CN206431092U - 一种在线式pH/ORP复合检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及pH/ORP值检测设备技术领域，具体是一种在线式pH/ORP复合检测仪，包括由pH电极、ORP电极、参比电极和盐桥组成的电极组件，pH电极和ORP电极的测试端穿出盐桥并与盐桥封装在一起，pH电极、ORP电极和参比电极的输出端穿过固定盖板并被固定盖板固定，固定盖板、盐桥和第一壳体形成电解液容纳腔，pH电极、ORP电极和参比电极的输出端均连接有电极引出线，电极引出线连接在电路板上并接入变送器，变送器经过电路板连接电缆，电缆通过快插接口将测得的数据输出；变送器包括4～20mA电路和RS485电路。本实用新型检测仪可同时检测pH值和ORP值，检测数据精度高，可检测盐桥的堵塞状况。

Description

一种在线式pH/ORP复合检测仪

技术领域

本实用新型涉及pH/ORP值检测设备技术领域，尤其是一种在线式pH/ORP复合检测仪。

背景技术

ORP(Oxidation-Reduction Potential，氧化还原电位)值和pH值是反映溶液酸碱状况的重要指标。传统的pH/ORP传感器是由一个测量电极与一个参比电极构成，按照氧化-还原法测量被测溶液电极电位。

在工业、农业和环境监测领域中，pH值和ORP值是两个很重要的参考指标，目前现成的pH/ORP值检测装置分为便携式检测仪和在线式检测仪两种，在线式检测仪主要应用在需要连续监测的场合。在典型应用中如污水处理，实时监测pH/ORP值，可以反馈给中控系统进行污水处理药剂投加。在工业冷却循环中，可以实时控制酸和杀菌剂的投加。对自动生产、自动过程监测和控制领域有重要的作用。

现有技术的缺陷和不足：

目前的在线式pH/ORP检测仪多数为单一参数监测，在需要同时监测两个参数时需要使用两个在线检测仪，且目前pH/ORP检测仪大部分寿命较短，根据使用环境的恶劣程度，监测一般在3-5个月性能损失50％左右。

目前在线式pH/ORP检测仪需要经常维护，对电极工作面进行污垢清洗，在高浊度、高微生物的环境中，维护频率高，检测仪寿命短。

目前的在线式pH/ORP检测仪获取监测数据过程麻烦，且会损失精度。pH电极或ORP电极引出一条长电缆(长度取决于监测点管道到控制器的距离,通常为2m-5m)至变送器，通过变送器将pH/ORP值转换为4-20mA的模拟电流信号，然后再由控制器将模拟电流信号转换为pH值或ORP值。在这个过程中从电极引出的长电缆容易被工业现场的强电磁波干扰，变送器将电极测得的pH/ORP值转换为4-20mA 模拟信号后再还原成pH/ORP值的过程中会带来转换误差。

另外，在线式pH/ORP检测仪校准步骤繁琐，目前在校准时使用对4-20mA信号的转换系数进行校准，校准过程需要依托于控制器进行，且校准参数存在于控制器中。当在线式pH/ORP检测仪更换了工作的控制器后需要进行再次校准。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中pH值和ORP值分别需要一个单独的检测仪检测，检测误差大、校准步骤复杂的问题，而研究设计一种一个检测仪能够同时检测pH值和ORP值、检测误差小且校准方便的在线式pH/ORP复合检测仪。

本实用新型采用的技术方案是：

一种在线式pH/ORP复合检测仪，其特征在于，包括由pH电极、 ORP电极、参比电极和盐桥组成的电极组件，所述pH电极和ORP电极的测试端穿出盐桥并与盐桥封装在一起，所述pH电极、ORP电极和参比电极的输出端穿过固定盖板并被固定盖板固定，所述电极组件封装在第一壳体内，所述固定盖板、盐桥和第一壳体形成电解液容纳腔，所述电解液容纳腔内填充有电解液，所述参比电极的测试端位于电解液容纳腔内；所述第一壳体与第二壳体对接固定在一起，所述pH电极、ORP电极和参比电极的输出端均连接有电极引出线，所述电极引出线连接在电路板上并接入变送器，所述变送器经过电路板连接电缆，所述电极引出线、电路板和变送器均设置在所述第一壳体和第二壳体形成的空腔内，所述电缆穿出第二壳体并通过快插接口将测得到数据输出；所述变送器包括4～20mA电路和RS485电路。

