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YOKOGAWA FU24 带压力补偿的 pH/ORP 复合传感器（IM 12B06J03-03EN-P）
时间: 2025-10-30浏览次数：
YOKOGAWA FU24 带压力补偿的 pH/ORP 复合传感器（IM 12B06J03-03EN-P）
YOKOGAWA FU24 带压力补偿的 pH/ORP 复合传感器（IM 12B06J03-03EN-P）
产品定位与核心特性
1. 核心定位
FU24 是一款集成pH、ORP（氧化还原电位）、rH（相对氢活度）、温度四参数测量的复合传感器，通过专利波纹管（Bellow）系统实现压力补偿，可在压力波动环境中保持稳定测量，同时支持全角度安装（含倒置），适配恶劣工业场景。
2. 核心优势
压力补偿：专利波纹管系统可实时平衡内外压力，避免过程压力波动影响传感器寿命，支持 0~10 bar（表压）、-0.99 bar（负压），压力骤变时无漏液风险；
多参数集成：单次安装实现 pH（0~14）、ORP（-1500~+1500 mV）、rH（0~100）、温度（-10~105℃）四参数测量，减少安装空间与成本；
耐用设计：主体材质为 PPS 40GF（玻纤增强聚苯硫醚），耐化学腐蚀；测量端采用 G 型玻璃（pH 电极）、AR 型玻璃（参比管），适配多种苛刻介质；
防爆安全：通过 ATEX、IECEx、FM、NEPSI 等多国防爆认证，本质安全型（Ex ia IIC T3~T6 Ga），可用于 Class I Div.1/Zone 0 等危险区域；
智能适配：提供带固定电缆（5m/10m）或 Vario Pin 连接器（VP 无 ID 芯片 / VS 带 ID 芯片）型号，VS 型可搭配 SA11-P1 智能适配器实现数据存储与快速更换。
技术规格详解
1. 基础测量参数
参数类别 规格详情
pH 测量 量程 0~14 pH，不对称电位 8±15 mV，斜率≥理论值的 96%（25℃），响应时间 t₉₀＜15 秒（pH 7→4 阶跃）；
ORP/rH 测量 ORP 量程 - 1500~+1500 mV，rH 量程 0~100，采用固体铂电极，参比系统为 Ag/AgCl（3.3M KCl）；
温度测量 内置 Pt1000 传感器（符合 IEC 751），圆顶型 - 10~105℃（响应 t₉₀＜1 分钟），平面型 15~105℃（响应 t₉₀＜4 分钟）；
环境适应性 防护等级 IP67，过程温度 - 10~105℃（圆顶型）、15~105℃（平面型），介质电导率需＞10 μS/cm；
机械性能 主体材质 PPS 40GF，接触介质部件含 Viton（O 型圈 / 波纹管）、PTFE（参比 junction）、铂（接地针）；最大拧紧扭矩 7.5 Nm，接口为 1 英寸 NPT 螺纹；
2. 防爆与合规认证
FU24 通过全球多区域防爆与安全认证，核心认证参数如下：
认证标准 防爆等级 关键参数 适用区域
ATEX/IECEx Ex ia IIC T3~T6 Ga Ui=18 VDC，Ii=170 mA，Pi=400 mW 欧盟、IECEx 成员国
FM（美 / 加） Class I Div.1/Zone 0, Ex ia IIC 温度等级 T3（-40~105℃）~T6（-40~40℃） 美国、加拿大
NEPSI（中国） Ex ia IIC T3~T6 Ga 证书号 GYJ21.2891X 中国
其他认证 PESO（印度）、KCs（韩国）、EAC Ex（俄罗斯） 基于 ATEX/IECEx 认证背书 印度、韩国、俄罗斯等
