污水流量計(jì)的電極和接地環(huán)材料
點(diǎn)擊次數(shù):2760 發(fā)布時間:2020-08-10 08:07:41
污水流量計(jì)電極對測量介質(zhì)的耐腐是選擇材料*先考慮的因素,其次考慮是否會產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪聲。
1、選擇耐腐蝕材料
EMF電極的耐腐蝕性要求很高,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti,哈氏合金(耐蝕鎳基合金)B、C、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學(xué)液。此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,它們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極,或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應(yīng)從使用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的應(yīng)用實(shí)際或以往的經(jīng)驗(yàn)來確定。有時要做必要的實(shí)驗(yàn),如現(xiàn)場取液體樣品在實(shí)驗(yàn)室做待用材料的腐蝕性試驗(yàn),*好的實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)場掛片,這是*接近實(shí)際應(yīng)用條件的腐蝕性試驗(yàn),可以得出比較可靠的結(jié)論。
2、避免電極表面效應(yīng)
避免電極表面效應(yīng)電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時候電極材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產(chǎn)生電極表面效應(yīng)。電極表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象以及電極的觸媒作用三個方面?;瘜W(xué)反應(yīng)效應(yīng)如電極表面與被測介質(zhì)接觸后,形成鈍化膜或氧化層。它們對耐腐蝕性能可能起到積極保護(hù)作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。
電化學(xué)電勢變化和極化現(xiàn)象會產(chǎn)生干擾電勢而形成噪聲。漿液噪聲和流動噪聲即是電極表面噪聲的表現(xiàn)。極化電勢是電極感生電動勢在兩電極極性不同,導(dǎo)致電解質(zhì)在電極表面產(chǎn)生極化。低頻矩形波激磁結(jié)合了直流激磁和交流激磁的優(yōu)點(diǎn),雖然交變激磁將極化電勢減弱了幾個數(shù)量級,但不能完全消除極化電勢干擾的影響。極化電勢與液體介質(zhì)性質(zhì)以及電極材料性質(zhì)有關(guān)。漿液噪聲是在測量泥漿纖維漿等液固雙相導(dǎo)電液體流量時,固體顆粒<或液體中氣泡)擦過電極表面,電極表面接觸電化學(xué)電勢突然變化,輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。流動噪聲是在測量較低電導(dǎo)率( 100 x 10 -6 s / cm 附近及以下)液體流量時,電極的電化學(xué)電勢定期變化,產(chǎn)生隨流速增加而頻率增加的隨機(jī)噪聲,引起儀表輸出出現(xiàn)波動現(xiàn)象。對于電極表面噪聲可選配與被測液體電化學(xué)和極化電勢作用小的材料以及低噪聲電極。被測介質(zhì)在電極的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響測量。例如鉑電極 EMF 在測量雙氧水時會在電極表面生成氣霧,流量為零時輸出也會波動。
對于避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì) ― 電極材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經(jīng)驗(yàn),尚待在實(shí)踐中積累。下文列舉若干實(shí)例。
鉭對水是耐腐蝕的。但若使用鉭電極 EMF 測量水流量,鉭電極表面會形成絕緣層,使儀表失靈或運(yùn)行一短時期后出現(xiàn)很大噪聲。氫氧化鈉等堿液亦不能選用擔(dān)電極。在工藝流程中即使是極短時間鉭電極與水或“非酸”液接觸(如清洗管系),均會影響儀表正常使用。
鉑銥合金電極或鉑電極對鹽酸有良好的耐腐性,鉑電極 EMF 多處用于測量鹽酸獲得滿意的結(jié)果。然而測量濃度較高的鹽酸( 10 %以上)卻產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲。鉑電極用于測量低壓過氧化氫(壓力低于 0 . 3MPa )時,由于觸媒作用而在電極表面產(chǎn)生氣霧,阻斷了電氣通路而影響工作。
哈氏合金 B 對溫度、濃度不高的鹽酸是有耐腐蝕性的,已有若干應(yīng)用良好的實(shí)例,然而濃度超過某值時會產(chǎn)生噪聲。在現(xiàn)場改變鹽酸濃度試驗(yàn)表明,濃度逐漸增加超過 15 % ~ 20 %時儀表輸出隨之晃動起來,濃度到 25 %輸出晃動高達(dá) 20 %。硝酸硫酸等酸液也有相似效應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。{水廠用硫酸鋁液與原水混合以凝聚懸浮體,混合配比常用 EMF 側(cè)量硫酸鋁液,選用耐酸鋼電極即可獲得滿意的結(jié)果。我們曾遇到測量 15 %硫酸鋁的哈氏合金 B 電極 EMF ,便用過程中也出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象,后改用耐酸鋼電極即工作正常。
鉑、鉭電極對各種濃度硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸,大部分均有較好的測量效果,但其中鉑電極對濃度大于 10 %的鹽酸會產(chǎn)生噪聲,鉭電極對濃度大于 10 %的氫氟酸則不耐腐。
鉑銥合金和鉭雖有較好的耐腐蝕性,但價格昂貴,一對鉭電極高達(dá)數(shù)百到近千元,鉑銥電極比鉭電極還要貴一倍以上。
接地環(huán)連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,它們的耐腐蝕要求比電極低,允許有一定腐蝕,定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經(jīng)濟(jì)上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
