型酸度计安装使用手册.docx
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型酸度计安装使用手册
PHG-2000A智能酸度计
使用说明书
南京电力自动化设备总厂
警告!
二次表或传感器的部分部件是用户不能维修的。
只有本公司的技术人员以及经他们授权的代表可以进行系统维护并且只能采用制造商特许的部件。
任何不按指导规则试图维护仪器可能导致仪器的损坏且有可能伤害维修人员，并且可能危害安全操作、电的完整性或仪器的电磁兼容性
本手册包含的信息内容是尽可能与仪表的型号相符合的。
如有不符之处，请立即与本公司联系。
本公司保留对本册中所述仪表的软、硬件进行修改和更换的权利。
目录
第一章引言……………………………3
第二章仪器测量原理………………4
第三章仪表的结构特征………………5
第四章技术指标………………………6
第五章使用方法………………………7
第六章安装和调试……………………8
第七章仪器的校验和维护…………12
第八章保修和服务…………………13
第九章仪器的成套性………………13
第十章选件…………………………14
附1错误信息……………………14
附2接线端子……………………15
第一章引言
1．1仪器主要用途及适用范围
该仪器是以微处理器为核心,通过高阻抗毫伏转换器和高性能PH电极组成的高精度酸度测量仪表。
适用于电力工业、化学工业、制药业、冶金业、食品工业等多种行业生产过程酸度连续检测，也可作为酸度控制系统中的一个部件。
1．2仪器主要特点
★采用了单片微处理器技术,根据仪器检测出的溶液电势和温度,用软件按照温度-PH间的数学模型进行计算，实现溶液的PH值温度自动补偿
★酸度计采用具有国际先进水平的复合电极，该电极具有使用寿命长，安装、拆卸、清洗方便等优点。
该电极使用固态电解液，其中KCL灌封于塑料基体中，在130℃以下仍能保持固态，不必重新补充，无需反压可满足大多数应用场合的要求。
★具有自动定标功能，在微机控制下可实现（4.01、6.86、9.18）三点的任意两点自动定位，并且在定位过程中对标准缓冲液进行温度补偿。
★在工作时可自动消除硬件上产生的零漂，提高了仪器精度和抗干扰性。
★面板上有两排LED显示器，显示直观清晰，正常测量时，上排显示器显示被测介质的PH值，下排显示器显示被测介质的温度，配合面板上的发光二极管可指示参数类别,还可以显示上、下限报警设定值、模拟输出零点和满度的对应值，以及电极的性能参数。
★具有低限和高限两路报警，当被测介质的PH值超过设定范围时，有两路开关信号输出，可用来控制声光报警设备或者用来控制执行机构，以实现过程自动控制。
★还可配备具有光电隔离的模拟输出功能，其输出信号为0-10mA或者4-20mA，供给记录仪或者其他调节仪表，模拟输出零点和满度所对应的PH值可以由面板键盘设定，这样可以大大提高记录仪或其他仪表的指示精度。
还含有可选的计算机接口RS-485.
