pH and ORP Sensor Installation Tips
pH- und ORP-Sensoren werden in einer Vielzahl von Prozessen installiert. Die Montage und Installation dieser Sensoren wirft oft Fragen auf. Dieser Artikel erläutert einige der wichtigsten Dinge, die bei der Installation von Sensoren berücksichtigt werden sollten.
Wie lassen sich Sensoren entfernen?
pH-/ORP-Sensoren müssen zur Reinigung, Kalibrierung und gegebenenfalls zur Auswechslung entfernt werden. In Batchprozessen können Sensoren zu Wartungszwecken zwischen den einzelnen Durchgängen leicht entfernt werden. In kontinuierlichen Prozessen jedoch muss der Sensor vor der Entfernung zunächst aus dem Prozess isoliert werden, um eine Abschaltung zu vermeiden. Zur Isolierung des Sensors gibt es verschiedene Designideen.
Wechselarmaturen lassen sich direkt im Prozess montieren und ermöglichen eine Isolierung des Sensors bevor dieser entfernt wird. O-Ring-Dichtungen dichten den Prozessanschluss ab, wenn der Sensor entfernt wird. Es gibt mehrere Optionen für Wechselarmaturen: Sensoren können entweder manuell oder pneumatisch entfernt werden. Über diese Armaturen kann der Sensor direkt an den Reaktor oder in die Rohrleitung montiert werden. Wechselarmaturen wie die Hamilton Retractex bieten auch zusätzliche Anschlüsse zur Spülung des Sensors und zur Entfernung möglicherweise verbliebener Rückstände aus dem Prozess.
Wechselarmaturen wie der RetractoFit bieten eine einfache Möglichkeit zur Entfernung des Sensors aus dem Prozess.
Probenleitungsinstallationen bewegen den Sensor aus dem Hauptprozess in eine kleinere Probenleitung. Prozessflüssigkeit, die zu Messzwecken die Probenleitung passiert, kann über eine Abflussrinne oder nachgelagert bei niedrigerem Druck in den Prozess zurückgeführt werden. Probenleitungen weisen in der Regel einen kleineren Schlauchdurchmesser auf und führen zu einer Durchflusszelle, in der ein Sensor installiert ist. Mit dem Sensor vor- und nachgeschalteten Absperrventilen wird der Durchfluss der Prozessflüssigkeit unterbrochen, damit der Sensor zu Wartungszwecken entfernt werden kann. Probenleitungsinstallationen werden dann bevorzugt, wenn der Prozess bei einer erhöhten Temperatur oder einem höheren Druck ausgeführt wird und eine Wechselarmatur nicht praktikabel ist. Vor der Messung kann die Temperatur bzw. der Druck der Probe reduziert werden. Je nach Länge der Probenleitung kann es zu einer Verzögerung bei der Messung kommen, die in der Prozesssteuerungslogik berücksichtigt werden muss.
The Hamilton SL10-Flow Cell für Probenleitungsinstallationen. Die Prozessflüssigkeit fließt durch den Anschluss unten ein und durch den Anschluss auf der linken Seite wieder ab
Tauchfeste Installationen erfordern ein senkrechtes Eintauchen in die Flüssigkeit. Bei diesen Anwendungen können Wechselarmaturen oder Probenleitungen in der Regel nicht verwendet werden. Der Sensor sollte am Ende eines starren Rohrs oder einer Leitung montiert und das Kabel durch den Innendurchmesser zum Prozessleitsystem geführt werden. Sensoren sollten jedes Mal auf dieselbe Tiefe eingetaucht werden, damit die Stratifizierung des Prozesses die Messung nicht beeinträchtigt. Das Tauchrohr sollte so kurz wie möglich und leicht entfernbar sein, damit der Sensor ordnungsgemäß gewartet werden kann. Sensoren mit abnehmbaren Kabeln sollten vermieden werden, da diese zu weiteren Problemen mit Undichtigkeiten und Kurzschlüssen der Ausgänge führen können. Bei dieser Art von Installation ist einem Sensor mit Festkabel wie dem Hamilton InchTrode der Vorzug zu geben.
Der InchTrode hat keinen Verbinder auf der Rückseite des Sensors, sondern verwendet ein Festkabel zum Eintauchen in Prozesse, die dies erfordern
Weitere Erwägungen zur Installation
Ausrichtung – Der bewährten Praxis folgend sollten pH-Sensoren vertikal mit der Spitze nach unten montiert werden. Der Sensor können für eine gute Messgenauigkeit in einem Winkel von bis zu 15 Grad zur Horizontalen montiert werden. Wenn der Sensor in einer horizontalen Rohrleitung vertikal montiert werden, sollte der Installationspunkt so ausgewählt werden, dass kein Potenzial für ein teilgefülltes Rohr besteht. Es ist zu beachten, dass mit Polymeren gefüllte Sensoren wie der pH-Sensor Polilyte Plus mehr Flexibilität bei der Montage bieten, da er mit der Spitze nach oben montiert werden kann.
Strömungsgeschwindigkeit - pH-/ORP-Sensoren brauchen für Messungen keine Strömungsgeschwindigkeit; aber eine gewisse Strömung entlang des Sensors hilft, Beschichtungen oder Anhaftungen zu verhindern. Eine Strömung von mindestens 1 m/s (3 ft/s) reicht oftmals aus, um Beschichtungen zu verhindern. Beim Vorliegen von Partikeln sollten Strömungsgeschwindigkeiten von mehr als 3 m/s (10 ft/s) vermieden werden. Diese höheren Strömungsgeschwindigkeiten können zu einem Abrieb der Glasmembran des Sensors und einer verkürzten Lebensdauer führen. Sensoren mit flachen Glaselektroden können bei diesen Installationen eine Option sein.
Eintauchtiefe - Der Glaskolben an der Spitze des Sensors sollte gegenüber dem Prozess vollständig exponiert sein, indem er ca. 8 bis 10 mm in die Flüssigkeit hineinragt. Diese Eintauchtiefe hilft Lufteinschlüsse zu vermeiden und dafür zu sorgen, dass der pH-empfindliche Teil des Sensors jenseits des Laminarströmungsbereichs nahe der Innenwand des Prozessbehälters bzw. der Rohrleitung liegt. Eine gute Durchmischung mit einer turbulenten Strömung sorgt für eine schnelle Reaktion und trägt dazu bei, prozessbedingte Beschichtungen zu verhindern. Eine größere Eintauchtiefe, die eine mechanische Belastung des Sensors hervorrufen und das Bruchpotenzial für erhöhen könnte, ist zu vermeiden.