电导率故障范文（精选7篇）

电导率故障 第1篇

1 故障现象

机器在透析过程中,电导率突然下降到显示窗口的最低位,长时间不能回到正常值,机器红色报警指示灯闪烁。

2 故障分析与处理

先关机,将机器背部的维修开关上拨,置于维修状态,再开机。先查看A、B液泵都在吸液,测定吸液量也正常。再检查电导率传感器,也正常。此时机器内部有水漏出,经检查发现是B液泵出液端的蓝色管子从多功能腔腔壁上(图纸88C腔上)的接头处脱落而引起漏水。将其重新接好,机器电导率恢复正常显示。但几分钟后此管又从接头处脱落,怀疑是卡管子的弹簧卡箍失去弹性无法卡紧该管,于是用细铁丝将其扎紧。运行机器,一切正常。十几分钟后,听到“嘭”的一声响,电导率又下降到最低位。再查看该接头处管子没有脱落,但靠近接头处的管子已经破裂。响声是管子破裂产生的,于是怀疑是因为多功能腔的载入压力(图纸B点压力)偏高导致管子破裂。用压力表检查B点压力值属于正常值。试着把B点压力调低,再重新接上管子,开机运行没多久管子再次破裂。至此,管子破裂说明管子内部压力很大,但B点压力已调低,只有可能是88C腔内有堵塞才会引起管内压力增大。于是拆下多功能腔,取出88C腔内的分离碟,发现分离碟上有很多钙、铁沉淀物,上面的小孔还未堵塞。但88C腔内壁上的B液管接口处内部已经被沉淀物堵得只剩一个针眼大的小孔。清理干净沉淀物,重新接好管子,运行机器,一切正常。此后管子破裂的问题再也没出现过。

3 小结

出现这种故障现象时,从外部有时看不到88C腔上的B液接口处有明显沉淀物。只能拆开多功能腔检查。当腔内壁附有沉淀物堵塞严重时,B液就不能畅通地进入88C腔内,造成B泵出液管内部压力增大,引起管子破裂,于是从B液泵吸入的B液会流到机器外面而不会进入多功能腔,所以电导率始终显示在最低位。如果88C腔内的分离碟上面的小孔堵塞,机器还会伴随流量报警。处理此类故障时,必须拆下该腔,查看腔内是否有沉淀物,有则必须清理干净。

建议在水处理前端加装除铁、钙等离子的装置,血透机也要经常用化学消毒试剂进行除钙和除铁。消毒程序结束时要进行热冲洗,而不能只进行冷冲洗,这样才能防止机器内部结晶,从而保证机器长时间正常运行。

摘要：本文介绍了费森尤斯4008B血液透析机电导率故障及检修过程。

关键词：血液透析机,多功能腔,电导率,医疗设备维修

参考文献

[1]张春水.费森尤斯4008B血透机流量故障维修两例[J].医疗装备,2005,18(10):37.

[2]田先宝.血液透析机常见故障回顾性分析和维修[J].中国医疗设备,2008,23(12):103.

电导率故障 第2篇

1 维修案例

故障现象1机器时间窗口Error报警。

分析与维修此报警通常因动、静脉管路夹具锈蚀导致运动受阻引起。解决方法是取出整个夹具,清洁、润滑轴芯。若固定夹具的螺丝锈蚀无法拆卸,可直接在轴上喷加油性除锈剂使其运动灵活即可。

故障现象2电导率报警。

分析与维修引起电导率报警最常见的原因是:浓缩液通路漏气和电导率模块漏电。

(1)浓缩液通路漏气此时,漏气侧吸液泵的转速会超出正常值。漏气较轻时,可造成电导率的波动;漏气严重时,浓缩液将无法吸入。解决方法是分段吸液观察,找出漏气部位,处理后即可。

(2)电导率模块漏电透析液是RO水与A泵控制的醋酸液、B泵控制的碳酸液的混合液,A泵和B泵必须协调工作,才能获得稳定的电导率。

(1)电导率模块A漏电会造成醋酸浓度不稳定导致B泵停转。原因是该模块受潮或被液体污染造成醋酸浓度异常变化。解决方法是将该模块取出,首先用RO水冲洗,然后再用60W台灯烘烤12h以上,装回即可。

(2)电导率模块B漏电可造成透析液浓度的显示值与实际值发生偏差。解决方法与电导率模块A的处理方法相同。

2 小结

加强维护,防止液体外渗,遇外渗液,必须立即关机清除。由于该机型的电导率模块设置在主机下方,极易受潮、漏电,导致电导率的异常变化,故应保持环境的清洁、干燥,以减少故障的发生。

摘要：介绍了金宝AK90S型血液透析机电导率报警与机器时间窗口Err报警2例故障的分析和排除过程。

关键词：血液透析机,医疗设备维修,电导率

参考文献

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[5]张平.血液透析机维修探讨[J].医疗设备信息,2005(6):64-65.

