如何保证样品远离实验室

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内联还是联机?这就是问题所在。无论它被称为什么，其思想都是一样的——在过程流中的某个点或其附近获得对过程“分析”的精确测量。尽管这两个术语在不那么近的过去就可以互换使用，但它们已经形成了各自的定义。

在线过程感知已经用来描述被定位的系统附近流程流。虽然他们可以在很少或没有人参与的情况下将介质样品移动到仪器中，但事实仍然是样品必须运输一些距离，无论是手动还是非手动。另一方面，内联传感已经用来描述直接放置在过程流中的过程传感系统。“样本”仍然是流程流的一部分。在任何一种情况下，控制工程师都可以在同一过程后进行测量。抽样方法造成了差异。

ARC Advisory Group(马萨诸塞州戴德姆)负责电子商务咨询服务的副总裁约翰•摩尔(John Moore)说，通常有很好的理由去“内联”。然而，其中之一通常不是设备的成本。在大多数情况下，在线设备的购买、安装和调试费用比在线仪器要高。但是，由于实验室人员和仪器技术人员的劳动力成本必须计入总拥有成本，因此管理费用较低的加工工厂可以为使用在线设备提供更好的理由。

其他原因很简单。摩尔说，在线仪器的可靠性非常好，尤其是在气相色谱和光谱学领域。内联仪器的采样和读数的能力可以使流程得到优化，从而提高产品质量，降低生产成本。将其与减少人为错误和消除样品采集过程中技术人员的潜在危险的能力相结合，内联的前景对工艺工程师变得有吸引力。

即使该技术具有吸引力，这种类型的分析仪器仍然很难找到，这让许多过程工程师感到懊恼。宾夕法尼亚州气体传感器制造商Analytical Technology Inc.的总裁贝克尔(John Becker)说，在线仪表是过程工业中每个人都想要的，而在线仪表通常是他们满足的。

炎热和潮湿

必须对燃烧产物进行测量的分析仪通常间接进入工艺流。在测量气体浓度时，湿度和高温的存在总是有问题的。尽管有分析器在线单元通常足以保护它不受热，这种类型的过程渗透对湿度控制没有任何作用。

有两种方法来收集燃烧气体样品进行分析-冷和干或热和湿。冷干法要求在样品送到分析仪之前，用冷水机将样品中的水分除去。热湿法使用加热探针和管道将样品输送到分析仪。为了防止分析器中的热气体冷凝，样品必须降低到热收集点下游的大气压力以下。Eco Physics Inc. (Cleveland, O.)在其高端化学发光NO/NO中使用了这种技术₂/不_x分析程序。

虽然这两种方法都适用于在线分析仪，但湿热法具有精度优势。Eco Physics的技术支持经理Tom McKarns表示，湿热取样能更好地反映气体浓度，因为NO₂可溶于水，如果用气体调节器将水冷凝出来，其浓度将低于真实量。该装置的应用包括锅炉/燃烧器和焚化炉操作，发电和金属加工行业的过程控制。

试水

在连续加工的固体材料和乳剂(黄油，糖，土壤，烟草等)中获得有意义的水分测量需要允许非接触式传感器确定移动材料的水分含量的技术。采用了许多不同的技术，包括射频吸收、红外吸收和微波吸收技术。然而，在这些方法产生实际解决方案之前，测定水分含量是一个缓慢而乏味的实验室过程。

所有这三种技术都已在连续过程中使用。据微波吸收设备制造商Industrial Products Inc. (IPI, McLean, Va.)总裁Uwe Klotz说，这些类型的设备使制造商能够通过将实验室“排除在循环之外”来简化操作，提高质量，并帮助优化工厂操作。例如，在储存前准确测定加工烟草中的残留水分，可确保原料在生产成成品之前的一致性、芳香质量和保质期。

在干燥或水化产品之前准确测定含水量有助于优化操作。它为工艺工程师提供了一个基准，通过该基准，可以准确地预测和控制干燥过程的能耗或水化过程的水/蒸汽消耗。使用这一基准还有助于促进能源和资源节约，使公司能够承担环境责任。

扩大范围

如果基于红外的设备测量水分，那么近红外设备(NIR)用于什么?根据NDC红外工程公司(Irwindale, california)的说法，近红外技术可以测量水分和食品、化学品和药品中的其他关键参数(脂肪、蛋白质、糖等)。该技术使用双探测器，据说可以消除源灯或其他系统组件变化的影响。此外，在MM710测量仪中，NDC通过分离光束来改进过程，以确保其两个探测器相互跟踪。该设备具有主动诊断功能，可自动警告任何故障窗口污染，高内部温度，并建议采取适当的行动

根据NDC的说法，该仪表几乎可以安装在生产线的任何地方，而不受环境温度、工厂照明水平或环境相对湿度变化的影响。该仪表一次测量和控制多达四个组件，速度为每7.5毫秒完成一次测量。这种“几乎同时”的测量降低了仪器噪声并提高了测量精度。该设备采用专有的全频谱测量概念，据说可以更好地利用频谱信息，并允许推导更稳健的校准，从而消除了定期重新校准的需要。

