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水质分析仪的工作原理介绍2012-03-13来源：中国化工仪器网为了保护水环境，必须加强对污水排放的监测，水质分析仪就是一个非常好的监测工具。检测点的设计和检测仪表（主要是水质分析仪）的质量对水环境监测起着至关重要的作用，下面是拜力生物结合某一污水处理厂的设计谈谈水质分析仪工作方面体会。水质分析仪的工作原理介绍------污水处理厂使用的水质分析仪有两种：pH计和溶氧分析仪。一、pH计（水质分析仪）的工作原理水的pH值随着所溶解的物质的多少而定，因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响活性污泥生化作用，即影响处理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之间。水在化学上是中性的，某些水分子自发地按照下式分解：H2O=HOH-，即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中，氢离子H和氢氧根离子OH-的浓度都是10-7mol/l，pH值是氢离子浓度以10为底的对数的负数：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有过量的氢离子，则pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氢氧根离子过量，则溶液呈碱性。pH值通常用电位法测量，通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。该厂采用了CPS11型pH传感器和CPM151型pH变送器。测量电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头，它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成，具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当玻璃探头和氢离子接触时，就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。pH值不同，对应产生的电位也不一样，通过变送器将其转换成标准4～20mA输出。二、溶氧分析仪（水质分析仪）的工作原理水中的氧含量可充分显示水自净的程度。对于使用活化污泥的生物处理厂来说，了解曝气池和氧化沟的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，会促进除厌氧微生物以外的生物活动，因而能去除挥发性物质和易于自然氧化的离子，使污水得到净化。测定氧含量主要有三种方法：自动比色分析和化学分析测量，顺磁法测量，电化学法测量。水中溶氧量一般采用电化学法测量。麦该厂采用了COS4型溶氧传感器和COM252型溶氧变送器。氧能溶于水，溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高，水溶解氧的能力就越大，其关系由亨利（Henry）定律和道尔顿（Dalton）定律确定，亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。以COS4氧量测量传感器为例。其中的电极由阴极（常用金和铂制成）和带电流的反电极（银）、无电流的参比电极（银）组成，电极浸没在电解质如KCl、KOH中，传感器有隔膜覆盖，隔膜将电极和电解质与被测量的液体分开，因此保护了传感器，既能防止电解质逸出，又可防止外来物质的侵入而导致污染和毒化。向反电极和阴极之间施加极化电压，假如测量元件浸入在有溶解氧的水中，氧会通过隔膜扩散，出现在阴极上（电子过剩）的氧分子就会被还原成氢氧根离子：O22H2O4e-?4OH-。电化学当量的氯化银沉淀在反电极上（电子不足）：4Ag4Cl-?4AgCl4e-。对于每个氧分子，阴极放出4个电子，反电极接受电子，形成电流，电流的大小与被测图1pH测量电极（左）和参比电极（右）的结构图2三电极COS溶氧传感器结构图污水的氧分压成正比，该信号连同传感器上热电阻测出的温度信号被送入变送器，利用传感器中存储的含氧量和氧分压、温度之间的关系曲线计算出水中的含氧量，然后转化成标准信号输出。参比电极的功能是确定阴极电位。COS4溶氧传感器的响应时间为：3分钟后达到最终测量值的90%，9分钟后达到最终测量值的99%；最低流速要求为0.5cm/s。文章链接：中国化工仪器网水质分析仪的工作原理及特点2014-06-24来源：百度文库导语：为了保护水环境，要加强对污水排放的监测力度。检测点的设计和检测仪表（主要是水质分析仪）的质量对水环境监测起着至关重要的作用，本文结合某一污水处理厂的设计谈谈这方面体会。一、水质分析仪的工作原理污水处理厂使用的分析仪有两种：pH计和溶氧分析仪。1、pH计的工作原理水的pH值随着所溶解的物质的多少而定，因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响活性污泥生化作用，即影响处理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之间。水在化学上是中性的，某些水分子自发地按照下式分解：H2O=HOH-，即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中，氢离子H和氢氧根离子OH-的浓度都是10-7mol/l，pH值是氢离子浓度以10为底的对数的负数：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有过量的氢离子，则pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氢氧根离子过量，则溶液呈碱性。pH值通常用电位法测量，通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。该厂采用了CPS11型pH传感器和CPM151型pH变送器。