电导率故障 第3篇

关键词：血液透析机,电导率故障,电导度报警,平衡腔

东丽TR-8000血透机是一种典型用于血液透析的人工肾机, 其生产年代较晚, 技术比较先进, 它采用3CPU控制系统设计, 来提供可靠的控制、监视平台和安全的处理系统, 它采用一种大容量的双平衡室 (505m L) 设计来实现透析液的配置和超滤。东丽TR-8000血透机电导度报警分为电导度低和电导度高报警, 当出现报警时红色报警灯亮, 透析机有透析状态转为旁路, 脱水泵自动关闭。

1 电导度低故障一例

病人透析过程中, 血透机电导度低报警, 血透机转入旁路状态。电导度低常规检查步骤具体如下:

(1) 检查A/B液吸管处有无漏气:东丽TR-8000机器老款A/B液接头与吸管连接处会随着使用时间逐渐松动 (密封不严导致漏气) , 当机器吸液时会因为漏气而吸入大量空气导致电导度低, 经检查未发现A/B液吸管有空气, 排除此现象引起电导度低故障。

(2) 与其它机器同时对调A/B液:现在医院普遍使用搅拌桶配制A/B液, 当放液结束后会用反渗水冲洗搅拌桶, 而在冲洗搅拌桶时, 搅拌桶过滤芯至放液口处必定有残留的反渗水, 如将这些反渗水直接放至A/B液桶中, 将会影响A/B液之浓度, 从而导致电导度报警!以上所述仅为影响A/B液浓度众多因素中的一项, 例如A/B液本身质量问题、B液放置时间过长、配制A/B液时加入过量的反渗水等, 经更换A/B液故障现象依旧。

(3) 冲洗A/B液过滤器:机器使用一段时间后会在A/B液过滤器中残留一些机器自身无法消化的杂质 (A/B粉脏等因素导致) , 导致A/B液吸入不顺畅, 需要医院工程师定期清洗, 经检查未发现堵塞现象。

(4) 测量A/B液吸入量:根据透析粉配方不同, 可算出一个平衡腔切换周期内A/B液的吸入量, 例:1∶1.225∶32.775配方时, A液吸入量为14.43m L[505÷ (1+1.225+32.775) ], B液吸入量为17.68m L (14.43×1.225) , 如发现A/B液吸入异常时, 需检查机器内部管路有无打折、A/B液阀工作是否正常、浓缩液泵转动是否正常等, 经检查未发现异常。

(5) 检查电导度探头:使用电导度表测量电导度和血透机电导度数值比对发现血透机电导度数值偏低0.3us/cm, 因电导度探头测量数值偏低, 引起血透机低电导度报警。

故障分析:因电导度探头测量数值低, 校正修改电导度探头后显示数值正常, 排除电导度探头损坏的可能, 对血透机进行脱钙处理, 发现柠檬酸吸量很少, 经清理柠檬酸过滤网后吸酸正常, 脱钙后校正电导度探头, 血透机电导度正常, 故障排除。

如果血透机脱钙出现异常或医院水质较差导致的电导度低, 电导度数值偏离较大, (参考电导度表误差超过±1) , 应进行除铁处理。

2 电导度高故障一例:

病人透析过程中, 血透机电导度高报警, 血透机转入旁路状态。

电导度高常规检查步骤具体如下:

(1) 检查机器进水及排水:进水压力低 (水机出水压力低、进水管打折或被轧等) 及排水不畅 (排水管打折或被轧、排水管被异物堵塞等) 均会触发此报警。 (注:排水不畅时会反映至机器透析液压力始终为正值!排查未发现异常。)

(2) 检查A/B液:如A/B液有无放反 (误将A液接头放入B液桶内, 将B液接通放入A液桶内) 、与其它机器同时对调A/B液 (A/B液本身质量问题、配制A/B液时未加入足量的反渗水等) ;排除检查平衡腔切换及充满时间:如平衡腔系统出现问题将会直接影响到电导度及病患的治疗, 正常机器A腔、B腔的平衡腔切换及充满时间差值均在1S以内且很一致, 如差值超过1S且不一致, 需检查平衡腔阀模组有无生锈、工作是否正常或平衡腔膜片有无破损!进入监控程序发现平衡腔切换时间异常, 打开血透机边盖发现平衡腔电磁阀有锈迹, 逐个检查平衡腔6个电磁阀发现有有一个电磁阀阀芯锈蚀, 电磁阀工作异常, 更换阀芯后电导度正常, 平衡腔切换时间正常, 故障排除。

故障分析:因透析液泄露导致电磁阀锈蚀, 逐渐影响阀芯正常的运动, 导致平衡腔工作异常, 电导度升高。为避免透析液泄露腐蚀元件, 使用过程中应尽量避免漏液, 出现泄露应及时清理干净, 以免腐蚀元件。

参考文献

[1]东丽TR-8000 (YUGA) 维修手册[G].日本东丽公司内部资料, 2004.

[2]李召勇, 孙春堂.TR-8000型透析机故障特殊处置办法一例[J].医疗装备, 2013, 26 (3) :69.

[3]东丽TR-8000 (YUGA) 维修手册[G].日本东丽公司内部资料, 2004.

