статья опубликована в журнале: Бассейн и его сотрудники, выпуск 10/2018
... и многих подводных камнях этих ежедневных приемов.
В каждой водоподготовительной установке любого общественного бассейна должна проводиться эта процедура: измерение и протоколирование химического состава воды. В предыдущих статьях мы часто обсуждали эту тему, но всегда мимоходом, не сосредотачиваясь на самом процессе калибровки. В вопросах определения тех или иных понятий мнения специалистов всегда расходятся, один говорит о калибровке датчиков, другой говорит о калибровке контроллеров. Я считаю, что правильным является последний вариант.
В отличие от предыдущих статей, в этой статье мы не будем касаться глубинных вопросов подготовки и планирования в бассейне. Такие понятия, как температура, показатель pH, хлор-значение или редокс-потенциал, будут рассмотрены позднее. Но теперь с самого начала:
Термины:
Определение из Википедии: "Калибровка измерительных приборов - измерительный процесс для надежно воспроизводимого определения и документирования отклонения измерительного устройства (датчика) ... по отношению к другому прибору (контрольное измерение), которое в данном случае считается нормальным. В определении ... к калибровке относится второй пункт, а именно, учет установленного отклонения в последующем использовании измерительного устройства (передатчика или регулятора) для коррекции считываемых показаний. Калибровка выполняется без вмешательств, изменяющих измерительный прибор."
Своими словами: калибровка - это процесс, при котором сигнал датчика сравнивается со значением эталонного измерения. Это отклонение передается в контроллер, чтобы он мог из сигнала и отклонения вычислить коэффициент передачи и мог использовать для отображения или контроля.
Все, что нам нужно, это эффективное
контрольное измерение
... и достаточные знания об этом методе. Пожалуйста, не смейтесь здесь, Вы не поверите, насколько широко распространено заблуждение относительно всемогущества DPD-измерения. Небольшой тест: Задайте вопрос автомобилистам в вашей семье: «Что такое сцепление в твоем автомобиле?" и посчитайте, сколько раз вы получите такой ответ «Это (левая, средняя, правая или - для автоматического привода- отсутствующая) педаль!". Правильный ответ будет что-то вроде: «Сцепление - это механизм, который включает или выключает силовую передачу между двигателем и коробкой передач- " . В 90-х годах я работал в качестве инструктора для автомехаников в одной ремесленной палате ... и мне известен процент погрешностей среди профессионалов первого семестра.
Для контрольных измерений, проводимых в общественных бассейнах, существуют два основных метода:
- Используют жидкость, содержащую точно определенную концентрацию или
- концентрацию жидкости измеряют другим методом.
Заготовленная жидкость чаще всего используется в качестве эталона измерения для значений рН или окислительно-восстановительных значений (редокс-потенциала). Чуть позднее мы познакомимся с ловушками этих двух измерений. Но давайте начнем со второго (2) номера. Сначала простой вопрос:
Почему не существует контрольной жидкости с 0,5 мг/л свободного хлора?
Поскольку «свободный хлор» - искусственное понятие. В статье о дезинфекции (и, конечно, в соответствующих учебниках) есть несколько объяснений, здесь же скажем лишь следующее: cвободный хлор встречается диссоциированно, в Cl2, HOCl и OCl–. Кроме того, там присутствуют также и другие продукты хлора, например хлориды, хлориты или хлораты, которые, независимо от наших желаний, могут сформироваться в эталонной жидкости. Так, нам не остается ничего другого, как использовать
DPD-метод
... . Что это? DPD - это аббревиатура красителя N,N-диэтил-1,4-фенилендиамин, реагирующего на дезинфицирующее средство изменением своего цвета. Звучит по-научному, инструкции по эксплуатации устройств не вызывают вопросов, так что ничто не может пойти не так, или? То есть помощник или мотивированный ученик мастера плавательного бассейна может смело приступать к проведению измерения! Но возможно будет лучше, если мы сначала поговорим о важности этого метода измерения.
