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半鋼壓力表水樣品的電導率測量基礎

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2019-10-16 09:15:36【小中大】

當半鋼壓力表產生蒸汽時，半鋼壓力表給水中不會蒸發的任何雜質都會集中在半鋼壓力表水樣品中。在半鋼壓力表內，熱量在水中產生蒸汽泡。當這些氣泡到達水面時浮起并破裂，釋放出蒸汽。隨著溶解的固體變得越來越濃，蒸汽泡趨于變得更穩定，當它們到達半鋼壓力表的水面時不會破裂。有一點（取決于半鋼壓力表壓力、大小和蒸汽負荷），半鋼壓力表中的大部分蒸汽空間充滿了氣泡，氣泡被帶入蒸汽主管。這是不希望的，不僅因為蒸汽在離開半鋼壓力表時過度潮濕，而且含有高水平溶解的蒸汽水，也許還有懸浮固體。這些固體會污染控制閥、熱交換器和蒸汽疏水閥，影響系統的性能和運行。閱讀下面的文章，你將了解關于半鋼壓力表水樣品電導率的測量基礎。

起泡時有幾個原因：高含量的懸浮固體、高堿度或油脂污染，但最常見的攜帶原因（如果這些其他因素得到適當控制）是高總溶解固體（TDS）水平。仔細控制半鋼壓力表水樣品的TDS水平，同時注意這些其他因素，應確保最大限度地降低發泡和攜帶的風險。TDS可以用許多不同的單位表示，下表給出了從TDS（ppm）到其他單位的一些近似轉換。度數Baumé和度Twaddle（也拼寫為Twaddell）是替代的比重計尺度。

半鋼壓力表水樣品取樣

半鋼壓力表水樣品TDS可以通過以下方式測量，取樣，確定半鋼壓力表外部的TDS，或半鋼壓力表內的傳感器向外部監測器發出信號。

采樣進行外部分析

在取樣半鋼壓力表水樣品時，重要的是要確保它具有代表性。不建議從水平儀玻璃或外部控制室中取樣，這里的水是由外部玻璃/腔室中的蒸汽連續冷凝形成的相對純凈的冷凝物。同樣，靠近半鋼壓力表給水入口連接的樣品可能會給出錯誤的讀數。如今，大多數半鋼壓力表工人都安裝了TDS排污連接，通常可以從這個位置獲得有代表性的樣品。如果簡單地從半鋼壓力表中抽取水，則當壓力降低時，一定比例將猛烈地閃蒸成蒸汽。這不僅對操作者來說可能是非常危險的，而且隨后的分析也將是非常錯誤的，因為閃蒸蒸汽濃縮了樣品。由于分析需要冷卻樣品，樣品冷卻器也將節省大量時間并鼓勵更頻繁的測試。甲樣品冷卻器是使用冷自來水冷卻排放水樣一個小的熱交換器。

電導率法

水的電導率還取決于所含溶解固體的類型和數量，由于酸度和堿度對電導率有很大影響，因此在測量其電導率之前必須中和半鋼壓力表水樣品。程序如下：

—向冷卻的樣品（<25℃）中加入幾滴酚酞指示劑溶液。

—如果樣品是堿性的，則獲得強烈的紫色。

—逐滴加入乙酸（通常為5％）以中和樣品，混合直至顏色消失。

例

—中和樣品在25℃下的電導率=5,000μS/ cm

—TDS = 5,000×0.7μS/ cm

—TDS = 3,500 ppm

或者，接下來顯示的電池供電的溫度補償電導率儀適用于高達45°C的溫度。有必要測量半鋼壓力表內或排污管線內半鋼壓力表水樣品的電導率。顯然，條件與通過樣品冷卻器獲得的樣品的條件非常不同，樣品冷卻器將被冷卻并隨后被中和（pH = 7）。主要方面是溫差大，pH值高。溫度的升高導致導電率的增加。對于半鋼壓力表水樣品，溫度每增加1°C，電導率就會以約2％（25°C時的值）的速率增加。這可以寫成：

—σ T = σ25[1 +α（T - 25）]σT=電導率在溫度T（μS/ cm）的

—α=溫度系數，每°C（通常為0.02 /°C或2％°C）

—T =溫度（°C）

半鋼壓力表水樣品在25℃下具有5000μS/ cm的未中和電導率，什么是10 bar g半鋼壓力表水樣品的電導率？在10 bar g時，飽和溫度= 184°C（來自蒸汽表）

—σT= 5,000 [1 + 0.02（184-25）]

這意味著必須在排污控制器中允許溫度的影響，或者通過自動溫度補償，或者假設半鋼壓力表壓力（因此溫度）是恒定的。負載變化期間半鋼壓力表壓力的微小變化只有相對較小的影響，但如果在廣泛變化的壓力下運行的半鋼壓力表需要準確的TDS讀數，那么自動溫度補償是必不可少的。

細胞常數

其中：K =細胞常數（cm）

從前面的例子中，半鋼壓力表水樣品的電導率是20900μS/ cm。對于0.3的電池常數，控制器測量的電阻是多少？

—電阻= 14.4歐姆

因此，必須使用交流電壓來測量探頭電阻，這是排污控制器中始終首選的方法。需要相對較高的頻率（例如1000Hz）以避免在半鋼壓力表水樣品的高電導率下極化。雖然半鋼壓力表水樣品的電導率通過探頭轉換為電阻，但無法使用簡單的直流電阻表進行測量。如果向探頭施加直流電壓，則由于水的電解，在表面上形成微小的氫氣或氧氣氣泡。這種稱為電解極化的效應導致測量更高的電阻。

—σ=電導率（S / cm）

— R =電阻（歐姆）

電導率和電阻與電池常數有關，如下式所示：

探針尖端距離半鋼壓力表的任何部分越遠，電池常數越高。在“校準”控制器時，會考慮電池常數的任何差異。用于測量液體電導率的探針具有“細胞常數”。該常數的值取決于探頭的物理布局和通過液體的電路徑。

—σT=20,900μS/ cm

—σ25= 25°C時的電導率（μS/ cm）

哪里：

半鋼壓力表中的電導率測量

—TDS = 3,500 ppm

中和樣品在25℃下的電導率=5,000μS/ cm

注意：此關系（如3.12.2所示）僅適用于25°C的中性樣品。

—TDS（ppm）=（電導率，μS/ cm）×0.7

以ppm為單位的TDS大致如下式所示：

—R =電阻（歐姆）

—K =細胞常數（cm）

—σ=電導率（S / cm）

從前面的例子中，半鋼壓力表水樣品的電導率是20900μS/ cm。對于0.3的電池常數，控制器測量的電阻是多少？

—電阻= 14.4歐姆

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