[4]华飞.东丽TR-8000血液透析机常见故障与维修[J].医疗装备, 2010, (10) :69-70.

电导率故障 第4篇

1 流量故障一例

故障现象:开机自检不过, 报“flow alarm”。

故障分析:当除气泵前级66水箱中的浮子开关于高位14s后, 机器便会报警, 屏幕显示Flow Alarm。造成流量问题的最常见原因是管路堵塞, 由于碳酸盐结晶或管路受到挤压造成水路不畅通, 导致流量故障的情况很多, 另外由于水路部件很多, 如:电磁阀、除气泵、流量泵、浮子开关异常等也会造成流量报警。

处理方法: (1) 确认机器下水管没有挤压或打折。 (2) 清洗210滤网后, 重新开机, 故障重现。 (3) 检查89号除气小孔, 由于此小孔孔径狭小, 容易被杂物堵塞, 可以在开流量的情况下, 用止血钳钳住后端, 5s后 (防止杂物回到66c浮子腔, 反复堵塞) 取下这段管路反复冲洗后重新开机, 故障重现。 (4) 更换安全过滤器及细菌过滤器后重新开机, 故障重现。 (5) 在维修模式下检查电磁阀V24、V24B、V31至V38的好坏, 方法如下:DIAGNOSTICS WRITE OUTPUTS WRITE DIGIT.UTPUTSCPU1:WRDIGTE.OUTPCPU1V31。屏幕显示0000为阀关闭, 1111为阀打开, 按加减号来控制其开关, 观察数字是否由0000变到1111的同时, 用手感觉相应电磁阀是否工作。经检查各个电磁阀都没有问题。 (6) 检查流量泵和除气泵, 费森机器有A, B, C, D四个压力点, 可以用压力表测C点和D点的压力, 来看流量泵和除气泵的好坏, 在没有压力表的情况下, 可以观察两个泵的出水口或用手来感觉泵后面的转轴, 看有无力量。经检查发现流量泵出水异常, 转轴有停顿现象, 说明直流电机出现问题, 拆下流量泵电机, 拧下后盖两个螺杆, 慢慢挖开电机后盖, 挖的过程应用小的螺丝刀配合, 拔开两碳刷弹簧, 使拆卸过程不会损坏碳刷部分零件。发现碳刷磨损严重, 找两块尺寸差不多的碳刷, 用纱布打磨, 使其如电机上的碳刷尺寸一致, 再把原碳刷剪掉, 装入新碳刷, 把新旧碳刷的导线絞合在一起, 不要碰到其它地方, 以免引起短路。最后, 把电机内部碳刷清理掉, 往上下两轴承加点油, 恢复完毕后, 安装到机器上试机正常。

2 电导度故障一例

故障现象:开机自检, 电导度异常, 电导度光标在最低部。

故障分析:电导度是衡量导体的导电能力的一个参数, 应用在血液透析机上, 透析液就是导体, 通过电导度传感器间接测量透析液的离子浓度。从功能结构上分, 该模块主要由A, B吸液泵, 混合室, 干粉支架, CELL A/B, 温度传感器, FLVA (预冲阀) 等组成, 任何一处漏气或功能失效均可以导致电导率报警。其工作流程如下:A液通过A泵与反渗水配比, 混合, 排气形成酸水混合液, 当电导度达到预设值9.5ms并超于稳定时, B泵开始吸液与前面混合液再次混合, 形成酸/水/碳酸盐混合液, 此时电导达到预设值14.2ms, 从而达到正常配比。影响电导度的主要因素有: (1) 透析液浓度偏差大, 存放时间长或配比不正确。 (2) 浓缩液管路泄漏或位置错误。 (3) 电导度传感器灵敏度漂移。 (4) 浓缩液过滤器堵塞。 (5) 浓缩液泵工作异常。

处理方法: (1) 检查浓缩液管路在相应容器内, 吸入口在液面下方。 (2) 与另一台运行正常机器调换透析液, 故障依旧, 排除透析液浓度误差。 (3) 观察A, B液泵及各吸管动作, 有时A, B液吸管处吸了又吐, 出现这种现象是由于泵里的弹簧有赃物需要清理, 经检查, 两泵及吸管动作正常。 (4) 最后在维修模式下定标, 专业的工程师都要用电导度表来定标, 由于此表价格高昂, 大多数医院都没有购买, 所以用另一台机器当表来进行定标。

