數字電導率傳感器通過測量溶液,而管路中的氣泡會導致測量值波動、響應延遲甚至數據失真。在安裝過程中,需通過科學設計管路布局、優化連接方式及設置排氣裝置,系統性消除氣泡干擾,確保測量精度。 管路路徑設計的防氣泡原則是基礎。管路走向應遵循 “低進高出” 原則,即水樣入口低于傳感器安裝位置,出口高于傳感器,形成自然坡度(坡度≥1:20),利用重力作用避免氣泡滯留。避免管路出現 U 型彎或盲端,此類結構易形成氣穴,尤其在流速較低時(<0.5m/s),氣泡會在凹陷處聚集。若受安裝空間限制必須轉彎,應采用 45° 斜接彎頭(而非 90° 直角彎頭),并在彎頭最高點預留排氣接口(直徑 6-8mm),配合手動排氣閥使用。對于長距離管路(>5 米),每隔 3 米設置一個向上的坡度拐點,防止氣泡隨水流淤積。 傳感器接入段的精細處理是防氣泡核心。傳感器安裝位置需高于管路中心線 5-10cm,使水樣充滿測量腔時自然排擠空氣。流通池入口應采用切線方向接入,水流沿池壁切線進入后形成旋流,利用離心力將氣泡推向中心并通過頂部排氣孔排出。若傳感器自帶流通池,需確保其內部腔體高度與直徑比≥3:1,且進水口位于腔體下部 1/3 處,出水口位于上部 1/3 處,形成 “下進上出” 的流動路徑,避免氣泡在死角滯留。連接傳感器與管路的接頭需選用內壁光滑的快插式接頭(如聚四氟乙烯材質),內徑與管路一致(偏差≤1mm),防止因管徑突變產生湍流氣泡。 流速與壓力控制的參數設置需精準。管路設計流速應控制在 0.3-1m/s,流速過低(<0.2m/s)易導致氣泡附著在傳感器電極表面,過高(>1.5m/s)則會因湍流產生新氣泡。可在傳感器上游安裝流量調節閥,配合轉子流量計實時監控流速,確保穩定在最佳范圍。進水端壓力需維持在 0.1-0.3MPa,壓力波動應≤±0.02MPa,壓力過高時通過減壓閥降壓,避免水樣減壓過程中釋放溶解氣體;壓力過低時需加裝增壓泵(配備緩壓罐),防止吸入空氣。 排氣裝置的合理配置能主動消除氣泡。在傳感器上游 30-50cm 處安裝螺旋式脫氣裝置,利用螺旋通道產生的離心力分離氣泡,脫氣效率可達 95% 以上,尤其適用于含溶解氣體較多的水樣(如地下水、地表水)。對于易產生氣泡的場景(如經過曝氣處理的水樣),需在脫氣裝置后增設氣泡捕集器 —— 內部填充親水性填料(如陶瓷環),當氣泡上升時被填料吸附聚集,通過頂部自動排氣閥排出(當氣泡積聚到一定體積時,浮球式閥門自動開啟排氣)。傳感器下游需安裝背壓閥,維持管路內微小正壓(0.05-0.1MPa),防止水樣在出口處因壓力驟降釋放氣泡回流。 安裝后的排氣與驗證流程不可忽視。管路接通后,需進行手動排氣:關閉出口閥,緩慢打開進口閥,使水樣緩慢充滿管路,同時依次打開各排氣閥(從傳感器向兩端逐步排氣),直至排出的水樣無連續氣泡(持續觀察 30 秒)。排氣完成后,啟動系統運行 30 分鐘,用數據記錄儀監測電導率值,正常狀態下波動幅度應≤±0.5%。若仍有氣泡干擾,可在傳感器下游加裝透明觀察窗,觀察水流狀態:正常水流應呈均勻透明狀,無明顯氣泡或渦流;若發現間歇性氣泡,需檢查管路是否漏氣(用肥皂水涂抹接頭處,觀察是否有氣泡產生)。 通過上述關鍵步驟,可將數字電導率傳感器的氣泡干擾導致的測量誤差控制在 ±2% 以內,響應時間縮短至 2 秒以內。實際安裝中,需結合水樣特性(如溶解氣體含量、溫度)動態調整參數,例如高溫水樣(>40℃)需在傳感器前加裝冷卻裝置,避免溫度降低釋放氣泡;含表面活性劑的水樣需增加脫氣裝置級數,確保防氣泡效果長期穩定。
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