CN218675143U - 一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，包括：氢电导率测量子系统、比电导率测量子系统、切换系统以及辅助系统，切换系统分别与氢电导率测量子系统和比电导率测量子系统连接，根据测量需要在氢电导率测量子系统、比电导率测量子系统之间切换；辅助系统用于控制测量压力以及排放被测物。测量装置体积小，重量轻，可应用在现场短时间内需要在线测量氢电导或比电导的情况下作为便携式氢/比电导测量设备；通过将标准氢/比电导率表和在线氢电导率表测量结果进行分析得到在线电导率表的测量误差大小、误差来源并予以消除，提高在线氢/比电导率表测量准确性。
Description
技术领域
本实用新型属于多种电导率综合在线测量技术领域，尤其涉及一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置。
背景技术
氢电导率(cat i on conduct ivity)是2020年公布的电力名词，是水样经过氢型强酸阳离子交换树脂处理后测得的电导率。此树脂将所有水样中阳离子置换成氢离子。对于阳离子树脂离子交换，在高纯净的水样中(例如凝结水、给水、蒸汽)，被置换的阳离子主要是铵离子，而水样中所有阴离子不和树脂反生任何反应直接通过阳离子树脂，这些阴离子主要是重碳酸根(溶解的CO2)和有机酸阴离子(如甲酸盐和乙酸盐的阴离子)，以及微量的氯离子和硫酸根离子。由于大量铵根离子被置换成氢离子，因此阳离子交换柱的出水酸性很高(pH很低)，所以有时候也称“氢电导率”为“阳电导率”、“酸电导率率”。氢电导率和阳电导率是相同的，它是将水样先经过氢离子交换柱交换后的水，测定得到的电导率，其单位同样是μS/cm，但应注明是氢电导率或阳电导率。根据M&M工程协会的经验，检测给水和蒸汽中少量污染物，测量其氢电导率仍然是最敏捷、简单和可靠的工具之一。氢电导率表和钠离子分析仪及其他分析设备协同工作，可以确认给水足够纯净，保证蒸汽质量不会损坏汽轮机。
比电导率(specif ic conductance)又称电导率，指在特定条件下，规定尺寸地单位立方体的水溶液相对面之间测得的电阻倒数。对于水质检验,常用电导率表示，可作为水样中可电离溶质的浓度量度。电导的定义是电阻的倒数，其单位是μS，即MΩ的倒数。比电导率的定义是：在两片1cm×1cm的电极，中间距离1cm时的电导，又被称为电导率或比电导，其单位是μS/cm。测定的水样是实际、未经处理的水样。
现有技术中，电力、钢铁、化工等领域锅炉水汽系统水质氢电导率的监测是将被测样水经过氢型阳离子交换树脂，将样水中(如Na+、NH4+等)阳离子去除，只对样水中留下的阴离子(如Cl-、SO42-、PO43-等阴离子)电导率进行监测，而氢离子和氢氧根离子可以中和消耗，不在电导率中反映，因此氢电导率表征的是锅炉水汽系统水质纯度或阴离子综合侵蚀性。
目前，对氢/比电导率的监测基本都是在线单表测量，并且无法同时测量氢/比电导率，需要两块单独的表进行测量；此外，如果现场出现监测数据不准确的问题，操作人员如果需要准确判断问题所在，需将水样带离现场，在实验室进行测量，这个期间水样会与空气接触，影响水样电导率数据的准确性，从而无法进行有效的仪表校准。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，测量装置体积小，重量轻，一方面，可以应用在现场短时间内需要在线测量氢电导或比电导的情况下，作为便携式氢电导或比电导测量设备；第二方面，通过将标准氢/比电导率表和现场在线氢电导率表的测量结果进行分析，能够得出在线电导率表的测量误差大小、误差来源并予以消除，提高在线氢/比电导率表测量的准确性。
本实用新型一方面提供了一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，包括：三通切换阀(1)、泄压阀门(2)、阳离子交换柱(3)、流量计(4)、电导率电极组件(5)、截止阀(6)以及电导率分析仪(7)；其中：
所述泄压阀门(2)与样水相通，用于控制样水进入所述测量装置的压力范围；
所述三通切换阀(1)具有第一出口(11)、第二出口(12)和第一入口(13)，其中所述第一出口(11)与阳离子交换柱(3)的入口相通，所述第二出口(12)与流量计(4)的入口相通，所述第一入口(13)与所述样水连通；
