電導儀在測量中的應用與改進

錢鋒

摘 要：電導儀作為一次檢測元件，在整個生產控制過程中起著極為重要的作用。該文闡述了電導儀的檢測原理、在生產應用中出現的問題，以及相應的一些改進措施。電導儀在工業生產中應用非常廣泛，在生產工藝中，回水可以循環再利用。正常生產條件下，回水為水蒸汽冷凝水，即軟化水，可用作鍋爐洗滌等；非正常條件下，如回水液位過高或過低，會引起堿液進入蒸汽中，就不能直接利用。回水質量的好壞，一直是影響產能的重要指標。所以正確判定回水合格與否，如何快捷準確地進行操作控制至關重要。

關鍵詞：電導儀 取樣方式 過濾吸附裝置 改進

中圖分類號：TH832.11 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0097-01

在生產系統中采用分析儀表——E+H工業電導儀來判定回水合格與否，該控制系統實現了蒸發回水的自動/人工控制。如果電導儀的測量準確率得以穩定，將為回水的正常輸送提供有力的保證。近幾年，由于種種原因，電導儀的測量準確率一直徘徊在平均90%以下，嚴重影響了回水的正常輸送。

1 電導儀的基本工作原理和構成

1.1 基本工作原理

該儀表基于電解質在溶液中離解成正負離子，溶液的導電能力與離子有效濃度成正比的原理工作。用電極測量溶液的導電率，即可間接測得溶液中有效導電離子的多少。

1.2 儀表構成

該儀表構成見圖1，各部分主要功能如下。

（1）CLS-12B1D1A傳感器：也稱電導儀一次元件、電導儀探頭，它主要由正、負電極和測溫元件構成，用來檢測被測溶液的電導率和溶液溫度。

（2）CLM-1513CD00轉換器：將傳感器測量的電導率轉換成4-20mA DC的電流信號輸送給計算機。

1.3 控制原理

計算機使用foxboro的I/Aseries系統，用模塊實現其邏輯控制過程，當電導率大于60цs/cm時為不合格水，小于60цs/cm時為合格水，水的去向用三通閥來控制，使合格水與不合格水分別送到合格水槽和不合格水槽。在計算機上設置自動控制和手動控制，可進行控制方式切換，自動控制通過電導控制回路實現，手動控制通過操作人員的畫面操作實現。

2 電導儀測量中的問題

2.1 回水測量現狀

回水中的堿液其主要成分為NaOH及少量Na2CO3、Na2SO3 ，均為電解質。在日常的維護中，發現檢修人員在工藝設備或管道上進行焊接作業后，電導儀常常會發生堵塞或測量波動的情況。對工藝方面來說，管道直徑大，焊渣、鐵屑對流程影響很小，但對儀表取料管來說，影響就很大。通過對大量的電導儀測量數據進行統計分析，與現場工藝相結合，發現造成電導儀測量準確率不高的癥結主要是由于探頭易堵塞和介質含鐵銹。

2.2 探頭易堵塞

電導儀探頭是孔狀結構，由正負電極組成，管是負電極，芯是正電極。在傳統的測量方式中，一直采用的是下進側出的方式，由于蒸發回水中有一些大顆粒的雜質，容易堵塞探頭，因此測量就無法正常進行，會出現測量值高報的情況。測量中從下方進水從側方出水無疑會讓探頭充當篩子的角色，為了解決這一問題，對取樣方法進行了一定的改進。

2.3 介質含鐵銹

電導儀在測量過程中，是通過測量介質在正負電極之間的導電性能來得到它的電導率。這里指的是堿液電離所產生的導電離子形成的電導。而由其他金屬化合物分解形成的導電離子（如鐵離子）則不作為計量指標，這是因為它們對回水質量影響不大。但是，電導儀在檢測到其他離子所產生的電導后，如果超過標準，同樣會通過計算機驅動三通調節閥來使回水進入不合格水槽。為了解決鐵銹對測量的干擾問題，設計了一個過濾吸附裝置，有效的解決了這一難題。

3 電導儀探頭取樣方式的改進

如圖2所示，改變探頭取水方向，將電導儀探頭底座的進出口方向進行對調，由原來的下進側出改為側進下出。在實施前，通過數次的現場試驗，將含有直徑大于2mm鐵渣的蒸溜水從下方進入和從側方進入進行比較，查看探頭堵塞情況，并測量其電導率。實驗表明，改變水流方向明顯改善了探頭堵塞狀況。

4 實施后整體結構圖

首先在進水管一次閥門后增加過濾吸附裝置，再連接到探頭底座。考慮到探頭底座曾出現水充不滿的情況，在底座出口后增加了一個高于底座的回彎。這樣做既可以使直徑大于2mm的鐵屑隔離在罐體內；又可以使水流順利通過。實踐證明，此次對電導儀進行改進后，電導儀探頭堵塞和測值波動的情況大大改善，電導儀測量的準確率得到大幅提高。

5 改造后的儀表維護

（1）一次元件定期用稀酸溶液或適合的溶液洗滌，以保證測量準確性；（2）定期對電導元件進行標準液標定；（3）電導儀探頭清洗周期2個月；（4）過濾吸附裝置清洗周期2個月；（5）班組每周點檢日檢查1次計算機歷史記錄與歷史趨勢，并做記錄。

6 結語

電導儀經過改造投運以來，測量穩定，運行良好，同時在生產、檢修、維護等方面節省了大量的投入，產生的社會效益也是很大的。這項成果可應用于冶金、水泥、化工等行業，為它們提供一定的借鑒作用。

參考文獻

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