CN111830095B - 高温高盐液体ph测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温高盐液体PH测试方法及其测试装置，包括对自来水进行温度处理，使其与待测高温、高盐水比例混合时能达到最佳测量温度、用温度处理后的自来水对高温、高盐水进行比例混合稀释，该步骤包括通过将两种液体进行分股混合的比例混合装置、使用PH计测试稀释后的混合液，该步骤包括PH测量槽和PH电极和对测量后的混合液进行环保处理四个步骤，此高温高盐液体PH在线测试工艺及装置，通过比例混合装置将自来水与高温、高盐水进行比例混合，从而降低高温、高盐水的温度与盐度，使其达到适合PH电极测量的环境，从而提高PH电极的使用寿命，并实现在线DCS控制。

Description

高温高盐液体PH测试装置
技术领域
本发明涉及PH测试技术领域，具体为一种高温高盐液体PH测试装置。
背景技术
目前对于高温高盐液体PH监测方法有三种：1、人工使用PH试纸测试不定时测试；2、取样后送实验室使用PH计进行测试；3、使用工业PH计测试；前两种方法都需要人工进行操作，费时费力，只能测试瞬时值，不能做到实时监测，工艺控制不稳定；第三种方法的缺点PH计长期浸泡于高温、高盐的溶液中，正常使用周期短，PH电极损坏度高。为此，我们提出一种高温高盐液体PH测试方法及其测试装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过降低液体的温度与盐度从而改善PH计的使用环境的高温高盐液体PH测试方法及其测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高温高盐液体PH测试方法，包括以下步骤：
步骤一：对自来水进行温度处理，使其与待测高温、高盐水比例混合时能达到最佳测量温度。
步骤二：用温度处理后的自来水对高温、高盐水进行比例混合稀释，该步骤包括通过将两种液体进行分股混合的比例混合装置。
步骤三：使用PH计测试稀释后的混合液，该步骤包括PH测量槽和PH电极。
步骤四：对测量后的混合液进行环保处理。。
优选的，所述比例混合装置包括比例混合腔，所述比例混合腔的一端设置有分股混合装置，且所述比例混合腔上连接有两组进液口，所述进液口上设置有推进触发装置，所述比例混合腔内滑动连接有活塞，且所述活塞与比例混合腔之间设置有驱动机构，比例混合腔实现一定的比例，从而更好的进行混合。
优选的，所述分股混合装置包括混合盘，所述混合盘内开设有多组凵型流通槽，所述混合盘内还开设有与凵型流通槽连接的喷出槽，所述混合盘的一端转动连接有分散盘，且所述混合盘的另一端转动连接有与比例混合腔滑动连接的隔离盘，所述隔离盘上开设有多组流通孔，所述混合盘上还开设有与喷出槽端部连接的第一半圆形槽，且所述分散盘上开设有第二半圆形槽，所述分散盘上还开设有多组倾斜设置并与第二半圆形槽连通的射出槽，所述分散盘上还设置有混合槽，将两种液体分成多组小股进行混合后再同一汇合，使其混合的更加充分。
优选的，所述混合槽包括与分散盘转动连接的外框，所述外框内连接有多组挡板，所述外框的另一端与PH测量槽连接，挡板产生S型轨迹，以便于进行进一步的混合。
优选的，所述驱动机构包括与活塞连接的推杆，所述推杆的另一端连接有推盘，所述比例混合腔的上转动连接有同步齿轮，且所述比例混合腔上还连接有第一电机，所述第一电机的输出轴上连接有与同步齿轮啮合连接的主动齿轮，所述比例混合腔上设置有两组丝杆，所述丝杆的一端连接有与同步齿轮啮合连接的从动齿轮，且所述丝杆的另一端与推盘螺纹螺纹连接，通过同步轮实现两个丝杆同时驱动，从而更加平衡的推动推杆。
优选的，所述推进触发装置包括与两组进液口固定连接的溢流管，所述溢流管的一端滑动连接有密封杆，所述密封杆的一端连接有固定板，所述固定板与溢流管的外侧之间连接有弹簧，且所述溢流管上开设有溢流孔，所述比例混合腔还设有两组行程开关，在比例混合腔装满是进行触发推动。