确定混合物

俗话说，油和水不能混合。实际上，当石油从地下开采出来时，经常会有水混入其中。了解和控制水/油含量可以提高采油效率，通过改善除水(脱水)来最大限度地提高质量，减少水运输，并有助于准确的保管转移操作。

霍尼韦尔IAC(凤凰城，亚利桑那州)H₂油分析仪通过确定液体流动的固有电性能(介电常数和电导率)，提供在线、实时的水/油百分比测量。利用水/油混合物的导纳计算，仪器的分析软件模型确定油中水的百分比。该分析仪系统专为石油采收行业设计，采用内联法兰传感器模块和远程模块作为人机界面和校准单元。

现场自动化支持工程师Eleazar Cardenas表示，该设备用于油井和流量站输出测试，其高精度和在线功能降低了南美洲委内瑞拉Petróleos de Venezuela, s.a. Lagotreco生产单元的运营成本。减少对实验室测量的依赖，减少仪器校准，提高石油产量有助于实现利润最大化。

油中的水是一回事。水中的污染物，尤其是饮用水中的污染物是另一种。水和污水处理行业长期以来一直使用在线仪器，如pH/ORP设备。然而，监测特定污染物的仪器出现的时间较长，这往往是由于它们的“区域性”性质。例如，硫化氢(H₂(因臭鸡蛋味和“臭”味而臭名昭著)自然存在于地下水供应中，但并非普遍存在。在污水处理设施中，高浓度的硫化氢也会破坏混凝土管道和修复结构，如蓄水池和沉淀池。

ATI提供了一个在线系统，测量水和废水应用中的低水平硫化物浓度。硫化物的测量使用气相分析系统，在该系统中，样品被空气剥离到进行测量的反应器上方的蒸气空间。该装置使用一个极谱传感器(本质上是一个气体驱动电池)，它产生一个与H成正比的线性信号₂年代的浓度。A15/81系统处理从几ppb到20 ppm的浓度，具有标准输出和警报，可用于控制化学进料系统或提供过程中断通知。

保持清洁

工业废水的消毒涉及复杂的化学反应。在消毒水中经常检测到的“漂白剂”气味并不表明氯过量。实际上，最常用于饮用水和废水消毒的过程被称为氯胺化，这是一个复杂的过程，包括将氯和氨与pH值为中性的水混合，形成单氯胺、二氯胺和三氯胺。这三者的形成是最佳消毒所必需的。早期监测这一过程的尝试需要三个分析仪，两个用于氯，一个用于氨。这项技术在复杂的化学反应中发现了失控的情况，但没有帮助微调氯胺化过程。

哈希公司(Hach Co.， Loveland Co.)的研究化学家理查德·霍夫曼(Richard Hofmann)表示，控制这一过程的更好方法是测定单个样品中的单氯胺和氨的浓度。该方法不仅可以直接测定最有效、最稳定的消毒剂——单氯胺的含量，还可以测定总氨的含量。这允许使用单个分析仪控制和优化过程。使用单个在线分析仪允许将单个过程渗透放置在尽可能靠近仪器的位置，使其对浓度变化的响应更快。

在水晶球里

实用的“现场”分析测试为过程工程师提供了最终的过程优化机会，将更复杂的测量带入“通常怀疑”的领域-压力，温度，液位和流量。随着跨企业沟通的不断完善，带来了所有在混合中实时定义过程度量只能帮助提供过程、其质量水平和其盈利能力的日益准确的图像。正如ATI的贝克尔所说，控制工程师们已经尽其所能地利用压力、温度和流量来优化过程。我们需要准确地监测更具体的变量，以便做得更多。”

在线电导率测量确保了洗涤器的工艺效率

许多生产过程会释放出有害的废气，这些废气必须被收集起来，然后加以处理。为了达到清洁空气标准，烟气洗涤器在整个工业中广泛用于处理有害工艺气体，蒸汽，灰尘或气味。洗涤器可以用来去除污染物，如NO和NO₂常见的烟雾和气体，如氯、二氧化硫、氟化氢、氯化氢等。它们还可以去除颗粒污染物。

据+GF+Signet (El Monte, california)的应用工程师Marc Cartier介绍，在线电导率传感已经成为高效洗涤器开发中不可或缺的一部分。一个典型的例子是由Tri-Mer公司设计的云室洗涤器(CCS)。在洗涤器内，废气穿过由带电水滴组成的“云”，这是大气物理学家克莱德·理查兹博士为Tri-Mer开发的一项技术。水滴上的电荷吸引任何亚微米颗粒，将其吸引到水中。接触到液滴的烟雾也被去除。同时清除烟雾、气体和颗粒的能力消除了与传统洗涤器技术相关的维护和成本。99%以上的效率是常见的CCS在0.1到100

卡地亚说，CCS操作的一个关键性能指标是作为洗涤介质的循环水的导电性。“要维持特定应用的电导率范围，需要通过在线电导率传感器对储液池液体进行持续监测，并调整排污(倾倒)和补水(补充)速率。”处理带电液体的严格任务要求监测过程的传感器完全电隔离。高电导率读数表明水中的高污染物水平导致自动排污。高污染水平还会形成沉积物，堵塞喷嘴和泵，因此及时清除和补充工作介质可以提高洗涤器的效率，提高可靠性，降低运行成本，并改善维护。

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