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1、選擇耐腐蝕材料
EMF電極的耐腐蝕性要求很高,常用金屬材料有含鉬耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti,哈氏合金(耐蝕鎳基合金)B、C、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學(xué)液。此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,它們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極,或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應(yīng)從使用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的應(yīng)用實(shí)際或以往的經(jīng)驗(yàn)來確定。有時要做必要的實(shí)驗(yàn),如現(xiàn)場取液體樣品在實(shí)驗(yàn)室做待用材料的腐蝕性試驗(yàn),*好的實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)場掛片,這是*接近實(shí)際應(yīng)用條件的腐蝕性試驗(yàn),可以得出比較可靠的結(jié)論。
2、避免電極表面效應(yīng)
避免電極表面效應(yīng)電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時候電極材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產(chǎn)生電極表面效應(yīng)。電極表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象以及電極的觸媒作用三個方面?;瘜W(xué)反應(yīng)效應(yīng)如電極表面與被測介質(zhì)接觸后,形成鈍化膜或氧化層。它們對耐腐蝕性能可能起到積極保護(hù)作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。
電化學(xué)電勢變化和極化現(xiàn)象會產(chǎn)生干擾電勢而形成噪聲。漿液噪聲和流動噪聲即是電極表面噪聲的表現(xiàn)。極化電勢是電極感生電動勢在兩電極極性不同,導(dǎo)致電解質(zhì)在電極表面產(chǎn)生極化。低頻矩形波激磁結(jié)合了直流激磁和交流激磁的優(yōu)點(diǎn),雖然交變激磁將極化電勢減弱了幾個數(shù)量級,但不能完全消除極化電勢干擾的影響。極化電勢與液體介質(zhì)性質(zhì)以及電極材料性質(zhì)有關(guān)。漿液噪聲是在測量泥漿纖維漿等液固雙相導(dǎo)電液體流量時,固體顆粒<或液體中氣泡)擦過電極表面,電極表面接觸電化學(xué)電勢突然變化,輸出流量信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。流動噪聲是在測量較低電導(dǎo)率( 100 x 10 -6 s / cm 附近及以下)液體流量時,電極的電化學(xué)電勢定期變化,產(chǎn)生隨流速增加而頻率增加的隨機(jī)噪聲,引起儀表輸出出現(xiàn)波動現(xiàn)象。對于電極表面噪聲可選配與被測液體電化學(xué)和極化電勢作用小的材料以及低噪聲電極。被測介質(zhì)在電極的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響測量。例如鉑電極 EMF 在測量雙氧水時會在電極表面生成氣霧,流量為零時輸出也會波動。
對于避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì) ― 電極材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經(jīng)驗(yàn),尚待在實(shí)踐中積累。下文列舉若干實(shí)例。
鉭對水是耐腐蝕的。但若使用鉭電極 EMF 測量水流量,鉭電極表面會形成絕緣層,使儀表失靈或運(yùn)行一短時期后出現(xiàn)很大噪聲。氫氧化鈉等堿液亦不能選用擔(dān)電極。在工藝流程中即使是極短時間鉭電極與水或“非酸”液接觸(如清洗管系),均會影響儀表正常使用。
鉑銥合金電極或鉑電極對鹽酸有良好的耐腐性,鉑電極 EMF 多處用于測量鹽酸獲得滿意的結(jié)果。然而測量濃度較高的鹽酸( 10 %以上)卻產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲。鉑電極用于測量低壓過氧化氫(壓力低于 0 . 3MPa )時,由于觸媒作用而在電極表面產(chǎn)生氣霧,阻斷了電氣通路而影響工作。
哈氏合金 B 對溫度、濃度不高的鹽酸是有耐腐蝕性的,已有若干應(yīng)用良好的實(shí)例,然而濃度超過某值時會產(chǎn)生噪聲。在現(xiàn)場改變鹽酸濃度試驗(yàn)表明,濃度逐漸增加超過 15 % ~ 20 %時儀表輸出隨之晃動起來,濃度到 25 %輸出晃動高達(dá) 20 %。硝酸硫酸等酸液也有相似效應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。{水廠用硫酸鋁液與原水混合以凝聚懸浮體,混合配比常用 EMF 側(cè)量硫酸鋁液,選用耐酸鋼電極即可獲得滿意的結(jié)果。我們曾遇到測量 15 %硫酸鋁的哈氏合金 B 電極 EMF ,便用過程中也出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象,后改用耐酸鋼電極即工作正常。
鉑、鉭電極對各種濃度硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸,大部分均有較好的測量效果,但其中鉑電極對濃度大于 10 %的鹽酸會產(chǎn)生噪聲,鉭電極對濃度大于 10 %的氫氟酸則不耐腐。
鉑銥合金和鉭雖有較好的耐腐蝕性,但價格昂貴,一對鉭電極高達(dá)數(shù)百到近千元,鉑銥電極比鉭電極還要貴一倍以上。
接地環(huán)連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,它們的耐腐蝕要求比電極低,允許有一定腐蝕,定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經(jīng)濟(jì)上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。
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