原创 电磁式硫酸溅震计

测量原理 以前色金属冶炼厂如铅、铜、锌等焙 烧装置所产生的含SO 的烟气不 做任何处理，直接排人大气：现在随着 对环保的日益加强，冶炼厂排出的烟气 必须进行脱硫，避免S0 2排放到大气中。 近年来，随着冶炼工艺的发展，含S0 2 的烟气能被处理生成硫酸。硫酸的浓 度对产品酸的质量、干燥塔的干燥质 量、风机和转化器的烟气含水量等都有 影响。所以，硫酸浓度的检测和控制十 分重要。

概述 硫酸浓度测量主要有振动法、Y射 线、超声波、电导率等方法，前3种测量 方法均为密度的测量，成本高、安装较 为复杂。目前主要以电导率法为主，它 又分为电极式和无电极式(即电磁式)。 电极式在测量腐蚀性强和高电导率的溶 液时易被极化，而且由于电极易结垢使 电极常数改变，这样，测量的准确性将 大大降低，甚至无法测量：电磁式为非 接触式测量，彻底解决了电极的极化和 电极常数改变对测量的影响，尤其是测 量腐蚀性强和高电导率的溶液时，特点 更加突出。 二浓度／电导率特性鲢线 屈增鹏 关键溺 电磁感应 电导率影响因素 标定维护 屈增鹏先生 天华华工机械及自动化研究设计院 工业仪表研究所工程师。

三硫酸浓度的测 原理 酸、碱、盐的水溶液浓度，由图1浓 度／电导率特性曲线可见，溶液的浓度 电导法测量液体浓度是基于法拉第 与电导率有对应关系。在低浓度时，浓 电磁感应原理，通过直接测量溶液的电 度增加，电导率增加较大 随着浓度的 导率而间接得到溶液的浓度值，测量原 增加，电导率不仅不随浓度增加而增加 理如图2所示。 反而还会降低，甚至 出现拐点，即出现同 一个电导率值对应两 个不同浓度值。由于 拐点附近变化较为平 缓，分辨力低，因此在 实际测量时应尽量避

T1 T2 图2 电磁式硫酸浓度计测量原理 开拐点及其附近的区域，测量范围必须 分段设置。根据硫酸浓度／电导率特性 曲线可以看出有3个拐点，分别为30％、 84％、92％。 在化工生产中，经常需要测量各种 图1浓 耍／电导率特性觑绕 lA V oI．9 N o ．11 1 1 ·2005 当主线圈T1的输入一交流电压c 时，副回路c2中(由被测介质构成)会产 生感应电流i。由于感应电流i的作用， 在检测线圈T z绕组中就有感应电动势 c。产生。将传感器置于溶液中，溶液通 过中心孔形成电介质溶液回路，溶液回 路等效电阻Re=C／K，(C为电极常数，K 为溶液的电导率)，溶液回路感应电流i 的大小，由溶液等效电阻Re，也就是溶 液电导率K决定。这样，在检测线圈T z 绕组中产生的电动势C 3将随电导率 的变化而变化，通过理论计算，该值与 溶液的浓度／温度存在一定的对应关系。

硫酸浓度的影晌因素 溶液的电导率与测量介质的温度、 浓度有关。浓度不变，温度不同电导率 也不同，温度对电导率影响很大：另外 如液体流速太快会磨损电极影响测量 溶液中的气体或气泡，会干扰测量。转速计| 水份计| 水份仪| 分析仪| 溶氧计| 电导度计| PH计| 酸碱计| 糖度计| 盐度计| 酸碱度计| 电导计| 水分测定仪|

