Автоматический рН-метр

Пара электродов каломельный и стеклянный, являющаяся датчиком рН -метр, помещается в контролируемую среду (см.рис).

Каломельный электрод КЗ представляет собой стеклянную пробирку, в закрытый конец которой впаян вывод-контакт 1. В этом конце пробирки помещается небольшое количество ртути 2. а затем паста из ртути и каломели 3 (хлористая ртуть ); всё это поддерживается тампоном 4 из волокнистого материала (например, асбеста).

Остальную часть пробирки заполняет насыщенный раствор хлористого калия 5. Чтобы раствор хлористого калия оставался насыщенным при различных температурах среды, внутрь пробирки помещены кристаллики хлористого калия 6. Нижняя часть пробирки закрыта пробкой из волокнистого материала 3.

Стеклянный электрод СЭ состоит из стеклянной цилиндрической трубки I (обычное стекло) и приваренного к ней шарика III из специального стекла. В трубку вставлен вспомогательный каломельный электрод II, точно так же, как и описанный выше. Внутрь стеклянного электрода напивается эталонный раствор, рН которого строго постоянна.

Специально обработанное и приготовленное стекло шарика (содержит литий или натрий) имеет интересную особенность: на границе раздела стеклораствор возникает потенциал, изменяющийся при изменении концентрации водородных ионов в растворе. Этот потенциал возникает в следствие проникновения ионов водорода из раствора в стекло при переходе ионов металла (лития пли натрия) из стекла в раствор.

Электрическая цепь датчика рН - метра (см. пунктир) складывается из следующих четырёх самостоятельных элементов, каждый из которых влияет на величину суммарной э.д с. датчика:

E = + + +

- разноси, потенциалов в сравнительном каломельном электроде КЭ;

- разность потенциалов между контролируемым раствором и наружной

стенкой стеклянного шарика измерительного электрода, зависящая от величины

рН контролируемого раствора

Еь - разность потенциалов между внутренней стенкой шарика и эталонным

раствором внутри шарика;

- разность потенциалов во вспомогательном электроде П.

Все разности потенциалов, кроме , постоянны; их значение только от температуры контролируемой среды. Таким образом, суммарная э.д.с, которую измеряет прибор Э, зависит только от Ех, а значит, от рН среды.

Вторичный прибор рН-метр- потенциометр. Шкала потенциометра градуируется в единицах рН.

Краткие сведения из теории автоматического регулирования

При проведении химико - технологических процессов переработки различных веществ необходимо поддерживать постоянными ряд физических величин, определяющих течение процесса (Р, F, Т, L)или изменять их в соответствии с каким- либо законом.

Объект, в котором осуществляется технологический процесс, называется объектом регулирования.

Физические величины, характеризуются процесс, протекающий в объекте регулирования, называются регулируемыми параметрами.

При наличии внешних возмущающих воздействий (состав и температура сырья, температура окружающей среды) регулируемые параметры отклоняются от заданных значений. Для поддержания их на постоянном уровне необходимо воздействовать на объект регулирования путем изменений расхода вещества, подводимого к объекту регулирования или отводимогою от него.

Устройство, обеспечивающее регулирование параметров процесса без непосредственного участия человека, называетмя автоматическим регулятором.

Объект регулирования с присоединенным к нему автоматическим регулятором образуют систему автоматическою регулирования (САР).

Целью автоматического регулирования является поддержание параметров на определенном заданном уровне.

Структурная схема САР

САР - система автоматического регулирования. Она включает в себя объект регулирования с присоединенным к нему автоматическим регулятором.

Объект, в котором осуществляется технологический процесс, называется объектом регулирования (колонна, теплообменник, емкость).

САР представляет собой замкнутую цепь и имеет следующую структурную схему:

Устройство: 1 - объект регулирования; 2 - датчик; 3 - автоматический регу­лятор; 4 - регулирующий клапан.

Возмущающие воздействия V (t) вызывают отклонение регулируемого па­раметра от заданного значения ф _зад. Этот сигнал воспринимается датчиком и передается на автоматический регулятор. Регулятор сравнивает ф _тек и ф _зад и вырабатывает регулирующее воздействие \1, которое через регулирующий кла­пан 4 направляется на объект регулирования с целью уменьшения этого рассо­гласования.

Классификация регуляторов