Первая цель
Цель в том, чтобы проконтролировать, располагается ли наше значение в пределах нормы? В соответствии с DIN 19643 между 0,3 и 0,6 мг/л? Все счастливы, если результат является числом в требуемом диапазоне. Что произойдет, если нет? Чтобы ничего не приписывать, ответственный ученик измеряет второй раз и радуется тому, что результат оказывается в нужном диапазоне. Не совсем ответственный ученик берет ручку и пишет желаемое число в рабочем журнале. Это экономит время, необходимое для перенастройки контроллера. Если требования ограничиваются этим, то в данном случае рекомендуется простой тест-набор. Результат измерения благодаря грубой градуировке открыт для всех интерпретаций. (Никаких требований!)
Фотография 1: визуальное сравнение цвета DPD методом, Источник: Fotolia
Или цель заключается в том, чтобы на время до следующей калибровки осуществить по возможности точное регулирование концентрации хлора?
Если для ответа на этот вопрос мы посмотрим в DIN 19643-1:2012-11, 11.4.2 Учет результатов измерения, мы найдем такое предложение: "Калибровка датчика должна выполняться, если есть расхождения между индикатором и результатами ежедневных фотометрических контрольных измерений с использованием метода DPD."
Честно говоря, я твердо решил, что на этот раз не буду выставлять слова из DIN в плохом свете. Тот же, кто действует в соответствии с этим правилом, должен ... (пииип). Особенно, когда эти отклонения определяются следующим предложением "Границы погрешности должны быть меньше 0,05 мг/л свободного хлора." Этот отрыв от реальности похож на метод "немотивированного ученика"!
Реальная цель
Вторичная цель заключается в том, чтобы снизить риск недостаточного дозирования, и тем самым лучше защитить посетителей бассейна. Но сокращение потребления дезинфицирующих средств является также легитимной экономической и экологически значимой целью. К сожалению, не все может быть связано с мотивацией ученика, описанной выше. От обращения к совести теперь перейдем к систематике проекта.
Да, я уже слышу восклицания читателей. Все специалисты имеют хороший фотометр! Два знака после запятой на дисплее гарантируют точные результаты.
Нет, они это не гарантируют!
Фотометры являются точными приборами, которые очень точно определяют цвет. Но то, какой цвет получается, будет зависеть от ручной настройки (корректного) управления. Компания SBF 2012 (Fischer, AB Выпуск 6/2012) проанализировала образец, выполненный 22 сотрудниками бассейна с помощью DPD метода, и определила максимальное отклонение ± 0,1 мг / л от среднего значения. Это, конечно, редкость, вероятно, по экономическим причинам, что 22 сотрудника собираются вместе у бассейна и исследуют одновременно один и тот же образец. 22 сотрудника получат 22 разных результата. Возвращаясь в реальность, что, если сотрудник проверит образец 10 раз?
Назовем сотрудницу бассейна Сабиной и покажем результаты в этом графике:
Диаграмма 1: Значения,полученные Сабиной
Несмотря на все усилия, Сабина измеряла в диапазоне от 0,21мг /л вокруг его среднего значения 0,92мг/л. Затем пришел Армин и высказал мнение, что все это слишком неточно. (Имена вымышлены редакторами, сходства являются преднамеренными!) Армин обозначил свои результаты той же пробы в виде желтых точек.
Диаграмма 2: Общие показатели
Значения Армина в среднем выше, он получает средний показатель 1,06мг/л. Но его значения колеблются еще сильнее в диапазоне 0,24мг/л. Армин также считает, что средний показатель более вероятный, чем десять отдельных измерений. Никто не может предсказать, насколько близко к среднему показателю будет располагаться отдельное измерение. Со временем, в процессе практики, вы вероятно научитесь сокращать подобный разброс значений, вместе с этим вы будете отрабатывать и свои индивидуальные ошибки. Чтобы не стало скучно, Сабина и Армин останутся в этой статье без тренировки этого умения.
Сейчас речь идет только о распределении авторитета между Сабиной и Армином, чье среднее значение одержит победу. Удивительно то, что ни один из них не определил правильное значение. Потому что нет никакого сравнения, что правильно и что неправильно. Может быть позже, когда придет департамент здравоохранения со своим максимальным авторитетом и проанализирует образец, можно будет говорить о том, насколько далеки значения, полученные Сабиной и Армином, от значений, полученных департаментом.