优选的，两组所述进液口的截面比例为3:1，使高温、高盐水被稀释降温。
优选的，所述PH测量槽内连接有安装PH电极的放置架，方便进行测量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过比例混合装置将自来水与高温、高盐水进行比例混合，从而降低高温、高盐水的温度与盐度，使其达到适合PH电极测量的环境，从而提高PH电极的使用寿命，并实现在线DCS控制。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为外框剖视结构示意图；
图3为驱动机构结构示意图；
图4为推进触发装置结构示意图；
图5为图4中A区结构放大示意图；
图6为分股混合装置剖视展开示意图；
图7为待测液1温度与PH值曲线；
图8为待测液2温度与PH值曲线。
图中：1-比例混合装置；2-比例混合腔；3-分股混合装置；4-进液口；5-推进触发装置；6-活塞；7-驱动机构；8-混合盘；9-凵型流通槽；10-喷出槽；11-分散盘；12-隔离盘；13-流通孔；14-第一半圆形槽；15-第二半圆形槽；16-射出槽；17-混合槽；18-外框；19-挡板；20-PH测量槽；21-推杆；22-推盘；23-同步齿轮；24-第一电机；25-主动齿轮；26-丝杆；27-从动齿轮；28-溢流管；29-密封杆；30-固定板；31-弹簧；32-溢流孔；33-行程开关；34-PH电极；35-放置架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种高温高盐液体PH测试方法，包括以下步骤：
步骤一：对自来水进行温度处理，使其与待测高温、高盐水比例混合时能达到最佳测量温度。
步骤二：用温度处理后的自来水对高温、高盐水进行比例混合稀释，该步骤包括通过将两种液体进行分股混合的比例混合装置。
步骤三：使用PH计测试稀释后的混合液，该步骤包括PH测量槽和PH电极。
步骤四：对测量后的混合液进行环保处理。。
比例混合装置1包括比例混合腔2，圆柱状的比例混合腔2由一个圆筒和内部隔层组成，内部隔层将圆筒内分成体积比例为3:1的两部分，所述比例混合腔2的一端设置有分股混合装置3，且隔层的两端位于圆筒的同一个直径线上，便于分股混合装置3的分股混合，且所述比例混合腔2上连接有两组进液口4，两组所述进液口4的截面比例为3:1，且为自来水与高温、高盐水3:1，因为比例混合腔2内分成两部分，且按3:1进行混合，因此通过相同的比例进行进液，便于两者同时充满，而3:1只是一个较优的稀释比例，所述进液口4上设置有推进触发装置5，所述比例混合腔2内滑动连接有活塞6，且所述活塞6与比例混合腔2之间设置有驱动机构7，推进触发装置5在充满后使活塞6被驱动机构7推动，从而进行混合。
其中，分股混合装置3包括混合盘8，所述混合盘8内开设有多组凵型流通槽9，所述混合盘8内还开设有与凵型流通槽9连接的喷出槽10，多组凵型流通槽9之间再不同的层内，以便于不会相互干涉，凵型流通槽9与喷出槽10之间构成类似于Y型的机构，凵型流通槽9靠近比例混合腔1的两端分别为两个进液处，且凵型流通槽9位于混合盘8的某一个直径线上，
