水控仪表基本资料

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

流动电流是表征水中胶体杂质表面负荷特性的一项重要参数,该参数可以反应胶体离子表面电荷特性对絮凝的影响。因此,在水处理工艺过程控制技术的研究中有着重要的地位。电流流动原理:根据现代胶体与表面化学理论,溶液中的胶体粒子与溶液之间形成了固液相界面,由于固体表面物质的离解或对溶液中离子的吸附,会导致固体表面某种电荷过剩,并在固体表面附近的液相中,形成反电荷粒子的不均匀分布,从而构成固液界面的双电层结构,其中反粒子层又分为吸附层和扩散层。当有外力作用时,吸附层与固体表面紧密吸附着,而扩散层则可随液相流动,在吸附层和扩散层之间会出现相对位移,位移界面上呈现电位。由于双电层中固液两相分别带有电性相反的过剩电荷,在外力的作用下固液的相对运动会产生一系列的电动现象。在电场力的作用下,将导致电泳,在机械外力的作用下将产生电场。如流动电位和沉降电位。其中,流动电位就是在外力作用下,液体相对于固体表面流动产生电场的现象。事实上,这就是扩散,是层中反离子随液相定向流动,负电荷离子定向迁移的现象。式(12--19)和式(12--20)分别为流动电流,流动电位的基本数学表达式,描述了其基本基本影响因素和内在关系,特别指明了流动电位同ζ电位之间的正比函数关系。流动电流从一个侧面代表了ζ电位的性质,反应了固液界面双电层的基本特性。也可以用经验公式表达适合各种流态的流动电位,即i=Cζv式中C——经验系数,与测量装置几何构造以及介质的物理化学性质有关,与流态有关;V——液体平均流速。式(12--21)不仅适用与层流,也适用与紊流,但在不同流态下,C值是不同的。式(12--21)表明在介质条件不变时,流动电流与毛细管内液体的平均流速成正比。流动电流的大小不仅与固液界面双电层本身的特性有关,还与流体的流动速度、测量装置的几何构造等因素有关,这点与电位有很大差别。电位可以直接反映固体表面的荷电特征,数值的具有绝对意义,而考察流动电流数据时,却需要注意测定装置、测定条件等因素的不同,进行综合判断与相对比较。所以,流动电流的绝对值是没有意义的。1966年,Gerdes发明了活塞式“流动电流检测器”(StreamingCurrentDetecdor,简称SCD)。可以用于检测水样中胶体粒子的电荷特性。检测器由检测水样的传感器和检测信号的放大处理器两部分构成。传感器主要由圆形检测室(套筒)、活塞和环形电极组成,活塞和检测室内壁之间的缝隙构成一个环形毛细空间。当活塞在电动机驱动下做往复运动时,水样中的微粒附这在环形“毛细管”壁上形成一个微粒”膜”,水流的运动带动微粒“膜”扩散层中反离子运动,从而在“环形毛细管”的表面产生交变电流,此电流由检测室两端的环形电极收集并经放大处理后输出。该监测器的原理已与原始的毛细管装置不完全相同,主要检测的对象不是毛细管表面的双电层特性,而是吸附于固体表面上的水中微粒“膜”,其测量结果反映的是水中胶体粒子的表面特性。应当注意的是,胶体粒子在检测器探头表面吸附必然产生流动电流,但在液体中完全没有胶体粒子的情况下,流动电流仍然存在。事实上,SCD检测的流动电流应由背景电流和非背景电流两部分构成。背景电流是由无胶体粒子吸附的探头表面的双电层发生分离的结果,非背景电流是由吸附于探头表面的胶粒与溶液相对运动时产生的,SCD检测到的是这两者之和,即cbiii式中bi——背景电流;ci——非背景电流;在实际应用中,正是利用非背景电流值的变化来反映胶体粒子的荷电特性。在实际应用的流动电流检测仪表一般由检测器与信号处理器构成。为保证流动电流信号的准确有效检测,必须保证检测器的检测室内壁面能得到良好的清洗,使附着于壁面的荷电粒子能及时更新。目前国内开发的流动电流检测器,多采用检测水样自清洗的方法。该访法使进入检测室的检测水样产生一定的射流作用,把检测室内可能积存的杂质冲走,并随检测后水样排出,它能够连续稳定地进行自清洁,结构简单,效果亦较好。由检测室输出的原始信号极其微弱,在810~Am1012数量级,而且由于信号是由活塞的往复运动产生的,因此是一个频率约为4ZH的近似正弦波,必须对之进行适当的处理,调制为有一定信号强度的、与水中胶体杂质电荷变化有一一对应关系的直流响应信号。这一任务就由信号处理部分完成,它包括同步整流、放大及放大倍数调整、微波等内容,最后的输出值极为所谓的流动电流检测值,以4~20mA、-10~+10mV或0~100%等相对单位表示,相对地代表水中胶体的荷电特性,可以作为水处理系统的检测或控制参数。

1 / 2
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功