Таблица 1: Значения Сабины и Армина
Давайте предположим, Сабина и Армин пара и они решили обобщить все 20 значений. Не очень хорошая идея! Так как средний показатель в этом случае будет равен 0,9905 мг/л, но теперь с возможным колебанием в диапазоне 0,4 мг/л. Сабина и Армин замечают эту ошибку и
поскольку эта работа была проведена в основном Сабиной, соглашаются принять значения, полученные Сабиной.
И вновь подтверждается поговорка: "У семи нянек дитя без глазу!". Какие же выводы можно сделать, анализируя измерения Сабины??
Говоря открытым текстом:
Если Сабина позднее возьмет еще одну пробу (#11) и получит значение 1,20мг/л, то в действительности измеренное значение может быть нижней границей разброса полученных ею значений (#3 в приведенной ниже диаграмме) а значение 1,41мг/л возможно, но менее вероятно. Но если измеренное значение случайно окажется верхним краем ее дисперсии (#8 в приведенной ниже диаграмме как ¯), то реальное значение 0,99мг/л менее вероятно, но также возможно.
Диаграмма 3: Диапазон ошибок с измерением #11
Этот диапазон для измерения #11 показан на диаграмме в виде красного двойного Т. Желтые точки показывают примеры, какие значения также возможны. Возвращаясь к примеру с Сабиной, отметим, что независимо от того, в какой реальной концентрации дезинфицирующее средство содержалось в образце, диапазон ошибок Сабины всегда будет ± 0,21мг/л.
К счастью, это верно для всех нас. К сожалению, это также относится и к высшим ведомствам, которые, к счастью, почти каждый день работают с фотометром. Возвращаясь к вопросу практики. Все шаги до осознания того, какое отклонение измеренной величины от фактического значения получается у вас самих при использовании фотометра, записываются в каждом рабочем журнале, или? Это можно наверстать ... Ниже приведены ...
последствия.
Не случайно Сабина в образце #11 получила предполагаемую концентрацию 1,2 мг/л. В этом случае двойная Т в предыдущем графике выглядит совсем безобидно. Что произойдет, если концентрации уменьшатся? На следующей диаграмме представлены образцы от #12 до #21 с диапазоном ошибок.
Диаграмма 4: Диапазон ошибок при более низких концентрациях
Когда Сабина берет образец и измеряет концентрацию, какой результат гарантирует соблюдение границ 0,3 ... 0,6 мг/л? Никакой! Так как любое измерение может быть в верхней или в нижней части дисперсии. Наглядный пример: Если Сабина видит на дисплее значение 0,2 мг/л , то концентрация в литре воды может быть 0,41мг/л или даже ноль миллиграммов. Поможет только:
формирование среднего значения!
Напомним лишь, что на вопрос, является ли наш средний показатель 0,92мг/л 10 измерениями (ø10) является правильным, никто не сможет дать точного ответа. Так что будем считать этот показатель правильным. Если мы будем использовать первые три значения (Ø3) для расчета среднего показателя, то результат будет удален на 0,06 мг/л от вышеприведенного среднего значения. Но даже если мы возьмем первые пять значений для расчета среднего показателя (ø5), то получим среднее значение 0,89мг/л. Что только на 0,03 мг/л удалено от заявленной реальности. Для последних 5 измерений отклонение оказывается случайным образом идентичным.
Итак, Сабина решила, что с этого момента необходимо анализировать пробу всегда 5 раз и на основе этого формировать среднее значение. Благодаря этому диапазон ошибок с высокой вероятностью сократился до 0,06 мг/л. Повторное напоминание: отклонение от почти произвольно установленного личного результата. С требованиями к точности, предлагаемыми стандартом DIN, это не связано!
Прежде чем Сабина перенесет это среднее значение на контроллер, нам потребуются знания о функции датчика. В качестве примера возьмем покрытый мембранной оболочкой амперометрический трехэлектродный датчик.
