在线分析仪表基础

第七章在线分析仪表第一节概述一、基础知识分析仪器是用以测量物质（包括混合物和化合物）成分和含量及某些物理特性的一类仪器的总称。

用于实验室的称为实验室分析仪器，用于工业生产过程的称为过程在线自动分析仪表，也称为流程分析仪器。

二、过程分析仪表的组成一般的分析仪表主要由四部分组成，其原理框图如下图所示，各部分功能如下：1．采样、预处理及进样系统这部分的作用是从流程中取出具有代表性的样品，并使其成分符合分析检查对样品的状态条件的要求，送入分析器。

为了保证生产过程能连续自动地供给分析器合格的样品，正确地取样并进行预处理是非常重要的。

如果忽视这一点，往往会使仪器不能正常工作。

采样、预处理及进样系统一般由抽吸器、冷藏器、机械夹杂及化学杂质过滤器、干燥器、转化器、稳压器和流量指示器等组成。

必须根据被分析的介质的物理化学性能进行选择。

2.分析器分析器的功能是将被分析样品的成分量（或物性量）转换成可以测量的量。

随着科学技术的进步，分析器可以采用各种非电量电测法中所使用的各种敏感元件，如光敏电阻、热敏电阻及各种化学传感器等。

3．显示及数据处理系统用来指示、记录分析结果的数据，并将其转换成相应的电信号送入自动控制系统，以实现过程自动化。

目前很多分析仪器都配有微机，用来对数据进行处理或自动补偿，并对整个仪器的分析过程进行控制，组成智能分析仪器仪表。

4．电源对整个仪器提供稳定、可靠的电源。

三、取样与预处理系统安装在生产流程中的分析仪表是否能正常地工作，很大程度上取决于取样预处理系统性能的好坏。

取样预处理系统包括取样、输送、预处理（清除对分析有干扰的物质，调整样品的压力、流量和温度等）以及样品的排放等整个系统。

对取样、预处理系统的要求：（1）使样品从取样点流到分析器的滞后时间最短；（2）从取样点所取的样品应具有代表性，即与工艺管道（或设备）中的流体组分和含量相符合；（3）能除去样品中造成仪器内部及管线堵塞和腐蚀的物质，以及对测量有干扰的物质，使处理后的样品清洁干净，压力、温度和流量均符合分析仪器工作要求。

仪表基础知识1、测量误差概念1.1、误差的分类按误差数值表示的方法分为：绝对误差、相对误差、引用误差；按误差出现的规律分为：系统误差（规律误差）、随机误差（偶然误差）、疏忽误差（粗大误差）1.2、真值与约定真值（近似真值）、相对真值（标准表示值）1.3、仪表的精度等级是指基本误差（仪表在规定参比工作条件下，即标准工作条件下的最大误差）的最大允许值，精度=（最大误差/测量范围）*100%2、化工过程仪表的分类2.1、按读取测量值的位置可分为：就地测量仪表（如就地压力表、温度计、液位计、流量计等）和远传信号测量仪表（各类变送器、位置开关等）2.2、按测量参数性质可分为：分析、流量、物位（液位）、压力、温度、电量、机械量等3、分析仪表3.1、按分析目的分为：安全检测报警分析仪（可燃、有毒气体检测）、成分分析仪表3.2、成分分析仪的分类：离线分析仪（分析室仪器）、在线分析仪（COD分析仪、PH计、F离子分析仪等）4、流量测量4.1、流量的概念：是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量。

分为体积流量和质量流量，质量流量M=体积流量Q *流体密度ρ。

质量流量的常用单位有：kg/h、t/h等，体积流量的常用单位有：l/h、m3/h等。

4.2、流体流动状态的分类：A、层流（雷诺数Re〈2300） B、过渡流（2300〈Re〈4000） C、紊（湍）流（雷诺数Re〉4000）。

雷诺数是指流体惯性力与粘性力的比值。

4.3、与流体有关的物理参数：温度、压力、密度、粘度、速度、流量等。

4.4、流体的密度与温度、压力的关系：气体的密度随温度的升高而减小、随压力的增大而增大，液体的密度主要随温度升高而减小、而与压力关系不大。

4.5、流量测量仪表种类有：涡街流量计、金属管转子流量计、孔板节流装置流量计、锥形管流量计、威力巴流量计、楔式流量计、质量流量计、电磁流量计等。

4.6、流量计的分类流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。

化工在线分析仪表的原理和应用摘要：现阶段,随着国家科技水平的提高,各种新技术、新产品、新工艺不断涌现,其中在线分析仪器广泛应用于石化企业。

从分析的实际角度来看,在线分析仪表在石化企业生产阶段的有效应用,可以优化生产工艺,同时达到现代化的目的。

在此基础上,研究在线化学分析仪器的原理和应用作为参考。

关键词：化工在线分析；仪表的原理；应用引言自动分析仪表用于连续或定期检测化工生产过程中的化学成分或某些物理特性，这些特性得益于快速的数据响应、高生产效率和较低的人工成本，因此国内越来越多的石油化工企业加速了在线仪表的配置，并取代了人力来优化生产管理、稳定产品质量和优化企业经济效益，这些经验表明在线分析仪每天可以生成80，000多份数据，相当于100名分析师每天的工作。