进一步地，所述电极组件还包括温度传感器，温度传感器与盐桥封装在一起，温度传感器的测试端露出盐桥，输出端穿过固定盖板并被固定盖板固定，温度传感器的输出端连接有电极引出线，电极引出线连接在电路板上并接入变送器。

进一步地，所述变送器包括温度检测电路、pH/OPR检测电路、污染堵塞诊断电路、控制器、电源电路、4～20mA电路和RS485电路，所述电极组件将采集的模拟信号分别传输给温度检测电路和pH/OPR 检测电路处理后，由控制器进行采样和温度补偿后经4～20mA电路和 RS485电路输出；在检测空闲时，控制器控制污染阻塞诊断电路发出变化的激励电压激励电级组件中的pH电极，并通过pH/OPR检测电路获取电极组件对激励的响应数据，控制器即可判断出电极组件中的盐桥是否污染堵塞，并通过RS485电路输出诊断信息。

更进一步地，所述变送器还包括参数存储电路，对复合检测仪校准时，通过RS485电路发送校准命令和标准容易标定值给控制器，控制器执行校准操作并将新的校准参数写入到参数存储电路。

与现有技术相比，本实用新型显而易见地具有以下有益效果：

1、本实用新型一个检测仪可同时检测pH值和ORP值，减少了实用成本。

2、本实用新型将电极与变送器集成到一体，方便接线安装，不但能够输出4～20mA模拟信号，还可将检测到的数字信号直接通过 RS485输出，做到兼容老旧系统，且检测的数据受到的干扰小，没有信号转换误差，检测数据精度高。

3、通过RS485输出数字信号进行校准和诊断，校准信息保存于检测仪内部，一次校准多次可用，并能通过RS485电路输出检测仪盐桥工作中的污染堵塞状况。

4、盐桥、固定盖板和第一壳体共同形成电解液容纳腔，一方面增加了盐桥的工作面积，另一方面增大了电解液容纳腔的容纳体积，延长了检测仪寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例电极组件结构图；

图2是本实用新型实施例复合检测仪立体结构图；

图3是本实用新型实施例符合检测仪主视图；

图4是图3中B-B剖视图；

图5是本实用新型实施例复合检测仪工作结构框图；

图6是本实用新型实施例变送器结构框图。

图中，1、pH电极，2、ORP电极，3、参比电极，4、盐桥，5、温度传感器，6、固定盖板，7、第一壳体，8、第二壳体，9、电解液容纳腔，10、电极引出线，11、电路板，12、变送器，13、电缆，14、快插接口，15、4～20mA电路，16、RS485电路，17、温度检测电路， 18、pH/OPR检测电路，19、污染堵塞诊断电路，20、控制器，21、电源电路，22、参数存储电路。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1-图4所示的在线式pH/ORP复合检测仪，包括由pH电极1、 ORP电极2、参比电极3、温度传感器5和盐桥4组成的电极组件，pH 电极1、ORP电极2和温度传感器5的测试端穿出盐桥4并与盐桥4封装在一起，pH电极1、ORP电极2、参比电极3和温度传感器5的输出端穿过固定盖板6并被固定盖板6固定，电极组件封装在第一壳体7内，固定盖板6、盐桥4和第一壳体7形成电解液容纳腔9，电解液容纳腔9 内填充有电解液，参比电极3的测试端位于电解液容纳腔9内；第一壳体7与第二壳体8对接固定在一起，pH电极1、ORP电极2、参比电极3 和温度传感器5的输出端均连接有电极引出线10，电极引出线10连接在电路板11上并接入变送器12，变送器12经过电路板11连接电缆13，电极引出线10、电路板11和变送器12均设置在第一壳体7和第二壳体8 形成的空腔内，电缆13穿出第二壳体8并通过快插接口14将测得到数据输出；变送器12包括4～20mA电路15和RS485电路16。

本实施例中将pH电极1、ORP电极2、参比电极3、温度传感器5 和大面积盐桥4封装在一起，盐桥4即是电极工作的离子传输通道，也作为各电极的固定。盐桥4、第一壳体7和固定盖板6组成电解液容纳腔9，腔体能够存储较多的电解液，检测仪的寿命取决于电极组件的电解液，当电解液耗尽时检测仪即停止工作，本实施例具有较长的寿命。

如图5所示的本实施例的工作结构框图，变送器12实时采集pH电极1、ORP电极2和参比电极3上的信号，并采集温度传感器5信号，使用温度传感器5获取当前温度对pH传感器信号进行补偿，最后将补偿后的pH值，ORP至转换成4～20mA模拟信号和RS485数字信号输出到快插接口14。

