补偿设定为自动温度补偿。准确测量水样的温度，记录常温条件下的被检仪表示值()。然后调节运行中被检仪表采样冷却器的冷却水流量，使水样温度在水样初温到40℃范围内变化,温度的变化幅度为10℃左右，在该温度条件下稳定3min，精确读取被检仪表示值（кt2）与标准仪表示值，并准确测量水样的温度。标准仪表示值应保持不变。温度补偿附加误差的计算方法见式:δt=(Kt1-Kt2)×100%/M返回第31页/共45页温度补偿附加误差检验标准溶液检验法将被检仪表传感器中的电导池电极和温度计置入已装好的标准溶液的烧杯内，再将此烧杯放在可调整的恒温预处理装置之中。将标准溶液恒温在25℃士0.5℃条件下，待被检仪表通电预热15min，将被检仪表温度系数设为自动温度系数或0.02。然后精确读取仪表的示值和水样的温度值，然后调整恒温预处理装置使水样温度为35℃土0.5℃。当水样温度平衡后，再精确读取被检仪表的示值和温度计的示值。第32页/共45页二次仪表引用误差检验

检验原则：对于测量电导率大于0.2S/cm的电导率表，采用标准交流标准电阻箱作为电导率标准输入信号进行检验。对于测量水样电导率大于0.2S/cm的电导率表，必须采用图2所示的模拟电路作为电导率标准输入信号进行检验。第33页/共45页电导率仪表RXRt图1被检仪表与标准电阻箱之间的连接第34页/共45页C1C2RX图2纯水电导率表检验模拟电路第35页/共45页二次仪表引用误差检验用精度优于0.1级的一个直流标准电阻箱和一个交流标准电阻箱，分别模拟温度电阻Rt和溶液等效电阻Rx，作为检验的模拟信号，调节模拟温度电阻Rt，使仪表显示的温度为25℃。将被检仪表的电导池常数设为0.01（或0.1）。被检仪表和标准交流电阻之间连接如图l所示（对于测量水样的电导率小于0.2S/cm的电导率表，用图2的模拟电路取代图1中的交流电阻箱RX）。被检仪表通电预热15min后，再根据式(5)的计算结果向二次仪表输入模拟等效电阻信号。基准温度条件下溶液电导率等效电阻值的计算方法见式(5)。RX=J×106/кRX——等效电阻值,Ω；к——电导率值，μS/cm；J——被检仪表设定的电导池常数，㎝-1；第36页/共45页二次仪表引用误差检验记录被检仪表示值，二次仪表引用误差的计算方法见式(6)，δY,max=│кS-кL│×100%/M

δY,max——二次仪表引用误差，％FS；кS——仪表示值，μS/cm；кL——理论电导率值，μS/cm；M——量程范围内最大值,μS/cm。第37页/共45页示值稳定性检验

按照上述方法向被检仪表输入一个等效电阻值并记录操作的时间和仪表的示值；被检仪表继续通电12h、24h再分别重复上述工作，记录仪表示值、。仪表示值稳定性检验的计算方法见式：δD1=（кS1-кS2

）×100％／M第38页/共45页示值重复性检验将被检仪表的电极常数设为0.01（或0.1）。按照本规程9.1的方法向被检仪表输入一个10kΩ的等效电阻值，记录被检仪表的示值()，按照停止、再输入上述电阻值的操作方法，重复测量6次，以单次测量的标准偏差表示重复性。计算方法见式(8)。第39页/共45页二次仪表温度补偿附加误差检验条件:本方法仅适用于测量电导率大于0.3S/cm的电导率表。用精度优于0.1级的直流标准电阻箱和交流标准电阻箱各一个，分别模拟温度电阻Rt和溶液等效电阻Rx，作为检验的模拟信号。将被检仪表的温度系数设定为0.02，将被检仪表的电极常数设为0.01（或0.1）。调节模拟温度电阻Rt，使仪表显示的温度为25℃，然后按（5）式调节溶液等效电阻R，使仪表显示电导率为10μS/cm。记录仪表示值与模拟量输入值。调节模拟温度电阻Rt，使仪表显示的温度为35℃，按（9）式