Контрольно-измерительные приборы: виды, применение и как выбрать

Современную промышленность, строительство и производство сложно представить без надежного технического оснащения, которое обеспечивает выполнение контрольно-измерительных и диагностических работ в сжатые сроки с минимально возможной погрешностью. Существует широкий ассортимент измерительной техники для проведения различного рода измерений. Но его можно разделить на две большие группы: узкоспециализированная измерительная техника и универсальная, совмещающая одновременно возможности нескольких устройств. Безусловно, чем больше функций имеет прибор, тем он более универсален, но не стоит забывать, что за эту универсальность нужно платить. Приборы контроля и диагностики применяются в промышленных сферах, в системах вентиляции и кондиционирования.

Процесс анализа в лаборатории в большинстве случаев стал аппаратным. Приборы стали делиться на портативные и стационарные, значительно расширили возможности и ускорили все методы исследования. С одной стороны, это значительно упростило получение результатов, с другой, усложнило выбор самих приборов. Но все-таки, легче потратить время на поиск качественного и эргономичного прибора, чем проводить pH-метрию или другой лабораторный процесс на устаревшем устройстве или тем более вручную, согласны?

В данной статье мы попробуем вам помочь разобраться в ассортименте современных pH-метров, иономеров, оксиметров, мультиметров и др.

Основные типы контрольно-измерительных приборов

Контрольно-измерительные приборы (КИП) применяются в автоматических системах управления. Они позволяют контролировать все параметры технологического процесса без прерывания его хода. Контрольно-измерительные приборы и автоматические устройства представляют собой оборудование, которое измеряет и контролирует параметры различных процессов. Современные КИП являются основой автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Существует классификация КИП по принципу действия: выделяют механические, электромеханические и электронные контрольно-измерительные приборы.

Способ предоставления сведений об измеренных величинах. Контрольно-измерительные приборы могут предоставлять данные несколькими способами, такими как регистрация показаний на носителе информации или вывод информации в реальном времени на дисплеи приборов.

Технология измерения. В зависимости от типа измеряемых параметров, устройства могут быть аналоговыми или цифровыми. Цифровые приборы позволяют получить более точные и стабильные данные, часто с функцией записи показателей и автоматической калибровкой.

pH-метры

Приборы для быстрого измерения уровня концентрации ионов водорода в жидкостях широко востребованы в каждой современной лаборатории. Они используются для определения активности ионов водорода в воде и в водных растворах. Без них невозможно обойтись в пищевой и сырьевой промышленности, при изучении объектов окружающей среды, в производственных системах, обеспечивающих непрерывный контроль технологических процессов, в том числе и происходящих в агрессивных средах. От области применения приборов зависят и требования к ним, например, тип рабочего электрода.

Функционирование pH-метра основано на измерении ЭДС электродной системы. Данная величина прямо пропорциональна активности водородных ионов в растворе, то есть pH, или водородному показателю. Измерительная схема данного устройства является, по сути, вольтметром, проградуированным в единицах pH для какой-либо конкретной электродной системы (чаще всего измерительный электрод изготовлен из стекла, а вспомогательный - хлорсеребряный).

Основным требованием к входной схеме прибора можно назвать высокое входное сопротивление - входной ток не более 10−10А (а у хороших аппаратов менее 10−12А). Это обеспечивает то, что между входами создается сопротивление изоляции не менее 10-11Ом (обусловлено высоким внутренним сопротивлением зонда, которым является стеклянный электрод).

Изначально электродвижущая сила измерялась компенсационным методом, для чего использовался потенциометр и чувствительный гальванометр. Равновесие схемы означало отсутствие тока в гальванометре и нагрузки на электроды (по шкале потенциометра отсчитывается ЭДС). Метод с баллистическим гальванометром мало отличался от предыдущего: от электродов заряжался конденсатор и разряжался на рамку гальванометра.

Со временем появились приборы, имеющие входные усилители на электронных лампах. У таких «электрометрических» ламп имеется ток утечки сетки (порядка пикоампер), позволяющий получать большое входное сопротивление. Недостаток схемы - большой дрейф, уход калибровки в результате достаточно быстрого старения и изменения характеристик лампы. Для коррекции были разработаны компенсационные схемы с усилителем, работающие по типу «модулятор - демодулятор». Специальный вибропреобразователь (механический ключ) поочередно соединяет конденсатор с входом и цепью обратной связи. В случае различия напряжения на них через конденсатор протекает переменный ток, создающий переменное напряжение на сеточном резисторе входной лампы. Усиливающаяся несколькими каскадами пульсация поступает на фазочувствительный демодулятор и на выходе получается напряжение, пропорциональное разности на входе. Цепь обратной связи (резистивный делитель) задает общий коэффициент усиления, стремясь поддерживать на входе усилителя нулевую разность напряжений. Эта схема почти не зависит от степени износа ламп, можно использовать массовые приёмно-усилительные лампы.