3. 型号分类
根据连接方式与功能差异，FU24 分为以下型号，后缀代码含义明确：
型号后缀 分类 核心特点
FU24-05/-10 固定电缆型 电缆长度 5m/10m，直接连接变送器（如 FLX21/PH202S 系列），无 ID 芯片；
FU24-VP Vario Pin 无 ID 芯片 8 针连接器，需搭配 WU10/WE10 电缆连接模拟变送器，无传感器信息存储功能；
FU24-VS Vario Pin 带 ID 芯片 8 针连接器（含 ID 芯片），可搭配 SA11-P1 智能适配器，存储传感器校准数据，支持热插拔；
后缀 - T1/-GC 温度传感器与区域 -T1：Pt1000，适配 ATEX/FM/NEPSI 等全球认证；-GC：适配韩国 KCs 认证；
后缀 - NPT/-FSM 测量端类型 -NPT：圆顶型（耐磨损，适用于含颗粒介质）；-FSM：平面型（自清洁，适用于粘性介质）；
安装与接线流程
1. 安装准备
（1）选址要求
确保测量点能代表工艺介质真实状态，避免死区、气泡聚集或流速过低（建议流速 0.1~1 m/s）；
环境温度需符合防爆等级要求（如 T6 级 - 40~40℃，T3 级 - 40~105℃），避免阳光直射或剧烈振动；
介质电导率＞10 μS/cm，否则需增加电解质（如 KCl）以保证测量稳定性。
（2）安装前检查
拆箱后确认传感器型号、序列号与订单一致，检查电缆 / 连接器无破损，测量端 “湿口袋”（运输保护液）完整；
移除 “湿口袋”，用去离子水冲洗测量端，避免保护液残留影响测量；首次使用前建议重新校准（工厂校准数据见 QIC 证书）。
2. 安装步骤
（1）安装方式
支持管道内安装、浸入式安装、旁路回路安装，核心步骤如下：
螺纹密封：在 1 英寸 NPT 螺纹端缠绕聚四氟乙烯胶带（避免覆盖螺纹末端，防止污染介质）；
固定传感器：用扳手卡在传感器主体的平面处拧紧，最大扭矩 7.5 Nm，避免过度拧紧损坏螺纹；
角度适配：可任意角度安装（含倒置），建议介质流向朝向测量端，减少气泡附着。
（2）接线规范
根据型号差异，接线方式分为固定电缆与 Vario Pin 连接器两类：
接线类型 接线要求
固定电缆 - 棕色（芯线）：pH 信号；
- 棕色（屏蔽层）：pH 屏蔽；
- 黑色：参比电极；
- 黄色：LE/ORP 信号；
- 红色 / 蓝色：Pt1000 温度传感器；
- 屏蔽层需单端接地（变送器侧），避免干扰；
Vario Pin 连接器 - VP 型（无 ID 芯片）：8 针接口，A-pH、B - 参比、C-pH 屏蔽、D-LE/ORP、E/F-Pt1000；
- VS 型（带 ID 芯片）：额外 G-ID 芯片电源、H-ID 芯片数据，需搭配 SA11-P1 适配器；
校准与维护
1. 校准流程
（1）pH 校准（两点校准法）
需使用 IEC 标准缓冲液（pH 4.01、6.87、9.18），步骤如下：
清洁传感器：用 5% 盐酸溶液浸泡 5 分钟，去除表面污垢，再用去离子水冲洗干净；
第一点校准：将传感器浸入 pH 6.87 缓冲液，待读数稳定后，按变送器说明书执行 “零点校准”；
第二点校准：根据工艺 pH 范围选择缓冲液（酸性选 4.01，碱性选 9.18），重复步骤 2 执行 “斜率校准”；
验证与复位：校准后用去离子水冲洗，重新浸入缓冲液验证误差≤0.02 pH，无误后装回工艺管道。
（2）ORP/rH 校准
使用醌氢醌（Chinhydron）标准溶液（1g/200mL 缓冲液），核心步骤：
选择与工艺 pH 接近的缓冲液（如 pH 4.01 或 6.87），溶解醌氢醌粉末至饱和；
