电磁感应法传感器是利用电磁感应原理测量溶液的电导率,测量范围一般为0.1～2 000 mS/cm,适用于中高电导率的测量。其工作原理是基于导电液体流过2个环形感应线圈时产生电磁耦合现象进行工作的,二个线圈一个是励磁线圈,一个是检测线圈,当在励磁线圈中加交变电压时,励磁线圈附近产生一个交变磁场,流过励磁线圈的导电液体类似于次级绕组,并产生感应电流,在液体同时流过检测线圈时,液体的感应电流在检测线圈中产生一个电压,这个电压与液体的电导率成正比。原理如图4.2所示。
感应式电导率分析仪不受电极极化的影响,多用于检测中高电导率溶液,特别是含有腐蚀性组分的强酸、强碱和高盐溶液,在化工过程中应用很多。感应式电导率电极通常是采用耐腐蚀的高分子材质制成,包括PP(聚丙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PFA(特氟龙)等材质,这些材质具有非常强的耐腐蚀性,可以直接与腐蚀性介质直接接触。此外,对于许多污废水及高浓度浓缩液的电导率检测,感应式电导率的感应线圈不与被测介质直接接触可有效避免电极污染和腐蚀对电极的影响,且现场维护操作也非常方面。
电磁感应式电导率又称为电磁浓度计,可以检测酸或碱的浓度是其在工业行业中的又一重要应用。由于单一浓度酸或碱的电导率与其浓度之间存在一定的曲线关系。在某一浓度范围内,可以测定酸/碱电导率来获得相应的浓度。
在工业水处理过程中,经常会用到固定浓度的酸(如盐酸)和碱(如NaOH)用于为树脂再生。电磁浓度计的应用可有效地保证再生酸碱的浓度,保证树脂再生的效率。
电磁感应式电导率电极的特点:
①非接触式测量,不存在极片腐蚀污染的问题,本质上抗污染、免维护。适用于需要维护少的现场。
②液接部位材质多为PVDF、PFA、PEEK、PP 等材质,耐强酸强碱等的腐蚀,也适用海水的监测,适用范围广。
电磁感应式电导率不适合于纯水和超纯水等的低量程电导率的测量。电磁感应式电导率电极外形如图4.3所示。
图4.3 电磁感应式传感器
(1)氢电导率
在电厂的水质分析监测项目中往往会发现有氢电导率这一指标。何谓氢电导率呢?氢电导率是将水样先经过氢离子交换柱交换后的水,而测定得到的电导率,其单位同样是μS/cm。测定氢电导率可有效抑制电厂给水加氨处理工艺中氨对水汽品质检测的影响,通过阳离子交换柱将铵根除去后,检测电导率就能准确反映水汽中阴离子的含量,从而能够连续反映热力系统水汽品质的变化,对可能出现的问题及时的发现并报警。(www.xing528.com)
(2)摩尔电导率
溶液的导电性能不仅与溶液的性质有关,还与种类与浓度有关。即使是同一种溶液,浓度不同其导电的能力也是不同的。若仅知道溶液的性质和电导率,还不能说明其导电能力,更不能对不同浓度溶液的导电能力进行比较区分。因此,在溶液的电导率中引入了浓度的概念,即摩尔电导率。
摩尔电导率是指相隔1 cm,极板面积1 cm2 的两个平行电极之间充以浓度为1 mol(基本单元以单位电荷计)的溶液时的电导率,用λ 表示。
式中 Q——溶液的电导率,S/cm;
c——溶液的摩尔浓度,mol/L;
λ——溶液的摩尔电导率,S·cm-1/mol·L-1。
(3)脱气氢电导率
脱气氢电导率顾名思义是水样经过脱气处理后的氢电导率。在电厂或工业自备电厂的水汽监测中脱气氢电导率这一指标应用越来越多,锅炉水系统纯水中溶入二氧化碳会导致氢电导率测量值异常偏高,并造成汽水品质合格率低、机组启动时间延长等问题。脱气氢电导测量的是排除二氧化碳等可溶性气体影响后的氢电导率。目前市场上用于脱气氢电导率测量的分析仪(图4.4)的脱气方法主要有三种:沸腾法、气体吹扫法和膜脱气法。
图4.4 脱气氢电导率分析仪
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