График 1: Схематическая структура датчика, Источник: aqua&pools
Форсунка проточной арматуры с диаметром 6 мм на расстоянии, равном приблизительно 15 миллиметрам, подводит постоянную струю жидкости (обозначенную синей стрелкой) с дезинфицирующим средством в вертикальном направлении к мембране (1). Мембрана пропускает преимущественно молекулы дезинфицирующего средства. Эти молекулы проходят путь в жидкости электролита (2) к рабочему (3) электроду. Рабочий электрод (3) должен быть из благородного металла (золото или платина) , чтобы он не был подвержен коррозии. Рабочий электрод (3) находится под совсем небольшим, но точным электрическим напряжением. Поэтому дезинфицирующее средство отдает электроны на поверхности рабочего электрода. Эти электроны направляются в трехэлектродной системе к противоположному электроду (5) и образуют очень небольшой электрический рабочий ток. Противоэлектрод (5) можно распознать как кольцо, изготовленное из нержавеющей стали. С помощью этого метода эталонный электрод (4) содержится без тока. Электрический рабочий ток измеряется и с помощью температуры преобразуется в электрический (6) сигнал. Этот сигнал может быть стандартным сигналом напряжения от 0 до -2000 милливольт или стандартным сигналом тока от 4 до 20 миллиампер или стандартным сигналом шины «Modbus RTU». В зависимости от типа выходного сигнала требуется то или иное энергоснабжение (7) необходимые.
График 2: открытый мембранный амперометрический датчик, Источник: aqua&pools
Важное значение имеет сигнал на выходе. Независимо от производителя мембранного датчика, выходной сигнал всегда пропорционален концентрации дезинфицирующего средства. Конечно, датчики с таким же названием доступны и в Азии, но не во всех датчиках с названием «мембранный», будет действовать этот принцип.
Положительным примером датчика является для меня марка DOSASens СС1 с сигналом 0 ... -2000mV и номинальным диапазоном 0 ... 2,0 мг/л. Таким образом, этот датчик обеспечивает теоретически при нулевой точке 0,0 мг / л напряжение 0 мВ, а при 2,0 мг/л, напряжение -2000mV.
Важный момент
… наступил. Сабина во время работы взяла пробу, проанализировала ее и рассчитала среднее значение (AE5) 0,32мг/л. Она знает, что ее диапазон ошибки составляет скорее всего ± 0,03 мг / л. Это значение 0,32мг/л в момент X она передает контроллеру. В то же время контроллер получает от датчика сигнал от -350mV. На графике это выглядит следующим образом:
Диаграмма 5: Калибровка регулятора при -350mV
При нажатии кнопки контроллер объединяет эти два значения
Это соотношение а, он также обозначается как наклон датчика, сохраняется в качестве фактора в контроллере. Так как мембранные амперометрические датчики, как уже было описано, при концентрации, равной 0,00мг/л, выдают выходной сигнал 0mV, имеется вторая точка, так что прямая линия может быть вычислена.
Контроллер может вычислить значение для каждого сигнала с помощью прямой на графике. На диаграмме 5 эта прямая отмечена зеленым цветом. Можно было бы подумать, что на этом статья может закончиться.
Поездка в Нью-Йорк
Иногда важно не только знать, где вы находитесь, но и где вы могли бы быть. Когда корабли ориентировались еще по звездам, это желание было буквально «разработано в тумане». Поездка из Лондона в Нью-Йорк с расстоянием в 5500км по прямой линии длилась около 20 дней. Это 275км в день. С облаками или туманом над водой никто не мог (тогда) определить точное местоположение с помощью звезд. Для молодого поколения хотелось бы напомнить, что дисплея GPS не было за штурвалом. Контрольное измерение тоже отсутствовало.
Лишь опыт оценки скорости и мастерство рулевого в сохранении направления могли привести судно к месту назначения. И в те времена у ученика не было особенного желания размышлять о том, какие ошибки возможны. Если оценка ± 10% была точной, то диапазон ошибки составлял «только» 27,5 км. Но это имеет значение, если на 20. день корабль имел расстояние (20 дней х 27,5км =) 550км воды между кораблем и Нью-Йорком (-) или теоретически проехал на земле уже 550 км (+). Таким образом, опытный капитан знал, что самое позднее на 18. день требуется контрольное измерение по звездам или очень ВНИМАТЕЛЬНОЕ продвижение вперед.
Сабина знает свой диапазон ошибок
Поэтому она знает также, что в момент внесения полученных данных реальное значение может составлять также 0,35мг/л или 0,29мг/л. Выход за нижний предел допустимых значений не смущает Сабину.
Для лучшей иллюстрации посмотрим на представление прогнозов температуры некоторыми телевизионными каналами. Там ожидаемая температура показывается в виде зеленой линии, но зрительная аудитория проинформирована с помощью клина, в каком диапазоне температура может быть в ближайшие дни.