1．3安全
第二章仪器测量原理
2．1测量原理
图1仪表原理图
智能酸度计是利用PH玻璃电极对被测溶液中不同酸度产生不同的电势响应，输入到具有深度负反馈的高输入阻抗直流放大器中，通过单片微处理器的计算,以达到测量溶液PH的目的。
玻璃PH电极、甘汞参比电极和被测水溶液组成一个测量电池。
电极电势和溶液PH之间的对应关系符合能斯特方程：
E=E0-2.303RT/F（PH）
其中:
R-气体常数,8.314焦耳/度/克分子
T-溶液的绝对温度
F-法拉第常数9.65×104库/克当量
E0-电极系统的截矩电位，在一定的条件下可看成常数
PH-被测溶液的PH值
实际上，电极的电极电位和原电池的电动势，由于电极的特性及具体测量条件的不同而变化，使得被测量溶液的PH值和测量元件的电动势并不完全符合能斯特方程。
灵敏度ξ可由曲线直线段的斜率求得，E0ˊ可由纵轴上的截矩求得。
测量电极的电动势大约在PH=7时等于零，并且，测量元件的电动势在很大程度上受温度的影响。
从能斯特方程可知，温度改变时值改变，每变化1℃，ξ值要变化0.2毫伏，温度升高，值增高，温度下降，ξ值减少。
从上述分析可知，PH测量的全部工作就是要准确测量电极电动势，准确标定ξ值和电极系统的截矩电位。
为了实现这一目的，该仪器设计了以单片微处理器为核心的硬件系统，编制了能够准确标定ξ值和电极系统的截矩电位的定标软件程序和具有全量程温度补偿的测量软件程序。
2.2输出电流与被测PH值之间的关系
仪器4-20mA电流输出所对应的PH范围可由用户设置，例被测溶液的PH范围为8.00-10.00PH,为了能在输出信号中更好地体现被测PH值,通过面板按健（参见后面章节），可将[电流低]设置为8.00,将[电流高]设置为10.00.
输出信号与PH的关系由下式计算:
电流输出（mA）=实际PH*16/（电流高-电流低）+4
2.3数字485通信格式
2.3.1接线：
仪器背后在主机端子下排有两个接线端子
A通讯口“+”
B通讯口“-”
DG如接通讯接口数字地。
用屏蔽线连接使之接屏蔽层5端
2.3.2通讯协议及数据格式：
波特率4800，8位数据位，1位停止位，无校验。
采用
ASCⅡ字符传送数据，计算机发出命令后，地址符合仪表
立即响应，两秒内无响应则本次通信失败。
数据格式如下：
计算机请求信号：
“#××┘”
结束标志，回车
请求被访问仪表地址
起始符（两位十进制数）
仪表响应信号“>仪表地址测量值温度┘”
例：
某PH表地址为12，PH值为9.18，温度为25℃
计算机请求信号#12┘
仪表响应信号>1209.180025┘
2.3.3关于仪表本机地址的设定：
将仪表背面开关指向ON位置，按“选择”键，选择到仪表上排显示仪显示本机地址，按“∧∨”键，设定到需要的值，再按“确认”键即可。
设计定结束后将背面开关仍拨回OFF位置。
第三章仪表的结构特征
仪器由一次电极传感器和二次表电子单元两部分组成。
二者由屏蔽电缆线连接
图2仪表机构图
3.1一次部分
一次部分由PH电极和流通池组成，PH电极通过电缆将信号传到二次表电子单元。
3.2二次部分
二次仪表部分，它包括三块线路板，
3.2.1电源板：
将变压的电源处理分送给仪表各个部分，同时板上集成了电流输出和通信电路
3.2.2主板：
包括仪表的数字及模拟部分，是仪表的核心部件。
3.3.3显示板：
主要是数码管显示电路或液晶模块，
第四章技术指标
4．1主要技术参数：
4.1.1测量范围：
0-14PH
4.1.2测量精度：
±0.1PH
4.1.3仪表分辨率：
0.01PH
4.1.4定位调节范围：
PH4±0.5PH
PH9±0.5PH
4.1.5仪表稳定度：
±0.2PH/48h
4.1.6输入阻抗：
>1.5×1012Ω
输入电流：
<5×10-12A
4.1.7自动温度补偿范围：
0-100℃
4.1.8补偿温度检测误差：
±0.2℃
4.2输出参数
4.2.1报警控制输出：
（选件）传感器所测溶液PH低于或高于设定值时，低报和高报两路继电器分别被触发，一般为常开触点。
触点容量为220V、1A
