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化學(xué)傳感器在最近幾年得到了廣泛關(guān)注,下面對(duì)“分析”和“在線”兩詞進(jìn)行介紹,。研究物質(zhì)的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)測(cè)定技術(shù)的科學(xué)稱(chēng)為分析化學(xué),,17世紀(jì)波義耳把分析analysis一詞引進(jìn)化學(xué)中,�,;瘜W(xué)分析之外的儀器分析是主要研究?jī)?nèi)容,,其中主要傳感器原理為測(cè)量出試樣的光學(xué)性質(zhì),、電學(xué)性質(zhì)等物理或物理化學(xué)性質(zhì)而求出待測(cè)組分含量的方法,。最主要的分析法分色譜分析、波譜分析和光譜分析三類(lèi)方法,,可以完成定性分析和定量分析,。在線一詞,是區(qū)別于原來(lái)分析都是離線取得分析試樣,,也就是以前一般都是在實(shí)驗(yàn)室完成分析,,不能像現(xiàn)在能在實(shí)際生產(chǎn)線上即在過(guò)程控制現(xiàn)場(chǎng),實(shí)時(shí)進(jìn)行取樣分析,得出的數(shù)值有一定的實(shí)時(shí)性,。特別是在本世紀(jì)以來(lái),,強(qiáng)調(diào)了PAT過(guò)程分析技術(shù)及在流程工業(yè)中付諸實(shí)踐之后,將實(shí)驗(yàn)室分析儀以外的用于現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)分析用傳感器或便攜式監(jiān)察用傳感器稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)分析傳感器,。6 ~4 u( B+ u4 b3 b w
因?yàn)榉治鰞x器儀表稱(chēng)謂在前,, 又分析儀器儀表以前都體積比較大,而且操作復(fù)雜,,所以國(guó)內(nèi)稱(chēng)之為分析傳感器并不流行,,現(xiàn)在分析傳感器各類(lèi)多了,而且體積也減小了,,可以安裝在現(xiàn)場(chǎng),,可以不要進(jìn)行復(fù)雜操作,而且可融入控制系統(tǒng)……所以稱(chēng)謂也逐漸改變,。
; ]1 c/ [2 O# [# ]1 X: t這些年以來(lái),,在線分析傳感器,特別是過(guò)程分析技術(shù)應(yīng)用成了熱點(diǎn),,主要表現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督,、工藝監(jiān)督、保證安全,、節(jié)約能源,、保護(hù)環(huán)境等方面。又新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如生物工程,、新能源等受到重視,,再則為了信息化中獲得更多信息造成新型傳感器的發(fā)展,這些都是對(duì)過(guò)程分析技術(shù)影響較大的熱點(diǎn),。生物工程中發(fā)酵工程,、酶工程、基因工程等需求分析技術(shù)的領(lǐng)域是一個(gè)戰(zhàn)略致高點(diǎn),,值得關(guān)注,。如據(jù)資料表明,地球上綠色植物每年大約能生產(chǎn)40億噸纖維素,,如果把這些纖維素用酶工程轉(zhuǎn)化成酒精,轉(zhuǎn)化率是50%,,那么就可以有20億噸酒精,。如果這項(xiàng)世紀(jì)工程能夠形成產(chǎn)業(yè),那將需要大量的在線分析儀表和系統(tǒng),,這些將是對(duì)過(guò)程分析技術(shù)最好的消息,。
2 [: _/ | H& c9 B6 l9 `新型傳感器促進(jìn)PAT技術(shù)的發(fā)展的例子是很多的,如氣敏功能材料(或稱(chēng)氣敏元件)在我國(guó)已形成氣體傳感器及系統(tǒng)產(chǎn)業(yè),鄭州煒盛電子公司已成為中國(guó)傳感器領(lǐng)域第一家上市公司,,其產(chǎn)品包括紅外氣體傳感器,、電化學(xué)氣體傳感器、平面半導(dǎo)體,、氣體傳感器,、載體催化元件、半導(dǎo)體氣體傳感器,、熱傳導(dǎo)式氣體傳感器,、固體電解質(zhì)型氣體傳感器和熱線型氣體傳感器等八大系列130多種產(chǎn)品,檢測(cè)氣體各類(lèi)范圍覆蓋絕大多數(shù)氣體,,如甲烷,、丙烷、氬氣及多數(shù)毒性氣體,,如一氧化碳,、硫化氬、苯等,。還有工業(yè)用氧氣檢測(cè),、二氧化碳檢測(cè)、礦用瓦斯氣體檢測(cè),,還有酒精類(lèi)氣體(人體呼出氣體檢測(cè))等,,還有新一代MEMS技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品(氣體/液體流量傳感器)及智能儀表,監(jiān)測(cè)系統(tǒng),,物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè),,這與安防、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)密切相關(guān),。
