一种PH计在线清洗校准系统及方法与流程

本发明涉及硅烷行业在线监测，更具体的说是涉及一种ph计在线清洗校准系统及方法。

背景技术：

1、硅烷行业在工艺介质涉及到三氯氢硅、四氯化硅、硅粉、石灰乳溶液等介质时候，需要进行ph的测量。

2、ph电极测量水介质的ph值是企业惯用的技术手段。ph电极由测量电极、参比电极及盐桥回路组成，其核心元件是由特种玻璃制成的敏感玻璃膜，处在ph电极的前端部。生产工艺介质内含有许多污染ph电极的有害物质，ph电极在压力环境下并长期与被测介质接触，迅速给ph电极造成不可逆的污染损坏，多数在线ph电极的使用寿命只有二到三个月，个别有使用寿命不到到一个月的情况。这是ph值在线监测遇到的唯一致命问题，使工业生产中的ph值在线监测业务很不顺畅。在线ph电极通常都是质量比较高的复合电极，每支成本一般在0.5万元左右。ph电极受污染测不准、频繁的更换ph电极等给生产、人力、物力、财力都造成相关损害，所以ph电极污染问题成为企业生产向自动化、智能化发展过程中不可逾越的瓶径。

3、由于传统ph计的测量采用电化学的方法，并且探头直接与介质接触，ph计的玻璃探头很容易被物料污染从而结垢，导致测量不准确。

4、在用的ph计测量装置在一个月左右的时间内就失准，不足两个月时间就很容易使ph探头损坏。传统ph计需要频繁维护，年投入时间不足全年设备运行时间的50％。间接造成了不安全因素，危害生产安全。

5、因此，如何一种利用现有dcs控制，根据ph计现场使用情况，在生产中在线清洗校准ph计的装置及方法，实现在无人干预的情况下，对ph计进行在线自动维护，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种ph计在线清洗校准系统及方法，利用dcs系统严格监视并控制仪表投用、停用顺序，实现定时排污、定时冲洗、定时清洗、定时校准等程序控制功能。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种ph计在线清洗校准系统，集成在取样面板上，包括ph计、取样单元、清洗单元、标定单元及排污单元；

4、所述取样面板上固定有流通池，所述ph计固定在所述流通池的顶端且其ph电极插入所述流通池内；

5、所述取样单元通过管路连通所述流通池以对工艺介质溶液取样并输送至所述流通池内检测ph值；所述清洗单元与所述取样单元并联且连通所述流通池以清洗所述ph计上的结垢；所述标定单元与所述清洗单元并联且连通所述流通池以校准所述ph计；所述排污单元通过管路连通所述流通池的出液口以将废液排入排污池。

6、上述技术方案的有益效果是，取样面板通信通过hart协议与dcs控制系统进行通讯，可以满足dcs控制系统对ph计的校准、标定等仪表调试工作，利用dcs控制系统严格监视并控制仪表投用、停用顺序，分别控制取样单元抽取工艺介质的样液进入流通池内检测ph值、多次重复取样后ph计电极表面会结垢，利用清洗单元清洗ph计上的结垢，利用标定单元校准ph计，能够实现定时排污、定时冲洗、定时清洗、定时校准等程序控制功能。

7、优选的，所述取样单元包括取样器、取样泵、取样管和取样切断阀；所述取样器固定在工艺介质流通管的外壁，且其样液进口连通工艺介质流通管的内腔；所述取样泵的进口端通过连接管固定连通所述取样器的样液出口；所述取样管的一端固定连通所述取样泵的出口端，另一端固定连通所述流通池的内腔，所述取样管靠近所述流通池的一端固定有流量计；所述取样切断阀固定在所述取样管上。取样切断阀打开，利用取样泵和取样器来抽取工艺介质，流量计可以检测进入流通池内溶液的流量；取样切断阀关闭，样液无法进入流通池内，关闭取样管至流通池之间的通路。

8、优选的，还包括过滤器，所述过滤器套设固定在所述取样器的周侧，所述过滤器的底端固定有滤芯并伸入所述工艺介质流通管的内腔以过滤所述工艺介质内的固体颗粒。工艺介质在流通过程中可能会掺杂一些固体颗粒，利用过滤器进行过滤，可以保证进入流通池内的工艺介质的纯度，保证ph值测量的准确度。

9、优选的，所述标定单元采用纯水作为标准液，所述标定单元包括水管和标准液进入切断阀；

10、所述取样面板顶端开设有纯水进入口，所述水管与所述取样管并联且其一端连通所述纯水进入口，另一端连通所述取样管，所述标准液进入切断阀固定在所述水管上。

11、上述技术方案的有益效果是，由于纯水为低电导率、高电阻样品，对于ph计容易产生噪声读数和信号漂移。典型例子就是探头产生的静电无法消除，干扰电极测量。所以同时盐酸冲洗液也需要作为ph校准的一个指标。厂内化验室需要定期对盐酸冲洗液取样化验，ph化验结果作为该系统的校准参数输入dcs控制系统。