定标方法: (1) 准备标准透析液 (在其他机器上可正常使用, 电导度在14.0ms/cm) 。 (2) 将故障机器与当表机器的A, B液吸管同时插入准备好的透析液中, 并将两台机器都进入维修模式中的电导度校对模式[CALIB.CONDUCTIVITY]。 (3) 将当表机调到[CONDUCTIVITY CHECK]按[CON-FIRM]键, 出现conc.set=0%, 按上下箭头调至-7%, 按Override键等待10min后, 记下电导度示数, 定为低点。 (4) 将故障机调到[CONDUC-TIVITY SET]中, 按conc出现conc.set=0%, 同样调至-7%, 按Override储存, 等待10min稳定后, 将12.8MS/CM改为当表机器的低点值, 保存。 (5) 在当表机上再次进入[CONDUCTIVITY CHECK]将conc.set=-7%改至conc.set=+10%, 按Override键等待10min后, 记下电导度示数, 设为高点。 (6) 将故障机调到[CONDUCTIVI-TY SET]中, 按conc出现conc.set=-7%, 按上下键调至+10%, 按Override将15.7MS/CM改为当表机器的高点值, 保存。此时, 出现数据保存失败字样, 说明此传感器高点五法存入, 已坏。

3 电导度传感器的维修

电导度传感器主要由三个极环组成, 为了耐腐蚀和减少极化三个电极环用碳质材料做成。由于极化作用等原因, 长期使用环的内表面会附着污染物与透析液形成隔离导致失效, 可用细砂纸磨擦修复。

具体做法:小心拆开传感器, 记住部件位置和方向, 用细砂纸成与碳环内径长不多的圆筒, 从横方向打磨内径, 直至把污染物打磨掉。最后用布再打磨内径, 使碳表面保持光洁, 回装时注意密封胶圈的安装, 不能漏液。安装完毕后, 再按照上述定标方式重新定标。

经过对传感器的修复及定标后, 机器恢复正常。

参考文献

[1]刘学军.血液透析使用技术手册[M].中国协和医科大学出版社, 2006.

溶液电导率测量系统设计 第5篇

关键词：单片机,自动换档,误差自动补偿,铂黑电极

1 系统设计方案

通过比较各种常用电导率测量方法, 从电导测试技术的原理出发, 对传统采用交流激励的电导测试系统所面临的种种问题进行了分析, 本课题主要采用电极测量溶液电导率, 在测量过程中采用脉冲激励源方式为导电池提供正负等电量直流脉冲电压, 与传统交流激励的电导测试系统相比, 削弱了介质电极化现象, 简化了电路设计, 并提高了数据的采集速度和精度。同时还专门设计了具有防腐、避免电化学反应及带有温度补偿的专用电导测量探头, 从而为实现生产过程的优化控制和状态检测提供了一种实时的、准确的、低成本的在线检测手段。而根据电极在测量电路中的位置电极与分压电阻相串联, 从电极两侧或电阻两侧取电压。分压电阻分档可调, 后接放大、检波 (整流) 滤波电路、A/D转换电路、以及L E D显示电路。

本系统主要利用多路模拟开关进行通道选择及单片机单口控制实现数据采样的, 再由单片机的数据处理功能, 对测量数据进行校正。主要由电导池、电导测量电路、温度测量电路、通道选择、模数转换器、量程切换电路, 键盘和LED显示电路等组成。系统框图如图1。

该系统的工作原理是:通过温度测量电路和电导测量电路对溶液的温度、电导特性进行采集, 采集到的温度信号和电导信号分时的送到A/D模数转换, 通过A/D转换后的数据输出到单片机, 单片机对信号进行处理, 实现量程切换误差和温度补偿等功能。在量程切换时以报警信号可知电导测量是否在合适的量程范围内, 当没有报警信号产生, 则选择的量程合适, 单片机直接将信号送给LED显示;当有报警信号产生, 则所选的量程不合适, 再由单片机给出控制信号让模拟开关实现自动换档, 选择合适的量程, 最后由单片机将信号送给LED显示。

2 系统硬件设计

电导测量电路主要有稳压电源、电导池、交流信号源电路、检波电路、量程切换电路、温度测量电路组成。

溶液的电导率是利用带交变的电场的测量电极插入被测溶液来进行测量的, 以达到减小极化的作用。与电导仪配合使用的电导电极应是惰性的, 通常采用镀铂黑的电极, 使溶液在脉冲激励电压下的电解降到最小, 在电极极板上涂铂黑, 加大极板面积, 降低电极表面电流密度, 也是抑制极化的有效方法。振荡器产生的方波信号加到电导池电极两端, 为了减少时极化带来的误差, 必须选择合适的振荡频率。一般为1000～2000Hz较合适, 不能无限制提高, 原因在于电容效应, 通过实验选用1000Hz能达到较好的精度。由于极化反电势和电流密度成正比, 减小极化反电势可以降低极化效应带来的偏差, 为了进一步提高测量精度可以通过降低激励源电压幅值 (给定溶液电阻情形下可以减小电流密度) 减小极化反电势。

综上所述, 为了减小极化效应带来的误差, 使溶液测量更加准确, 选用镀铂黑电极、1000Hz方波信号振荡器、交变的5.9V方波电压。

2.1 交流信号源电路

交流信号源产生的脉冲信号的对称性对测量的精度有很大的影响。对方波脉冲要求很高:a.占空比为50%, 等效电流为零, 溶液的电解小, 电极的电离也相应的很小。b.正负脉冲幅值应相等, 和占空比一起保证了电导池的等效电流为零。c.电压幅度恒定, 不随外界溶液的变化而变化。这样才能保证测量的精度。本系统使用NE555集成电路并结合模拟开关实现交流信号源电路的, 具体电路如图2所示。