. O. @( }$ W8 |& D( m9 [9 g# z4 F傳統(tǒng)過(guò)程分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì):% X0 s3 a8 N, H) ^( _4 Z
首先應(yīng)分清傳統(tǒng)過(guò)程分析技術(shù)與新興過(guò)程分析技術(shù)如何劃分的問(wèn)題,,本文得以2000年前后PAT提結(jié)出現(xiàn)為界限較好,這樣一來(lái)就給傳統(tǒng)過(guò)程分析傳感器和系統(tǒng)留出足夠的充實(shí),、完善化的發(fā)展空間,。傳統(tǒng)過(guò)程分析技術(shù)中過(guò)程分析傳感器和系統(tǒng)本身僅是其中的一個(gè)主面,如從工藝和化學(xué),、生物學(xué)科更廣的領(lǐng)域來(lái)看問(wèn)題可以為過(guò)程分析傳感器和系統(tǒng)的發(fā)展,,提出更重要的真知灼見(jiàn)。以下僅對(duì)過(guò)程分析傳感器分類(lèi)加以說(shuō)明,。, Z+ J, T6 H: x2 `. Q
物性分析傳感器:這是一類(lèi)對(duì)物質(zhì)組成和性質(zhì)進(jìn)行分析和測(cè)量的傳感器,,它比較簡(jiǎn)單,即單項(xiàng)的直接指示某參數(shù)如物質(zhì)的含量,,具體為濕度,、水分,、黏度、密度,、濃度,、濁度、酸度,、粒度計(jì)及石油物性分析儀表,。發(fā)展趨勢(shì)是數(shù)字化、智能化,、網(wǎng)絡(luò)化,、圖像化、多功能化,、集成化,、另外就是固態(tài)化和光學(xué)化。采用半導(dǎo)體技術(shù)的固態(tài)傳感器,,它不僅容易接受外界物理信號(hào)的作用并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),,而且響應(yīng)速度快、體積小,、重量輕,、而且便于實(shí)現(xiàn)傳感器的集成化。又例如固態(tài)PH探頭的使用,,與玻璃PH電極相比,,是有響應(yīng)速度快、使用壽命長(zhǎng),、可行性高和安裝方便等優(yōu)點(diǎn),。又光學(xué)化的應(yīng)用,出現(xiàn)了透射式濁度計(jì),、反射式濁度計(jì),、分布光纖溫度計(jì)、紅外水分計(jì)等儀表,,并得到廣泛應(yīng)用,。新的原理應(yīng)用還有核磁共振式水分計(jì)等實(shí)例,這也是物性分析儀表的一個(gè)亮點(diǎn),。
7 F% |/ `1 |- V+ F5 c: W- t電化學(xué)式分析傳感器:這些年有較大的發(fā)展,,具體有電導(dǎo)式、電位式,、電量式分析傳感器和極譜分析儀,,又指示電極種類(lèi)繁多。目前上海等地此方面儀表數(shù)字化,,網(wǎng)絡(luò)化,集成化,智能化水平都較高,,市場(chǎng)前景看好,。( y* H3 U2 l7 f2 g6 v& j0 X
熱學(xué)式氣體分析儀、磁學(xué)式氧量分析儀等仍然在化肥工業(yè),、易爆氣體防爆檢測(cè)和燃燒控制等領(lǐng)域使用,,熱導(dǎo)檢測(cè)器仍在氣相色譜中使用。氧化鋯氧量計(jì)為電化學(xué)式成分分析儀(固體電解質(zhì)氧分析器) ,, 我國(guó)70 年代開(kāi)始研制,,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已形成產(chǎn)業(yè),用于燃燒系統(tǒng),、硫酸,、空氣分離及真空吹氧煉鋼過(guò)程等熔融金屬如含氧量測(cè)定。以上幾種過(guò)程分析儀表相對(duì)簡(jiǎn)單易用,,應(yīng)盡量?jī)?yōu)先選用,。