具体结构如图1所示，测量电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头，它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成，具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当玻璃探头和氢离子接触时，就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。pH值不同，对应产生的电位也不一样，通过变送器将其转换成标准4～20mA输出。2、溶氧分析仪的工作原理水中的氧含量可充分显示水自净的程度。对于使用活化污泥的生物处理厂来说，了解曝气池和氧化沟的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，会促进除厌氧微生物以外的生物活动，因而能去除挥发性物质和易于自然氧化的离子，使污水得到净化。测定氧含量主要有三种方法：自动比色分析和化学分析测量，顺磁法测量，电化学法测量。水中溶氧量一般采用电化学法测量。麦该厂采用了COS4型溶氧传感器和COM252型溶氧变送器。氧能溶于水，溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高，水溶解氧的能力就越大，其关系由亨利（Henry）定律和道尔顿（Dalton）定律确定，亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。以COS4氧量测量传感器为例，结构如图2所示。其中的电极由阴极（常用金和铂制成）和带电流的反电极（银）、无电流的参比电极（银）组成，电极浸没在电解质如KCl、KOH中，传感器有隔膜覆盖，隔膜将电极和电解质与被测量的液体分开，因此保护了传感器，既能防止电解质逸出，又可防止外来物质的侵入而导致污染和毒化。向反电极和阴极之间施加极化电压，假如测量元件浸入在有溶解氧的水中，氧会通过隔膜扩散，出现在阴极上（电子过剩）的氧分子就会被还原成氢氧根离子：O22H2O4e-®4OH-。电化学当量的氯化银沉淀在反电极上（电子不足）：4Ag4Cl-®4AgCl4e-。对于每个氧分子，阴极放出4个电子，反电极接受电子，形成电流，电流的大小与被测图1pH测量电极（左）和参比电极（右）的结构图2三电极COS溶氧传感器结构图污水的氧分压成正比，该信号连同传感器上热电阻测出的温度信号被送入变送器，利用传感器中存储的含氧量和氧分压、温度之间的关系曲线计算出水中的含氧量，然后转化成标准信号输出。参比电极的功能是确定阴极电位。COS4溶氧传感器的响应时间为：3分钟后达到最终测量值的90%，9分钟后达到最终测量值的99%；最低流速要求为0.5cm/s。二、特点1、pH计的特点pH电极上的玻璃随着时间推移会逐渐老化，梯度（单位pH值变化所引起的电极输出电位的变化值）恶化，花费较长时间才能达到稳定电位。一般电极的使用寿命，可达两年。另外，温度对老化也有较大影响，100℃下贮存几周的老化程度相当于室温下贮存一年的老化程度。pH计具有高精度、高可靠性、安装及维护方便等优点，同时对污染也较敏感，需要经常标定，一般每隔一个到一个半月标定一次，每两年更换一次电极。2、溶氧仪的特点溶氧仪具有安装方便，标定周期长（3～4个月），对其他物质不敏感等特点，并且能监测隔膜和探头内电解质的使用情况，一般每一至三年更换一次电解质和隔膜。COM252型溶氧变送器属智能化仪表，带有HART或Profibus通讯协议，还具有自诊断功能，当发生故障时，会显示故障代码，提示维护人员故障所在，通过查维护手册找出解决故障的办法，大大降低了维护时间和工作量。文章链接：中国化工仪器网我国水质分析仪器不断突破技术瓶颈2014-06-06来源：中国化工仪器网导读：随着我国水质分析仪器不断突破技术瓶颈，未来高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化将成为水质分析仪器发展主要趋势。我国本土企业也只有沿着这样的路线发展，才能满足我国环保产业发展的需求。环境问题越演越烈，空气污染、水污染以及土污染已经成为全球性问题，对于环保已经刻不容缓，我国也在积极推动环保产业的发展，并推出了一系列举措。美国市场调查机构SDI报告统计，在过去的十年里，中国已经成为世界第二大经济体，并在全球许多产业中有着深远的影响，其中就包括生命科学分析仪器行业。水质分析仪器市场发展迅猛面对日益污染的水资源，我国水质自动监测网络体系建设步伐也在加快，这同时也为我国水质分析仪市场提供了良好的发展空间和机遇。水质分析仪器行业被看好，并有望在未来五年内迎来5.5亿美元市场，迅猛发展。近年来我国对污水处理的投资力度日益加大，尤其是以政府为主体的投资，加上医药、化工和石化工业等对污水处理的重视形成的市场需求提升，都使得水质分析仪器市场不断扩容。根据相关市场研究报告称，我国水质分析仪器市场2018年将达到5.5亿美元，也将成为亚洲最大潜力的市场之一。根据上述分析，目前国内十分看好水质分析仪器市场前景。尽管水质分析仪器有多个细分领域，包括实验室用，工业用，河流污水和工业废水处理，市政污水处理和饮用水分析等，但目前发展最好的则是工业和实验室用途的水质分析仪器。此外，就产品需求而言，目前我国市场更倾向于多参数测定仪器，同时价格也是不同忽视的因素。随着我国水质分析仪器不断突破技术瓶颈，未来高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化将成为水质分析仪器发展主要趋势。我国本土企业也只有沿着这样的路线发展，才能满足我国环保产业发展的需求。分析仪器市场发展前景广阔国家对重大科学仪器设备的支持力度不断加大，仪器仪表产业表现出电子商务的巨大潜力。国内仪器仪表行业面临激烈的市场竞争，在质量、技术、人才等方面的面临挑战。尽管如此，近年来国内仪器仪表仍表现不俗，不断加强自己的竞争力，并购海外公司，拓展海外市场。尽管今年仪器仪表业走势相对良好，但是中国仪器仪表行业协会名誉理事长奚家成日前提醒说，绝大部分企业产销及利润持续保持两位数增长的时代已经过去，行业进入了少数企业发展较快，多数企业持平或低速增长，约20%企业亏损的新时期。今年以来，仪器仪表行业增幅高于大部分制造业，主要得益于国家推进经济结构调整、支持科技进步、关注民生等有关政策措施的带动。具体来看，产销占全行业约40%的工业自动化仪表与控制系统因工业改造需求上升，其增幅高于全行业2个百分点；农林牧渔、教育、车用、医疗等仪器增幅均超过20%；电子、实验分析等科学仪器的增幅均接近20%.文章链接：中国化工仪器网