4.2.2模拟输出信号：
（选件）传感器所测溶液PH被转换成具有光电隔离的0-10mA的电流信号，允许最大负载为1.5KΩ或4-20mA,最大负载为750Ω，报警常数设定：
设定精度优于0.1%
4.3工作条件
4.3.1环境温度:
（5-40）℃
4.3.2环境相对湿度:
不大于90%RH
4.3.3测量流通池额定压力：
≤0.5Mpa
4.3.4电源:
220V±10%,50Hz或24V.功率消耗:
不大于20VA
4.4电子单元尺寸及重量
4.4.1外形尺寸：
144mm×144mm×300mm
开孔尺寸：
138mm×138mm；
4.4.2重量：
约3Kg。
第五章使用方法
仪表操作说明：
5.1LED显示器及指示灯说明：
仪表共有两排LED数码显示器，正常测量时上排显示器显示被测介质的PH值，分辨率为0.01PH,下排显示器显示被测介质的温度。
仪表还有六个LED发光二极管指示灯，配合上排显示器可以显示报警值、模拟输出零点和满度对应值、温度补偿值等。
5.2各功能键的说明：
选择按选择键，面板上的第一排LED数码显示器可以显示报警值、模拟输出的零点和满度对应值，相应的指示灯亦被点亮，连续闪动，表示该参数能被修改。
∧∨键，功能参数选定后，按∧∨键，可以把所选定的参数调整到所需要的值。
功能参数调整好后，按确认键，该参数即被写入仪表内部E2ROM，如不按确认键，则保留原参数。
校验1第一点定标键，按该键，上排LED显示定标值并连续闪动，仪器进入第一点定标过程。
校验2第二点定标键，按该键，上排LED显示定标值并连续闪动，仪器进入第二点定标过程。
图3仪表面板图
5.3仪表的定标方法：
仪表通电显示正常后，定标按下述程序进行：
5.3.1电极插入选定的定标1缓冲溶液中（如PH=9.18、25℃时）
按校验1键一次，上排显示器显示9.18，且连续闪动，同时指示灯被点亮，表示正处于定标1过程，如果定标缓冲溶液和PH电极都正常，大约5分钟后，上排显示器显示的9.18停止闪动,然后按确认键，该值存入E2ROM，指示灯熄灭,表示第一点定标结束。
如果所选定的定标缓冲溶液或者PH电极超出允许范围,上排显示器显示E--1,然后继续闪动显示9.18，找出原因再重新定标。
5.3.2第一点定标结束后，用蒸馏水把电极冲洗干净并用滤纸吸干后再插入第二种定标缓冲溶液（如PH=4.01，25℃）中。
按校验2键一次，上排显示器显示4.00，且连续闪动，同时指示灯亮，表示正处于定标2过程中，同样如果标准缓冲溶液或者PH电极都正常。
大约五分钟后，上排显示器显示的4.00停止闪动，然后按确认键，该值存入E2ROM，指示灯熄灭,表示第二点定标结束。
如果所选定的定标缓冲溶液或者PH电极超出允许范围，上排显示器显示E--2,然后继续闪动显示4.00，找出原因再重新定标。
5.3.3仪器在微机控制下亦可实现（4.01、6.86、9.18）三点的任意两点自动定位，连续按校验1键两次，上排显示器显示6.86，且连续闪动，同时指示灯被点亮，定标过程同5.3.1所述，再按校验2键,上排显示器显示4.01,且连续闪动，同时指示灯被点亮，定标过程同5.3.2所述,实现6.86和4.01两点定标.
5.3.4按校验1键一次，上排显示器显示9.18，且连续闪动，同时指示灯被点亮，定标过程同5.3.1所述，再按校验2键二次,上排显示器显示6.86,且连续闪动，同时指示灯被点亮，定标过程同5.3.2所述,实现9.18和6.86两点定标.
到此整个定标过程结束。
按选择键则按新的定标结果开始测量。
需要指出的是：
该智能仪器独特的定标软件设计可以允许定标在任何温度下进行，并且都能保证定标结果有足够的精度。
定标结束后，仪表即可正常运行，由于采用E2ROM记录定标数据，仪表进行一次定标操作后，不论停电与否，只要仪器经常使用，可以一个月或者更长时间内不需要重新定标操作，而能够保证仪表有相当高的测量精度。
5.3.5校准工作结束后，对使用频繁的pH计一般在48小时内仪器不需再次定标。
如遇到下列情况之一，仪器则需要重新标定：
⑴溶液温度与定标温度有较大的差异时.
