新的清洁、维护保养和标定技术延长了pH计的寿命

newmaker    来源：流程工业

欢迎访问e展厅 展厅 3 液体/气体检测分析仪器展厅 气体分析仪, 水质检测仪, pH/ORP仪, 气体报警器, 余氯仪, ... 尽管pH值的检测已经有了标准的、成熟的方法，但是其检测的方式、方法仍然在不断的发展变化。在新技术的研发过程中，更长的使用寿命是研发的重中之重。 近十几年来，pH检测玻璃电极迅速在市场中得到了推广，大量的变型产品使人们很难做出准确的选择，尤其是在玻璃电极的使用情况接近使用限制条件时。Knick公司市场部的负责人，也是目前pH检测技术的研发负责人Dirk Steinm ller博士说道：“近年来pH检测电极技术的发展是真正的技术细节的发展和进步，例如适用于特殊应用场合的特殊玻璃材料等等。从卫生和废物处理的角度出发，酸碱度检测电极的发展趋势是使用无铅的玻璃管。这在Knick公司的所有产品中都已经标准化了，或者使用的是凝胶检测中免维护的微毒的电极。” 新技术的最大特点主要体现在参考电极上，因为它是整个酸碱度检测中最薄弱的环节。Jumo公司分析检测技术产品生产负责人Matthias Kremer先生明确的指出：“在酸碱度检测中，80％以上的检测仪损坏都发生在参考电极上。”但是，通过正确的选择电极隔膜、电极填料（液体、凝胶）和机械、电气接口的优化，是可以有效避免酸碱度检测电极提前失效的。 但是酸碱度检测电极是一个磨损件，其使用时受温度、压力、化学或者机械负载的影响，典型的使用寿命为几天至几年。 Knick公司产品在这方面的改进是：酸碱度检测电极外部结构性能的改进。例如Knick公司研发使用的InduCon技术标准，按照这种标准生产的插接系统利用供应的方式为酸碱度检测传感器供电，同时还能实现非接触式的数据信息传送。Steinm ller先生说道：“这具有非常重要的实践意义，同时也能完全排除常见的检测问题，例如排除由于接触不良，或者由于插接连接件腐蚀而带来的问题；同时，它也可以避免由于检测点隔离不良而引起的检测数据异常变化。这对于酸碱度检测仪的用户来讲是一个巨大的进步，使他们不必再为传感器的检测性能而操心。” 延长了使用寿命 在流程工业企业中，延长检测仪器的使用寿命也是一个非常重要的技术改进目标。在这里，将用几个实例来说明酸碱度检测电极使用寿命方面的改进情况。 实例1 石灰水检测中的应用 艾默生过程管理有限公司负责液体分析技术的Andreas Jung先生说：“我们TupH系列的396P型酸碱度检测传感器在石灰水的酸碱度检测中得到了广泛的应用。在火力发电厂的脱硫控制中，由于使用了超大面积的隔膜从而极大的提高了酸碱度检测电极的使用寿命。” 实例2 二氧化钛 在一个著名的二氧化钛生产厂中，采用凝胶或者聚酯充填料的InPro 4260i型数字式酸碱度检测电极和聚酯充填料的Xerolyt Extra参考电极在实践应用中充分的显示出了它们的承载能力。在该企业中，不同检测点的酸碱度检测传感器经常遇到相同的问题——使用寿命的问题。迄今为止使用的各种型号的酸碱度检测传感器都必须每天更换1~2次。在用微孔隔膜代替了陶瓷隔膜之后，pH计对污垢的敏感程度大大降低，这在有着悬浮颗粒的二氧化钛生产过程中具有非常重要的意义，带来了很多好处。其允许溶液通过的隔膜面降低了异物堵塞的可能性，数字式的信号传递功能又能很好的实现电气隔离。 实例3 甜菜制糖 在甜菜制糖的生产加工过程中，甜菜原汁中的固体成分会大量的积聚在pH计的表面。传统的pH计不能保证可靠的自动化清洁，因此，每天必须多次的进行人工检验和清洗，费时费力。Knick公司研发设计的Ceramat传感器隔离器使用的是氧化铝陶瓷材料，可旋转松开和锁紧，有着很好的耐腐蚀性能和碳纤维增强层，其固定的塑料壳体由PEEK或者PVDE材料制成。在这一自动化装置的控制下，可以定期的对pH计进行清洁和标定。本例说明，选择正确的系统解决方案与pH计选型同等重要。本例中的甜菜制糖设备由于采用了自动化的pH检测方案，因此可以实现24小时连续生产。 没有万能的传感器检测电极 电极寿命的长短与其工作环境有着密切的关系。人们可以在饮用水中加盐、提高盐的浓度来提高参考电极的使用寿命，而同样的措施在电镀生产过程中则带来完全相反的后果。Mattias先生说道：“良好的技术咨询，与用户保持密切的联系，尽可能多的提供检测点的信息和数据，是正确的选择检测电极的基础。”传感器电极生产厂家们向市场提供了大量不同型号的、适用于不同应用的电极。Kremer先生表示：“万能电极是没有的。” 某些电极生产厂家生产的传感器电极有污垢沉积时会导致错误的检测结果。Steinm ller先生说道：“大功率、昂贵的检测电极经常因简单的可换连接件而引起故障。而自动清洁和标定的电极则不是这样。针对这种情况我们不久前在世界各地推出了SensoGate模块式可换连接件，与传统的连接件相比其维护保养费用降低了一半。”电极生产厂工作的焦点在于智能化的清洁和维护保养方案。Mettler-Toledo公司的Klaus-Peter Mang博士说道：“只有定期进行清洁、维护保养和标定的检测传感器电极才能带来最佳的检测结果和较长的使用寿命。”他们最新的ISM传感器电极方案有着最佳的使用寿命、维护保养周期和标定周期。 