过程分析

当需要监控超出“四大”(压力、流量、温度和液位)范围的过程变量时，某种类型的过程分析仪通常可以完成这项工作。这类仪器仪表有自己的四大子类型:

• 成分-检测和测量工艺流程中的特定化学成分;

• 电化学-测量特定离子浓度，最常见的是氢(pH值);

• 分光光度法——利用光吸收特性检测和测量特定成分;而且,

• 物理性质-测量比重、密度、粘度等。

由于制造工艺通常是为特定功能而设计的，因此给定产品的成分或特性应该属于相对狭窄的范围。例如，虽然可以将任何未知物质分解成其组成部分的广谱分析仪可能存在于实验室(至少在犯罪电视剧中)，但这在现实生活的生产环境中通常是不切实际的。气相色谱仪和质谱仪设备可以量化各种物质，但当更简单的技术无法完成这项工作时，它们的成本和相对复杂性使它们成为一种选择。

ABB过程自动化部门产品经理加里•布鲁尔(Gary Brewer)表示:“客户对我们的可靠性的要求超过了准确性或精密度。“制造商通常没有大量的支持人员，所以如果分析仪坏了，整个过程都可能会坏。所以经验法则是应用尽可能简单的技术来获得所需的测量。”

当试图量化产品中的成分或污染物时，了解你要寻找的物质是至关重要的。在必须执行多个测试的情况下，可能涉及多个分析仪或分析仪技术。

考虑这样一个例子，其任务是分析锅炉烟气中的流出物，确定二氧化硫(SO)的数量₂)、氧化亚氮(NOx)、酸性气体和汞。所以₂可通过红外线吸收、非色散红外线或紫外线来测量。对于氮氧化物，使用化学发光或紫外线。水星需要紫外线。酸性气体可能需要气相色谱仪或质谱仪。尽管紫外线可能适用于四种物质中的三种，但这种情况可能需要不止一个传感器，甚至可能为每种物质配备一个单独的传感器。多元件传感器是可用的，但有成本和复杂性的权衡。

一些相对简单的测试，如pH值或溶解氧，可以通过插入工艺流的探针来处理。然而，很少有分析技术如此简单。大多数方法涉及将产品样品移动到可以进行更复杂分析操作的设备中。实际上，分析变成了从流程流中提取样品并进行检查的批处理操作，就像手动将样品带到实验室一样。这个过程可以自动化，并在适当的时间间隔进行。设计将样品移动到分析仪的管道的方法是另一个问题。(见7月的文章控制工程)。在某些情况下，为了节省成本，一个设备可以服务于多条工艺线，只要它可以处理所需的变量范围。技术有自己的分析周期。近红外的速度足够快，基本上可以连续进行，而气相色谱仪需要30分钟才能完成一次测试。

选择分析仪的关键，就像选择任何一种仪器一样，是了解您的过程以及哪些信息对更大的控制策略至关重要。

作者信息

彼得·韦兰德是过程工业编辑。联络他的地址是PWelander@cfemedia.com．

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