В еще более поздних модификациях вместо контактного преобразователя использовался динамический конденсатор, а затем лампы сменились полевыми транзисторами.

Второй проблемой для ЭДС электродной системы считается ее сильная зависимость от температуры, поэтому важна схема ее термокомпенсации. Вначале с этой целью использовались медные термометры сопротивления, которые включались в мостовые схемы обратной связи либо потенциометры со шкалой в градусах (ручкой потенциомера устанавливалась температура, измеренная ртутным термометром).

Измерительные электроды в современных приборах конструктивно бывают либо со встроенным контрольным электродом, либо с отдельно выполненным. Кроме того, они могут быть перезаряжаемые и неперезаряжаемые. Основным недостатком любых современных электродов является накопление микротрещин в стекле и загрязнение микропор. Помогает от этого очистка соляной кислотой, но со временем показания датчика все равно необратимо изменяются.

рH-метры производятся многими отечественными и зарубежными фирмами. В ООО ТД «Лабораторное оснащение» вы можете купить рH-метры практически всех основных производителей этих приборов. Лидируют в списке, конечно, немецкие компании. Во-первых, стоит сказать несколько слов о Hanna Instruments. Компания постоянно расширяет ассортимент продукции, разрабатывает новые виды оборудования и совершенствует уже имеющиеся. Своим клиентам она предлагает приборы самого разного уровня: от карманных или портативных до стационарных устройств, создающихся для контроля за технологическими процессами. Приборы фирмы HANNA внесены в Государственный реестр средств измерений. Немаловажно, что в России есть большой склад готовой продукции фирмы. Известны своей точностью и надежностью и pH-метры компании OHAUS. Основана фирма в 1907 году инженерами-механиками немецкого происхождения отцом и сыном Охаус в штате Нью-Джерси, США. За более чем столетний период своего существования фирма неоднократно доказывала, что она является мировым лидером в производстве точного лабораторного оборудования. В настоящее время часть ее заводов находится в Европе (Германия, Швейцария) и этот факт также свидетельствует о высоком качестве товаров. Приборы сертифицированы в России. Существует достаточно много российских компаний, которые также выпускают аппараты сделанные на высоком технологическом уровне. Например, pH-метры новосибирского научно-производственного предприятия «Инфраспак-Аналит» практически ничем не уступают по точности зарубежным. Компания выпускает приборы, известные под торговой маркой «АНИОН».

Иономеры

Кроме pH-метров для контроля качества воды существует целый ряд других приборов. Одним из них является иономер - прибор для проведения ионометрического, или потенциометрического анализа. Современный иономер - это сверхточный измерительный прибор с различным количеством используемых измерительных каналов (от одного до четырех) и различными диапазонами измерения (стандартом считается: плюс-минус 3200 либо 4000 мВ).

К данным приборам предъявляются разные требования к точности в зависимости от того, к какому классу принадлежит устройство: прецизионный иономер должен обладать высокой точностью, а для стандартного достаточно средней. Выпускаются как портативные, так и стационарные иономеры. Приборы должны соответствовать требованиям, установленным для устройств, предназначенных для измерения рН, а также требованиям к ионоселективным электродам.

Объектами исследования иономера являются питьевые, природные, а также сточные воды.

Оксиметры (кислородомеры)

Следующим важным прибором является устройство, определяющее уровень растворенного кислорода в жидкой исследуемой среде - кислородомер, или оксиметр. В зависимости от того, где будет проводиться исследование, приобретается стационарный или портативный прибор. Оксиметры отличаются друг от друга точностью и скоростью измерений, качеством жидкокристаллического экрана и другими параметрами.

Кондуктометры

Для измерений удельной электропроводности различных электролитов и сред используются кондуктометры. Они нужны для определения кислот, оснований и растворов солей в водных и не водных системах, а также коллоидах и расплавах. Основой функционирования кондуктометра является наличие прямой зависимости электрической проводимости веществ от их химического состава.