Диаграмма 6: Диапазон погрешности температурного прогноза
Ко всему этому перенесем обе красные линии в «диаграмму 7: Калибровка контроллера с диапазоном ошибок" и увидим, что ошибка с большими сигналами милливольт будет возрастать.
Диаграмма 7: Калибровка контроллера с диапазоном ошибок
Если контроллер показывает значение измеряемой величины 0,6 мг/л, то погрешность возросла почти в два раза до ± 0,06 мг/л и реальное значение измеряемой величины может достигать 0,66мг/л.
Лень является врожденной для всех людей. Вопрос, почему 5 раз необходимо измерять, если этого никто не видит, будет ежедневно приходить на ум каждому человеку. С тем, чтобы представить это более наглядно, ниже на диаграмме обозначена красным цветом недостоверная зона, когда Сабина работала исключительно с единичным измерением.
Диаграмма 8: Калибровка контроллера с неточностью единичного измерения
Армин прикрепил эту диаграмму для Сабины в крышке фотометра. Это настолько повысило ее мотивацию, что Сабина решила ...
повысить точность измерений
… . Сабина знает свой диапазон ошибок. Прежде чем Сабина берет пробу, она обращает внимание на то, что концентрация дезинфицирующего средства составляет примерно 0,6 мг/л. Уже благодаря этому возможно уменьшить диапазон ошибок в контроллере. Измерение сдвигается, Красные участки теперь показывают, какое улучшение точности было достигнуто с помощью этого небольшого изменения.
Диаграмма 9: Калибровка контроллера с точностью верхнего измерения
Теперь мы в достаточной степени осветили возможности ошибок человека при эталонном измерении. Конечно, необходимо также критически взглянуть на датчики. Что дает мне право на то, чтобы использовать тонкую зеленую линию на графике?
Это позволяет электроника в датчике, которая составляет большую разницу по отношению к системам без электроники в датчике. Для тех, кто хотел бы более глубоко разобраться в этих различиях, в рамках главы, посвященной датчикам эти различия подробно описаны.
Несмотря на все преимущества, это все же электрохимические сенсоры, которые как и все технические системы подвержены износу. Это естественный износ затрагивает электролит в мембранном колпачке. Очень медленное химическое изменение электролита вызывает ослабление сигнала. Если в день пуска сигнал может составлять 1050mV на один миллиграмм на литр, то через месяц этот показатель может быть уже, например, 995mV. Этот процесс в соответствии с условиями плавательного бассейна протекает очень медленно. Специалисты говорят в этом случае о том, что уменьшается наклон датчика.
График 3: Структура мембранного амперометрического датчика, Источник: aqua&pools
Диаграмма 10: Изменение наклона датчика
С каждым новым расчетом соотношения нажатия на кнопку в контроллере отклонение отменяется.
Каковы наиболее частые технические ошибки?
Конечно это как дома: инструкции по эксплуатации фотометра, датчика и контроллера не читаются. С нашими сотрудниками такое бывает редко, но все же многим пользователям не хватает знаний технологии.
Чтение инструкций по эксплуатации позволит избежать того, что контрольное значение будет определено неверно. Некоторые регуляторы по умолчанию «отказывают» в приеме нового коэффициента, когда большое изменение контрольного значения указывает на ручную ошибку.
Этот вопрос довольно часто включает в себя, пожалуйста, не смейтесь, причину того, что «измерено ложное дезинфицирующее средство» и «фотометр установлен неправильно» или «используется обнуление».
Особенно часто игнорируется та ситуация, когда датчик не имеет никакого сигнала (и, возможно, не может иметь). Математики среди нас знают, что деление на ноль никогда не заканчивается хорошо. Некоторые регуляторы перехватывать эту ошибку в алгоритме, другие требуют восстановления заводских настроек. Причиной часто является
- не выполненный или неправильно выполненный ввод в эксплуатацию или
- неправильное подключение кабеля или
- отсутствие условий для датчика.
При этом это все так просто: современные контроллеры показывают сигнал датчика на дисплее. Но все это ничто по сравнению с ...
Несоблюдением времени!