爱与毫导军 关糸 (1)电导率的表示方法：溶液不同 导电能力也不同，当电流通过溶液时， 溶液的电阻可用欧姆定律计算：R=pL／ A ， 其中p为电阻率 L／A为电极常数。 电阻率不常用，常用电阻率的倒数即电 导率(K)来表示溶液的导电能力，电导 率的单位为S／cm。 (2)溶液浓度与电导率的关系：如 图1所示，溶液的电导率与溶液的浓度 有关。当溶液浓度很低时，电导率与浓 度的关系近似线性：但在浓度较高时， 电导率与浓度之间出现了非线性和双值 关系。电导率和溶液浓度之间的关系比 较复杂，目前尚不能精确计算，通常通 过实验来测定各种不同浓度溶液的电导 率。在溶液电导率与浓度之间不是单值 关系时，应限定仪表测量范围。 溶液浓度不变，温度不同电导率不 同，温度升高，电导率增大，温度降低， 电导率减小。电导率与温度的关系可表 示为：Kt=Kt。[1+0【(t-t。)】，其中0【为溶 液的温度系数，0【用％／。C表示。它不 受温度变化的影响，只与溶液的类型和 浓度有关。如酸类溶液平均为(1．0— 1． 6)％／。C：碱类溶液为(1．8～2．2)％／ 。C：盐类溶液为(2．2—3．0)％／。C：中性 类溶液为2．0％／。C。溶液的温度系数可 从下式中求得，0【=(Kt—Kto)／(t-to)× (1 O0／Kto)，硫酸溶液的温度系数计算 为1．65％。可见，温度对电导率影响很

大。 围与电极形状有关，如果改变了磁力线 作用范围内的溶液的体积，将会改变电 极常数。用电极间距离和电极面积之比 来计算的电极常数只是理论值，在实际 使用时应标定。例如将电极放在金属管 道、非金属管道和敞开容器中，电极常 数是不一样的，它与电极和周围管道 (即指反应釜)之间距离有关。 ‘ 气体年f]气泡对溶液电导辜的影i蚂 在溶液中如果溶解了某些气体，将 会使溶液的电导率增加，干扰溶液的浓 度测量，引起测量误差。如果测量溶液 中有气泡，气泡附着在电极表面使电极 和溶液隔绝，所测量溶液的电导率减 小，使测量值来回波动，无法正常测量。 所以在测量过程中一定要注意溶液中是 否有气泡或气体存在，如有一定要消 除．以免影响测量。 对于流通式检测方式，如果溶液中 含有固体颗粒，且流速太快，对电极的 磨损很大，不仅会改变电极的电极常 数，还会磨损电极，造成泄漏，损坏线 圈，使仪表无法测量。样品的流速最好 控制在3～1 1 L／min。

五注意的问题 对于电磁式硫酸浓度分析仪来说， 只要选项、设置、维护得当，一般均能 满足工艺的测量要求。硫酸浓度分析仪 使用不好的主要问题在于：使用维护不 正确：电极泄露造成线圈损坏：温度补 偿不正常：电极污染等。

曰常维护 3．电极常数的影晌 仪表的El常维护主要包括定期对电 在测量时，测量电极的两极之间会 极进行清洗、校验。每月应对电极进行 形成一个电场，溶液中磁力线的分布范 清洗，如果电极上附着有杂物，会引起 测量误差。清洗时应小心，不要用硬刷 子刷洗，以免磨损电极。将电极放入清 水中漂洗，如污染物不能洗去，用软布 或棉布小心擦洗。2～3个月应重新校验 一次零点和电极常数。在使用中如发现 电极泄露，就必须更换电极。

2 镁表露毫 仪表的标定一般采用配样标定或现 场取样标定。 (1)配样标定法：一般采用两点标 定，即零点标定和电极常数标定。零点 标定可将电极取出，清洗干净后置于空 气中即可。电极常数标定可采用配置固 定浓度的样品来对比。 (2)现场取样标定(Winker法)：在 实际使用中，多采用该方法对分析仪进 行现场标定。使用该方法时存在两种情 况：取样时仪表读数为M1。化验分析值 为A，对仪表进行标定时仍为M1，这时 只须调整仪表读数等于A即可：取样时 仪表读数为M1，化验分析值为A，对仪 表进行标定时仪表读数变为M2，这时就 不能调整仪表读数等于A，而应将仪表 读数调整为(A*M2／M1)。

使用中应注意以下问题：电极和转 换器之间的距离应尽可能的近，连接电 缆的分布电容可导致电导率读数偏低， 两者之间的距离最大为1 5m：溶液浓度 不同温度补偿系数(0【)也不同，为准确 测量应实际计算该系数：由于温度对电 导率的测量影响很大，在实际标定和测 量时需较长时间，以使温度传感器达到 平衡：当更换新电极时，先要在空气中 进行零点校准： 当电极被污染或磨损， 就必须进行电极常数校准：对于不同的 安装方式，实际电极常数与理论值不同， 使用前应校准：对于流通式测量方式， 要求流速为3～1 1 L／min。