⑵电极在空气中暴露过久，如半小时以上时.
⑶定位或斜率调节器被误动；
⑷测量过酸（pH＜2）或过碱（pH＞12）的溶液后；
⑸换过电极后；
⑹当所测溶液的pH值不在两点定标时所选溶液的中间，且距7pH又较远时。
5.4模拟输出范围的调整：
连续按选择键，使[电流低]指示灯亮，这时上排显示器显示内容即为模拟输出零点[4mA]对应值，按∧∨键，调整上排显示器到所需数值，按确认键，该值存入E2ROM，修改结束。
再按选择键，使[电流高]指示灯亮，这时上排显示器显示内容为模拟输出满度[20mA]对应值，按∧∨键，调整上排显示器显示内容到所需数值，按确认键，该值存入E2ROM，修改结束。
注：
对PH值来讲，[电流低]的值必须小于[电流高]的值，否则电流输出恒为零点[4mA]值。
5.5温度校准：
因为PH玻璃电极的特性和温度有关，因此在仪器刚开始投运或者运行一段时间后，应校准温度，具体做法是：
用玻璃温度计测介质温度，如若和仪器指示温度有误差，连续按选择键，使下排显示的温度值跳动，再用∧∨键修改直至两者一致，按确认键，下排显示器停止闪动，温度校准结束。
第六章安装和调试
6.1主机安装：
6.1.1仪器的开箱检查
★检查包装在收到时是否出现损坏的现象，确认包装中的物品无缺损。
★检查到货的数量，按照铭牌检查仪器的种类和数量
6.1.2安装环境要求及选择安装地点:
★振动不要太大
★远离继电器、变频器、整流器或其它大的干扰源
★安装避免日光暴晒和雨淋
6.1.3仪表外形尺寸件下图
图4仪表外形尺寸图
按下图插入盘面上开孔处，用随机所带支架固定，接通电源和传感器，接通水路即可工作。
图5仪表安装图
6.2电极安装：
电极是任何PH测量系统中最基本的，仪器工作不正常的大多数问题都是由于电极不正确使用所引起的。
只要电极完全浸入水中，并且电极表面是浸润的，则可在流速为零直至产生湍流前的任一流速下工作.
航空插座
顶盖
安装桶
电极安装基座前置放大器板航空插座连接电缆插座
固定立柱及
固定螺母
电极保护套
温度电极
图6PH电极、高阻转换器的安装拆卸图
6.2.1PH电极的安装拆卸方法
将传感器从流通池中取出，旋下电缆上的航空插头，卸下传感器航空插座上的四个螺钉。
然后旋下顶盖，将航空插座连接电缆，从前置放大器板上的拔下。
用钳子将固定前置放大器板固定立柱上的螺母旋下，把前置放大器板从固定立柱卸下。
旋下安装桶，即可见电极电缆及白色电极接头套，旋下接头套，即可见到PH电极头，用钳子或PH电极专用装卸工具卸下PH电极。
换上新电极，再按上述相反的步骤装好电极。
注意:
在装卸PH电极时要小心，不要用蛮力以免损坏PH电极！
流通池的结构随着仪器的更新会有所改变，请参见有关补充说明。
6.2.2在选择电极安装地点时的注意事项
★要避免死角和断头，因为这些地方循环不好；
★水流方向应使水进入电极的开口端；
★流速不宜过高，避免引起湍流；
★电极的浸入深度，必须得到保证，以确保在任何时候都完全浸入水中，水流量较小时，可适当抬高电极出水口的高度；
★对于高纯水，一定要在流动状态下测量，而且要有较好的密封，防止空气中的二氧化碳溶入水中引起误差。
6.2.3安装PH取样流通池
按下图固定流通池，然后将安装好的电极桶装上即可
图7PH取样流通池安装图
6.3流动线应用：
为了适应流动线上应用，可以选用一种外接流动测量装置，以使这种插入式电极可以在流动线上使用。
