[发明专利]一种基于ORP电极的水样碱度测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于ORP电极的水样碱度测量装置及方法，装置包括控制器、测量部件和加样部件，测量部件包括水样容器和ORP电极，水样容器用于放置待测水样，ORP电极与控制器电连接，ORP电极设置在水样容器内，加样部件包括定量泵，定量泵通过管道连接标准盐酸溶液容器和水样容器，定量泵与控制器电连接，通过采用ORP电极，在滴定过程中利用ORP氧化还原电位的变化识别滴定的终点，代替人工判断滴定中的颜色变化终点，测量准确性和一致性好，能够准确地测量水质中的酚酞碱度和总碱度；相比于光学滴定法只适用于无色、低浊度样水的限制，该ORP电极不仅能够测量无色、低浊度样水，还能够测量带色和具有一定浊度的样水，适用范围宽，能够实现在线和实时测量。

技术领域

本发明属于离子含量检测技术领域，具体涉及一种基于ORP电极的水样碱度测量装置及方法。

背景技术

水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量，例如氢氧根、碳酸盐、重碳酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、硅酸盐、硅酸氢盐、亚硫酸盐、腐殖酸盐和氨等，都是水中常见的碱性物质，它们都能与酸进行反应。碱度对于工业锅炉/工业循环冷却设备来说是一个十分重要的指标，需要根据碱度控制碳酸钠等物质的加入量，使锅炉水成分维持适当碱度，使其中钙离子、镁离子、碳酸根、磷酸根和氢氧根等离子的含量维持在最佳比例，使钙和镁生成不粘结在锅炉受热面上的、分散状的水渣沉淀，随锅炉的排污排出锅外，防止结垢、腐蚀。根据GB/T 1576《工业锅炉水质》等国家标准，水质的碱度分为全碱度和酚酞碱度，酚酞碱度是以酚酞作指示剂时所测出的含有能接受氢离子的物质的量，全碱度是以甲基橙或甲基红-亚甲基蓝等作指示剂所测出的含有能接受氢离子的物质的量。

目前，水质中酚酞碱度和/或全碱度的测定采用酚酞和甲基橙等作为指示剂，用已知浓度的标准酸溶液进行滴定，根据混合溶液的颜色变化确定滴定终点，根据消耗的标准酸溶液体积计算酚酞碱度和/或全碱度。而由于酚酞的变色pH范围为8.2～10.0，甲基橙的变色pH范围为3.1～4.4，在指示剂变色范围内，存在不同人员判断终点不同的问题，容易造成标准酸溶液用量上的误差，导致计算酚酞碱度和/或全碱度的含量存在误差。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种测量锅炉水、地表水等水样中的碱度的装置及方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种基于ORP电极的水样碱度测量装置，包括：

控制器；

测量部件，包括水样容器和ORP电极，水样容器用于放置待测水样，ORP电极与控制器电连接，ORP电极设置在水样容器内；

加样部件，包括定量泵，定量泵通过管道连接标准盐酸溶液容器和水样容器，定量泵与控制器电连接。

进一步，控制器包括主板、输出控制板、信号板、显示屏和电源，输出控制板、信号板、显示屏和电源均与主板电连接；输出控制板与定量泵电连接，用于控制定量泵的动作；信号板与ORP电极电连接，用于接收ORP电极的电位信号。

进一步，测量部件还包括搅拌器，搅拌器安装于水样容器的底部。

进一步，搅拌器通过输出控制板电连接主板。

进一步，测量部件还包括取样电磁阀和定容电磁阀，取样电磁阀通过管道连接待测水样池和水样容器，定容电磁阀通过管道连接排污池和水样容器。

进一步，定容电磁阀安装在水样容器的100mL液面处。

进一步，信号板包括依次连接的放大电路、测量电路和单片机，测量电路能够测量ORP电极的电信号，测量电路通过内部CAN总线连接主板，主板具有电阻触摸屏接口和CAN_bus通讯接口。

进一步，主板为EPC-287I-L-T工控主板。

一种基于ORP电极的水样碱度测量方法，利用上述的基于ORP电极的水样碱度测量装置进行，包括以下步骤：