Когда Сабина берет образец, 5-раз его анализирует, вручную вычисляет среднее значение, все это длится по меньшей мере 10 минут, до тех пор, пока она не нажмет кнопку калибровки. За это время, возможно, условия в бассейне внезапно изменились или регулятор играет "сумасшедшего Ивана" и останавливает без видимой причины работу всех приборов.
Затем сигнал датчика может показать совершенно другую концентрацию в отличие от той, которую Сабина кропотливо рассчитывала . В конце концов работа окажется напрсной! Решения в тексте ниже.
Самая большая тактическая ошибка!
Есть ли еще кто-нибудь, кто полагает, что речь идет об определении правильной концентрации дезинфицирующего средства? Тогда пусть этот кто-то, в случае значительных различий показаний, спорит с представителями ведомства о том, какая концентрация является правильной концентрацией. Сабина в нашей истории поняла, что речь идет о близости к контролю со стороны ведомств. Вместо того, чтобы спорить, она намеренно берет образец в одном и том же месте в бассейне, в одно и то же время, при тех же условиях, с теми же температурами и их компенсациями. Одним словом, она копирует действия полномочных ведомств, чтобы получить практически одинаковые результаты. Ее цель состоит в том, чтобы с помощью этих значений провести калибровку контроллера.
Фотография 2: DPD измерение ведомственными органами при самых неблагоприятных условиях, Источник: aqua&pools
Если ведомственный орган берет образец в бассейне и контроллер находится далеко, тогда у Сабины есть проблема - и 3 решения:
Экстренная помощь в решении проблемы времени
Само собой разумеется: Армин! Прежде чем начать действовать, оба в стиле плохого детектива осуществляют сверку часов и располагаются на своих местах. Одновременно в час X = 00:00 Армин записывает сигнал датчика, а Сабина берет пробу. Когда среднее значение получено,
то более терпеливых из двоих, то есть Сабина, смотрит на экран контроллера и ждет, пока сигнал вновь совпадет с записанным значением ..., а затем нажимает на кнопку.
Условие: контроллер отображает сигнал. Если нет, то сигнал датчика следует считывать надлежащим образом на клеммах контроллера с помощью мультиметра ... или включать современный контроллер.
Интеллектуальное средство в решении проблемы времени
Здесь также потребуется помощь Армина во время записи. Если время ожидания, пока бассейн не успокоится, слишком долгое, то возникают два пути сокращения. Метод практический заключается в том, чтобы имитировать сигнал датчика с помощью другого устройства.
Метод умный представляет собой расчет соотношения. Индекс «0» - это время взятия пробы, Индекс «K» - это время «калибровки» или «нажатия кнопки». Знак «S» означает сигнал в милливольтах, знак «W» - это значение концентрации в миллиграммах на литр. Соотношение выглядит следующим образом:
Армин записал значение S0= -350mV, в то время, как Сабина, как и в начале, получила среднее значение W0= 0,32мг/л. Они даже нашли время на то, чтобы вместе выпить кофе и обсудить результаты. С этого момента контроллер показывает относительно стабильный сигнал с этого момента 432mV. Концентрация дезинфицирующего средства, таким образом, в это время увеличилась. Без паники, Сабина немного изменила формулу и получила следующее значение:
Это значение при 432mV Сабина передает в контроллер и тем самым экономит время ожидания.
Элегантное средство в решении проблемы времени
Элегантным будет, когда не требуется Армин. Первый вариант, контроллер сохраняет сигналы с помощью временной метки, и Сабина сможет потом просто считать значение W0 и использовать его в расчетах.
Второй вариант, Сабина может увидеть из любого места в бассейне актуальный сигнал, записать его и использовать в расчетах.
Третий вариант, Сабина может из любого места в бассейне сказать контроллеру: «Сейчас я беру пробу», контроллер запоминает сигнал и значение WК вычисляет сам. Вы уже догадались, конечно. Такой прибор уже есть!
Этот прибор описан в статье Интернет воды, в настоящее время известен, как DOSAControl DCW 400ip.
Калибровка pH-датчика
После такого количества теории мы немного упростим нашу задачу. Здесь нам потребуются 2 жидкости, имеющие различные значения рН. Главным образом 4,0 и 7,0, но возможны и другие. Это зависит от свободы контроллера, какие значения он может использовать. Обоим значениям рН контроллер соотносит напряжение в милливольтах и вычисляет прямую линию из этих точек.