/ G$ z, M0 x7 s. J色譜儀:這是過(guò)程分析儀表的主要產(chǎn)品,自1904年高貝爾斯德,、1906年茨維特發(fā)現(xiàn)色層分析法,,1931年庫(kù)恩用纖維狀氧化鋁和碳酸鈣做吸附劑,把結(jié)晶狀胡蘿卜素分成兩種同分異構(gòu)體之后,,逐步發(fā)展成現(xiàn)在的氣相色譜(GC),、液相色譜(LC),因?yàn)橐蛛x分析的多組分混合物種類(lèi)很多,,所以目前色譜儀有多種檢測(cè)器及多種聯(lián)用方法,。按氣相色譜檢測(cè)器來(lái)分,有已提到的熱導(dǎo)檢測(cè)器(ECD),、還有氬火焰離化檢測(cè)器(FID),、電子捕獲檢測(cè)器(ECD)、火焰光度檢測(cè)器(FPD),,另有熱離子檢測(cè)器(TID),、光離子檢測(cè)器(PID)等。近年來(lái)又發(fā)展了毛細(xì)管氣相色譜(CGC),,這是分離系統(tǒng)(色譜柱)的新發(fā)展,,由于采用了毛細(xì)管柱,滲透性好,,分析速度快,,如環(huán)境污染物檢測(cè)用毛細(xì)管柱,2小時(shí)內(nèi)分離出近300個(gè)組分,,或在幾秒內(nèi)可以分離出十幾個(gè)組分,,所以CGC應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,。) L5 M$ U9 V, @! F4 \& c
由于G C僅能分析在操作溫度下能汽化而不能分解的物質(zhì)(約為已知化合物及其衍生物的15~20%),所以20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)了高效液相色譜(HPLC),,80年代還發(fā)展了兩類(lèi)液相色譜技術(shù),,即毛細(xì)管電泳、高速逆流色譜,。這些年LC得到高速發(fā)展,。
2 \" w( l/ A5 u0 U: E/ a為了了解傳統(tǒng)過(guò)程分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,下面介紹2013年霍尼韋爾推出的PGC 9303過(guò)程氣相色譜儀,。這是首款能夠在單一裝置中測(cè)量天然氣質(zhì)量與氫氧成分的裝置,,精度為±0.1%,該高精度過(guò)程氣相色譜儀有助于減少運(yùn)營(yíng)成本,�,?蓽y(cè)量12種天然氣主要成分含量,計(jì)算燃?xì)鈮嚎s率,。根據(jù)ISO6976標(biāo)準(zhǔn),,計(jì)算高低位熱值、標(biāo)準(zhǔn)密度,、相對(duì)密度和沃泊指數(shù),,相關(guān)的計(jì)量技術(shù)已獲得驗(yàn)證,保證能夠?yàn)橛脩?hù)測(cè)量出氣體中的能量含量,。設(shè)備采用模塊化安裝,,可裝配兩個(gè)或三個(gè)柱模塊。
H' b. I7 _2 L5 {! k5,、質(zhì)譜儀:這個(gè)通過(guò)對(duì)被測(cè)樣品離子的質(zhì)荷比的測(cè)定來(lái)分析的方法,,已經(jīng)有10位學(xué)者6次獲得諾貝爾獎(jiǎng),1922年阿斯頓(英國(guó))運(yùn)用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)多種非放射性光素的同位素,,并發(fā)現(xiàn)其整定律,,所以質(zhì)譜儀歷史悠久,60年代出現(xiàn)GC-MS聯(lián)用儀,,開(kāi)始成為有機(jī)物分析儀,,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使MS發(fā)生了飛躍的變化,后來(lái)又出現(xiàn)快原子轟擊電離源基質(zhì)輔助繳光解吸電離源,、電噴霧電離源,、大氣壓化學(xué)電離源,以及LC-MS聯(lián)用儀,,感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀,、付里葉變換質(zhì)譜儀等。目前,,已廣泛應(yīng)用于化學(xué),、化工,、材料、環(huán)境,、地質(zhì),、能源,、藥物,、刑偵、生命科學(xué),、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,,據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)2004年一年就購(gòu)置600臺(tái)質(zhì)譜儀。& r2 B- c3 N, L3 _; V