当所述三通切换阀(1)的第一出口(11)切换至阳离子交换柱(3)的入口情况下，所述测量装置用于测量水样的氢电导率；当所述三通切换阀(1)的第二出口(12)切换至所述流量计(4)的入口，所述测量装置用于测量水样的比电导率；
所述阳离子交换柱(3)的出口与所述流量计(4)的入口相通，所述流量计(4)的出口与所述电导率电极组件(5)的入口相通；所述电导率电极组件(5)的出口与所述截止阀(6)相通；所述电导率电极组件(5)与所述电导率分析仪(7)连接并为所述电导率分析仪(7)输出氢电导率和/或比电导率的测量信号。
优选的，还包括截止阀(6)，所述截止阀(6)一端与所述电导率电极组件(5)连接，另一端与排污处理设备连接。
优选的，所述电导率电极组件(5)包括电导率电极、流通池及连接电缆，所述电导率电极浸入到流通池内，所述流通池根据测量状况分隔或联通，所述连接电缆将所述电极与所述电导率分析仪(7)连通。
优选的，所述阳离子交换柱(3)为透明可视的。
优选的，所述阳离子交换柱(3)内设置阳极树脂柱，所述阳极树脂柱内装设阳极变色树脂。
优选的，在氢电导率和/或比电导率测量结束后会同时关闭所述三通切换阀(1)和所述截止阀(6)。
优选的，所述样水入口与所述三通切换阀(1)的所述第一入口(13)通过柔软耐高温、防腐蚀管路连接。
优选的，所述管路靠近样水一侧具有延伸的套管部，所述套管部具有可变外径，用于连接现场不同口径的管路接口，所述管路接口与样水输送管路连接。
优选的，所述用于氢/比电导率的一体式在线测量装置还包括外壳，罩设在三通切换阀(1)、泄压阀门(2)，阳离子交换柱(3)，流量计(4)，电导率电极组件(5)，截止阀(6)和电导率分析仪(7)外侧，形成保护。
优选的，所述外壳为塑料外壳或金属外壳。
用于氢/比电导率的一体式在线测量装置的工作原理和测量方法，包括：
S1，连通样水、三通切换阀(1)、泄压阀门(2)，阳离子交换柱(3)，流量计(4)，电导率电极组件(5)，截止阀(6)以及电导率分析仪(7)；
S2，将所述水样通过所述泄压阀门(2)泄压；将所述三通切换阀(1)的第一出口(11)切换至与阳离子交换柱(3)的入口连通，经过所述阳离子交换柱(3)去除水样中的阳离子，通过流量计(4)后到达所述电导率电极组件(5)，从而通过所述测量装置测量水样的氢电导率；将所述氢电导率发送到电导率分析仪(7)，然后将所述水样通过所述截止阀(6)排出；
S3，关闭所述三通切换阀(1)的第一出口(11)与阳离子交换柱(3)的入口之间的连通状态；
S4，将所述水样通过所述泄压阀门(2)泄压；将所述三通切换阀(1)的第二出口(11)切换至与所述流量计(4)的入口连通，通过所述测量装置测量水样的比电导率；将所述比电导率发送到电导率分析仪(7)，然后将所述水样通过所述截止阀(6)排出；
S5，测量完成后，同时关闭所述三通切换阀(1)和所述截止阀(6)，使得所述阳离子交换柱(3)内的阳极树脂保持湿润，更好的保存树脂，使树脂不易损坏。
用于氢/比电导率的一体式在线测量装置的校准方法，包括：
按照工作原理的流程进行氢电导率和比电导率的测量，并分别记录测量结果为C1，C2；
按照工作原理的流程分别通过标准氢电导率仪表和比电导率仪表获得氢电导率和比电导率的标准测量值，分别记录测量结果为C1标和C2标；
计算C1标和C1之间的误差，记录为E1；计算C2标和C2之间的误差，记录为E2；将E1和E2分别与标准阈值进行比较，基于阈值比较的结果确定所述测量装置的测量误差大小、误差来源以及误差消除方法。
本实用新型提供的装置，具有如下有益的技术效果：
用于氢/比电导率的一体式在线测量装置、测量方法及校准方法种，测量装置体积小，重量轻，一方面，可以应用在现场短时间内需要在线测量氢电导或比电导的情况下，作为便携式氢电导或比电导测量设备；第二方面，通过将标准氢/比电导率表和现场在线氢电导率表的测量结果进行分析，能够得出在线电导率表的测量误差大小、误差来源并予以消除，提高在线氢/比电导率表测量的准确性。
附图说明
图1为根据本实用新型优选实施例示出的用于氢/比电导率的一体式在线测量装置结构示意图；
图2为根据本实用新型优选实施例示出的用于氢/比电导率的一体式在线测量方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例一
本实施例的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，包括：氢电导率测量子系统、比电导率测量子系统、切换系统以及辅助系统，所述切换系统分别与所述氢电导率测量子系统和所述比电导率测量子系统连接，根据测量需要在氢电导率测量子系统、比电导率测量子系统之间切换；所述辅助系统用于控制测量压力以及排放被测物。