12、优选的，所述清洗单元采用盐酸溶液作为清洗液，所述清洗单元包括清洗管、清洗液进入切断阀和止回阀；

13、所述取样面板顶端开设有盐酸进入口，所述清洗管分别与所述水管和所述取样管并联且其一端连通所述盐酸进入口，另一端连通所述取样管，所述清洗液进入切断阀固定在所述清洗管上，所述止回阀固定在所述清洗管与所述水管之间的所述取样管上。

14、利用盐酸溶液与ph计的结构发生化学反应使其氧化，清洗液进入切断阀能够控制清洗管与流通池之间通路的开闭，止回阀能够防止盐酸溶液通过取样管流入取样器进而进入工艺介质管中而影响正常生产。

15、优选的，所述排污单元包括排污管、废液管、集液器和排污阀，所述排污管的一端固定连通所述流通池的出液口，所述废液管的一端固定连通所述取样管靠近所述流量计的内腔；所述集液器设在所述取样面板外，所述集液器设有两个且分别连通所述排污管和所述废液管的另一端；两个所述集液器通过管路连通所述排污池；所述排污阀设有两个且分别固定在所述排污管和所述废液管上。流通池内检测完ph值的样液、清理完结垢的盐酸溶液、校准完的水溶液可以通过排污管排入排污池内，同时多余的溶液也可以通过废液管排入排污池内；排污阀能够控制流通池和排污池之间通路的开闭。

16、优选的，还包括反冲洗单元，所述水管通过反冲洗管连通所述取样器，所述反冲洗管上固定有反冲洗控制阀。当过滤器上的固体颗粒凝结过多而影响过滤效果时，可以打开反冲洗管，利用纯水清洗过滤器，反冲洗控制阀能够控制纯水与取样器之间通路的开闭。

17、优选的，所述取样切断阀、标准液进入切断阀、清洗液进入切断阀、排污阀和反冲洗控制阀均为气动电磁阀，且分别气动连接有电磁控制箱。根据工厂实际使用需求，ph计检测区域多数为防爆区域，传统分散式电磁阀占用空间大，维护困难。该套预处理装置采用12v小功率本安式防爆电磁阀，满足iic、iiic防爆等级。

18、优选的，所述电磁控制箱为汇流排集中式防爆电磁阀，所述电磁控制箱内固定有空气过滤减压器，所述空气过滤减压器通过气源管连通所述电磁控制箱的仪表；所述电磁控制箱内固定有多个控制阀以分别控制所述取样切断阀、标准液进入切断阀、清洗液进入切断阀、排污阀和反冲洗控制阀的开闭。电磁阀控制箱采用集中式安装，吹扫气、工艺气、仪表空气均采用统一的集中型进出口。实现模块化、系统化功能。

19、本发明提供的ph计在线清洗校准系统，取样面板可以壁挂式安装，保证该清洗校准系统的易于维护、节省空间、节省成本。清洗液根据工况选择，适用范围广泛，对难于处理的污染物，选择合适的清洗液即可保证ph计的正常使用，该系统提供了不带压的测量环境，通过取样泵实现了取样测量装置与生产的隔离，大大延长了ph计的使用寿命；利用dcs控制系统严格监视并控制仪表投用、停用顺序。装置面板投运后dcs全程参与测量和维护的控制，实现定时排污、定时冲洗、定时清洗、定时校准等程序控制功能。

20、本发明还提供了一种ph计在线清洗校准方法，采用上述技术方案中的在线清洗校准系统对ph计进行在线清洗和校准，包括以下步骤：

21、s1、标定单元对ph计进行标定并校准；

22、关闭取样单元、标定单元和排污单元中的相关阀门，打开标准液进入切断阀，使纯水通过水管进入流通池内，由于纯水的ph值为7，通过纯水可以对ph计进行校准，校准完成后打开排污单元的排污阀，将流通池内的水排入排污池内；

23、s2、排出流通池内纯水，取样单元对介质溶液进行取样并测量其ph值；

24、关闭标定单元的标准液进入切断阀，打开取样切断阀，取样泵抽取样液进入流通池内进行ph检测，测量完成后打开排污阀将流通池内的液体排入排污池内；

25、s3、排出流通池内的废液，当重复取样多次且ph计电极外表面出现结垢后，打开清洗单元对ph计进行清洗；

26、由于所用盐酸ph值会输入至dcs控制系统中作为标准液数据，清洗ph计的同时，当本系统测量出的ph值与盐酸ph值相符的时候，表示清洗完成；如果清洗时间超出预设时间，并且测量值与盐酸ph值不符，则进入标定程序对ph进行重新标定。清洗完成后将流通池内的清洗液排出；

27、s4、排出流通池内的清洗液，标定单元对ph计重复校准。

28、当ph计测量纯水及盐酸冲洗液两个ph都不准确的时候，系统提示需要对ph计进行日常维修维护或者更换。

29、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种ph计在线清洗校准系统及方法，基于现有生产系统，最大化合理利用现有生产系统资源，最大限度保证了设备的整体性，减少投资、有效降低维护成本。同时该套系统全部实现自动化，最大限度地减少了人为干预和可能出现的操作误差、保护员工安全生产，在安全生产上具有非常重要的意义，同时也为安全管理者提供决策依据，是对安全生产掌控重要的环节。