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1、自動成分(在線分析)表基礎(chǔ)知識在線分析儀器(on-lineanalyzers),又稱過程分析儀器(processanalyzers),或質(zhì)量監(jiān)測儀表(qualitymonitoringinstrument),是指直接安裝在工業(yè)生產(chǎn)流程或其它源液體現(xiàn)場。對被測介質(zhì)的組成或物性參數(shù)進行自動連續(xù)測量的儀器。在線分析儀器廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的實時分析和環(huán)境質(zhì)量及污染排放的連續(xù)監(jiān)測。國內(nèi)早期的在線儀器起步于五十年代,應用于六十年代,脫胎于現(xiàn)場的就地儀表;因許多儀表受制現(xiàn)場人文環(huán)境和物理環(huán)境,不便于人長期觀察,而測量數(shù)據(jù)又很重要,必須取得間隙數(shù)據(jù)和不間斷數(shù)據(jù),所以就想到了現(xiàn)場數(shù)據(jù)信號的傳輸,于是便誕生了
2、在線儀器。在線分析儀器是從在線儀器逐步分化出來的。到如今,它依然是儀表中的一路旁支…在線分析儀器,而與實驗室分析并行不悖。隨著國內(nèi)實驗室分析儀儀器化程度的不斷提高,特別是工業(yè)化應用程序較高的現(xiàn)代企業(yè)實驗室,實驗室分析實際上已經(jīng)涵蓋了大部分在線分析儀器,只是許多分析儀器缺少信號輸出且在取樣頻率上無法做到在線分析儀器的即時化管理模式。也就是說:你的分析儀,只要有4…20MA輸出電路板,改進你的進樣模式,安裝好接受終端,它就是在線分析儀。國產(chǎn)第一臺在線分析儀是六十年代生產(chǎn)的屬于熱工儀表的紅外煙道分析儀…CO2。分析儀表是對物質(zhì)的成分及性質(zhì)進行分析和測量的儀表。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,必須對生產(chǎn)過程
3、的原料、成品、半成品的化學成分(比如水分含量、氧分含量)、密度、Ph值、電導率、等進行自動檢測并參與自動控制,以達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、降低能源消耗和產(chǎn)品成本,確保安全生產(chǎn)和保護環(huán)境的目的。一、分析儀表及在線分析系統(tǒng)的構(gòu)成分析的方法有兩種類型,一種是定期采樣并通過實驗室測定的實驗分析方法(這種方法所用到的儀表稱為實驗室分析儀表或離線分析儀表)。另一種是利用儀表連續(xù)測定被測物質(zhì)的含量或性質(zhì)的自動分析方法(這種方法所用到的儀表稱為過程分析儀表或在線分析儀表)。分析儀表基于多種測量原理,在進行分析測量時,需要根據(jù)被測物質(zhì)的物理或化學特性來選擇適當?shù)臋z測手段和儀表。按照使用場合來分,分析儀表又分為實驗室分析
4、儀表、在線分析儀表(有些書中也叫過程分析儀表、自動分析儀表)。在線分析儀表都采用現(xiàn)場安裝方式,它可以自動采樣、預處理,自動分析、信號處理以及遠傳,是專門用于生產(chǎn)過程的檢測和控制,在過程控制中起著常規(guī)儀表不可替代的重要作用。在線分析儀表(on-lineanalyzers)又稱過程分析儀表(processanalyzers),是指直接安裝在工藝過程中,對物料的組成成分或物性參數(shù)進行自動連續(xù)分析的一類儀表.通常在線分析儀表(一般安裝在分析小屋或?qū)iT的保護裝置中)和樣品(有氣體、液體、固體)預處理裝置(一般安裝在取樣點附近)共同組成一個在線測量系統(tǒng),以保證良好的環(huán)境適應性和高可靠性,其典型的基本組
5、成圖如下圖所示。取樣裝置從生產(chǎn)設(shè)備中自動快速地提取待分析的樣品,前級預處理裝置對該樣品進行初步冷卻、除水、除塵、加熱、氣化、減壓和過濾等處理,預處理裝置對該樣品進行進一步步冷卻、除水、除塵、加熱、氣化、減壓和過濾等處理,還實現(xiàn)流路切換、樣品分配等功能,為分析儀儀表提供符合技術(shù)要求的樣品。公用系統(tǒng)為整個系統(tǒng)提供蒸汽、冷卻水、儀表空氣電源等。樣品經(jīng)分析儀表分析處理后得到代表樣品信息的電信號通過電纜遠傳到DCS。取樣及前級預處理裝置預處理裝置分析儀表本體上位機(DCS)公用系統(tǒng)(包括:儀表空氣、蒸汽、冷卻水、電源等樣品管線儀表空氣、蒸汽、冷卻水、管線電源、信號線虛線框內(nèi)為分析小屋或?qū)iT保護裝置樣
6、品來自工藝管線二、分析儀表的分類按測定方法分:光學分析儀器、電化學分析儀器、色譜分析儀器、物性分析儀器、熱分析儀器等。按被測介質(zhì)的相態(tài)分:氣體分析儀和液體分析儀。其中氣體分析儀表包括紅外線分析儀、熱導式氣體分析儀(氫表、氬表)、氧化鋯、磁力機械氧分析儀、熱磁式氧分析儀、磁壓式氧分析儀、激光煙氣分析儀、折射儀、硫比值分析儀、微量水、微量氧、CEMS煙氣分析儀、烴分析儀、色譜分析儀、質(zhì)譜分析儀、拉曼光譜分析儀等等。液體分析儀表主要是常見的水分析儀表包括PH計、電導儀、COD、DO、TOC、ORP、濁度計、氨氮分析儀、水中油、余氯分析儀等等。以上分類方法不是絕對的,比如電容式微量水分儀既可以測量
7、氣體中的微量水分又可以處理液體中的微量水分。但是習慣上把它歸在氣體分析儀表中。三、分析儀表常用的濃度單位在線分析中氣體濃度的表示方法有:摩爾分數(shù)、體積分數(shù)、質(zhì)量濃度、質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量濃度等。在線分析儀表中最常用的是體積分數(shù)。摩爾分數(shù)——即待測組分的物質(zhì)的量與混合氣體中各組分物質(zhì)的量的總和之比。常用的單位是%、10-6、10-9,即我們以前常用的%vol(摩爾百分比)、ppmmol、ppbmol。體積分數(shù)——即待測組分的