1在线分析仪表结构原理在炼油化工行业中，在线分析仪表与组成在线测量系统的样品准备一起配置，系统的构建原理是在特定的取样设备操作过程中自动从factory中提取样品，然后对其进行处理，如除尘、流道分配、样品分配等。

2在线分析仪表的特点在线分析仪表通常由四个部分组成，包括采样、预处理和采样系统、分析设备、公用系统和控制系统，在预处理过程中必须通过降低温度、灰尘含量和压力对样品进行预处理，以便在一定程度上提高其质量，从而减轻在线分析仪器的核心部分后续处理的负担。

分析结果的主要方法有:(1)热化学；(2)电化学方法；(3)光学方法，为了确保在线仪表的正确使用，系统还必须具有防爆能力，因为在化学工业中必然会产生爆炸性的副产品，尤其是那些准备进行石油分析的副产品。

3化工在线分析仪表的应用3.1在线色谱分析仪表当前，在化工产品中含硫量是生产化工燃料的关键质量标准，硫化物含量不仅对石油化工产品的抗氧化性、耐久性和稳定性至关重要，而且还增加了炼厂的风险，因此，在分析化工产品中硫化物含量和分布时，普遍需要选择气相色谱分析的热力学性质，但是，为了提高在线分析的速度和效果，提高在线光谱仪的测试结果的准确性，这意味着很难在线分析大分子硫化物，石油的化学性质可能会干扰最终分析结果。

电厂化学分析仪表工作之基础篇基础篇如何做好电厂化学分析仪表工作之基础篇一、分析仪表简单介绍电厂化学在线分析仪表是在电厂中对各种水、蒸汽、烟气等介质，进行化学物质定量分析的一种过程分析仪，是监督水质指标及系统设备运行状态的一只眼睛。

随着大机组对安全运行、设备状态监督、经济性、环保等各方面的要求和认知的不断提高，分析仪表的重要性也再随之提高。

电厂常见的在线分析仪表有：CEMS、氨逃逸、溶氧、pH、硅、钠、磷、电导、漏氢、纯氢、ORP、SDI、TOC、溶氢、余氯、联氨、浊度、酸碱浓度、湿度等。

二、分析仪表行业现状及技术困难电厂化学分析仪表作为一个小专业、边缘专业，在大多火电厂中并没有得到充分的重视，主要原因有以下几点：1、水质参数异常对机组的影响相对来说像是“慢性病”，并不如电气、热工保护那样动辄停机，那些相对来说像是“急性病”，所以可能就容易被觉得“超点也没事”。

2、水质控制指标参数小，控制范围相对大，大多都在合理区间内运行，不容易被外专业人知道，也就是在电厂“没有上头条的命”。

3、分析仪表又叫过程分析仪，经过一系列的预处理、分析、转换、计算过程得到最终测量值，相比较其他专业的仪表，其重现性和稳定性相对算是比较差的，时常会因为一个细节故障或维护问题，就导致数值偏差或失去有效性，也容易让人觉得不可信。

我个人简单总结下分析仪表专业的特点是：基础维护多、故障难排查、消耗花费高、正常无人问、故障惹人烦、行业乱遭遭。

下面逐一简单介绍下：a、基础维护多：样品预处理、温度、流量、过滤器、试剂、仪表工作状态、消耗品、硬件等都是要经常检查和更换的，仪表的定期校验也较其他专业频繁。

b、故障难排查：过程测量步续多、结构复杂加上测量值小，使得故障原因不可能直观判断，需要逐步排查。

比如钠表从水样控制、碱化、空气混合、检测、计算、补偿等其中一个步序中的一个相关部件出了问题都会影响测量结果。

c、消耗花费高：以一台钠表为例每年大概消耗：碱化剂2—4L、电极一组（不同品牌电极数量不一）、扩散管4—6根、参比液0.5L—1L、标定液与活化液0.2L—4L （不同表相差较大）、一次性移液管100多支，另O型圈、过滤器、过滤器垫圈、空气泵组件等为不定期更换，还有其它非易损件等。