该装置水样入口、出口均为M12×1螺纹连接，接管为φ6×1不锈钢管，卡套螺帽密封。
（由于仪器配件不断更改，以上连接螺纹尺寸仅供参考，以提供的流通池尺寸为准）
6.4温度校准：
由于测量热电阻本身具有一定的分散性，主要表现在0℃时实际电阻值和标称值有一定的误差，再加上连接电极的电缆长度不一样，因此为了达到更高的测量要求，仪器通电、通水半小时后，按下列步骤校准温度：
用精密级水银温度计（量程50℃，分辨率为0.1℃）测量水温，调节仪器温度补偿，使二者相符，继续观察半小时，直至玻璃水银温度计和仪器温度指示值一致。
如果要求不是很高，也可以用选用的标准校验端子校准。
具体方法是：
用校验端子取代电极，调节仪器的温度补偿，使仪器的温度读数为25℃，继续观察15分钟，使仪器温度读数一直为25℃。
需要指出的是，这种方法只能消除连接电缆引起的误差，而对于测量热电阻本身分散性所引起的误差不能消除。
所以建议仍用精密水银温度计校验。
6.5仪表应可靠接地。
第七章仪器的校验和维护
7.1仪表的维护
仪表必须很好的维护，才能保证仪器的正常工作。
由于本仪表采用大规模集成电路器件，主机能长期使用，维护量很小。
但是由于本仪表是高精度高输入阻抗的仪表，不同于一般仪表，应该注意以下事项：
7.1.1本仪器和发送器应随时保持干燥、无尘、无污染。
7.1.2在安装和拆卸发送器时，必须十分注意玻璃球泡，不宜碰和不宜接触油性物质，以免损坏。
如有沾污时，应使用0.1NHCL溶液清洗，然后浸在蒸馏水中活化。
7.1.3必须保证玻璃电极接线柱引线部分的干燥，勿使油污汗手接触受潮，以免引起测量误差。
发送器出厂前内部封有干燥剂，并采取严格密封措施，拆卸后应重新更换和采取密封措施。
7.1.4仪表输入部分勿使断路，如果检修或拆穿发送器，必须关断仪器电源。
7.2仪表常见故障检修方法：
A:
显示值不准，反映迟缓，但在不大的误差范围内
7.2.1重新使用标准缓冲溶液定标；
7.2.2发送器部分受潮，请按7.2.5项处理；
7.2.3按本说明书的准确检查方法进行逐条检查；
7.2.4检查电极是否有沾污，如有沾污，可用医用棉花检查球泡部分，或者用0.1NHCL溶液清洗之；
7.2.5检查发送器部分电极和电缆的接线端是否良好，玻璃电极的高阻接线端间电阻应大于1012Ω，如果发现漏水或受潮，查明原因，用乙醚清洗，然后用点吹风吹干，并在发送器内放置新鲜干燥剂和重新采取密封措施；
7.2.6玻璃电极有裂纹或者老化，重新更换电极，新电极使用前需要用蒸馏水浸泡24小时。
B:
显示值不准，误差很大：
7.2.8检查电极是否破裂或者有泡泡，以致测量回路开路；
7.2.9检查电极接线端是否断线脱线。
C:
显示不正常：
7.2.10重新开机运行。
7.3仪表的校验
本仪表在出厂前经过严格的精度校验，新仪表投入使用前，一般不必进行此项工作。
仪表在运行中发现读数有较大误差，经过定位调整后，确实发现读数不符合标准值，可以对仪表进行如下检查：
校验所需仪器及器件：
★毫伏信号发生器：
精度不低于0.05级，电压范围：
1V；
★旋转式电阻箱；
★高精度数字万用表；
★500MΩ精密金属膜电阻。
7.3.1校验：
由于仪表的阻抗转换部分在发送器内部，并且已经采取密封措施，如果需要进行此项检查，仍然要清洗干燥后再密封。
PH挡检查将温度传感器用旋转式电阻箱使仪表显示25℃，用标准毫伏信号代替PH信号.
