[發明專利]用于確定液體的正磷酸根含量的傳感器裝置和方法

在審

• 申請號: 201410804469.0
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104730120A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 斯特凡·維爾克;托馬斯·威廉
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾測量及調節技術分析儀表兩合公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 戚傳江;金潔

技術領域

本發明涉及一種用于確定液體的正磷酸根含量的傳感器裝置和方法。

背景技術

在過程分析中，特別是在水和廢水的應用領域中，確定正磷酸根PO₄^3-的濃度引起全球關注。該參數尤其對于下列問題具有重要作用，即監控水體，監控工業和市政凈水廠的指定P排放限值的保持，并且在給定情況下，用于控制在該凈水廠中執行的除磷，或磷回收。

在這一時間點上，通常通過實驗室分析執行這些應用中的正磷酸根確定。通常，這不允許接近及時地確定測量值。同樣地，不可能通過實驗室分析實時提供諸如自動控制過程所需的測量值。

到目前為止，用于正磷酸根確定的已知自動分析測量設備，特別是在線測量設備在原則上實際上能夠應用于自動控制。然而，分析測量設備中的測量值確定基于濕化學分析法。這些方法要求應用化學試劑，通過化學試劑處理液體樣品，以便產生通常是可光度檢測的液體樣品特性變化，例如取決于正磷酸根含量的著色或顏色變化。實際上，這些分析設備產生非常精確的測量結果。然而，它們的構造相對復雜，并且需要大量維護。特別地，需要有規律地替換試劑，以及在給定情況下的磨損部分。

現場傳感器，諸如光極和離子選擇性電極形成用于確定許多離子濃度的相對成本有效和需要較少維護的替換方式，該替換方式實質上不需要取樣和不需要添加試劑地提供離子濃度的測量值。離子選擇性電極是具有測量半電池和參考半電池的電位傳感器。測量半電池包括測量膜，取決于特定類型的離子濃度，測量膜上的電位升高。例如，被用作參考半電池的能夠為第二型參考電極，例如銀/氯化銀參考電極，該參考電極提供獨立于測量變量的穩定參考電勢。基于接觸測量液體時在測量半電池和參考半電池之間記錄的電勢差，發生離子濃度的確定。例如在K.Cammann,H.Galster,Das?Arbeiten?mit?ionenselektiven?Elektroden(Working?with?Ion-Selective?Electrodes),3rd?Edition,Springer?Verlag(publisher),1996中給出了離子選擇性電極的許多示例。

發明內容

本發明的目的包括一種方法和一種傳感器裝置，這種方法和傳感器裝置提供一種用于確定液體的正磷酸根含量的成本有效的，并且與已知的基于濕化學法分析設備相比密集維護較少的替換方式。

通過權利要求1限定的方法和權利要求12限定的傳感器裝置實現根據本發明的目的。在從屬權利要求中給出有利實施例。

本發明的用于確定液體的正磷酸根含量的方法包括：

-記錄離子選擇性磷酸二氫根傳感器的第一測量信號；

-記錄離子選擇性磷酸氫根傳感器的第二測量信號；和

-基于第一和第二測量信號確定液體的正磷酸根含量。

本發明的方法基于下列認識，即在其中必須確定液體的正磷酸根含量的大量應用中，兩種離子類型——磷酸二氫根和磷酸氫根(后者也被稱為單氫磷酸根)為正磷酸根含量提供本質性貢獻。特別是在監控水體的應用領域中，或者在監控或控制凈水廠的除磷或磷回收工藝時，待監控的液體，即水體，或待處理的廢水的pH值通常處于5至10之間的范圍內，甚至通常僅在7至8之間。在該pH范圍內，正磷酸根幾乎全部作為磷酸氫根HPO₄^2-和/或磷酸二氫根H₂PO₄^-存在。液體的pH值確定了這兩種離子形式存在的比率。因此，為了出于控制除磷工藝，或磷回收工藝，以及出于監控凈水廠出口或天然水體的目的而確定正磷酸根含量，通常本發明的方法足以確定正磷酸根含量。優選地，因此完全基于第一和第二測量信號確定樣品的正磷酸根含量。