6 ,、光學(xué)分析儀: 又稱(chēng)光譜分析儀,。光學(xué)既是古老的學(xué)科,又是前進(jìn)中的學(xué)科,,1907年邁克爾遜分光儀和質(zhì)量學(xué)研究及以后多位光譜學(xué)的研究的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,,證明了光學(xué)分析儀的重要。具體有紅外線分析,,特別有近紅外線分析儀(NIR),,原高發(fā)射光譜分析儀(AES),原子吸收光譜分析儀(AAS),,原子熒光分析儀,,紫外—可見(jiàn)吸收光譜法中不分光紫外線分析儀,此外可見(jiàn)光分光光度計(jì),,紫外熒光分析儀(SO2分析儀,、水面浮游監(jiān)視儀) , 熒光和磷光分析儀(包括拉曼散射作痕量分析),,化學(xué)發(fā)光或分析儀(臭氧分析儀,、氮氧分析儀),光電比色式分析儀(硅酸根自動(dòng)分析儀,,用于火電廠鍋爐給水和蒸氣硅酸根含量連續(xù)測(cè)定),,光散射分析儀(濁度計(jì))和拉曼光譜儀等。
# Y, [ }% o$ i7 f6 q6 S7 y$ |7,、射線分析儀:這包括X射線熒光光譜儀(礦漿分析),,電子 能譜儀等。電子能譜儀曲激光源(X射線槍和電子槍?zhuān)�,、離子槍,、樣品室、電子能量分析器,、檢測(cè)器和真空系統(tǒng)組成,,這證明它是分析儀表的新的領(lǐng)域,,值得大家重視。7 k: G3 D" G8 \; {# D" H
8,、核磁共振波譜儀(NMR):該課題兩次得諾貝爾獎(jiǎng),,這是當(dāng)代最重要的分析手段之一,1953年世界上第一臺(tái)核磁共振儀出現(xiàn),,將在下節(jié)進(jìn)一步闡述,。
& Z" u1 G, m( _! M: V與過(guò)程分析儀配套的取樣系統(tǒng),標(biāo)準(zhǔn)氣及其標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),、消耗性材料及各種配套P件等,。我國(guó)也有一定生產(chǎn)規(guī)模。最常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)氣體(純氣和多組分標(biāo)準(zhǔn)混合氣)在校準(zhǔn)和標(biāo)定過(guò)程分析儀中是不可少的,。2000年我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)氣產(chǎn)品銷(xiāo)售額為200多億元,,所以我們應(yīng)給以重視,包括對(duì)其使用方法也應(yīng)做到科學(xué)使用,,保證安全,。
$ u! J. M; M( W傳統(tǒng)過(guò)程分析儀表和系統(tǒng)把物性分析儀表和本節(jié)2~8段述的工業(yè)分析儀分成兩類(lèi),后者發(fā)展趨勢(shì)特別是工業(yè)色譜儀等表現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì):普及計(jì)算機(jī)應(yīng)用:主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)和成分分析儀相結(jié)合,,用于數(shù)據(jù)處理和監(jiān)督控制分析儀的各項(xiàng)操作參數(shù),,另外就是用于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制。廣泛采用新技術(shù):主要是采用固體氣敏等元件及新型傳感器,,大規(guī)模集成電路,,MEMS技術(shù),激光技術(shù),,超導(dǎo),,光導(dǎo)等新技術(shù),成分分析儀應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展等,。不斷提高自動(dòng)化程度:逐步把實(shí)驗(yàn)室中已成熟的各種成分分析儀逐個(gè)應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中,, 實(shí)現(xiàn)全盤(pán)自動(dòng)化。盡量標(biāo)準(zhǔn)化:主要是插件,、P件標(biāo)準(zhǔn)化,,成分分析儀整體標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,、單元組合化,,以利于降低成本、簡(jiǎn)化操作技術(shù),、減少維護(hù)工作量等,。
3 u' F: ?( E. N ~" m新興過(guò)程分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì):7 \& k* y# q0 H( o