莱茵河畔Weil市Endress+Hauser公司分析技术市场经理Einar M ller先生对此也坚信不疑。他认为，引进数字技术的Memosens系统是提高pH检测仪使用寿命和产品质量的关键，“利用数字技术可以解决由于高湿度和高电阻对酸碱度检测带来的影响，明显的提高检测点的使用性能。” 多参数检测传感器 在传感器产品市场中，总是不断的有人问道：多功能检测传感器是否有益。Mang先生认为：“关注一下pH检测传感器的研发趋势，就会看到它正向着多功能电极的方向发展。”在90年代带有温度传感功能的检测电极问世之前，只有单一检测功能的传感器。如今，在渗透基体材料（铂金辅助电极）的帮助下现在已经可以在完成pH检测的同时，附带完成氧化还原潜能的检测，完成异物干扰可能性的（终端）检测并可以对隔膜的污垢程度进行监控了。Mang先生认为，传感器电极的发展趋势明显的向着数字技术、多功能方向发展。利用他们研发的数字化技术方案，能够实现新的维护保养方案和有效的流程设备资源管理。 而Endress+Hauser公司观点则完全相反，Einar M ller先生说道：“我们还没有看到普遍的、跨技术领域的多功能检测传感器的发展趋势。在某些应用领域中，例如在污水处理领域中，已经有多功能的检测传感器了。但这只是将不同的检测原理组合在一个传感器中，按照我们的看法，这充其量是一种组合使用而已。”Kremer先生也有着类似的看法：“由于目前玻璃材料和其它金属材料电极的磨损性能，多功能电极只能在特定的场合中以组合式传感器的方式出现，今天的pH传感器已经集成了温度检测功能。但是，用户必须为这种组合检测支付昂贵的费用。” 智能化的“头脑” 智能化传感器技术的发展也推动了pH检测传感器的发展。对于大多数酸碱度检测传感器的生产厂家来讲，在不久的将来，推出智能化的酸碱度检测传感器是不成问题的。Hamilton Bonaduz公司的Dirk Tillich先生说：“智能化传感器是一个含义非常广泛的概念，但是人们应该注意，苹果和梨是不可相比较的。因为存储数据与利用传感器进行信号数据处理是完全不同的。我认为这种传感器有着非常好的市场潜力，因为它能避免许多传统传感器经常遇到的问题，提高信号处理、使用性能以及流程设备工作的可靠性。Hamilton公司为用户提供了具有这种功能的Visiferm光纤溶氧检测传感器、Memosens数字化电极以及InduCon在线酸碱浓度分析仪。” Endress+Hauser公司相信，智能化的传感器会出现在整个领域中。Endress+Hauser公司的Einar M ller先生坚信：“虽然人们喜爱的模拟技术总是层出不穷的推出新产品，但是用户更多的还是采用了新的、数字技术的产品。” 在Mettler-Toledo公司，当人们讨论到数字式ISM传感器时也可以听到类似的声音。它能存储所有的重要数据（电极类型、系列号、标定数据、传感器专有数据以及玻璃和隔膜的阻抗、传感器负荷、CIP/SIP计数器数据等等）。Mang先生在介绍这种技术的优点时说道：“检测点的可靠性和可用性可因现代化的设备管理而提高，例如利用数字式传感器而提高。在生产现场，只需进行更换传感器的工作就可以了。数字式传感器将会被自动的识别出来，并且能够同步的进行配置（即插即测）。利用数字式的ISM传感器，结合iSense ISM设备管理系统，在提高流程设备工作可靠性的同时还能降低传感器和设备的维护保养费用。” 有关传感器价格的理智举措 尽管在特定的应用领域中智能化传感器已经得到了应用，但是Kremer先生对智能化传感器目前的状况并不乐观：“在智能化传感器领域中也实行着电子技术与不同的传感器集成在一起，用户必须为此支付更多的费用。”根据他的观点，这一领域中不会出现根本性的市场变化。原因就在于智能化传感器的经济性上。“传感器使用的电子元器件基本上与传感器本身的价格不相上下。在许多应用领域中，人们要求降低传感器的价格，而且不会因技术的进步而同意提高价格。”Kremer先生进一步指出：“在pH酸碱度检测技术领域中，没有统一的技术标准。用户受到原始产品供应商的绝对影响。尽管有些供应商也为其他传感器生产厂提供产品，但根本构不成真正的市场竞争。最后，一切费用都由用户承担，因为不仅仅是传感器本身的成本，而且还包括检测数据放大器/调节器等的费用都合在一起由用户支付了。”因此，他对这方面的更明智的举措有着完全不同的看法：“智能化传感器的电子元器件应毫无问题的与目前已经安装使用的检测数据放大器配套使用，能够相互交换。而在这方面，pH酸碱度传感器生产厂家还有很多工作要做。” 结语：未来属于谁？ 未来未必一定属于新型传感器，相反，更多的取决于传感器与流程工艺技术的结合，或者像Jung先生所说的那样：“未来属于更好的、能够在恶劣工作环境中使用的传感器和免维护的智能化附件。”Endress+Hauser公司下一步产品研发有两个重点，M ller先生指出：“一方面，我们将继续在跨领域的应用方面下功夫，例如在Hart-Wireless无线通讯技术方面下功夫。另一方面，我们将进一步加大在Memosens系统以及Memosens技术的应用方面下功夫。推动我们所有的新型传感器的研发。Knick公司计划集中精力搞好智能化的数据处理工作。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/20/2008)