本发明涉及pH值在线测量装置，具体涉及一种用于测量铀矿水冶厂浸出工序中和槽矿浆pH值在线测量装置。
背景技术：
在冶金、化工、制糖、制药、选矿、污水处理等领域，pH值测控系统的应用需求非常普遍，pH的测定有多种方法，最基本的还是电位法，其他方法通常以电位法的数据为基础。而电位法以玻璃电极为代表的pH计获得了广泛应用，虽然玻璃电极存在易碎、易裂等缺点，但目前还没有替代性产品出现。在一些无污染或水质良好的应用场合，玻璃电极pH计可以长时间置于被测液体中进行在线测量，并能获取稳定的高精度测量信号。但在特殊测量环境下，由于被测液体中可能含有导致电极污染的物质，如悬浊物、胶状物、微生物、油脂、化学试剂、钙盐以及其他各种易形成结垢的结晶性物质，电极被污染是一个无法避免的问题。而相关研究机构在市场定位上主要以研发生产一般通用pH值测控产品为目标，较少针对特定行业以整体需求为目标进行系统成套设备的研发和生产,作为设计人员和直接用户，考虑到设备投入、使用成本及售后服务等因素，大多选购一些比较低廉的通用性产品，通过集成应用方式组成系统，满足简单需求，因此很难取得理想的使用效果。电极结垢严重影响了玻璃膜对氢离子的敏感程度，导致传感器的灵敏度不断下降并最终失效，使对溶液pH值测量无法进行,这是目前玻璃电极用在工艺流程在线分析中的最大障碍。因此，有效解决玻璃电极的除垢问题是特殊测量环境下pH值测控系统成功应用的关键。
我国铀矿水冶厂浸出工艺流程中，大多采用酸法浸出工艺，为了保证金属铀的浸出率，在铀矿浆浸出阶段需要保持一定剩余酸浓度，在进行金属铀分离之前，需要将浸出矿浆用碱性石灰乳将其pH值调整为1.8-2.0pH，该工序在矿浆中和槽内完成，工艺上要求对该中和槽矿浆pH值进行严格控制，它除了直接影响金属铀浸出率，而且还制约着后续工序的产量和质量，在整个生产过程中对该中和槽矿浆pH值进行准确检测和控制对产品的品质至关重要，工厂对该中和槽矿浆pH值检测和控制非常重视。其具体工况特点如下:
(1)整个过程的连续性较强，在生产的各阶段，都必须对中和槽内的酸度值进行准确测量。
(2)用于中和的石灰乳中含有未完全溶解颗粒物，并且矿浆中含有大量泥沙，在矿浆中和反应过程中伴随强烈机械搅拌，固体颗粒物和泥沙对玻璃电极形成强烈冲击和磨损，严重影响电极使用寿命，甚至可能击破测量电极玻璃泡而使电极彻底报废。
(3)生成工艺介质颗粒较小且介质自身具有较高的粘性和附着性，经过一段时间后附着在电极探头表面，从而隔离电极表面地敏感膜与测量介质的接触，造成酸度计的测量失真。
(4)被测量介质酸碱性强，具有较强腐蚀性，玻璃电极长时间置于被测液体中，容易老化或损坏。
(5)介质温度较高，有助于发生结垢作用，并影响电极使用寿命。
基于我国铀矿水冶厂实际工况，采用现有的通用pH值测控系统的应用现状并不乐观，存在问题主要表现在:一是由于浸出矿浆本身脏污和与石灰乳中和反应生成某些难溶盐在pH玻璃电极上结垢，使电极敏感膜迅速钝化，严重影响电极测量精度及动态响应特性，需要频繁采用人工方法清洗电极，无形中加大了工人劳动强度，并且在人工清洗过程中易损坏电极。二是由于浸出矿浆温度较高，并伴有强烈机械搅拌，使电极使用寿命短,误差大,稳定性差,维护量大等。很多铀矿水冶厂浸出生产过程的pH值在线检测则难以达到满意的效果,甚至无法正常使用，一些企业仍采用人工测试与调节的原始方法，劳动强度大，控制不稳定；或安装了简易的测控系统，完成部分自动功能，使用过程中仍需要大量人工干预。一些厂矿对pH值在线检测只能敬而远之,有的干脆用pH试纸代替pH计进行测量。基于上述过程参数检测和控制的困难，我国大部分铀矿水冶厂都没有实现对矿浆pH值的在线检测,矿浆pH值在线检测一直是困扰我国铀矿水冶自动化的难题。目前我国铀矿水冶厂浸出生产过程自动化水平低，劳动强度大，产量和质量波动大。因此，研究并解决铀矿水冶厂浸出过程特殊工况下pH值的测量和控制问题具有重要意义。
技术实现要素：
基于上述原因，本发明的目的在于提供一种适合于铀矿浆特殊体系pH值测量，同时具有pH传感器定时自动清洗功能的用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置。
实现本发明目的的技术方案：一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，该装置包括测量pH值的pH传感器、转换测量信号的pH转换器以及自动清洗装置；所述的pH传感器通过电缆线连接pH转换器，其中pH传感器固定在pH传感器固定座上，电缆线穿过设置在pH传感器固定座上方的支撑管及电缆线引线帽连接至pH转换器；所述的自动清洗装置包括不锈钢高压水管，在不锈钢高压水管端部连接高压喷头，高压喷头位于pH传感器正下方；不锈钢高压水管上还设有带开关的增压泵及电磁阀，增压泵及电磁阀均连接清洗控制器；其中，pH传感器、pH传感器固定座、部分支撑管、高压喷头、部分不锈钢高压水管浸入矿浆中和槽的矿浆内；pH传感器将测得的溶液pH值转变为电信号后输送至pH转换器，pH转换器识别该电信号后并放大、计算转换为相应的pH值显示，同时输出4-20mA标准电流信号至计算机系统，以实现对矿浆中和槽内矿浆pH值生产过程在线测量与控制；pH转换器定时自动发出清洗指令至清洗控制器控制对pH传感器的清洗时间和清洗间隔时间，清洗时控制带开关的电磁阀和增压泵打开，此时自来水通过不锈钢高压水管，经带开关的增压泵增压后，从不锈钢高压水管端部的高压喷头喷射，从而清洗pH传感器，除去pH传感器上的污染物。