pH自动加药装置是工业过程控制中实现酸碱度精准调节的核心设备,广泛应用于制药纯化水系统、生物发酵、污水处理及食品饮料生产等领域。其核心目标是通过闭环反馈,将工艺液体的pH值稳定维持在设定范围内,避免人工干预带来的波动与误差。
系统主要由五大模块组成:
pH在线监测单元:包括耐腐蚀的pH电极和变送器,实时采集液体pH信号并转换为4–20 mA或数字信号;
控制器(PLC或专用pH控制器):接收pH信号,与设定值比较后,通过PID算法计算所需加药量,并输出控制指令;
加药执行单元:通常采用隔膜计量泵或蠕动泵,根据控制器信号精确投加酸(如HCl)或碱(如NaOH)溶液;
储药与管路系统:包含耐腐蚀药剂储罐、过滤器、背压阀及PVDF/PP材质输送管路,确保药液纯净与系统密封;
安全与辅助单元:如低液位报警、泄漏检测、急停开关、冲洗水接口及人机界面(HMI),提升运行安全性与可操作性。
工作原理基于负反馈控制:当pH传感器检测到实际值偏离设定值(如设定6.8,实测6.2),控制器判断需加碱,随即启动碱计量泵。随着碱液加入,pH回升,信号反馈至控制器,动态调整泵速或启停时间,直至pH稳定在允许偏差内(通常±0.1–0.3)。系统还具备“死区抑制”“积分抗饱和”等算法,防止频繁启停或过调振荡。

关键设计要点包括:
pH探头应安装在混合均匀、无气泡的流路中;
加药点需靠近搅拌区域,确保快速分散;
管路避免死角,防止结晶堵塞;
定期校准pH电极与验证加药精度,是保障系统长期可靠的前提。
综上,pH自动加药装置通过“感知—决策—执行”闭环,实现了酸碱调控的自动化、精准化与智能化,是现代过程工业关键的控制单元。