在線防爆pH計的工作原理與安全設計解析

來源：上海三本環保科技有限公司 2025年08月14日 09:55

　　在線防爆pH計是專為易燃易爆環境設計的精密測量儀器，其核心原理基于電化學傳感與防爆技術融合，通過以下機制實現安全、精準的pH值監測：

　　一、工作原理：電化學傳感與信號處理

　　電極系統

　　采用玻璃電極與參比電極組合，玻璃電極前端為特殊玻璃薄膜（厚度數十微米），能感應溶液中氫離子濃度變化并產生電位差；參比電極（如銀-氯化銀電極）提供穩定電位參考。兩者構成原電池，其電動勢與氫離子濃度負對數（pH值）成線性關系，符合能斯特方程。

　　信號轉換與放大

　　電極產生的微弱電位差（毫伏級）通過高阻抗變送器（輸入阻抗≥1GΩ）放大，并轉換為標準信號（如4-20mA電流環路或RS485數字信號），實現遠距離傳輸至監控系統。同時，內置溫度傳感器實時補償溫度對pH測量的影響，確保精度±0.01pH。

　　防爆信號傳輸

　　兩線制設計通過同一電纜同步傳輸電源與信號，減少布線復雜度；采用本質安全電路（如ExiaIICT4認證），限制電路能量<1.3W，確保在氫氣等爆炸性氣體環境中無法產生點火火花。

　　二、安全設計：多層防護機制

　　防爆外殼與密封結構

　　外殼采用防爆合金鋼或高強度塑料，通過IP65/IP67防護等級認證，可承受內部爆炸壓力并阻止外部氣體侵入。所有接線接口采用防爆型接線盒與密封圈，防止可燃氣體滲透。

　　無火花操作與維護

　　配備磁棒外部校準功能，無需開蓋即可調整參數，減少人員進入防爆區的頻率；傳感器與變送器一體化設計，取消傳統接線箱，消除因接觸不良引發的電火花風險。

　　故障預警與冗余保護

　　自診斷系統實時監測電極狀態（如阻抗、參比液余量），提前30天推送更換預警；支持HART協議無線通信，可遠程修改量程或報警閾值。此外，設備通過ATEX、IECEx等國際防爆認證，確保在-5℃至50℃環境下穩定運行。

　　三、應用場景與優勢

　　在線防爆pH計廣泛應用于石油、化工、制藥等領域，例如：

　　油田注水監測：實時測量含硫污水pH值，防止管道腐蝕；

　　制藥反應控制：確保藥品合成在特定酸堿度下進行，保障產品質量；

　　危廢處理：監測酸性廢水中和過程，避免二次污染。

　　其優勢在于：

　　安全性高：本質安全設計消除爆炸隱患；

　　維護便捷：一體化結構減少布線與維護成本；

　　數據可靠：自動校準與溫度補償確保長期穩定性。

　　通過電化學傳感技術與防爆工程的深度融合，在線防爆pH計為高危工業環境提供了精準、安全的酸堿度監測解決方案。

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