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在线分析仪表的应用与管理

在石油、化工、制藥等的生产过程中，除了需要测取温度、压力、物

位、流量等参数来控制生产过程，保证产品产量与质量外，还需要及时了

解产品的组分含量、浓度等参数，这就需要用到分析仪表来测取相关参数。

该文主要针对常规在线分析仪表进行以下3个方面的重点分析。

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。

1.2.7工业电导仪

工业电导仪是基于电解质分子在溶液中离解秤正负离子，以及溶液的

导电力与离子的有效浓度成正比的原理进行测量。

1.2.8可燃和有毒气体检测报警仪

可燃、有毒气体本身都具有相对应的物理或化学性质，气体检测报警

仪就是借助于气体的这些性质，应用光电技术把它变成可以被传感器处理、

放大、传输的电信号。

可燃气体报警仪用气敏电阻作为测量元件。当空气中有可燃气体时，

气敏元件电阻变化，造成电桥失去平衡，电桥输出电信号，反映可燃气体

的浓度。

2在线分析仪表的应用及采样系统

2.1常规在线分析仪表的应用

（1）氧化锆分析广泛应用于对各种窑炉烟气中氧含量的连续监测。

依据氧化锆