僅僅過(guò)程分析傳感器和系統(tǒng)本身來(lái)探討新興過(guò)程分析技術(shù):已逐步做到過(guò)程分析儀也像自動(dòng)化儀表溫、壓、流(量),、物(位)常用儀表那樣,,各種分析儀產(chǎn)品給出常用接口的選項(xiàng),以利用直接接入流程工業(yè)的各種自動(dòng)化系統(tǒng)或分析儀表監(jiān)控系統(tǒng),。如流程工業(yè)常用的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線F F系列儀表中,,已有47種過(guò)程分析儀完成了注冊(cè),具有互連,、互通,、互操作等功能,較復(fù)雜的如EMERSON公司GC700工業(yè)氣相色譜變送器,,能夠現(xiàn)場(chǎng)安裝,、具有防爆結(jié)構(gòu),可以作為FFHI現(xiàn)場(chǎng)低速網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn),,也可以作為FF HSE高速網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)然這僅是一個(gè)例子,,要像一般自動(dòng)化儀表和開(kāi)關(guān)量離散元件那樣完成互操作和設(shè)備管理的EDDL語(yǔ)言和FDT現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工具等方面設(shè)備描述功能的細(xì)節(jié),,還是有很多工作要做。$ ^; e p* S1 l' d" B* n
關(guān)于過(guò)程分析儀表的模塊化,、標(biāo)準(zhǔn)化方面,,現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)與新型采樣傳感器創(chuàng)始委員會(huì)NeSSI(New Sampling Sensor Initiative)合作,并有CPAC(Center for Process Analytical Chemistrry)過(guò)程分析化學(xué)中心參與,,采用新的NeSSI標(biāo)準(zhǔn),,從事擴(kuò)大基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線在流程工業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域方面的工作。2 `) C6 }* Z) {8 x6 k' b" [
NeSSI是一個(gè)獨(dú)立的國(guó)際組織,,由超過(guò)250個(gè)成員單位組成,,其中包括Dow和Exxon Mobil等大型企業(yè)及眾多儀表制造廠,該組織旨在提升工業(yè)流程過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)安裝分析系統(tǒng),,擴(kuò)大流程工業(yè)的物理和化學(xué)采樣系統(tǒng)的集成,,以及完善現(xiàn)場(chǎng)變送器的靈巧化和智能化等。C PAC是過(guò)程分析化學(xué)的一個(gè)行業(yè)組織,,由29個(gè)成員單位組成,,包括相關(guān)政府部門(mén)、化工設(shè)計(jì)部門(mén),、多種行業(yè)的相關(guān)單位,。# k1 j) Y* u! Y
NeSSI組織跟蹤C(jī)PAC重要會(huì)議,制定采樣設(shè)計(jì)方案,,基本遵守SEMI 1.5標(biāo)準(zhǔn)(與ISA的SP76有區(qū)別),。我國(guó)應(yīng)參加相關(guān)的業(yè)務(wù)并爭(zhēng)取成為正式成員。7 {1 H& C* f; A7 L5 A _ j& r
過(guò)程分析儀表和系統(tǒng)還關(guān)注系統(tǒng)集成其它相關(guān)技術(shù),,如OPC VA和IEC61131-3等,,使過(guò)程分析儀表和系統(tǒng)的發(fā)展是自動(dòng)化系統(tǒng)大家族的一員,,不是在信息孤島中。( _# [* d6 e& y7 n" c5 D! y) { I
近年來(lái)近紅外線分析儀發(fā)展很快,,用于在線分析,,對(duì)PAT技術(shù),是創(chuàng)建初期有力支持者,。它具有測(cè)試速度快(多通道分析儀可在1S之內(nèi)完成),、分析效率高、分析成本低,、測(cè)重現(xiàn)性好,、樣品測(cè)量一般不需預(yù)處理、便于實(shí)現(xiàn)在線分析(近紅外光譜在光纖中傳輸性能好),、為典型的無(wú)損分析等特點(diǎn),,所以應(yīng)用領(lǐng)域很廣。根據(jù)分光方式可分為濾光片型,、光柵掃描型,、傅里葉變換、固定光路多道檢測(cè)器和聲光調(diào)諧濾光器等形式,。5 [, ?/ F% J1 L# H0 M; ^