显示PH值应符合下表：
PH
0
1
2
3
4
5
6
7
mV
414.4
355.2
296
236.8
177.6
118.4
59.2
0
PH
8
9
10
11
12
13
14
-
mV
-59.2
-118.4
-177.6
-236.8
-296
-355.2
-414.4
-
温度检查
接线方法同PH检查，将PH信号固定为零，调整电阻箱阻值，仪表显示温度符合下表：
温度
5
15
25
35
45
电阻值Ω
51.07
53.21
55.35
57.49
59.63
温度
55
65
75
85
95
电阻值Ω
61.77
63.91
66.05
68.19
70.33
定标检查:
接线方法同PH检查,将电阻箱调整到仪表显示25℃,再按仪表的定位方法所列步骤进行。
输入阻抗检查:
500MΩ电阻代替玻璃电极（串接电阻）,拆开发送器,用标准毫伏信号串接500MΩ电阻代替玻璃电极（串接电阻及引线应屏蔽）,输入毫伏信号在串接电阻时引起的误差应符合下表:
仪器级别
项目
1.2
级
1.1
级
1.02
级
1.01
级
0.001级
输入阻抗引起数值误差（PH）
±0.06
±0.03
±0.01
±0.01
±0.001
近似等效输入阻抗
1.5×1010
3×1010
3×1010
3×1011
3×1012
第八章保修和服务
产品自发货之日起十二个月内实行免费修理，PH复合电极（保修八个月）人为损坏不包括在内。
超过保修期，修理费用仍然免收，根据故障情况收取材料费。
第九章仪器的成套性
9．1智能酸度计主机1台
9．2酸度发送器1套
9．3连接电缆1根
9．4使用说明书1份
第十章选件
10.1精密级水银温度计
10.2校验专用连接电缆
10.3标准校验端子
10．4标准缓冲物质PH=4.01PH=6.86PH=9.18
附录1：
几种标准缓冲溶液的配置方法：
11．1PH=4.01用邻苯二甲酸氢钾10.12克溶解于1000cc的双效蒸馏水中。
11．2H=6.86用磷酸二氢钾3.39克，磷酸氢二钠3.53克溶解于1000cc双效蒸馏水中。
11．3PH=9.18用硼砂3.80克，溶解于1000cc双效蒸馏水中。
几种缓冲溶液的PH和温度对照表
温度
℃
2.05
邻苯二甲酸氢钾
1.025
磷酸氢二钠
1.025
磷酸二氢钾
1.01
硼砂
0
5
10
15
20
4.003
3.999
3.998
3.999
4.002
6.984
6.951
6.923
6.900
6.881
9.464
9.395
9.332
9.276
9.225
25
30
35
40
45
4.008
4.015
4.024
4.024
4.047
6.865
6.853
6.844
6.838
6.834
9.180
9.139
9.102
9.068
9.038
11.4标准缓冲液的配制及其保存
11.4.⒈pH标准物质应保存在干燥的地方，如混合磷酸盐pH标准物质在空气湿度较大时就会发生潮解,一旦出现潮解,pH标准物质即不可。
11.4.⒉配制pH标准溶液应使用二次蒸馏水或者是去离子水。
如果是用于0.1级pH计测量，则可以用普通蒸馏水。
11.4.⒊配制pH标准溶液应使用较小的烧杯来稀释，以减少沾在烧杯壁上的pH标准液。
存放pH标准物质的塑料袋或其它容器，除了应倒干净以外，还应用蒸馏水多次冲洗，然后将其倒入配制的pH标准溶液中，以保证配制的pH标准溶液准确无误。
11.4.⒋配制好的标准缓冲溶液一般可保存2—3个月，如发现有浑浊、发霉或沉淀等现象时，不能继续使用。
11.4.⒌碱性标准溶液应装在聚乙烯瓶中密闭保存。
防止二氧化碳进入标准溶液后形成碳酸，降低其pH值。
附录2：
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