仪表基础知识1、测量误差概念1.1 、误差的分类按误差数值表示的方法分为：绝对误差、相对误差、引用误差；按误差出现的规律分为：系统误差（规律误差）、随机误差（偶然误差）、疏忽误差（粗大误差）1.2 、真值与约定真值（近似真值）、相对真值（标准表示值）1.3 、仪表的精度等级是指基本误差（仪表在规定参比工作条件下，即标准工作条件下的最大误差）的最大允许值，精度=（最大误差/ 测量范围）*100%2、化工过程仪表的分类2.1 、按读取测量值的位置可分为：就地测量仪表（如就地压力表、温度计、液位计、流量计等）和远传信号测量仪表（各类变送器、位置开关等）2.2 、按测量参数性质可分为：分析、流量、物位（液位）、压力、温度、电量、机械量等3、分析仪表3.1 、按分析目的分为：安全检测报警分析仪（可燃、有毒气体检测）、成分分析仪表3.2 、成分分析仪的分类：离线分析仪（分析室仪器）、在线分析仪（COD分析仪、PH计、F离子分析仪等）4、流量测量4.1 、流量的概念：是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量。

分为体积流量和质量流量，质量流量皿=体积流量Q*流体密度p。

质量流量的常用单位有：kg/h、t/h等，体积流量的常用单位有：l/h、m3/h 等。

4.2 、流体流动状态的分类：A、层流（雷诺数Re〈2300）B、过渡流（2300〈Re〈4000）C、紊（湍）流（雷诺数Re〉4000）。

雷诺数是指流体惯性力与粘性力的比值。

4.3 、与流体有关的物理参数：温度、压力、密度、粘度、速度、流量等。

4.4 、流体的密度与温度、压力的关系：气体的密度随温度的升高而减小、随压力的增大而增大，液体的密度主要随温度升高而减小、而与压力关系不大。

4.5 、流量测量仪表种类有：涡街流量计、金属管转子流量计、孔板节流装置流量计、锥形管流量计、威力巴流量计、楔式流量计、质量流量计、电磁流量计等。

4.6 、流量计的分类流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。

测量仪表第一章基本知识1.测量、测量结果应包括那些测量：人们借助于专门设备通过实验的方法，把被测量与所采用的测量单位相比较得到其比值的过程。

测量结果：包含有一定数值和相应的单位名称。

2.测量误差、真值、实际值测量误差：由于仪表本身的不准确性，使用者素质的高低，测量方法的优劣，环境条件的好坏等因素的影响和制约，使测量值与被测量的真实值之间总是存在着差异，这个差异就是测量误差。

真值：被测量本身所具有的真实大小。

实际值：标准表的测量值。

5.仪表误差有几种表示方法、含义各是什么、根据其性质，可分为哪三类误差，其内容是什么。

表示方法及含义：绝对误差：仪表测量示值与被测量的实际值之差δx=Ax –Ao；相对误差：仪表的绝对误差与被测量的实际值之比的百分数r x=δx/ Ao×%；引用误差：仪表的绝对误差与仪表量程之比的百分数r=δx/Am×%；误差分类及内容：系统误差：仪表本身有缺陷，使用不正确，客观环境条件改变等原因产生的误差。

有规律、数值固定或有一定规律的变化。

疏忽误差：由工作中的疏忽大意造成。

其误差数值难以估计，远超过实际值；偶然误差：由测量中偶然因数引起的。

它决定着测量的精度，误差越小精度越高。

11.测量仪表质量指标有那些，如何利用这些指标判断仪表是否合格精度：仪表最大绝对误差δmax与量程Am之比的百分数为仪表的基本误差，r m=δmax/Am×%而基本误差的允许值称为允许误差，允许误差去掉百分号的绝对值称为仪表的精度。

凡基本误差超出允许误差的仪表为不合格。

示值变差：指对某一刻度点分别由上升和下降两个方向输入对应该点的同一输入量时，上升和下降示值之差的绝对值与仪表量程之比的百分数。

2=A上-A下/Am×%。

凡示值变差超出允许误差的仪表为不合格。

灵敏度：仪表输出变化量△L与引起该变化量的输入变化量△X之比称为仪表的灵敏度S。

S=△L/△X灵敏度表示仪表对被测量变化的反应能力，要求灵敏度与仪表允许误差相适应13.为减少和防止测量系统附加误差，操作使用仪表人员应注意什么正确操作和使用不得盲动，加强责任心杜绝读数和抄表失误。