刘冬阳 杨素艳

摘要：近年来，我国的现代化建设的发展迅速，为降低生产成本，提升产品品质以及转化效率，确保我国环境可持续发展政策顺利实施，在线分析仪表在我国化工企业生产中的作用正變得逐渐重要。鉴于此，本文将以在线分析仪表的构成为切入角度，对常用在线分析仪表的分类与选择加以概述，详尽阐述了在线分析仪表在样品处理系统中的应用，以供专业人士参考与借鉴。

关键词：在线分析仪表;技术管理;措施

引言

工业在线分析仪通常是指在化工生产过程中对某一物质的组分及物理（化学）性质进行测取的仪表。在现在的化工生产过程中，根据测取某工段物质的成分及性质（如氧含量、酸碱度、电导率等），从而通过自动或人为地去控制生产过程，以达到安全生产、提高产量、降低成本、保证产品品质、保护环境、节能减排的目的。

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。

2在线分析仪表管理使用上的影响因素

我认为在线分析仪表管理使用水平的高低并不完全取决于在线分析仪表是否是国外的产品，而主要由以下几个因素决定：

2.1在线分析仪表的管理模式

大部分的石化企业都是将在线分析仪表看成是仪表专业的一个分支，往往采用常规仪表的管理方式由仪表车间（或相应的机构）进行管理。但是在线分析仪表运行的好坏取决于在线分析仪表分析数据的及时性、稳定性和准确性，尤其分析数据的准确性是评价在线分析仪表可信度的最重要的指标，这项工作单靠仪表专业是难以完成的，需要分析专业的强有力的支持与帮助。所以在线分析仪表与分析化验室同处于一个部门（或者是两个部门同处于一个上级领导部门）的管理模式，使这两个专业相互支持、相互配合、共同发展，化验室定期对在线分析仪表进行对比分析。

2.2在线分析仪表的技术性能

在线分析仪表大都是由化验室技术发展而来的，但是从化验室的技术到相对应的在线分析仪表的出现，大都需要比较长的时间，这主要由于工业生产对在线分析仪表提出苛刻的可靠性要求，一台精确可靠的在线分析仪表，对一个高效率的工艺过程来说可以是一个无价之宝，而一台不准确不可靠的在线分析仪表，可能会对工艺过程造成很大的影响。所以在线分析仪表与同时期的化验室分析仪器相比，在技术性能上总是存在着一些不足。同时由于在线分析仪表需要连续不断的运行，所以对各部件的质量要求就更加严格。我认为评价一台在线分析仪表的标准不仅仅是它的准确性，而稳定性和可靠性也同样至关重要，良好的在线分析仪表应该具有动部件较少、故障率低、日常需要的维护工作较少、易出现故障的部件更换简易等特点。所以，选择好在线分析仪表是运行好在线分析仪表的一个重要前提。

结语

随着生产过程对先进控制要求的不断提高，在线分析仪表越来越广泛地应用于各个生产环节中，它及时、准确地提供分析数据为稳定生产、优化生产作业、提高产品质量、环保监测起到了不可替代的作用。该文就常规在线分析仪表的原理、样品的处理及其管理等做了简单的阐述。希望通过该文的阐述与分析，能为在线分析仪表在化工生产中的应用与管理提供一定的参考价值。

参考文献

[1]任丽静.化工自动化控制仪表作业[M].徐州：中国矿业大学出版社，2013.

[2]王松汉.石油化工设计手册（第四卷）[M].北京：化学工业出版社，2001.