Часто бытует (ошибочное) мнение, что измеренное значение должно лежать между этими точками. И наоборот, концентрация жидкости должна лежать выше верхнего предела. При этом часто не принимаются во внимание такие показатели, как срок хранения жидкостей и их стоимость. Чем выше рН-значение буферной жидкости, тем меньше срок годности и тем выше стоимость.
Но и здесь в течение срока службы наклон уменьшается. В отличие от мембранного амперометрического датчика электролит может быть наполнен только с помощью дополнительных расходов.
Так или иначе, грубая точность достаточна для ведомственных органов. рН воды используется только для оценки эффективности свободного хлора. В редких случаях осуществляется оценка эффективности дезинфекции.
Калибровка датчика ОВП
Действительно, существует возможность калибровки датчиков ОВП. Для этой цели имеются жидкости с определенными значениями, такими как 468mV. Если контроллер имеет встроенный коэффициент для преобразования, что очень редко встречается, то сигнал может быть изменен. Но почему?
При окислительно-восстановительном измерении используется сигнал, который имеет то же значение! Сигнал формируется от других факторов, которые могут не содержаться в контрольной жидкости. Предписанное (в DIN 19643 для нижнего диапазона рН) значение 750mV вполне может быть достигнуто совсем без присутствия хлора. Кроме того, сигнал от датчика ОВП не является линейным, поэтому не очень подходит для контроллера. Для сравнения:
Диаграмма 11: Характеристика окислительно-восстановительного сигнала
Красная линия указывает сигнал. Он значительно превышает значение 750mV даже при 0,1 мг/л после DPD.
От напрасных усилий Сабина может воздержаться, на основе полученных данных она поняла, что датчик ОВП работает и даже без калибровки указывает на приемлемую величину выше 750mV.
Практические рекомендации
Армин и Сабины недовольны тем объемом работы, который они должны проделывать из-за оговорки в DIN. В их распоряжении очень точный датчик, за техническим состоянием которого они регулярно следят, но в то же время они должны применять очень трудоемкий эталонный метод. Я бы порекомендовал обоим, если бы они меня спросили, следующее «толкование» правил.
- приобрести хороший контроллер, чтобы не было необходимости всегда присутствовать Армину.
- осуществлять разовый контроль своего диапазона погрешностей в начале каждого сезона с 10 измерениями.
- В начале каждого сезона осуществлять первоначальную калибровку, лучше со средним значением (ø10).
- Ежедневно производить DPD-измерение концентрации. Если первый результат в желаемом диапазоне (0,3 ... 0,6 мг/л) то никаких дальнейших действий не требуется. Поскольку датчик в любом случае точнее и стабильнее в долговременной перспективе.
- Если первое значение не находится в данном диапазоне, то необходимо вычислить среднее значение из 2 ... 5 измерений этого образца. Если среднее значение будет в требуемом диапазоне, то никаких дальнейших действий не требуется.
- Если и среднее значение не располагается в нужном диапазоне и существенно отличается от значения контроллера, то в этом случае (и лишь в этом случае) необходимо откалибровать контроллер и сохранить и записать значение коэффициента/сигнала.
- После каждой калибровки контролировать и оценивать изменение по отношению к предыдущему коэффициенту. В случае сильных изменений искать причины и возможно подкорректировать дату технического обслуживания датчика.
Можно было бы подумать, что на этом статья может закончиться. Но в этом мире работают не только Сабина и Армин. Как обычно, отправимся в поездку в другую отрасль. Здесь будет достаточным переход к другому дезинфицирующему средству в качестве ...
Бонус-материала.
Поскольку город хотел бы лучше использовать бассейн, чиновники городской администрации предлагают использовать небольшой бассейн из нашего примера в качестве лечебного бассейна с температурой 28 ... 32 °C. Аксель из инженерной фирмы должен наладить работу водоочистительной установки и оснастить установку дозировкой озона. Фильтр с активированным углем осуществляет подачу достаточного количества (1,0мг/л) озона. В соответствии с DIN 19643-3:2012-11, пункт 4.4.4 после реакции, равной 3 минутам, должны остаться, по меньшей мере, 0,3 мг/л. Фильтр с активированным углем должен затем принять озон в таком количестве, чтобы в фильтрате осталось менее 0,05 мг/л озона.