从而使得两个进液处处于两个不同的腔内，从而两种液体分成多个小流进行混合，所述混合盘8的一端转动连接有分散盘11，且所述混合盘8的另一端转动连接有与比例混合腔2滑动连接的隔离盘12，所述隔离盘12上开设有多组流通孔13，液体由隔离盘12上的流通孔13进入到凵型流通槽9内，且隔离盘上上连接有外齿轮，且混合盘8上连接有第二电机，第二电机的输出轴上连接有与外齿轮啮合连接的第一齿轮，通过第二电机来控制隔离盘12的转动，从而实现通断控制，在比例混合腔1添加液体时不会提前泄露，所述混合盘8上还开设有与喷出槽10端部连接的第一半圆形槽14，所有喷出槽10内的液体会再次在第一圆形槽14内进行混合，且所述分散盘11上开设有第二半圆形槽15，所述分散盘11上还开设有多组倾斜设置并与第二半圆形槽15连通的射出槽16，混合后的液体再次由射出槽16射出，因为这些槽的总面积小于比例混合腔1的截面积，因此压强较大，会产生较高的流速，射出槽16倾斜设置使得水流的冲击力使分散盘11转动，从而进一步的提高混合的充分性，所述分散盘11上还设置有混合槽17。
混合槽17包括与分散盘11转动连接的外框18，所述外框18内连接有多组挡板19，所述外框18的另一端与PH测量槽20连接，在从射出槽16射出的水流会在外框18内移动，从而使得其蛇形移动混合，不断提高混合的充分性。
另外，驱动机构7包括与活塞6连接的推杆21，推杆21设置有多组，以便于能使推力更加均衡，所述推杆21的另一端连接有推盘22，所述比例混合腔2的上转动连接有同步齿轮23，同步齿轮23通过轴承与比例混合腔1的外壁连接，且所述比例混合腔2上还连接有第一电机24，所述第一电机24的输出轴上连接有与同步齿轮23啮合连接的主动齿轮25，所述比例混合腔2上设置有两组丝杆26，所述丝杆26的一端连接有与同步齿轮23啮合连接的从动齿轮27，第一电机24带动主动齿轮25从而使同步齿轮23转动，同步齿轮23使两个丝杆26进行同步转动，且所述丝杆26的另一端与推盘22螺纹螺纹连接，丝杆26转动从而带动推盘22推动活塞6。
推进触发装置5包括与两组进液口4固定连接的溢流管28，溢流管28防止腔体内装满后还继续灌入，所述溢流管28的一端滑动连接有密封杆29，密封杆29可在溢流管28内滑动，所述密封杆29的一端连接有固定板30，所述固定板30与溢流管28的外侧之间连接有弹簧31，且所述溢流管28上开设有溢流孔32，当填充满液体后，液压增高，推动密封杆29和固定板30，从而使弹簧31被拉伸，所述比例混合腔2还设有两组行程开关33，固定板30移动后触碰形成开关33，形成开关33与第一电机24以及第二电机电性连接，且只有两组行程开关33均触发后使第一电机24和第二电机工作,。
PH测量槽20内连接有安装PH电极34的放置架35，防止架25放置或者安装PH电极34，以便于对稀释后的液体进行测量。
技术原理：
溶液的酸碱度一般使用PH值进行表示，在PH<7的时候，溶液呈酸性；在PH>7的时候，溶液呈碱性；在PH＝7的时候，溶液中性，关系如(1)所示。
H2O＝H++OH- (1)
pH电极在待测溶液中，根据能斯特电化学反应方程(2)计算出溶液中的离子的浓度。
Figure GDA0003702868900000081
U为传感器的电位值，为传感器的标准电压，R为常数，T为绝对温度，F为法拉第常
数，H+为氢离子浓度，n为离子负载。
将常数R、n、F的关系为常数A，再将氢离子浓度的对数由公式(2)改写成PH值，能斯
特方程可以改为如下方程式：
U＝U0-A*T*PH (3)
此时根据(3)式，只需要获得溶液的温度及PH传感器的电位值，即可算出PH值，值PH计的测量原理，也是根据能斯特方程设计，能斯特方程是在温度一定时：电位与PH值呈线性关系。由此可知：待测液体温度升高，PH值变小，试验验证结果如表1、图7和图8所示：
表1不同温度下两组液体PH值
Figure GDA0003702868900000091
此次试验结果显示：PH值与温度变化呈线性变化，但是在温度超过55℃时，温度与PH值不呈线性关系，
同时试验测试了不同温度、不同稀释倍数对PH值的影响如表2所示，同一待测液在不同温度下的PH变化如表3所示：
表2不同温度、不同稀释倍数对PH值的影响
Figure GDA0003702868900000092