作为优选的实施方式，所述氢电导率测量子系统包括：流量计4、电导率电极组件5以及电导率分析仪7；所述比电导率测量子系统包括：阳离子交换柱3、流量计4、电导率电极组件5、截止阀6以及电导率分析仪7；所述氢电导率测量子系统和比电导率测量子系统共用所述流量计4、电导率电极组件5以及电导率分析仪7。
作为优选的实施方式，所述辅助系统包括三通切换阀1、泄压阀门2以及截止阀6；其中：
所述泄压阀门2与样水相通，用于控制样水进入所述测量装置的压力范围；
所述三通切换阀1具有第一出口11、第二出口12和第一入口13，其中所述第一出口11与阳离子交换柱3的入口相通，所述第二出口12与流量计4的入口相通，所述第一入口13与所述样水连通；
当所述三通切换阀1的第一出口11切换至阳离子交换柱3的入口情况下，所述测量装置用于测量水样的氢电导率；当所述三通切换阀1的第二出口12切换至所述流量计4的入口，所述测量装置用于测量水样的比电导率；
所述阳离子交换柱3的出口与所述流量计4的入口相通，所述流量计4的出口与所述电导率电极组件5的入口相通；所述电导率电极组件5的出口与所述截止阀6相通；所述电导率电极组件5与所述电导率分析仪7连接并为所述电导率分析仪7输出氢电导率和/或比电导率的测量信号；
所述截止阀6一端与所述电导率电极组件5连接，另一端与排污处理设备连接。
作为优选的实施方式，所述电导率电极组件5包括电导率电极、流通池及连接电缆，所述电导率电极浸入到流通池内，所述流通池根据测量状况分隔或联通，使用时，将电导率电极直接旋进流通池，需要校准和清洗维护的时候将电导率电极旋出流通池；流通池上设置不锈钢材质的进出水接头和管路；所述连接电缆将所述电极与所述电导率分析仪7连通。
作为优选的实施方式，所述阳离子交换柱3为透明可视的，便于观察反应的进行，并对测量过程中出现的突发情况进行及时处理。
作为优选的实施方式，所述阳离子交换柱3内设置阳极树脂柱，所述阳极树脂柱内装设阳极变色树脂。
作为优选的实施方式，所述三通切换阀1和所述截止阀6在氢电导率和/或比电导率测量结束后会同时关闭，以确保测量结束后阳离子交换柱3内的阳极树脂保持湿润，从而更好的保存树脂，使树脂不易损坏。
作为优选的实施方式，所述样水入口与所述三通切换阀1的所述第一入口13通过柔软耐高温、防腐蚀管路连接，所述管路靠近样水一侧具有延伸的套管部，所述套管部具有可变外径，用于连接现场不同口径的管路接口，所述管路接口与样水输送管路连接。
作为优选的实施方式，所述测量装置还包括一个电极输入通道和一个温度输入通道，当需要温度补偿时，样品的温度是由一个安装在电极系统内的Pt1000温度传感器来测量的。
作为优选的实施方式，所述用于氢/比电导率的一体式在线测量装置还包括外壳，罩设在三通切换阀、泄压阀门，阳离子交换柱，流量计，电导率电极组件，截止阀和电导率分析仪外侧，形成保护，所述外壳采用塑料或金属材质。
实施例二
一种用于氢/比电导率的一体式在线测量方法，包括：
S1，连通样水、三通切换阀1、泄压阀门2，阳离子交换柱3，流量计4，电导率电极组件5，截止阀6以及电导率分析仪7；
S2，将所述水样通过所述泄压阀门2泄压；将所述三通切换阀1的第一出口11切换至与阳离子交换柱3的入口连通，经过所述阳离子交换柱3去除水样中的阳离子，通过流量计4后到达所述电导率电极组件5，从而通过所述测量装置测量水样的氢电导率；将所述氢电导率发送到电导率分析仪7，然后将所述水样通过所述截止阀6排出；
S3，关闭所述三通切换阀1的第一出口11与阳离子交换柱3的入口之间的连通状态；
S4，将所述水样通过所述泄压阀门2泄压；将所述三通切换阀1的第二出口11切换至与所述流量计4的入口连通，通过所述测量装置测量水样的比电导率；将所述比电导率发送到电导率分析仪7，然后将所述水样通过所述截止阀6排出；
S5，测量完成后，同时关闭所述三通切换阀1和所述截止阀6，使得所述阳离子交换柱3内的阳极树脂保持湿润，更好的保存树脂，使树脂不易损坏。
实施例三
一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置的校准方法，包括：
按照实施例二进行氢电导率和比电导率的测量，并分别记录测量结果为C1，C2；
按照实施例二的流程分别通过标准氢电导率仪表和比电导率仪表获得氢电导率和比电导率的标准测量值，分别记录测量结果为C1标和C2标；
