工業(yè)過(guò)程分析儀器儀表又稱(chēng)在線(xiàn)分析儀器儀表,是用于工業(yè)生產(chǎn)流程中對物質(zhì)的成分及性質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)分析與測量?jì)x器儀表的總稱(chēng),要點(diǎn)為燃燒控制、廢氣安全回收、流程工藝控制、質(zhì)量監測所需的自動(dòng)化分析產(chǎn)品,所顯示的數據反映生產(chǎn)中的實(shí)時(shí)狀況。
由于各種在線(xiàn)分析儀表的作用原理、分析對象和復雜程度不同,其組成也大不相同。其一般都由四個(gè)部分所構成(見(jiàn)圖),①取樣、預處理及進(jìn)樣系統。從流程中取出具有代表性的樣品,并使它符合分析器對樣品狀態(tài)或條件的要求。②分析器。將樣品的成分量或物性量轉換成可測量的電信號。③電源和電子線(xiàn)路。對儀表各部分供電,控制儀表各部分的工作,將分析器送來(lái)的電信號放大后,輸出至顯示、記錄器,或同時(shí)送至自動(dòng)控制器或電子計算機。④顯示、記錄器。用來(lái)顯示、記錄代表成分量或物性量的電信號。
常用的有:①熱學(xué)式分析儀表,如熱導式和熱化學(xué)式氣體分析器等;②電化學(xué)式分析儀表,如pH計,電導儀,鹽量計,電磁濃度計,原電池式、極譜式和氧化鋯氧分析器等;③磁式分析儀表,如熱磁式和磁力機械式氧分析器等;④光學(xué)式分析儀表,如紅外線(xiàn)氣體分析器、紫外線(xiàn)分析器和流程光電比色計等;⑤色譜分析儀,如流程氣相色譜儀和流程液相色譜儀兩類(lèi);此外,還有密度計、濕度計、水分儀和粘度計等。
化工常用在線(xiàn)分析儀表有下列幾種:
① 熱導式氣體分析器 基于氣體導熱系數值與其成分量有關(guān)的物理特性,被測氣體通過(guò)熱導池,檢測熱導池中熱絲電阻的變化,可得知其中各成分的含量。主要用于分析混合氣中氫氣、二氧化硫或二氧化碳的含量。
② 流程pH計 基于水溶液中氫離子濃度與插入溶液中一對電極所產(chǎn)生的電動(dòng)勢有關(guān)的電化學(xué)特性,用測量電動(dòng)勢值,可得知被測溶液的pH值。常用于石油煉制工業(yè)、制藥工業(yè)和食品工業(yè)等部門(mén),尤其在污水處理工程中應用更多。
③ 氧化鋯氧分析器 氧化鋯在高溫下,由于有氧離子存在而具有導電性。若在氧化鋯管的內外兩側貼上鉑電極,當電極兩側的氣體含氧量不同,電極就產(chǎn)生電動(dòng)勢。若使一側(參比側)氧濃度固定不變,則另一側(被測側)氧濃度與電動(dòng)勢有對應關(guān)系。測量該電動(dòng)勢值,就得知被測氣體中含氧量的多少。該分析器響應很快,結構簡(jiǎn)單,使用、安裝方便,維護工作量少。常用于工業(yè)爐窯煙道氣含氧量的測量和控制,提高燃燒熱效率。
④ 紅外線(xiàn)氣體分析器 基于各種氣體對紅外線(xiàn)輻射能具有選擇性吸收的特性,紅外線(xiàn)被氣體中一種組分吸收后,輻射能部分地轉化為熱能,使氣體溫度升高,通過(guò)測量氣體溫度變化或恒容積內氣體壓力的變化,就可得知氣體中這一組分的含量。它可分析的對象很廣泛(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、各種烴、乙醇和蒸汽等的含量),靈敏度高,量程范圍廣,響應速度快。
⑤ 在線(xiàn)色譜分析儀 包括氣相和液相色譜分析儀兩類(lèi)。利用不同物質(zhì)在不同兩相中具有不同分配系數的特性。當兩相在色譜柱里作相對運動(dòng)時(shí),這些物質(zhì)在兩相間多次反復分配,使分配系數不同的組分分離出來(lái),并依先后順序在檢測器中逐個(gè)測出,各組分及其濃度的信號被自動(dòng)記錄,形成色譜圖。據圖可定性和定量地求出被測物質(zhì)的組成和含量。在色譜柱中,相對運動(dòng)的兩相為固定相及流動(dòng)相。用氣體作為流動(dòng)相載運樣品的稱(chēng)氣相色譜儀;用液體作為流動(dòng)相的稱(chēng)液相色譜儀。色譜分析儀能進(jìn)行多點(diǎn)、多組分周期性的自動(dòng)分析,選擇性好,靈敏度高,響應速度快。主要用于石油、化肥等行業(yè)對氣體或液體混合物的多組分分析。
