Электрод Endress+Hauser CPS11D для непрерывного мониторинга pH

Endress+Hauser CPS11D — цифровой комбинированный pH-электрод семейства Orbisint для непрерывного измерения кислотности водных сред в технологических установках. Датчик рассчитан на промышленную эксплуатацию при переменных параметрах среды. Конструкция объединяет стеклянный измерительный элемент, систему сравнения, температурный сенсор и цифровой интерфейс Memosens.

Технические характеристики

Конкретные параметры зависят от исполнения, типа стекла и монтажной длины. К основным характеристикам семейства относятся:

• измеряемая величина — показатель pH,
• диапазон измерения — до pH 0–14 для соответствующих исполнений,
• рабочая температура процесса — до приблизительно 135 C в зависимости от версии,
• допустимое давление определяется исполнением и условиями установки,
• диаметр корпуса — около 12 мм, типичный для промышленных pH-электродов,
• цифровая передача сигнала и служебных данных по технологии Memosens,
• встроенное измерение температуры для компенсации и диагностики,
• несколько вариантов монтажной длины,
• система сравнения с гелевым электролитом,
• эксплуатация без регулярного долива электролита.

Конструктивные особенности

CPS11D выполнен как комбинированный электрод: измерительная полуячейка и система сравнения размещены в одном корпусе. В нижней части находится стеклянная мембрана, непосредственно контактирующая с жидкостью. Внутренняя система сравнения связана с процессом через диафрагму, которая обеспечивает ионный контакт и одновременно ограничивает проникновение загрязнений внутрь электрода. Цифровая головка Memosens исключает передачу по кабелю слабого высокоомного сигнала стеклянной мембраны. Аналоговое преобразование выполняется в самом датчике, после чего по соединению передается цифровая информация. Бесконтактная индуктивная связь между головкой и кабелем не имеет открытых металлических контактов. Это снижает чувствительность точки подключения к влаге, загрязнению, паразитным токам и изменениям сопротивления соединительной линии.

Принцип измерения

Работа CPS11D основана на потенциометрическом методе. На pH-чувствительном стекле возникает потенциал, зависящий от активности ионов водорода в контролируемой среде. Система сравнения формирует стабильный опорный потенциал, а их разность используется для вычисления pH. Температурный элемент используется для компенсации влияния температуры. Электроника датчика преобразует высокоомный аналоговый сигнал в цифровые данные и передает их на совместимый преобразователь.

Функции Endress+Hauser CPS11D

Электронная память датчика используется для хранения параметров калибровки и служебной информации. Электрод можно откалибровать вне установки, сохранить коэффициенты и затем установить на рабочую точку. К функциональным возможностям относятся:

• хранение калибровочных коэффициентов в памяти CPS11D,
• передача измерительных, идентификационных и диагностических данных,
• предварительная калибровка датчика вне измерительной точки,
• сохранение параметров при замене кабеля и повторном подключении,
• использование накопленных эксплуатационных данных для оценки состояния сенсора,
• цифровая передача, менее чувствительная к помехам, чем аналоговая pH-линия.

Монтаж в технологическую систему

CPS11D устанавливают в совместимую погружную, проточную или выдвижную арматуру. Стеклянная мембрана и диафрагма должны иметь устойчивый контакт с анализируемой жидкостью. Следует исключать высыхание чувствительной части, удары по стеклу и устойчивые газовые полости у мембраны. Положение электрода выбирают согласно требованиям применяемой арматуры и конкретного исполнения датчика. При проектировании измерительной точки учитывают:

• химическую совместимость материалов датчика с рабочей средой,
• температуру и давление в месте измерения,
• скорость потока и содержание абразивных частиц,
• возможность образования пленок и осадков на стекле и диафрагме,
• доступность для очистки, калибровки и замены,
• совместимость преобразователя и кабеля с Memosens.

Области применения

CPS11D предназначен для стандартных промышленных задач контроля pH в водных средах. Основные направления применения:

• подготовка и обработка технической воды,
• контроль питьевой воды,
• очистка промышленных и коммунальных сточных вод,
• нейтрализационные установки,
• технологические процессы с водными растворами,
• вспомогательные контуры энергетических объектов,
• измерительные узлы с погружными, проточными и выдвижными арматурами,
• автоматизированные системы с оборудованием, поддерживающим Memosens.

Таким образом, Endress+Hauser CPS11D сочетает стеклянный электрохимический принцип определения pH с цифровой обработкой Memosens. Такая архитектура уменьшает влияние кабельной линии на чувствительный сигнал, позволяет хранить калибровочные параметры в самом датчике и обеспечивает удобную замену сенсора в составе автоматизированного измерительного контура. Надежность измерения зависит от правильного выбора исполнения по температуре, давлению, химической совместимости, монтажной длине и условиям загрязнения. Компания «Олниса» осуществляет поставку Endress+Hauser CPS11D и другого промышленного оборудования для оснащения технологических и измерительных систем на объекте.