關(guān)于分析模型:即由于近紅外光譜無(wú)特征,,具體應(yīng)用時(shí)需要用相似的樣品,先建立一個(gè)定量分析模型才能得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果,;一量在線應(yīng)用中樣品組成變化較大,,則需要重新收集新的訓(xùn)練樣本,并建立新的模型,。所以建立光譜數(shù)據(jù)庫(kù)就顯得很重要,,為此,如石油科學(xué)研究院解決了樣本來(lái)源,、分析模型的建立,、預(yù)測(cè)分析、成品(汽油,、柴油,、苯和含氧量)的分析,他們收集了近千個(gè)汽油,、柴油樣本,,建立了多種成品油的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)近紅外分析技術(shù)的推廣起了很好的作用,。
1 D* Q* P: k: F! E工業(yè)核磁共振波譜儀是最近幾年又一項(xiàng)非常給力的分析技術(shù),。核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)在線分析儀是最有前途的過(guò)程分析技術(shù)之一,已在生物燃料、乳制品,、食品生產(chǎn),、飲料、制藥,、石油化工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,。它具有測(cè)量速度快、可實(shí)現(xiàn)多通道多性質(zhì)同時(shí)測(cè)量,、樣品前處理簡(jiǎn)單,、非破壞性,適用范圍較寬(粘稠的,、不透明液體,、固體、粉末等)等的特點(diǎn),,所以很受青睞,。中石油撫順石化乙烯廠利用在線核磁共振分析儀已與裂解爐優(yōu)化控制軟件相結(jié)合,快速,、準(zhǔn)確對(duì)乙烯裂解過(guò)程烴類(lèi)物質(zhì)的特性進(jìn)行分析,,使得先進(jìn)過(guò)程控制和過(guò)程優(yōu)化控制(APC)得以成功實(shí)現(xiàn)。
; M9 |$ n# _- E/ `' FNMR有連續(xù)波(CN)及脈沖付里葉變換(PFT)兩種形式,,目前后者流行。分析儀由磁塊,、射譜發(fā)射器,、檢測(cè)器和放大器、記錄儀等組成,。磁鐵有永久磁鐵,、電磁鐵、超導(dǎo)磁鐵三種,。頻率大的分析儀,,分辨率好、靈敏度高,、圖譜簡(jiǎn)單易于分析,。
3 t5 M# B# ^( R4 p8 N0 D& P0 t, a在線分析傳感器的應(yīng)用及相關(guān)發(fā)展趨勢(shì):
3 ~" n$ i" i+ `/ Y* X2 t" t固定源排放廢氣中的污染物實(shí)行濃度控制和總量控制,所以近十年來(lái),, 我國(guó)安裝了1 . 8 萬(wàn)套連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CEMS(Continuous Emission Monitoring System),,具體標(biāo)準(zhǔn)有HJ/T75固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范、H5/T76固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法,、HJ/T212污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)傳輸標(biāo)準(zhǔn),,二氧化硫第一線、氮氧化物和顆粒物,為污染物排放總量考核,、監(jiān)督執(zhí)法,、排污申報(bào)核定等工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),提高環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理水平,,也為流程工業(yè)企業(yè)決定本企業(yè)的鍋爐,、加熱爐等燃燒控制等工藝方面的對(duì)策。
( D0 U7 k: l4 V `! p# x目前我國(guó)這方面的制造廠商有近100家,,已形成產(chǎn)業(yè),,還有成套工程、售后服務(wù),、為運(yùn)行保駕護(hù)航的全生命周期服務(wù)能力,。
