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在線氫氧化鈉濃度檢測儀的工作原理基于氫氧化鈉(NaOH)溶液的物理或化學(xué)特性與濃度的定量關(guān)系,通過傳感器實(shí)時(shí)捕捉這些特性變化,再經(jīng)信號處理換算為濃度值,實(shí)現(xiàn)連續(xù)、自動化監(jiān)測。其核心原理可分為折光法、電導(dǎo)率法兩大類,具體如下:
一、核心原理:基于溶液物理特性的定量檢測
1. 折光法
原理基礎(chǔ):氫氧化鈉溶液的折射率隨濃度升高而線性增大(濃度越高,溶液中分子密度越大,光線折射角度變化越顯著)。通過測量溶液的折射率,可反推其濃度。
工作流程:
檢測單元:傳感器內(nèi)置光源(通常為 LED 單色光)和折射棱鏡。光線以固定角度射入棱鏡與溶液的接觸面,部分光線發(fā)生折射進(jìn)入溶液,部分發(fā)生反射。
信號捕捉:光電探測器接收反射光強(qiáng)度,當(dāng)溶液濃度變化時(shí),折射率改變,臨界折射角隨之變化,反射光強(qiáng)度也會相應(yīng)變化(符合斯涅爾定律)。
數(shù)據(jù)換算:儀器內(nèi)置校準(zhǔn)曲線(通過已知濃度的 NaOH 溶液預(yù)先標(biāo)定),將反射光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換為濃度值。
關(guān)鍵技術(shù):集成溫度補(bǔ)償模塊(溫度每變化 1℃,折射率會有微小波動),通過實(shí)時(shí)測量溶液溫度,對折射率數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,確保精度(誤差通?!?plusmn;0.1%)。
適用場景:清潔的 NaOH 溶液(如氯堿工業(yè)電解液、食品級液堿),無懸浮顆?;蛏雀蓴_,響應(yīng)速度快(毫秒級)。
2. 電導(dǎo)率法(適合中低濃度,需避免高濁度)
原理基礎(chǔ):氫氧化鈉是強(qiáng)電解質(zhì),溶于水后解離為 Na?和 OH?,溶液電導(dǎo)率隨離子濃度升高而增大(中低濃度范圍內(nèi)呈近似線性關(guān)系)。通過測量電導(dǎo)率可間接計(jì)算濃度。
工作流程:
檢測單元:傳感器含一對電極(通常為鉑金或鈦合金,抗腐蝕),電極間施加恒定交流電(避免電解反應(yīng)干擾)。
電導(dǎo)率測量:離子在電場作用下定向移動形成電流,儀器測量電極間的電阻(電導(dǎo)率 = 1 / 電阻 × 電極常數(shù)),電流大小與離子濃度正相關(guān)。
信號修正:
溫度補(bǔ)償:電導(dǎo)率受溫度影響顯著(溫度升高,離子運(yùn)動加快,電導(dǎo)率偏大),儀器通過溫度傳感器實(shí)時(shí)采集溫度,利用公式(如每升高 1℃,電導(dǎo)率修正 + 2%)校準(zhǔn)。
非線性修正:高濃度(如>30%)時(shí),離子間相互作用增強(qiáng),電導(dǎo)率與濃度的線性關(guān)系被打破,儀器通過預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)曲線(分段擬合)修正偏差。
適用場景:中低濃度 NaOH 溶液(如廢水處理的中和液、紡織廠煮練堿液),需避免高濁度或含大量雜質(zhì)(防止電極污染)。
二、在線檢測系統(tǒng)的核心組成
無論基于哪種原理,在線檢測儀均需配套以下模塊,確保連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行:
傳感器單元:直接接觸或非接觸(如折光法棱鏡)測量溶液特性(折射率、電導(dǎo)率等);
溫度補(bǔ)償模塊:內(nèi)置溫度傳感器,實(shí)時(shí)修正溫度對測量值的影響;
信號處理單元:將傳感器的物理信號(光強(qiáng)度、電阻)轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)放大、濾波后,通過微處理器按校準(zhǔn)曲線換算為濃度值;
數(shù)據(jù)輸出單元:實(shí)時(shí)顯示濃度數(shù)據(jù),支持 4-20mA 電流信號或 RS485 通訊,可接入 PLC、SCADA 等控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)超標(biāo)報(bào)警或自動加藥聯(lián)動。
三、核心優(yōu)勢:在線檢測的 “實(shí)時(shí)性" 保障
與實(shí)驗(yàn)室離線檢測相比,上海玄天SJT-6000A型在線氫氧化鈉濃度檢測儀通過傳感器直接嵌入管道/反應(yīng)釜,無需人工取樣,可實(shí)時(shí)捕捉濃度波動(如電解槽中NaOH濃度從30%升至33%的瞬間變化),并通過補(bǔ)償機(jī)制和自動化校準(zhǔn)(如定時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)液校準(zhǔn))維持長期精度,為工業(yè)生產(chǎn)的工藝調(diào)控、環(huán)保達(dá)標(biāo)提供即時(shí)數(shù)據(jù)支撐。
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