如图6所示，变送器12包括温度检测电路17、pH/OPR检测电路18、污染堵塞诊断电路19、控制器20、电源电路21、4～20mA电路15和 RS485电路16，电极组件将采集的模拟信号分别传输给温度检测电路 17和pH/OPR检测电路18处理后，由控制器20进行采样和温度补偿后经4～20mA电路15和RS485电路16输出；本实施例可以通过RS485电路 16输出温度传感器5检测的温度数据，并能将pH值实时补偿到25℃输出。

在检测空闲时，控制器20控制污染阻塞诊断电路发出变化的激励电压激励电级组件中的pH电极1，并通过pH/OPR检测电路18获取电极组件对激励的响应数据，控制器20即可判断出电极组件中的盐桥4 是否污染堵塞，相应越慢证明堵塞越严重，并通过RS485电路16输出诊断信息。

如图6所示，变送器12还包括参数存储电路22，对复合检测仪校准时，通过RS485电路16发送校准命令和标准容易标定值给控制器20，控制器20执行校准操作并将新的校准参数写入到参数存储电路22。

本实用新型将电极和变送器12集成到一体，变送器12输出 4～20mA模拟信号和无精度损失的RS485数字信号，可以通过数字信号将检测信息、诊断信息提供给控制器20，控制器20对检测仪进行校准，该校准信息通过参数存储电路22存储，以便一次校准多次可用。上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种在线式pH/ORP复合检测仪，其特征在于，包括由pH电极(1)、ORP电极(2)、参比电极(3)和盐桥(4)组成的电极组件，所述pH电极(1)和ORP电极(2)的测试端穿出盐桥(4)并与盐桥(4)封装在一起，所述pH电极(1)、ORP电极(2)和参比电极(3)的输出端穿过固定盖板(6)并被固定盖板(6)固定，所述电极组件封装在第一壳体(7)内，所述固定盖板(6)、盐桥(4)和第一壳体(7)形成电解液容纳腔(9)，所述电解液容纳腔(9)内填充有电解液，所述参比电极(3)的测试端位于电解液容纳腔(9)内；所述第一壳体(7)与第二壳体(8)对接固定在一起，所述pH电极(1)、ORP电极(2)和参比电极(3)的输出端均连接有电极引出线(10)，所述电极引出线(10)连接在电路板(11)上并接入变送器(12)，所述变送器(12)经过电路板(11)连接电缆(13)，所述电极引出线(10)、电路板(11)和变送器(12)均设置在所述第一壳体(7)和第二壳体(8)形成的空腔内，所述电缆(13)穿出第二壳体(8)并通过快插接口(14)将测得的数据输出；所述变送器(12)包括4～20mA电路(15)和RS485电路(16)。

2.根据权利要求1所述的在线式pH/ORP复合检测仪，其特征在于，所述电极组件还包括温度传感器(5)，温度传感器(5)与盐桥(4)封装在一起，温度传感器(5)的测试端露出盐桥(4)，输出端穿过固定盖板(6)并被固定盖板(6)固定，温度传感器(5)的输出端连接有电极引出线(10)，电极引出线(10)连接在电路板(11)上并接入变送器(12)。

3.根据权利要求1所述的在线式pH/ORP复合检测仪，其特征在于，所述变送器(12)包括温度检测电路(17)、pH/OPR检测电路(18)、污染堵塞诊断电路(19)、控制器(20)、电源电路(21)、4～20mA 电路(15)和RS485电路(16)，所述电极组件将采集的模拟信号分别传输给温度检测电路(17)和pH/OPR检测电路(18)处理后，由控制器(20)进行采样和温度补偿后经4～20mA电路(15)和RS485电路(16)输出；在检测空闲时，控制器(20)控制污染阻塞诊断电路发出变化的激励电压激励电级组件中的pH电极(1)，并通过pH/OPR检测电路(18)获取电极组件对激励的响应数据，控制器(20)即可判断出电极组件中的盐桥(4)是否污染堵塞，并通过RS485电路(16)输出诊断信息。

4.根据权利要求3所述的在线式pH/ORP复合检测仪，其特征在于，所述变送器(12)还包括参数存储电路(22)，对复合检测仪校准时，通过RS485电路(16)发送校准命令和标准容易标定值给控制器(20)，控制器(20)执行校准操作并将新的校准参数写入到参数存储电路(22)。