NE555是一种利用自激振荡电路直接产生矩形脉冲的集成芯片, 它由基本RS触发器、比较器、分压器、晶体管开关和输出缓冲器组成。通过调节电路中电阻的比例可搭建成了稳定性高, 占空比50%的振荡器, 输出1000Hz的控制信号。送到MAX303的控制端, 实现分时选通电压。这样使MAX303就输出占空比为50%的方波脉冲信号。集成稳压MC7808和MC7908提供的, 具有过流保护和过热保护功能, 输出电压精度分别为2%, 最大负载电流为2.2A, 输出噪声电压为10uV, 电压恒定在±8V。后续电路是由两对二极管、稳压管组成:D1、D3为稳压管 (VZ=5.2V) , D2、D4为二极管 (导通压降为0.7V) 。当MAX303的输出为高电平脉冲时, 见图2的右路导通。左路的二极管截止, 当MAX303的输出为低电平脉冲, 见图2左路导通, 而右路截止。不管那一路导通, 二极管的结压降和稳压管的稳压可以保证0.7+5.2V=5.9V的恒压。这样电导池上就会出现交变的5.9V的方波电压。实验证明对称性很好。

2.2 量程切换电路

本系统是基于电阻分压原理来测量溶液的电导率。由于溶液的电导率范围很大, 所以必须选择合适的分压电阻来保证测量精度。本仪器共有8档可供选择。在通道选择上, 较低的四个档是测量电导率值较大的溶液;五、六、七、八档是测量电导率值较小的溶液, 它们均采用模拟开关MAX308来选择。二个模拟开关MAX308的通道选择控制引脚A、B、C连接到单片机的P3.0、P3.1、P3.2, 用单片机控制档位的选择。

2.3 检波电路

通过电导池的电流是脉冲交变电流, 如图4, 所以取得分压信号也是脉冲信号, 现在的A/D转换IC一般只能处理直流信号, 如果ADC0809对交流信号测量, 由于充放电的相互抵消, 是绝对不能得到正确的数字值。现在需要把交流信号转换成直流信号。普通的整流二极管的压降为0.7V, 不能通过小的分压信号, 本文介绍了一种由集成运算放大器组成的相敏检波电路, 它调试方便, 动态范围大, 价格低廉。

从图5中, 从输入的分压信号还要经过一个电压跟随器, 以防止波形变换电路对分压电阻的影响。通过高输入阻抗1012ΩJFET集成电路TL081组成的电压跟随器, 使分压电阻不受波形变换电路的影响。采用的分压电阻最大是620MΩ, 这与TL081的输入阻抗1012Ω相差很远, 对分压电阻的影响完全可以忽略。

电压跟随器实际是单位放大的同相放大器。主要起到阻抗匹配的作用。使后级电路不对前级电路产生影响。不用跟随器, 会增大测量误差。

为了使相敏检波电路的精度, 温漂减小, 提高该电路的线性度和对称度, 需要对电路元器件作出精细的选择。本系统运放均采用了OP07, 精度高, 其温漂、时漂、增益均满足要求。图5中上面的一个是同相放大器, 下面的一个是反相放大器。两个放大器分别对输入信号进行同、反相单位放大, 在输出端得到是两个幅度、频率一样的电压信号, 只是不同步, 相位相差180度。后面的模拟电子开关MAX308在同步信号 (1000Hz) 控制下, 分时选通两个有相位差的信号。由于是同步信号, MAX308的输出端是由同相信号的前半周期 (0～180度) 和反相信号的后半周期 (180～360度) 合成的。实际上这两个半周期是相同的高电平信号, 这样, 在MAX308的输出端得到分压信号的直流表示。问题的解决在于同步信号的控制:送来的分压信号是1000Hz, 产生它的控制信号和这里的合成控制信号是同步的。由于工作在低频, COMS的极限频率远远高于它, 所以得到的直流信号在接合处没有比较明显的波动, 这可以通过示波器观察出来。

2.4 温度采集电路

温度直接影响溶液中电解质的电离度、溶解度、离子迁移速度、溶液的粘度和溶液的膨胀等, 从而影响了溶液电导率的准确测量。当溶液的浓度不变时, 在不同的温度下, 就有不同的电导率值。所以若要用电导率来表示溶液的浓度, 必须在一定的温度条件下才有意义。本仪器采用的是软件温度补偿方法, 要实现时实测量被测溶液的温度, 利用LM35温度传感器及二极管组成的测温电路, LM35是一种内部电路已校准的集成温度传感器, 其输出电压与摄氏温度成正比, 线性度好, 灵敏度高, 精度适中.其输出灵敏度为10.0m V/℃, 精度达0.5℃。其测量范围为-20℃～100℃。输出电压Vout与温度t的关系为:VOUT=10×t (m V) 。

3 系统软件设计

本系统采用采用汇编语言来实现, 汇编语言的源程序结构紧凑、灵活, 汇编生成的目标程序效率高, 具有占存储空间少、运行速度快、时实性强等优点, 应用相当广泛。但由于它是面向机器的语言, 因此缺乏通用性, 编程复杂繁琐。采用高级语言进行程序设计, 对系统资源的分配及操作比用汇编语言要简单, 且程序的阅读和修改比较容易。但汇编语言应用于短小精悍的程序中, 它的实时性、可控制性要好于C51。

初始化程序在上电复位后首先被执行, 它的作用是对单片机和其外围芯片如转换芯片ADC0809和模拟通道开关赋初值, 使它们准备好正常的工作, 并完成中断的初始化设置。电导率信号和温度信号的采集采用申请中断, 在中断子程序中完成。数据处理子程序完成对采集的电导率数据进行误差和温度补偿。换档程序的实现, 换档子程序是整个程序的核心, 它通过一个多项判断来实现。在本系统中设置了八个档位, 采用增量法进行判断来实现。程序将档位初始化在第八档, 通过逐一加档找到合适的档位, 为了减小转换和分压电阻带来的误差, 在换档中设置了二个极限值UL、UH, 把A/D转换后得到的值UX与UL、UH比较, 如果UL≤UX≤UH就送到L E D显示, 如果UL>UX或UX>UH, 开始换档操作, 直到找到合适的档位。在超量程中, 若档位已为最高档位时, 就要求单片机发出超量程报警。只有在UL≤UX≤UH时, 档位才是最合适的, 这时ADC0809处于最佳的A/D转换精度, 并且分压电阻RX对电导池的等效电阻的影响也是可以忽略的, 如图6所示。

4 结束语

本系统采用频率为1000Hz的交变电场的方法, 使测量精度大大提高。解决了不同浓度的介质测量问题, 电路运用两片M AX08完成大范围的多挡切换。在数据处理方面, 利用强大MCU的数据计算能力, 能对采集的数据进行误差补偿。

实验表明, 本仪器在相当宽的范围内实现了测量的自动换档, 测量精度高, 可以达到与标准测试仪器一致, 且操作简单, 使用方便, 仪器由北京从容测控技术有限公司负责生产。

参考文献

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[5]何立民编著.单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社.1990

高电导率聚苯胺的合成 第6篇

关键词：聚苯胺,樟脑磺酸,掺杂,高电导率

聚苯胺(PANI)是一种高分子合成材料,俗称导电塑料。它是一类特种功能材料,具有塑料的密度,又具有金属的导电性和塑料的可加工性,还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能而成为导电高聚物领域的研究热点[1,2,3]。但是,PANI导电聚合物目前还存在许多问题,主要有加工性及稳定性不好、使用温度范围窄、导电率不够高等。掺杂是赋予PANI导电性的有效途径[4,5,6,7,8]。目前,研究成果中有关高电导率PANI体系的报道不多,仅有王佛松[9,10]小组合成的PANI电导率高达400Scm-1。关于聚苯胺及其衍生物的合成、溶解能力及应用等方面,特别是实际应用方面还有许多问题有待进一步研究和探讨。

本方法选择有机大分子酸樟脑磺酸(CSA)作为掺杂剂,并将之溶于强极性溶剂间甲酚和三氯甲烷的混合溶剂中得到PANI溶液[11]。从掺杂时间、温度、掺杂剂用量及间甲酚(m-c)与三氯甲烷(ch)的混合溶剂比例四个方面研究它们对PANI导电性的影响,旨在制备高导电性的PANI,以期拓宽导电PANI的应用领域。

1 实验部分

1.1 主要试剂

聚苯胺(PANI,工业品,吉林正基科技股份公司, 98%, Mw=103~104)。樟脑磺酸(CSA,上海飞祥化工厂),间甲酚(国药集团化学试剂有限公司),三氯甲烷(北京化工厂),乙醇(北京化工厂),以上试剂均为分析纯。

1.2 PANI-CSA薄膜的制备

将PANI-CSA粉末溶于间甲酚和氯仿的混合溶剂中,混合溶剂m-c/ch(V/V)为20/80,混合溶液浇铸在15cm10cm的玻璃板上,经自然晾干除去溶剂后取膜,40℃下真空干燥至恒重(24~48h)。

1.3 测试与表征

采用SDY-4型四探针方法测薄膜的电导率。测量方法如下:

ρ=R□W (1)

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其中,R□-表面电阻,单位Ωsq-1;W-膜厚,单位cm;ρ-电阻率,单位Ωcm;σ-电导率,单位Scm-1。

采用KBr压片法,在4000~400cm-1 范围内,用AVATAR 360型红外光谱分析仪测量掺杂产物的红外光谱;用日本电子JSM-5600型扫描电子显微镜观察膜微观结构。

2 结果与讨论

2.1 PANI-CSA的红外光谱分析

图1为CAS掺杂PANI的红外光谱图,1160cm- 1为 S=O伸缩振动特征吸收峰,752cm- 1和619cm- 1分别为C-S、S-O基团的伸缩振动吸收峰,这表明存在CAS根离子(CSA-)。1730cm- 1为-C=O 的伸缩振动特征吸收峰。

由于掺杂使聚合物分子链中的电子云密度下降,降低了原子间的力常数,产生诱导效应。同时由于掺杂的作用,分子链中的电子、电荷的离域化作用增加,形成共振结构产生共轭效应。两个效应的结果使得基团的振动频率下降,因此CAS掺杂PANI红外吸收峰向低频方向移动,且吸收峰加宽加强。

2.2 掺杂温度对PANI-CSA电导率的影响

采用四探针电导率测试仪测试不同温度下合成的PANI-CSA的电导率值。实验在其它条件不变,只改变反应体系的温度下进行。由表1可知,在0~25℃范围内,温度对PANI-CSA电导率的影响不大,一开始随着反应温度的升高,电导率增加,在6℃左右电导率达最大值,约为400Scm-1;继续提高反应温度,电导率开始下降,降到56Scm-1左右;到30℃时,电导率已非常低。较高的掺杂温度会破坏PANI分子链的共轭大π键,会降低电导率。所以低温掺杂可以制得高电导率的PANI薄膜。

注:掺杂时间24h;PANI/CSA(mol/mol)为1/50;m-c/ch(V/V)20/80 ;a:电导率极低

2.3 掺杂时间对PANI-CSA电导率的影响

选择溶液聚合法制备掺杂态PANI,改变掺杂时间,研究掺杂时间对PANI-CSA薄膜的电导率的影响。由表2可知,当反应时间在24h左右时,薄膜的电导率最大。反应时间短,掺杂不完全,不足以形成连续的导电通路,电导率较低;反应时间过长,因PANI自聚能力强,会形成大分子聚集体,以沉淀形式堆积下来,降低薄膜的电导率 。

注:掺杂温度 6℃;PANI/CSA(mol/mol)1/50;m-c/ch(V/V)20/80

2.4 掺杂剂CSA用量对PANI-CSA电导率的影响

改变掺杂剂CSA与PANI的质量比,测试产物的电性能,结果见表3。

注:掺杂温度 6℃;掺杂时间 24h;m-c/ch(V/V)20/80

由表3可知,随着掺杂剂CSA用量的增加,电导率也随之增大。当PANI/CSA(mol/mol)为1/50时,磺化PANI的电导率达到最大值400 Scm-1。继续增加CSA用量,电导率开始下降,其原因可能是大分子质子酸CSA几乎不导电,残留在聚苯胺中的过量CSA就降低了产物的电导率。掺杂剂使主链上形成荷电孤子而转变为无能隙(半填满)的金属型能带结构,而分子链间则通过孤子-极化子的中介进行输运,这就是最经典的孤子模型。另一种解释是渗滤模型,据此理论,掺杂剂在起分子链间载流子输运的桥梁作用的同时使分子链内产生了跳跃位置,PANI的一部分由于掺杂而成为导体或半导体,这样就形成了局部通道。当掺杂量达到临界值时,出现渗滤通道,这时电导率显著增大,再进一步充分掺杂后,形成导电网络。

2.5 混合溶剂比例对PANI-CSA电导率的影响

PANI-CSA在氯仿中的溶解性很差,所以制备的PANI电导率很低 ,王佛松等考察了间甲酚/氯仿混合溶剂中,间甲酚含量对磺化PANI导电性的影响。由表4可见,磺化PANI的电导率随溶剂中间甲酚含量的增加变化不大,当m-c/ch(V/V)为20/80时,即可得到高导电性的PANI-CSA。当氯仿的含量进一步增加时,PANI-CSA 的溶解性下降,不利于得到良好的溶液,这与文献报道的一致。

注:掺杂时间 24h;PANI/CSA(mol/mol)1/50;m-c/ch(V/V)20/80; a:电导率极低

2.6 PANI-CSA的SEM分析

由优化实验得到的制备条件, 在掺杂温度为6℃、掺杂时间为24h、PANI与CSA(mol/mol)为1/50、混合溶剂比m-c/ch(V/V)为20/80的条件下, 制备了PANI-CSA薄膜,测得其电导率数据如表5所示。

CAS掺杂PANI薄膜的SEM照片如图2所示。当PANI/CSA(mol/mol)为1/30和1/40时,聚苯胺薄膜的表面粗糙,结构相对疏松。而当PANI/CSA(mol/mol)为1/50时,所得薄膜的致密度明显提高,表面平整得到改善。继续增加樟脑磺酸用量,聚苯胺薄膜的致密度下降。

3 结论

采用溶液聚合法在不同条件下用CSA对PANI进行掺杂,制备了高电导率PANI,确定了相关的合成工艺条件,得到了粉状产品和膜制品。实验结果表明,在0~25℃范围内,反应温度对PANI-CSA薄膜的电导率影响不大,在6℃、掺杂时间24h、PANI与CSA摩尔比为1/50、混合溶剂m-c/ch(V/V)为20/80条件下,PANI-CSA薄膜电导率最大值为400Scm-1。红外光谱分析表明,所制备样品中存在樟脑磺酸根离 子(CSA-)。通过调整掺杂剂CSA用量,当PANI/CSA(mol/mol)为1/50时,所得膜的的致密性和均匀性明显提高,电导率增大。

参考文献

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热电厂回水系统电导率的技改 第7篇

1.1 电导率

水的导电性即水的电阻的倒数, 通常用它来表示水的纯净度。电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板, 放到被测溶液中, 在极板的两端加上一定的电势 (通常为正弦波电压) , 然后测量极板间流过的电流。

1.2 影响因素

1) 温度:电导率与温度具有很大相关性。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。

2) 掺杂程度:固态半导体的掺杂程度会造成电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成高电导率。

3) 各向异性:有些物质会有异向性 (anisotropic) 的电导率, 必需用3X3矩阵来表达 (使用数学术语, 第二阶张量, 通常是对称的) 。下面电导率改造就是根据电导率的影响因素作为依据, 对电导率进行改造。

2 技改前存在的问题

热电厂氧化铝回水系统电导率包括:1#蒸发回水、2#蒸发回水、原料磨回水、溶出回水电导率的4个电导率仪, 在实际运行中, 时常因工艺及取样管道生锈囤积污垢在电导率测量杯导致测量数据不准。而这4个电导率数值作为氧化铝回水水质是否超标和相关连锁切换直接依据, 超标则当作废水排致中和池, 不超标则经处理供热电厂锅炉生产蒸汽使用。因此, 这4个电导率仪是否能准确的测量氧化铝回水的电导率, 直接影响到热电厂锅炉运行的安全和生产成本以及人身安全。电导率仪的实际安装如下图:

在生产过程中, 这4个回水电导率仪每天都因测量杯积累污垢出现1至5次的回水电导率测量值超标, 而经人工化验样水水质合格, 致使工艺岗位人员的对回水的处理和操作失去指导依据或操作处理错误。从而造成回水的浪费致使公司生产成本的提高。而出现这种情况, 工艺岗位人员也只能通过通知仪表人员对电导率仪传感器探头进行清洗和排污, 问题只能得到暂时的解决。而仪表人员在对探头进行清洗和排污时, 因测量杯底部没有装排污阀致使必须把整个探头从测量杯拧出才能进行清洗, 清洗方式也只能用溢流, 电导率仪探头的安装高度为1.6米, 在这个高度上用这种不符合规范的操作方法清洗和排污给仪表维护人员带来高温 (溶出回水有160多度) 烫伤的安全隐患和电导率仪探头安装螺纹及信号电缆的损坏。

3 技改措施和方案

1) 将取样管一次阀后用不锈钢材料, 避免铁屑产生。

2) 测量杯底部增加排污阀, 可直接对测量杯内污垢进行排污而无需拧开电导探头。防止因拆开探头排污造成电导率信号线缆损坏和仪表维护人员受到高温烫伤。

3) 降低电导率的安装位置, 把原来探头离地面1.6米的安装高度改为1.2米, 符合仪器仪表的安装规范, 方便仪表人员对仪表的接线及检修维护。

4) 在一次阀前取样管涂上耐高温防锈漆。

5) 改用不锈钢材料测量杯, 测量杯底部有排污口可接排污伐 (DN16) , 测量杯直径在80mm至100mm, 测量杯深度在130mm至140mm (探头插深90mm) , 测量杯顶部中心带一个M332螺纹的电导率探头安装底座, 测量杯样水进口在测量杯下半部份, 探头装入后样水可直接冲到探头末端 (探头插深90mm) , 保证测量灵敏度, 测量杯样水出口在测量杯上半部份 (超过电导探头插入部分2/3高度) , 保证样水下进上出流通, 符合电导率仪表安装规范, 测量杯设计样图如下:

4 预期取得效果

1) 提高电导率测量的稳定性和检测精度, 能让热电厂氧化铝回水系统投上连锁, 保证工艺管道设备的安全稳定运行, 避免因电导率测量不稳定造成回水的浪费。降低生产成本, 为锅炉运行提供安全保障。

2) 消除电导率测量杯底部无排污阀给仪表维护人员使用不符合规范的排污方法清洗和排污带来的高温烫伤安全隐患。

3) 避免因排污对探头多次拆装给电导探头及线缆造成的损坏, 降低备件消耗成本, 为公司节省开支。

4) 避免同种事情反复处理, 提高工作效率。

5 结语

通过对电导率的改造, 提高了数据测量精度, 为生产需要提供了有效的参考依据, 避免的不必要的浪费, 同时减少了工作维护量, 降低了生产成本, 为维护人员提供一个良好的安全环境, 体现了生产以人为本的宗旨。

摘要：本文主要介绍了电导率的概念和影响因素, 由于电导率在热电厂回水系统中的重要性, 针对目前存在的问题, 对电导率进行设计上的的改造, 为生产稳定运行提供一个保障。

关键词：电导率,回水系统,测量杯

参考文献

[1]盛克仁.过程测量仪表.化学工业出版社, 2001.