结构组成
进样系统:通常包括采样泵和样品输送管道。采样泵将脱脂槽中的溶液定量抽取并输送到反应容器中,确保进入反应容器的样品具有代表性,且流量稳定。
滴定系统:主要由酸标准溶液储存罐、高精度滴定管或蠕动泵以及相关的阀门和管道组成。酸标准溶液储存罐用于存放已知浓度的酸溶液,高精度滴定管或蠕动泵负责精确地向反应容器中添加酸滴定剂。
检测系统:一般采用 pH 电极作为检测元件。pH 电极能够实时监测反应容器中溶液的 pH 值变化,并将其转换为电信号传递给控制系统。
控制系统:是分析仪的 “大脑”,它根据检测系统传来的 pH 值信号,控制滴定系统的运行。包括确定滴定的起始、终止以及根据滴定数据计算游离碱浓度,并将结果显示在显示屏上,同时还可以输出数据到上位机进行记录和分析。
工作过程
样品采集与准备:进样系统的采样泵从脱脂槽中抽取适量的脱脂溶液样品,通过样品输送管道送入反应容器。在样品进入反应容器后,通常会启动搅拌装置,使样品溶液混合均匀,以保证后续滴定反应的准确性。
滴定过程:滴定系统中的酸标准溶液通过高精度滴定管或蠕动泵缓慢地滴入反应容器中。随着酸的加入,溶液中的游离碱与酸发生中和反应,溶液的 pH 值逐渐降低。检测系统的 pH 电极实时监测溶液 pH 值的变化,并将相应的电信号传输给控制系统。
终点判断与计算:控制系统根据预设的滴定终点 pH 值来判断滴定是否结束。当 pH 值达到预设的终点值时,控制系统发出指令停止滴定。然后,根据酸标准溶液的浓度以及消耗的体积,结合化学反应的计量关系,计算出脱脂溶液中游离碱的浓度。计算公式通常基于酸碱中和反应的化学计量比,例如对于一元强碱与一元强酸的中和反应,可根据\(c_1V_1 = c_2V_2\)(\(c_1\)、\(c_2\)分别为酸和碱的浓度,\(V_1\)、\(V_2\)分别为酸和碱的体积)来计算游离碱的浓度。
数据输出与显示:计算得到的游离碱浓度数据会在分析仪的显示屏上实时显示,方便操作人员查看。同时,数据也可以通过通信接口输出到上位机或其他数据记录设备中,以便进行长期的数据存储、分析和管理,有助于操作人员及时掌握脱脂槽中游离碱的浓度变化情况,进而对脱脂工艺进行有效的控制和调整。
维护与保养要点
定期校准:为了保证分析仪测量的准确性,需要定期对其进行校准。校准过程通常是使用已知浓度的标准碱溶液和酸标准溶液进行滴定操作,检查分析仪的测量结果是否与标准值相符,并根据偏差情况对分析仪进行调整和校准。
电极维护:pH 电极是检测系统的关键部件,其性能直接影响测量结果的准确性。需要定期检查 pH 电极的表面是否有污垢或损坏,如有污垢需用适当的方法进行清洗,如使用稀酸或专用的电极清洗液浸泡清洗;如发现电极损坏,应及时更换新的电极。同时,要注意电极的保存条件,一般需将其保存在合适的溶液中,以保持电极的活性和稳定性。
溶液更换与清洁:定期更换酸标准溶液储存罐中的酸溶液,防止溶液变质或浓度发生变化影响滴定结果。同时,要对反应容器、滴定管等部件进行定期清洁,去除内部残留的溶液和污垢,避免对后续测量产生干扰。
防止堵塞与泄漏:检查进样系统和滴定系统的管道、阀门等部件,防止因脱脂溶液中的杂质或结晶物导致堵塞,影响样品的输送和滴定剂的添加。同时,要确保各部件之间的连接紧密,防止溶液泄漏,以免造成测量误差或对设备和环境造成损害。