Базовым критерием выбора кондуктометра является точность исследований (прибор с дискретностью 1 смСи/см считается точным). Кроме того, при покупке необходимо обратить внимание на уровень термокомпенсации, потому что температура оказывает ощутимое влияние на удельную электропроводность исследуемых растворов.

Нефелометры

Принцип работы и применение нефелометра

Для определения взвешенных частиц в водных растворах используются нефелометры (от др.-греч. νεφ?λη - «облако» и μετρ?ω - «измеряю»). В русскоязычной литературе можно встретить названия " мутномер " и «нефелометр» и даже «анализатор взвешенных частиц». В современной аналитической практике величина мутности является достаточного важным интегральным показателем и наиболее широкое применение находит в водоподготовке, водоочистке, в пищевом и химическом производстве. В нефелометрах для определения мутности используется принцип светорассеяния, определяемого под углом 90° к источнику.

ОВП-метры (ORP-метры)

ОВП метр (ORP метр) измеряет окислительно-восстановительный потенциал. ОВП или ORP (от англ. С помощью ОВП (ORP) метра можно измерить окислительно-восстановительный потенциал в водоемах и бассейнах, аквариумах, и даже ОВП почвы. Окислительно-восстановительный потенциал определяют электрохимическим методом с использованием стеклянного электрода, например ОВП (ORP) метра с red-ox, и выражают в милливольтах (мВ) относительно стандартного водородного электрода в стандартных условиях. В природных условиях значение ОВП (Eh) воды находится в пределах от - 400 до + 700 мВ.

Солемеры (TDS-метры)

Прибор для измерения концентрации растворенных в воде солей называется солемером или TDS-метром (TDS от «total dissolved solids» - общее содержание растворенных твердых веществ). Для того чтобы определить концентрацию в воде солей, достаточно налить ее в небольшую емкость и опустить электроды прибора в воду. После этого на жидкокристаллическом экране солемер выведет результат в миллиграммах на литр (ppm). Солемеры имеют заводскую калибровку, для дополнительной калибровки имеются специальные калибровочные растворы. Солемеры хорошего качества при правильном уходе не требуют частого проведения этой процедуры.

Лабораторные мультиметры

Кроме обычных однопараметровых приборов в лабораториях и на производствах все чаще стали использоваться лабораторные мультиметры - устройства, имеющие несколько входов, позволяющих одновременно исследовать и рН, и ОВП, и ISE, и электропроводность, и содержание растворенного кислорода. Приборы отличаются друг от друга набором совместимых с устройством электродов, объемом встроенной памяти, качеством дисплея.

Применение КИП в различных отраслях

КИП применяются в различных отраслях.

• Промышленность: Контроль технологических процессов, обеспечение качества продукции.
• Экология: Мониторинг состояния окружающей среды, анализ загрязнений.
• Пищевая промышленность: Контроль качества сырья и готовой продукции.
• Медицина: Диагностика и мониторинг состояния пациентов.
• Сельское хозяйство: Анализ почвы и воды для оптимизации урожайности.

Как выбрать контрольно-измерительный прибор

При выборе КИП необходимо учитывать следующие факторы:

• Тип измеряемого параметра: Определите, какие параметры вам необходимо измерять (pH, электропроводность, концентрация кислорода и т.д.).
• Требуемая точность: Выберите прибор с необходимой точностью измерений.
• Условия эксплуатации: Учитывайте условия, в которых будет использоваться прибор (лаборатория, полевые условия и т.д.).
• Функциональность: Определите, какие дополнительные функции вам необходимы (автоматическая калибровка, запись данных и т.д.).
• Бюджет: Сравните цены на различные модели и выберите оптимальный вариант.

Покупка и доставка

Наша компания предлагает выбрать по каталогу и купить приборы КИП и автоматики различного назначения. Удобные условия доставки и получения: Контрольно-измерительную аппаратуру можно забрать на условиях самовывоза или заказать доставку по всей территории России.

В этом разделе нашего каталога представлены промышленные контрольно-измерительные приборы от ведущих европейских производителей электротехнической продукции. Наша компания является бизнес-партнерами этих брендов, товар поставляется от них напрямую. Поэтому мы гарантируем высокое качество любых устройств и полное соответствие их технических характеристик тем, что заявлены в паспорте. Можем обеспечить их ритмичную поставку в любых объемах по вашим заявкам.

Наша компания работает с юридическими лицами. Все представленные в каталоге товары есть в наличии. Для уточнения наличия контрольно-измерительных приборов из списка, позвоните по телефону 8 (800) 707‑41‑35.