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，其所述的pH传感器选用复合型pH传感器，即pH传感器集成了指示电极、参比电极以及测温元件。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，其所述的指示电极采用玻璃电极，它可发出随pH变化的mV信号；所述的测温元件使pH传感器具有自动温度补偿功能。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，其所述的pH传感器输出的mV电压信号，经过pH转换器识别并放大、计算转换为相应的pH值，同时输出4-20mA标准电流信号至计算机系统。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，其所述的自动清洗装置采用的自来水来自于现场工业自来水、通过增压泵增压后冲刷pH传感器。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，其所述的带开关的增压泵前设置了电磁阀与带开关的增压泵同步工作，若自来水压力较高时，可关闭带开关的增压泵上开关，依靠自来水本身压力进行清洗即可。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，其所述的pH转换器为智能型pH转换器，pH转换器内含单片机系统，数据处理、运算由单片机系统完成。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，其所述的清洗控制器的控制由转换器计算机系统实现。
本发明的效果在于：
本发明针对铀矿水冶厂浸出矿浆特殊介质，对常规pH计进行了升级改进。选择适合于该介质体系的复合pH传感器，在此基础上对pH传感器增加了定时自动清洗功能的装置，通过pH转换器计算机系统定时自动控制清洗控制器以控制电磁阀和增压泵开启和关闭，以实现对复合pH传感器的自动清洗。
本发明解决了pH传感器耐酸碱腐蚀、耐高温、耐磨损问题，以及测量探头因结垢而严重影响测量精度等问题；实现了pH转换器的智能化，在测量精度、标定和操作性方面及使用稳定性和可靠性方面均有明显提高。整套装置在测量某铀水冶厂浸出矿浆中和槽pH值，其测量精度达到≤±0.1pH，满足工业生产现场对浸出矿浆pH值准确测量的要求，同时为铀矿水冶厂浸出矿浆pH实现自动控制提供了准确标准4-20mA电流信号，为铀水冶厂浸出矿浆pH实现生产过程自动控制创造了条件。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置；
图中：1.矿浆中和槽；2.高压喷头；3.pH传感器；4.pH传感器固定座；5.不锈钢高压水管；6.支撑管；7.安装法兰；8.电缆线引线帽；9.智能型pH转换器；10.清洗控制器；11.带开关增压泵；12.电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置作进一步描述。
如图1所示，本发明所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置，其包括测量浸出矿浆pH值的pH传感器3、转换测量信号的pH转换器9以及自动清洗装置。
所述的pH传感器3通过电缆线连接至pH转换器9，其中pH传感器3固定在pH传感器固定座4上，电缆线穿过设置在pH传感器固定座4上方的支撑管6及电缆线引线帽8连接至pH转换器9。该pH传感器3选用复合型pH传感器，即pH传感器3集成了指示电极、参比电极以及测温元件。该指示电极采用玻璃电极，它可发出随pH变化的mV信号；测温元件使pH传感器3具有自动温度补偿功能。
所述的自动清洗装置包括不锈钢高压水管5，在不锈钢高压水管5端部连接高压喷头2，高压喷头2位于pH传感器3正下方；不锈钢高压水管5上还设有带开关的增压泵11及电磁阀12，增压泵11及电磁阀12均连接清洗控制器10。
本发明的用于测量铀矿水冶厂浸出中和槽矿浆pH值在线测量装置使用时，pH传感器3、pH传感器固定座4、部分支撑管6、高压喷头2、部分不锈钢高压水管5浸入矿浆中和槽1的矿浆内；
pH传感器3将测得的溶液pH值转变为mV电信号后输送至pH转换器9，pH转换器9识别该电信号后并放大、计算转换为相应的pH值显示，同时输出4-20mA标准电流信号至计算机系统，以实现对矿浆中和槽1内矿浆pH值生产过程在线测量与控制；
pH转换器9定时自动发出清洗指令至控制清洗控制器10，通过清洗控制器10控制对pH传感器的清洗时间和清洗间隔时间，清洗时控制电磁阀12和增压泵11打开，此时自来水(来自于现场工业自来水)通过不锈钢高压水管5，经增压泵11增压后，从不锈钢高压水管5端部的高压喷头2喷射，从而冲刷清洗pH传感器3，除去pH传感器上的污染物。若现场工业用自来水压力较高时，可关闭增压泵11上开关，依靠现场工业用自来水本身压力进行清洗即可。
本发明选择了合适的pH传感器，为了实现对浑浊、黏稠矿浆体系的pH值进行持续准确测量，需要重点解决玻璃电极在矿浆体系结垢问题，本发明在pH传感器上设计了具有自动清洗功能装置，它是实现对铀矿水冶厂浸出矿浆中和槽内pH值稳定、准确测量的关键。