计算C1标和C1之间的误差，记录为E1；计算C2标和C2之间的误差，记录为E2；将E1和E2分别与标准阈值进行比较，基于阈值比较的结果确定所述测量装置的测量误差大小、误差来源以及误差消除方法。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，包括：三通切换阀(1)、泄压阀门(2)、阳离子交换柱(3)、流量计(4)、电导率电极组件(5)、截止阀(6)以及电导率分析仪(7)；其中：
所述泄压阀门(2)与样水相通，用于控制样水进入所述测量装置的压力范围；
所述三通切换阀(1)具有第一出口(11)、第二出口(12)和第一入口(13)，其中所述第一出口(11)与阳离子交换柱(3)的入口相通，所述第二出口(12)与流量计(4)的入口相通，所述第一入口(13)与所述样水连通；
当所述三通切换阀(1)的第一出口(11)切换至阳离子交换柱(3)的入口情况下，所述测量装置用于测量水样的氢电导率；当所述三通切换阀(1)的第二出口(12)切换至所述流量计(4)的入口，所述测量装置用于测量水样的比电导率；
所述阳离子交换柱(3)的出口与所述流量计(4)的入口相通，所述流量计(4)的出口与所述电导率电极组件(5)的入口相通；所述电导率电极组件(5)的出口与所述截止阀(6)相通；所述电导率电极组件(5)与所述电导率分析仪(7)连接并为所述电导率分析仪(7)输出氢电导率和/或比电导率的测量信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，还包括截止阀(6)，所述截止阀(6)一端与所述电导率电极组件(5)连接，另一端与排污处理设备连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，所述电导率电极组件(5)包括电导率电极、流通池及连接电缆，所述电导率电极浸入到流通池内，所述流通池根据测量状况分隔或联通，所述连接电缆将所述电极与所述电导率分析仪(7)连通。
4.根据权利要求2所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，所述阳离子交换柱(3)为透明可视的。
5.根据权利要求4所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，所述阳离子交换柱(3)内设置阳极树脂柱，所述阳极树脂柱内装设阳极变色树脂。
6.根据权利要求2所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，在氢电导率和/或比电导率测量结束后会同时关闭所述三通切换阀(1)和所述截止阀(6)。
7.根据权利要求2所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，所述样水入口与所述三通切换阀(1)的所述第一入口(13)通过柔软耐高温、防腐蚀管路连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，所述管路靠近样水一侧具有延伸的套管部，所述套管部具有可变外径，用于连接现场不同口径的管路接口，所述管路接口与样水输送管路连接。
9.根据权利要求2-5任一所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，所述用于氢/比电导率的一体式在线测量装置还包括外壳，罩设在三通切换阀(1)、泄压阀门(2)，阳离子交换柱(3)，流量计(4)，电导率电极组件(5)，截止阀(6)和电导率分析仪(7)外侧，形成保护。
10.根据权利要求9所述的一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置，其特征在于，所述外壳为塑料外壳或金属外壳。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202222775670.3U Active CN218675143U (zh) | 2022-10-20 | 2022-10-20 | 一种用于氢/比电导率的一体式在线测量装置 |
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| CN (1) | CN218675143U (zh) |
-
2022
- 2022-10-20 CN CN202222775670.3U patent/CN218675143U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |