Руководство по эксплуатации

Прибор предназначен для эксплуатации в следующих условиях:

• закрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газов;

• температура окружающего воздуха от 0 до плюс 65 °С;

• верхний предел относительной влажности воздуха: не более 80 % без конденсации влаги;

• атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа при эксплуатации до 2000 м над уровнем моря.

По устойчивости к электромагнитным воздействиям прибор соответствует ГОСТ 30804.6.1-2013, ГОСТ 30804.6.2-2013. По уровню излучаемых радиопомех прибор соответствует ГОСТ IEC 61000-6-3-2016, ГОСТ IEC 61000-6-4-2016.

По устойчивости к синусоидальным вибрациям во время эксплуатации прибор соответствует группе исполнения N2 по ГОСТ Р 52931-2008.

Предупреждение

Требования в части внешних воздействующих факторов являются обязательными, так как относятся к требованиям безопасности.

Надлежащее хранение предотвращает высыхание чувствительной стеклянной мембраны и позволяет продлить срок службы электрода.

Кратковременное хранение (до 24 часов):

• После использования тщательно промыть электрод дистиллированной водой.

• Поместить кончик электрода в стаканчик с раствором KCl 3 М или, при отсутствии, в буферный раствор pH 4,00 или pH 7,00. Не хранить электрод в дистиллированной воде, так как это приведет к вымыванию ионов из стеклянной мембраны и повреждению электрода.

• Убедиться, что защитный колпачок плотно закрыт.

Долговременное хранение (более 24 часов):

• Промыть электрод дистиллированной водой.

• Заполнить защитный колпачок раствором KCl 3 М или специальным раствором для хранения.

• Плотно закрыть колпачок, убедившись, что стеклянная мембрана и солевой мостик полностью погружены в раствор.

• Хранить электрод в вертикальном положении при комнатной температуре.

• Перед следующим использованием проверить уровень раствора в колпачке и при необходимости добавить свежий.

Регулярная очистка удаляет загрязнения, которые могут образовываться на стеклянной мембране, увеличивая погрешность измерения. Частота очистки зависит от типа измеряемой среды.

Примечание

Следует всегда промывать электрод дистиллированной водой после использования чистящих растворов и перед погружением в измеряемую среду или раствор для хранения.

Предупреждение

Запрещено использовать абразивные материалы для очистки стеклянной мембраны, так как это может повредить ее.

Общие рекомендации по очистке:

• Для большинства применений.

  Промыть электрод дистиллированной водой и аккуратно протереть мягкой безворсовой тканью.

• При сильных загрязнениях:

  • Органические отложения (масла, жиры).

    Промыть электрод в мягком детергенте или растворе изопропилового спирта (70 %) в течение 5-10 минут, затем тщательно промыть дистиллированной водой.

  • Белковые отложения.

    Замочить электрод в растворе пепсина с HCl (0,1 М) на 10-20 минут, затем тщательно промыть дистиллированной водой.

  • Минеральные отложения (например, карбонаты).

    Замочить электрод в растворе соляной кислоты (0,1 М) на 5-10 минут, затем тщательно промыть дистиллированной водой.

Примечание

Регенерация не гарантирует полного восстановления электрода и должна рассматриваться как временная мера перед заменой изношенного электрода.

Со временем электрод может потерять чувствительность. В некоторых случаях электрод можно восстановить.

Признаки, по которым можно определить потерю чувствительности электрода:

• Долгий отклик (более 30 секунд для стабилизации показаний).

• Высокий дрейф показаний.

• Значительное отклонение показаний при калибровке.

Способы регенерации:

• Восстановление гидратации.

  Замочить электрод в горячей (60...80 °C) деионизированной воде на 1 час, затем перенести в раствор KCl 3 М на 8...12 часов.

• Восстановление стеклянной мембраны.

  На короткое время (не более 1 минуты) погрузить кончик электрода в раствор HCl (0,1 М), затем тщательно промыть и поместить в раствор KCl 3 М на несколько часов.

Для обеспечения надежности электрических соединений следует использовать медные кабели и провода с однопроволочными или многопроволочными жилами. Концы проводов следует зачистить. Многопроволочные жилы следует залудить или использовать кабельные наконечники.

Требования к сечениям жил кабелей указаны на рисунке ниже.

Общие требования к линиям соединений:

• во время монтажа кабелей следует выделить сигнальные линии связи, соединяющие прибор с датчиком в самостоятельную трассу (или несколько трасс). Трассу (или несколько трасс) расположить отдельно от силовых кабелей, а также от кабелей, создающих высокочастотные и импульсные помехи;
• для защиты входов прибора от влияния промышленных электромагнитных помех следует экранировать линии связи прибора с датчиком. В качестве экранов могут быть использованы специальные кабели с экранирующими оплетками или заземленные стальные трубы подходящего диаметра. Экраны кабелей с экранирующими оплетками следует подключить к контакту функционального заземления (FE) в щите управления;
• фильтры сетевых помех следует устанавливать в линиях питания прибора;
• искрогасящие фильтры следует устанавливать в линиях коммутации силового оборудования.

Монтируя систему, в которой работает прибор, следует учитывать правила организации эффективного заземления:

• все заземляющие линии следует прокладывать по схеме «звезда» с обеспечением хорошего контакта;
• все заземляющие цепи должны быть выполнены проводами наибольшего сечения;
• запрещается объединять клеммы прибора и заземляющие линии.

Предупреждение

После распаковки прибора следует убедиться, что во время транспортировки прибор не был поврежден.

Порядок первого включения:

1. Открутив четыре винта, снять заднюю крышку прибора (см. рисунок, 1).

2. Подключить линии связи «прибор – датчики» к датчику и клеммнику прибора (см. рисунок, 2).

   Примечание

   Провода следует пропускать через кабельные вводы прибора.

3. Подключить прибор к источнику питания.

   Предупреждение

   Перед подачей питания следует проверить величину его напряжения.

4. Подать питание на прибор.

   Предупреждение

   Чтобы избежать выхода из строя ИМ, рекомендуется сначала настроить прибор, потом подключить управляющие цепи.

5. Настроить прибор.

6. Снять питание с прибора.

Для организации обмена данными в сети по протоколу Modbus необходим «мастер» сети. Основная функция «мастера» сети – инициализировать обмен данными между отправителем и получателем. В качестве «мастера» сети следует использовать ПК с подключенным адаптером интерфейса компании «ОВЕН» или приборы с функцией «мастера» сети Modbus (например, ПЛК и др.).

Все приборы в сети соединяются в последовательную шину. Пример соединения приборов представлен на рисунке. Для качественной работы приемопередатчиков и предотвращения влияния помех на концах линии связи следует установить согласующие резисторы на 120 Ом. Резистор следует подключать непосредственно к клеммам прибора.

Пример

Прибор подключается к ПК через адаптер интерфейса RS-485 ↔ USB, в качестве которого можно использовать АС4-М компании «ОВЕН».

Для работы по интерфейсу RS-485 следует:

1. Подключить прибор к сети RS-485.

2. Задать сетевые параметры прибора (см. раздел).

Список регистров Modbus приведен в приложении Карта регистров Modbus.

Опасность

Для защиты входных цепей прибора от возможного пробоя зарядами статического электричества, накопленного на линиях связи «прибор – датчик», перед подключением к клеммнику прибора следует обесточить датчик и соединить его жилы на 1–2 секунды с контактом функционального заземления (FE) щита.

Во время проверки исправности датчика и линии связи следует отключить прибор от сети питания.

Чтобы избежать выхода прибора из строя во время проверки электрического контакта в цепях, следует использовать измерительные устройства с напряжением питания не более 4,5 В. При более высоких напряжениях питания таких устройств следует обязательно отключить датчик от прибора.

pH-метр измеряет активность ионов водорода при помощи датчика рН или датчика ОВП (его еще часто называют электродом или зондом). Полученный сигнал в мВ поступает на измерительный вход прибора и преобразуется в выбранную величину – рН или ОВП. Далее прибор сравнивает эту величину с заданными порогами срабатывания сигнализации и выдает аварийные сигналы, если значения pH/ОВП не соответствуют требуемому диапазону. Затем ЦАП прибора преобразовывает входное значение pH/ОВП в сигнал от 4 до 20 мА, который регистрирует аналоговое ВУ.

Принцип работы pH-метра основан на разности потенциалов, которая создается в исследуемой среде между электродами датчика. Один из электродов является измерительным, именно он реагирует на ионы водорода, а второй — электродом сравнения.

Измерительный электрод обычно стеклянный. Его свойство заключается в том, что тонкая стеклянная мембрана на конце электрода избирательно чувствительна к ионам водорода (H⁺). Потенциал этого электрода зависит от концентрации H⁺ в растворе.

Электрод сравнения имеет стабильный и постоянный потенциал, который не зависит от состава исследуемого раствора. Он обеспечивает точку отсчета для измерения. Часто используется хлорсеребряный или каломельный электрод.

При погружении электродов в раствор между ними возникает электродвижущая сила (ЭДС). Эта ЭДС напрямую связана с разницей потенциалов между электродом сравнения и измерительным электродом.

В датчиках рН и ОВП компании ОВЕН сравнительный и измерительный электроды объединены в одном корпусе.

Поскольку ЭДС от pH зависит от температуры, датчик рН можно дополнить датчиком температуры, чтобы проводить последующую температурную компенсацию по измеренному значению температуры. Если в датчике рН есть встроенный датчик температуры, это указывается в технических характеристиках. В приборе pHM1 реализован алгоритм температурной компенсации. Есть два способа компенсации – автоматическая (по показаниям датчика температуры) и ручная (по заданному значению смещения).

На лицевой поверхности прибора расположены:

• экран;

• два светодиода;

• пять кнопок.

Функции кнопок зависят от пункта меню, к которому перешел пользователь.

Назначение кнопок

Кнопка	Экран	Функция
	Мониторинг	Просмотр уставок (см. раздел)
	Меню	Возвращение на предыдущий экран
	Калибровка	Отмена изменения\пропуск параметра\пункта
	Все	Переход между разрядами (циклический)
	Мониторинг	Вход в Меню
	Меню	Выход из Меню
	Меню	Выбор подменю/пролистывание списка параметров. Изменение значений в режиме настройки
	Меню	Вход в подменю или подтверждение изменения

Экран уставок

В приборе можно быстро перейти к уставкам включения и отключения реле «Высок.» и «Низк.»

Для просмотра уставок следует нажать кнопку .

Уставки отображаются в тех единицах, которые выбраны пользователем.

Главный экран

Обозначения на экране:

1. Измеренная температура. Если рядом отображается “Н”, то включена автоматическая температурная компенсация;

2. Значение на аналоговом выходе;

3. Измеренное рН;

4. Включен режим “фиксации выхода 4–20 мА”;

5. Единицы измерения (рН или мВ).

Примечание

Калибровка датчика рН по двум точкам позволяет добиться точности ± 0,1 рН. Для точности ±0,02 рН следует калибровать датчик по трем точкам.

Перечень материалов, которые понадобятся при калибровке:

• Буферные растворы pH:

  • Два или три буферных раствора со эталонными значениями pH. В приборе доступна калибровка по двум наборам эталонных значений: 4,00/6,86/9,18 и 4,01/7,00/10,01;

  • Необходимо использовать свежие, непросроченные буферные растворы. Запрещается переливать использованный буферный раствор обратно в емкость, где он хранился;

  • Буферные растворы необходимо хранить в плотно закрытых емкостях при рекомендованной температуре.

• Дистиллированная вода. Для промывки электрода во время смены буферного раствора;

• Безворсовая ткань или салфетки. Для аккуратного промакивания электрода.

• Стаканчики или контейнеры. Чистые, сухие, подходящего объема для буферных растворов.

Процедура калибровки (многоточечная)

В pHM1 доступна калибровка по двум или трем точкам. Для калибровки доступны следующие значения:

• 4,00/6,86;

• 6,86/9,18;

• 4,01/7,00;

• 7,00/10,01;

• 4,00/6,86/9,18;

• 4,01/7,00/10,01.

Примечание

Буферные растворы и электрод должны находиться при одинаковой температуре. Если используется автоматическая температурная компенсация, нужно убедиться, что температура, измеренная датчиком температуры, соответствует температуре раствора.

Для калибровки следует:

1. Подготовка электрода:

   • Убедиться, что электрод чист и не имеет видимых повреждений;

   • Снять защитный колпачок с электрода;

   • Промыть электрод дистиллированной водой и аккуратно промокнуть безворсовой тканью.

2. Подготовка буферных растворов:

   • Налить достаточное количество каждого буферного раствора в отдельные чистые емкости.

   • Если буферные растворы хранились в холодильнике, прогреть до комнатной температуры.

3. Запуск калибровки на приборе:

   • Зайти в меню «Калибровка» и выбрать подпункт «Калибровка».

   • Выбрать тип калибровки (две точки или три точки).

   • Выбрать необходимый набор точек.

4. Калибровка первой точки:

   • Погрузить электрод в буферный раствор pH 4,00 или рН 4,01, убедившись, что стеклянная мембрана полностью погружена в раствор.

   • Осторожно покрутить электрод, чтобы удалить пузырьки воздуха.

   • Дождаться стабилизации показаний.

   • После стабилизации показаний нажать кнопку и перейти ко второй точке.

5. Калибровка второй точки (pH 4.01 или 9.18/10.01):

   • Извлечь электрод из буферного раствора pH 4,00 или 4,01.

   • Тщательно промыть электрод дистиллированной водой и аккуратно промокнуть.

   • Погрузить электрод в следующий буферный раствор (например, pH 6,86 или рН 7,00).

   • Дождаться стабилизации показаний.

   • После стабилизации показаний нажать кнопку и перейти к третьей точке (если такой вариант выбран).

6. Калибровка третьей точки:

   • Извлечь электрод из предыдущего буферного раствора.

   • Тщательно промыть электрод дистиллированной водой и аккуратно промокнуть.

   • Погрузить электрод в третий буферный раствор (например, pH 9,18 или рН 10,01).

   • Дождаться стабилизации показаний.

   • Подтвердить калибровку третьей точки.

7. Завершение калибровки:

   • После подтверждения последней точки прибор сохранит данные калибровки и выйдет из режима калибровки.

   • Промыть электрод дистиллированной водой и поместить его в раствор для хранения или в измеряемую среду.

Описание меню параметров

Тип датчика

Первым следует настроить тип датчика. Чтобы выбрать тип датчика (рН или ОВП), необходимо зайти в пункт «Основ. настр.» (настройки системы) и выбрать рН или ОВП.

рН-5019 дополнительно может измерять температуру с помощью встроенного NTC 10K датчика. Для этого следует подключить провода TEMPA и TEMPB к соответствующим клеммам.

Для подключения внешнего датчика Pt1000 тоже следует использовать клеммы TEMPA и TEMPB.

Автоматическая температурная компенсация

Примечание

Рекомендуется всегда использовать автоматическую компенсацию, когда это возможно. Это обеспечивает наибольшую точность при температуре рабочей среды, отличной от 25 ℃.

Для настройки автоматической температурной компенсации следует:

1. Войти в меню настроек прибора, пункт «Наст.сист.». Выбрать пункт «Темп. Комп.» (температурная компенсация).

2. Выбрать пункт «Режим».

3. Выбрать «Авто».

4. Выбрать тип датчика NTC10K или Pt1000.

Ручная температурная компенсация

Ручная температурная компенсация используется, когда дополнительный датчик температуры недоступен или неисправен.

Для настройки автоматической температурной компенсации следует:

1. Измерить температуру рабочей среды.

   Примечание

   Если температура рабочей среды изменится в процессе работы, показания прибора без автоматической компенсации не будут скорректированы. Необходимо повторно измерить температуру и ввести новое значение в прибор для сохранения точности измерений.

2. Войти в меню настроек прибора, пункт «Наст.сист.». Выбрать пункт «Темп. Комп.» (температурная компенсация):

   • Выбрать пункт «Режим»

   • Выбрать «Руч.»

   • Задать значение температуры рабочей среды.

Тип компенсации

• Линейная

  Это наиболее распространенный и стандартный тип температурной компенсации. При линейной компенсации предполагается, что изменение потенциала pH-электрода с температурой происходит линейно. Вычисления основаны на уравнении Нернста, которое описывает зависимость потенциала от температуры и активности ионов.

  Подходит для большинства измерений в широком диапазоне pH (обычно от 2 до 12) и температур, когда не требуется предельная точность или когда образцы имеют pH, близкий к нейтральному. Тип компенсации по умолчанию.

• Кислотная

  Этот тип компенсации предназначен для среды с низким pH (для кислых растворов). Прибор использует калибровочную кривую, которая лучше учитывает нелинейные эффекты или особенности работы pH-электрода в кислой среде при различных температурах.

  Если измеряемая среда является кислым раствором (например, pH < от 2 до 3) и требуется максимальная точность, данный тип компенсации будет наиболее подходящим.

• Щелочная

  Аналогично кислотной, этот тип используется для среды с высоким pH (для щелочных растворов). Прибор использует кривую, которая лучше компенсирует температурные эффекты и потенциальные нелинейности в сильнощелочной среде.

  Если измеряемая среда является щелочным раствором (например, pH > от 11 до 12) и требуется максимальная точность, данный тип компенсации будет наиболее подходящим.

Настройка аналогового ВУ

рНМ1 формирует на аналоговом ВУ сигнал в виде тока 4...20 мА в зависимости от измеренного значения входного сигнала. Промежуточные значения формируются по линейной зависимости.

Для задания нижней и верхней границ диапазона регистрации следует:

1. Зайти в пункт «Настр. Сист.».

2. Зайти в пункт «4-20 мА».

3. Кнопками и установить нижнюю границу регистрации.

4. Нажать кнопку .

5. Кнопками и установить верхнюю границу регистрации.

6. Нажать кнопку .

RS-485

Параметры работы интерфейса RS-485:

• адрес: от 1 до 247;

• скорость: 2400, 4800, 9600,19200 или 38400 бит/с;

• Формат посылки данных: N81, N82, E81, O81, где N — нет проверки четности, E — проверка четных, О — проверка нечетных, 8 — 8 бит в посылке, 1 и 2 — количество стоп-бит.

Сигнализация

Настройка уставок и гистерезисов реле «Высок.» и «Низк.», для сигнализации о превышении или снижении уровня рН/ОВП.

В настройках сигнализации в меню есть два параметра: "Уставка" - значение, при котором соответствующее реле включится, и "Гист." - значение, при котором реле отключится. В меню уставок на главном экране параметр "Уставка" соответствует значению "Вкл.", а "Уставка" + "Гистерезис" - значению "Откл."

Высок. вкл. – уставка включения реле «Высок.»

Высок. откл. – уставка отключения реле «Высок.»

Гист. – гистрезис переключения реле «Высок.»

Низк. вкл. – уставка включения реле «Низк.»

Низк. откл. – уставка отключения реле «Низк.»

Гист. – гистрезис переключения реле «Низк.»

Описание системных настроек

В приборе предусмотрена функция фиксации значения, выдаваемого токовой петлей 4-20 мА. Это может понадобиться во время проведения работ с датчиком, когда датчик временно отключен и значение тока нужно держать постоянным, чтобы прибор не передавал аварийные сигналы на подключенные устройства.

Для включения функции следует:

1. Зайти в меню «Фикс. 4-20 мА».

2. Выбрать «Вкл.».

3. Нажать кнопку .

Функции работы с параметрами по протоколу Modbus

Таблица регистров

Неисправности и методы их устранения