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污水流量計的电极和接地环材料

梦之城: 發布時間:2019-04-13
污水流量計電極對測量介質的耐腐是選擇材料首先考慮的因素,其次考慮是否會産生鈍化等表面效應和所形成的噪聲。
1、選擇耐腐蝕材料
EMF電極的耐腐蝕性要求很高,常用金屬材料有含钼耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti,哈氏合金(耐蝕鎳基合金)B、C、钛、钽、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學液。此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,它們是導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極,或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應從使用者借鑒該介質在其他設備的應用實際或以往的經驗來確定。有時要做必要的實驗,如現場取液體樣品在實驗室做待用材料的腐蝕性試驗,最好的實驗是現場挂片,這是最接近實際應用條件的腐蝕性試驗,可以得出比較可靠的結論。
2、避免電極表面效應
避免電極表面效應電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時候電極材料對被測介質有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免産生電極表面效應。電極表面效應分爲表面化學反應、電化學和極化現象以及電極的觸媒作用三個方面。化學反應效應如電極表面與被測介質接觸後,形成鈍化膜或氧化層。它們對耐腐蝕性能可能起到積極保護作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如钽與水接觸就會被氧化,生成絕緣層。
电化学电势变化和极化现象会产生干扰电势而形成噪声。浆液噪声和流动噪声即是电极表面噪声的表现。极化电势是电极感生电动势在两电极极性不同,导致电解质在电极表面产生极化。低频矩形波激磁结合了直流激磁和交流激磁的优点,虽然交变激磁将极化电势减弱了几个数量级,但不能完全消除极化电势干扰的影响。极化电势与液体介质性质以及电极材料性质有关。浆液噪声是在测量泥浆纤维浆等液固双相导电液体流量时,固体颗粒<或液体中气泡)擦过电极表面,电极表面接触电化学电势突然变化,输出流量信号出现尖峰脉冲状噪声。流动噪声是在测量较低电导率( 100 x 10 -6 s / cm 附近及以下)液体流量时,电极的电化学电势定期变化,产生随流速增加而频率增加的随机噪声,引起仪表输出出现波动现象。对于电极表面噪声可选配与被测液体电化学和极化电势作用小的材料以及低噪声电极。被测介质在电极的触媒作用下产生化学反应而影响测量。例如铂电极 EMF 在测量双氧水时会在电极表面生成气雾,流量为零时输出也会波动。
对于避免或减轻电极表面效应的介质 ― 电极材料匹配,还没有像腐蚀性那样有充足的资料可查,只有一些有限经验,尚待在实践中积累。下文列举若干实例。
钽对水是耐腐蚀的。但若使用钽电极 EMF 测量水流量,钽电极表面会形成绝缘层,使仪表失灵或运行一短时期后出现很大噪声。氢氧化钠等碱液亦不能选用担电极。在工艺流程中即使是极短时间钽电极与水或“非酸”液接触(如清洗管系),均会影响仪表正常使用。
铂铱合金电极或铂电极对盐酸有良好的耐腐性,铂电极 EMF 多处用于测量盐酸获得满意的结果。然而测量浓度较高的盐酸( 10 %以上)却产生严重的噪声。铂电极用于测量低压过氧化氢(压力低于 0 . 3MPa )时,由于触媒作用而在电极表面产生气雾,阻断了电气通路而影响工作。
哈氏合金 B 对温度、浓度不高的盐酸是有耐腐蚀性的,已有若干应用良好的实例,然而浓度超过某值时会产生噪声。在现场改变盐酸浓度试验表明,浓度逐渐增加超过 15 % ~ 20 %时仪表输出随之晃动起来,浓度到 25 %输出晃动高达 20 %。硝酸硫酸等酸液也有相似效应的实践经验。{水厂用硫酸铝液与原水混合以凝聚悬浮体,混合配比常用 EMF 侧量硫酸铝液,选用耐酸钢电极即可获得满意的结果。我们曾遇到测量 15 %硫酸铝的哈氏合金 B 电极 EMF ,便用过程中也出现输出晃动现象,后改用耐酸钢电极即工作正常。
铂、钽电极对各种浓度硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸,大部分均有较好的测量效果,但其中铂电极对浓度大于 10 %的盐酸会产生噪声,钽电极对浓度大于 10 %的氢氟酸则不耐腐。
鉑銥合金和钽雖有較好的耐腐蝕性,但價格昂貴,一對钽電極高達數百到近千元,鉑銥電極比钽電極還要貴一倍以上。
接地環連接在塑料管道或襯絕緣襯裏金屬管道的流量傳感器兩端,它們的耐腐蝕要求比電極低,允許有一定腐蝕,定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經濟上考慮較少采用钽鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環。

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