由此表可知：在同一温度下，溶液体积变化对pH值的影响，在强碱性情况下符合理论值，pH值随浓度的降低而减少。但是在弱碱性情况下pH值不降反升，碱液在稀释情况下，弱酸盐水解起主要作用。这里只考虑弱碱性情况，根据实验，碱液稀释两倍后pH值变化在+0.17到+0.24之间。
表3同一待测液在不同温度下的PH变化
Figure GDA0003702868900000101
根据上表测试数据：在弱碱性条件下，温度降低1℃，PH值升高0.01。结论：实验结果显示：
此次试验仅考虑在弱碱性PH为8-10的时候，温度降低，PH升高，升高值在0.01每℃；
溶液稀释两倍后，PH升高值在0.17-0.24之间；
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.高温高盐液体PH测试装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：对自来水进行温度处理，使其与待测高温、高盐水比例混合时能达到最佳测量温度；
步骤二：用温度处理后的自来水对高温、高盐水进行比例混合稀释，该步骤包括通过将两种液体进行分股混合进行稀释方便测试的比例混合装置(1)；所述比例混合装置(1)包括比例混合腔(2)，所述比例混合腔(2)的一端设置有分股混合装置(3)，且所述比例混合腔(2)上连接有两组进液口(4)，所述进液口(4)上设置有推进触发装置(5)，所述比例混合腔(2)内滑动连接有活塞(6)，且所述活塞(6)与比例混合腔(2)之间设置有驱动机构(7)，所述分股混合装置(3)包括混合盘(8)，所述混合盘(8)内开设有多组凵型流通槽(9)，所述混合盘(8)内还开设有与凵型流通槽(9)连接的喷出槽(10)，所述混合盘(8)的一端转动连接有分散盘(11)，且所述混合盘(8)的另一端转动连接有与比例混合腔(2)滑动连接的隔离盘(12)，所述隔离盘(12)上开设有多组流通孔(13)，所述混合盘(8)上还开设有与喷出槽(10)端部连接的第一半圆形槽(14)，且所述分散盘(11)上开设有第二半圆形槽(15)，所述分散盘(11)上还开设有多组倾斜设置并与第二半圆形槽(15)连通的射出槽(16)，所述分散盘(11)上还设置有混合槽(17)，所述混合槽(17)包括与分散盘(11)转动连接的外框(18)，所述外框(18)内连接有多组挡板(19)，所述外框(18)的另一端与PH测量槽(20)连接，所述驱动机构(7)包括与活塞(6)连接的推杆(21)，所述推杆(21)的另一端连接有推盘(22)，所述比例混合腔(2)的上转动连接有同步齿轮(23)，且所述比例混合腔(2)上还连接有第一电机(24)，所述第一电机(24)的输出轴上连接有与同步齿轮(23)啮合连接的主动齿轮(25)，所述比例混合腔(2)上设置有两组丝杆(26)，所述丝杆(26)的一端连接有与同步齿轮(23)啮合连接的从动齿轮(27)，且所述丝杆(26)的另一端与推盘(22)螺纹连接，所述推进触发装置(5)包括与两组进液口(4)固定连接的溢流管(28)，所述溢流管(28)的一端滑动连接有密封杆(29)，所述密封杆(29)的一端连接有固定板(30)，所述固定板(30)与溢流管(28)的外侧之间连接有弹簧(31)，且所述溢流管(28)上开设有溢流孔(32)，所述比例混合腔(2)还设有两组行程开关(33)；
步骤三：使用PH计测试稀释后的混合液，该步骤包括PH测量槽(20)和PH电极；
步骤四：对测量后的混合液进行环保处理。
2.根据权利要求1所述的高温高盐液体PH测试装置，其特征在于：两组所述进液口(4)的截面比例为3:1。
3.根据权利要求2所述的高温高盐液体PH测试装置，其特征在于：所述PH测量槽(20)内连接有安装PH电极(34)的放置架(35)。
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