糖厂澄清工段pH值测量电路设计与实现*

宋春宁，宋云鹏，林小峰，宋绍剑，李荣军

（广西大学电气工程学院，广西南宁 530004）

0 引言

在糖厂生产过程中，中和与澄清过程pH值控制的稳定与否，对白糖质量的好坏有着至关重要的影响。目前，糖厂普遍采用玻璃电极作为pH值测量的传感元件，它将被测液体的pH值转换成电压或者电流信号。pH玻璃电极和其他pH传感器相比，具有响应速度快，精度高和稳定性高等优点。但玻璃电极内阻高，输出信号很微弱，另一方面，糖厂工作环境恶劣，各种电磁干扰严重，影响pH值测量精度［1］。目前，糖厂一般采用仪表放大电路调理信号。仪表放大电路采用差动放大电路，该电路精度较差，且调节增益时比较麻烦。也有部分糖厂采用INA116设计放大电路，但也仅解决玻璃电极阻抗大的问题，并没有对在糖厂复杂工作环境下，如何排除电磁干扰给出答案。本文结合INA116前置放大电路的优点，首次把HCNR201光耦隔离器运用到糖厂pH值测量电路，解决在pH值测量过程中出现的阻抗匹配、工业电源电压信号干扰以及数模干扰等问题，为糖厂pH值自动化控制实现建立硬件基础。

1 硬件设计

pH值测量使用梅特勒公司的405—60型玻璃电极，其精度达到0.01 pH值，以电压信号作为输出信号，当被测量的液体pH值为7时，此型号的玻璃电极输出电压为零，每变化一个pH值，输出电压增加或减小57 mV。梅特勒公司的405—60型玻璃电极的内阻大约有600 MΩ，如果不采用高输入阻抗前置放大电路对其进行放大，将会因为阻抗不匹配导致无法准确获得pH电极的电压信号。……