将传感器浸入标准溶液，待读数稳定后，按变送器说明书手动输入理论值（如 pH 6.87 时 ORP=96 mV，rH=23.6）；
校准误差需≤±10 mV，否则需清洁 ORP 电极（用细软布擦拭铂表面）后重新校准。
2. 日常维护
（1）定期清洁
根据介质污染类型选择清洁方案，仅清洁测量端（避免损坏电缆 / 连接器）：
水垢 / 氢氧化物：用 5% 盐酸浸泡 10 分钟，去离子水冲洗；
油污 / 有机物：用热水 + 中性洗涤剂清洗，顽固污渍可蘸取少量碳酸钙粉末轻轻擦拭；
蛋白质残留：用含胃蛋白酶的盐酸溶液（10g 胃蛋白酶 + 8.5mL 浓盐酸 / 1L 水）浸泡 30 分钟；
参比端堵塞：将传感器浸入 70℃的 3M KCl 溶液，自然冷却至室温，恢复参比 junction 导电性。
（2）易损件更换
O 型圈 / 波纹管：每 6~12 个月检查，若出现老化、裂纹，需更换 Viton 材质备件，避免漏液；
电缆 / 连接器：若出现破损，需更换原厂 WU10/WE10 电缆，确保防爆性能不失效。
故障排查与备件
1. 常见故障与解决措施
故障现象 可能原因 解决措施
pH 读数漂移大 1. 参比 junction 堵塞；2. 电极污染；3. 缓冲液过期； 1. 用 3M KCl 溶液再生参比端；2. 按介质类型清洁电极；3. 更换新鲜缓冲液；
ORP 读数无响应 1. 铂电极表面氧化；2. 电缆接触不良；3. 介质无氧化还原活性； 1. 用砂纸轻轻打磨铂表面；2. 检查电缆接线是否松动；3. 确认工艺介质是否适合 ORP 测量；
温度读数异常 1. Pt1000 电缆断路；2. 变送器温度补偿设置错误； 1. 用万用表测量 Pt1000 电阻（25℃时约 1000Ω），断路需更换电缆；2. 确认变送器温度传感器类型为 Pt1000；
防爆认证失效 1. 电缆破损；2. 更换非原厂备件；3. 安装不符合控制图要求； 1. 更换原厂电缆；2. 仅使用横河认证备件；3. 参照 D&E 2020-023-A50/A51 控制图重新安装；
2. 关键备件清单
备件型号 用途 适用场景
K1521JA/JB 传感器安装支架 JA（不锈钢）、JB（PVDF），适配 FF20-S3/F3 系列安装件，1 英寸 NPT 接口；
K1520BA~BE pH 缓冲液 BA（4.01+6.87+9.18，3×0.5L）、BC（4.01 单独装）等，符合 IEC 标准；
WU10-V-D-XX Vario Pin 电缆 XX 为长度（2/5/10m），适配 VP/VS 型传感器，连接变送器；
SA11-P1 智能适配器 仅适配 VS 型传感器，存储校准数据，支持 HART 通信；
BA11 有源接线盒 用于 VS 型传感器远距离安装，实现信号放大与抗干扰；
化学兼容性与合规性
1. 材质兼容性
传感器接触介质部件的化学兼容性需匹配工艺介质，核心材质耐受范围如下：
材质 耐受介质 禁忌介质
PPS 40GF（主体） 多数酸、碱、盐溶液（如 50% 硫酸、40% 氢氧化钠） 强氧化性介质（如发烟硝酸）、卤代烃；
Viton（密封件） 矿物油、多数有机溶剂 酮类、胺类、低分子酯类；
PTFE（参比端） 几乎所有化学介质（除熔融碱金属） 无显著禁忌；
玻璃（测量端） 弱酸、中性介质 氢氟酸（浓度＞40%）、浓碱（＞50%）；
2. 合规要求
RoHS 合规：符合 EU 2011/65/EU 指令，限制铅、镉等有害物质；
WEEE 合规：作为工业固定设备部件，需按各国法规回收处理（如欧盟 WEEE 指令）；
安装合规：危险区域安装需符合当地电气规范（如美国 NFPA 70、加拿大 CEC CSA22.1），接地电阻≤1Ω。