Примечание «j» к пункту 4.4.4 можно понять таким образом, что необходимо использовать DPD-метод, который учитывает параллельное присутствие свободного хлора. Это немного сбивает с толку, потому что краситель DPD реагирует и на то, и на другое. По методу Пэйлина марганец(II)дифосфат-комплекс будет реагировать в кислой среде с озоном в направлении фиолетового цвета. В имеющейся у Сабины инструкции по эксплуатации фотометра этот метод не описан, средств на приобретение другого фотометра в бюджете городской администрации не предусмотрено, так что Сабина должна сама разрешить данный вопрос. Ненадолго отключив дозирование озона в своем фотометре, она обнаружила, что в этом случае через фильтр с активированным углем не проходит свободный хлор. Так креативное мышление позволяет нам использовать метод DPD для озона.
Сабина сразу же приступила к работе после ввода в эксплуатацию озоновой установки и определила свои пределы погрешности (Æ10) также для озона. Так как, за исключением нескольких деталей, все осталось прежним (и для нас это более простой пример) то полученное среднее значение (AE5) для тех же ± 0,3 мг/л O3 оказалось приемлемым и для Сабины.
Для измерения концентрации в реакционном сосуде с 1,0 мг/л Сабине не требуется больших усилий. Но как же она узнает, сохраняется ли в фильтрате предельно-допустимая концентрация 0,05 мг/л? Каждый результат DPD-измерения, который больше значения 0,02 мг/л, может означать превышение!
Но этого недостаточно, в поисках помощи Сабина обращается к инструкции по эксплуатации фотометра и обнаруживает, что там описан нижний предел измерений. Конечно, граница прибора показана на уровне 0,05 мг/л.
Измерение с помощью фотометра Сабина, по крайней мере, для обеспечения безопасности купальщиков, не может использовать.
Но, в довершение прочих неприятностей, находим в DIN 19643-3:2012-11 4.7.4: "Во время работы фильтра в фильтрате 7 должны соблюдаться показатели, приведенные в таблице 7 ." Должна ли Сабина в этом случае осуществлять измерение ежедневно или даже ежечасно? Учитывают ли чиновники администрации дополнительные расходы? Но Сабина помнит опыт измерения хлора и использует мембранный амперометрический датчик для озона «DOSASens OZ» и сразу же создает переключение подачи пробы воды с помощью нескольких шлангов. В процессе калибровки датчик работает с водой из реактора 1,0 мг/л. Если мембранный амперометрический датчик контролирует фильтрат максимум на 0,05 мг/л, то в этом случае теоретическая область ошибок уменьшается до одной двадцатой. Это ± 0,0025мг/л. Приемлемо!
Увидеть более широкую картину!
Часто мы все застреваем в "бассейном" мышлении. Фильтр с активированным углем выполняет свое назначение, если в фильтрате НЕТ озона. Таким образом, цель данного измерения весьма отличается от той, которая описана в начале. В большинстве случаев, озон НЕ достигнет датчика. Сабина может этого не знать, но для этого у нее есть свой химический поставщик, каждый обсуждаемый ранее датчик нуждается в минимальной концентрации дезинфицирующего средства «для выживания». Система требует защитное- а не измерительное устройство.
Если датчик DOSASens OZ используется в этих условиях, то датчик имеет меньшие интервалы технического обслуживания, и что еще более важно, риск не покрывается датчиком. Когда Сабина смотрит в таблицу выбора датчиков на веб странице, приведенной здесь, то она находит тип датчика для «отсутствия хлора». И, какой счастливый случай, этот датчик (DOSASens CN) имеет относительную поперечную чувствительность в соотношении 1:1-для озона, что можно найти в колонках справа рядом. Относительная поперечная чувствительность в данном случае означает то, что датчик показывает также концентрацию озона.
Конечно, функция безопасности должна регулярно проверяться. Для этого достаточно того, чтобы направить воду из реактора с 1,0 мг/л на датчик.
Резюме
По этим и смежным темам на моем сайте www.aquaandpools.de можно найти некоторые учебные пособия. Помимо иного стиля описания там представлена более глубокая информация, например, найти. Благодарим Вас за проявленный интерес! Я с нетерпением жду Вашей обратной связи.
Оставьте ответ
Ты должен быть вошел в систему добавить комментарий.