* {: \- ]3 d m L生產(chǎn)數(shù)據(jù)最多的CEMS系統(tǒng)是完全抽取煙氣樣品,然后用非分散紅外分析儀監(jiān)測(cè)SO2 NOX,;其次是直接監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和稀釋抽取監(jiān)測(cè)系統(tǒng),。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠和在我國(guó)有生產(chǎn)基地或通過(guò)我國(guó)適用性檢測(cè)的外國(guó)公司有:完全抽取—非分散紅外法(52家,艾默生等大多數(shù)公司為紅外分析儀,,聚光等3家為紫外分析儀),、直接監(jiān)測(cè)紫外差分吸收法(5家)、稀釋抽取—發(fā)光法(4家),、顆粒物CEMS,、流速(流量)和含濕量連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)(3家)、分析儀多反射長(zhǎng)光程吸收池(5家),。近來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)PM2.5監(jiān)測(cè)儀需求大增,,青島佳明公司也進(jìn)行了開(kāi)發(fā)。4 p3 z) j% X: ^3 o: l' ~
環(huán)保和流程工業(yè)本身對(duì)水質(zhì)在線分析儀的需求是很大的,。水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有常規(guī)五項(xiàng)參數(shù)分析儀(水溫,、PH、溶解氧DO,、電導(dǎo)率,、濁度)、常用監(jiān)測(cè)項(xiàng)目(化學(xué)需氧量COD,、高錳酸鹽批數(shù),、總有機(jī)碳TOC、氨氮,、總氮,、總磷)、其它監(jiān)測(cè)項(xiàng)目(氟化物,、氯化物,、硝酸鹽,、亞硝酸鹽、氰化物,、第一線酸鹽,、磷酸鹽、活性氯,、生化需氧量BOD5,、石油類(lèi)、酚,、葉綠素,、金屬離子如六價(jià)鉻等)等,這些項(xiàng)目國(guó)內(nèi)分析儀生產(chǎn)廠有100多家,。我國(guó)在2003年也頒布了氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn),,規(guī)定了工業(yè)污水的基于電極法和分光光度的氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀性能要求和性能試驗(yàn)方法。
; T0 O9 x) ^9 R9 Y- y9 q在工業(yè)用水中,,軟化及除鹽水處理中,,有硬度在線分析儀;二氧化硅在線分析儀,;循環(huán)冷卻水處理中有濁度/ 懸浮物分析儀,; 凝結(jié)水回用中,有鈉離子分析儀等,。其中鈉離子分析儀監(jiān)測(cè)水汽聯(lián)合裝置化學(xué)水系統(tǒng)的運(yùn)行,,克服了實(shí)驗(yàn)室分析不夠及時(shí)的缺點(diǎn),水處理質(zhì)量提高,,并可快速判斷床層是否失效,。又為了防止在蒸汽冷凝水和冷卻水中滲入芳烴化合物,采用賽默飛世爾公司的Arospector在線芳烴分析儀,,使用脈沖紫外熒光分析法,為我們提供了解決方案,。- a, Z0 [3 D2 F% x2 h
目前國(guó)內(nèi)在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展中,,一方面對(duì)在線分析儀如COD、TOC,、BOD,、氨氮、總氨,、總磷等儀表靈敏度,、可靠性、新分析方法的采用及商品化程度等還有較大差距,;另一方面就是遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)及形成中心站,、托管站,、托管子站的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展上,還要適應(yīng)通信技術(shù)進(jìn)步,,實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代,。流動(dòng)式子站應(yīng)與固定式子站同樣得到發(fā)展。2 r q" |4 t, K. q1 d
說(shuō)到這里,,不得不想到,,現(xiàn)在流行的便攜式分析儀,諸如測(cè)量酒精在人體中的含量的氧體分析儀等,,這應(yīng)是一種在線分析儀,, 更應(yīng)該隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的普及,使它們不再是信息的孤島,,并且與衛(wèi)星通信,、全球定位系統(tǒng)(北斗系統(tǒng))等相連,使食品,、藥品安全,、交通安全、關(guān)海,、刑偵等行業(yè)都形成系統(tǒng),,這是過(guò)程分析系統(tǒng)的一個(gè)領(lǐng)域,這樣使社會(huì)公共資源也納入一個(gè)大系統(tǒng)中,,也使分析傳感器發(fā)揮更大的效能,。
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