在线分析仪表的应用与管理.pdf
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在线分析仪表的应用与管理在石油、化工、制藥等的生产过程中,除了需要测取温度、压力、物位、流量等参数来控制生产过程,保证产品产量与质量外,还需要及时了解产品的组分含量、浓度等参数,这就需要用到分析仪表来测取相关参数。该文主要针对常规在线分析仪表进行以下3个方面的重点分析。1分析仪表的分类及原理1.1在线分析仪表的分类要使在线分析仪表在实际生产过程中更好地发挥其作用,有必要了解在线分析仪表的分类及其原理。1.1.1按使用目的分类(1)生产过程监控。此种分析仪主要用于测量设备或管道内的物料组分,保证生产过程的正常运行,提高产品质量和产量。(2)装置和人身安全检测。此种分析仪主要用于测量环境气体中可燃气体或毒性气体浓度,当这种有害气体达到危险极限时报警,以便操作人员采取措施。1.1.2按工作原理分类按工作原理可分为红外线分析仪、紫外线分析仪、工业色谱仪、工业质谱仪、磁导式分析仪、热导式分析仪、电化学式分析仪和光电式分析仪等。1.2常规在线分析仪表的基本原理1.2.1磁氧分析仪其他气体的磁化率远远小于氧的磁化率,磁氧分析仪便是一种基于此物理现象来测取样气中氧含量的分析仪表。磁化率想要直接测量那是非常复杂的,因而我们一般采取间接的方法来测取,即根据氧的热磁现象(随温度的升高而磁化率减小),再通过传感器把电信号送给变送器,然后经变送器输出标准信号给显示仪表或DCS。1.2.2氧化锆氧分析仪氧化锆氧分析仪的基本工作原理为:当待分析的样气通过氧化锆管进入传感器的内侧,参比气体(空气)通过自然对流进入传感器的外侧,当锆管内外侧的氧含量不同时,在氧化锆管内外侧产生氧浓差电势,该氧浓差电势经显示仪表转化成与被测烟气含氧量呈线性关系的标准信号,供测氧仪的仪表显示和输出。1.2.3红外线气体分析仪不同波长的红外线会被不同气体选择性吸收,某一吸收物质的浓度越大对某一波长的红外线衰减也越大。红外线气体分析仪便是基于此种现象制造而成的。即当氧气连续不断地通入一台制造好了的红外线气体分析仪中,其气室长度、红外线光源、待测成分、测量范围已定,然后依据吸收物质的浓度与红外线衰减成正比就可测取氧气的浓度了。1.2.4热导式气体分析仪工业上一般都是采用间接的办法来测取样品的浓度,因为气体的热传导系数很小,其变化量更小。当待测样品气体的浓度发生变化时,将引起热传导系数的变化,通过热导池,转换成热电丝电阻的变化,再用电桥来测定,从而间接得知待测样品的浓度。利用这一原理制成的仪表称为热导式气体分析仪。热导式气体分析仪是一种物理类的气体分析仪表。1.2.5密度计密度计测量原理为:当被测流体流过振动管时,此振动管的横向自由振动频率将随着被测流体密度的变化而改变。当流体密度增大时,则振动频率减小。反之,当流体的密度减小时,振动频率就增加。因此,利用测定振动管频率的变化,就可以间接地测定被测流体的密度。1.2.6工业pH计pH计是利用原电池的原理(电位测量法)工作的,原电池的两个电极间的电动势,既与电极本身的属性有关,还与氢离子在溶液里的浓度有关。电动势(原电池)和浓度(氢离子)之间存在对应关系,即pH值等于氢离子浓度的负对数(pH=-lg[c(H+)]。然后通过变送器把不标准的电流信号转换为标准电流信号传送给显示仪表或DCS。1.2.7工业电导仪工业电导仪是基于电解质分子在溶液中离解秤正负离子,以及溶液的导电力与离子的有效浓度成正比的原理进行测量。1.2.8可燃和有毒气体检测报警仪可燃、有毒气体本身都具有相对应的物理或化学性质,气体检测报警仪就是借助于气体的这些性质,应用光电技术把它变成可以被传感器处理、放大、传输的电信号。可燃气体报警仪用气敏电阻作为测量元件。当空气中有可燃气体时,气敏元件电阻变化,造成电桥失去平衡,电桥输出电信号,反映可燃气体的浓度。2在线分析仪表的应用及采样系统2.1常规在线分析仪表的应用(1)氧化锆分析广泛应用于对各种窑炉烟气中氧含量的连续监测。依据氧化锆测取的参数,我们可以更好地调节空气燃料比,以使燃料充分燃烧、降低成本,提高工艺稳定性,减少对环境的污染。为了保证氧化锆氧分析仪的测量准确,使用中需注意以下问题:需对样气进行控压处理;保证烟气和参比气都有一定的流速;确保气路无泄漏;必须经过物理过滤器;安装部位应水平;远离振动源等。(2)红外线气体分析仪适用于化工、水泥、冶金、电厂等不同领域;根据我们对不同浓度、不同测量范围、不同气体等要求,而选取符合相应要求的分析仪以达到高精度、高稳定、高实效性连续监测和记录的