在線檢測分析儀表的新型測量技術

王偉

摘 要：科學的檢測分析方式對工業的生產和發展具有非常重要的作用，特別是在現代化工的一線行業中。本文介紹了在線檢測分析技術的特征，重點探討了軟測量技術和新型傳感器技術在檢測分析儀表中的應用，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：在線檢測；分析儀表；新型測量技術

中圖分類號：TH83 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）23-0081-02

New Measurement Technology for on-line Detection and

Analysis Instrument

WANG Wei

（School of Information Engineering， Zhengzhou Institute of Technology，Zhengzhou Henan 450044）

Abstract： Scientific detection and analysis methods play a very important role in the production and development of industry， especially in the first line of modern chemical industry. In this paper， the characteristics of on-line detection and analysis technology were introduced， and the application of soft-sensing technology and new sensor technology in detection and analysis instrument was mainly discussed.

Keywords： on-line detection；analytical instrument；new measuring technology

成分檢測儀表是實現生產和發展的關鍵設備，但目前，我國現有的成分檢測儀表生產水平還比較低，現階段所使用的工業檢測分析儀器都是從國外進口的高級設備。在這種背景下，就需要進行必要的創新，以此填補國內在線檢測分析儀器的缺陷。

1 在線檢測分析儀表中的新型測量技術

1.1 軟測量技術

軟測量技術是一種全新的測量方式。從整個測量過程來說，如果將各種參數都結合在一起，并對其進行分析和計算，不僅較為復雜，而且會浪費許多時間。軟測量的基本思想是把自動控制理論與生產工藝過程知識有機結合起來，應用計算機技術，對一些難以測量或暫時不能測量的重要變量（主導變量），選擇另外一些容易測量的變量（輔助變量），通過構成某種數學關系來推斷和估計，以軟件代替硬件功能[1]。軟測量是一種利用較易在線測量的輔助變量和離線分析信息去估計不可測或難測變量的方法。假設對其中的某一個環節，或者是對一些已經生成的物質進行分析，就會有選擇地對某一個特定的階段和范圍進行判斷，去掉那些影響較小的參數，選擇一些更為合理的參數就能形成具體的模型。最后，輸入計算機和相應的智能儀表，通過工藝設備和其他附加條件對各種原始數據進行分析[2]。

例如，在某化工廠中，對化工成分進行分析與檢測時，探究某一個階段的物質組成方式，這就需要檢測物質中主要成分的含量。這時，可以采用多組分析的方式，將其簡化為單一的成分產品，測試其濃度或者含量。再如，在現有基礎上對已經生成的半成品或者是原材料進行對比和分析，按照成分中僅存的一些變量參數，決定出其中的一個主導量，根據變化來選擇正確的變量參數。這種經驗型的建模方式，融合了多項工藝技術，確定檢測變量與成分之間的潛在聯系，將數學表達式應用于智能數字儀表中，以檢測并分析計算程序。

1.2 新型傳感器技術

隨著現代科學技術的發展，許多新效應、新材料不斷被發現，新的加工制造工藝不斷發展和完善，這些都促進了新型傳感器的研究和開發。所謂新型傳感器是指近十幾年來研究開發出來的、已經或正在走向實用化的傳感器[3]。傳感器的出現，是在保證檢測精度、監控質量的基礎上，確保現場設備運行的安全性與可靠性。新型的傳感器有光纖傳感器、光纖傳感器和光電傳感器等。

例如，天津某科貿企業創新改造了浮子式密度計，研制出帶有強雷電磁密度的變送器。通過這種檢測設備，液體成分的檢測方式變得更加便捷。其能用于寶石成分的檢測上，也能用于工業現場的加工處理中。

2 分析儀器在相關行業中的應用

2.1 光譜

在產品生產過程中，尤其是那些多樣化的物質，會將重點放在單質成品的檢測上。例如，近紅外光譜分析儀器，測量的主要是含氫基因振動的倍頻和合頻吸收。簡單而言，就是對物質的組成和性質等進行檢測。其中，被測量數據和近紅外光譜可以利用一些函數來表述。在具體設計中，硬件和軟件設計都非常重要。

近紅外光譜分析儀不僅可被用于實驗研究領域，還被廣泛應用于工農業生產中，對原材料從進廠到出廠的全過程進行檢測，如檢測成品中是否含有氫基因，包括食品中的蛋白質、水分和脂肪等；檢測汽油煉制的蒸發值，天然氣中的水分和總熱含量等。

某光譜技術有限公司所生產的AOTF近紅外成分檢測儀，基本技術參數：范圍為1 100～2 200nm，分辨率為4nm，精確度為0.5nm，高速掃描可以達到每秒4 000點。以雙光路的形式來提高儀器設備的抗干擾能力，使用AOTF作為分光元件，比較適合運用于工業生產、農業和石油化工等領域。

2.2 色譜

色譜分析儀色譜法是利用混合物中各組分的不同的物理或化學性質達到分離的目的。隨著分析、測量技術的發展，在線色譜分析儀被廣泛應用，即使是在比較惡劣的環境下，也能體現出檢測設備的精準度和延伸性。

例如，某煉化企業按照PX裝置的基本需求，考慮到使用和維護的成本，以在線色譜儀器為基本點，確保其在整個系統框架下穩定運行。相關人員也要充分利用儀器設備的網絡化數據平臺，進行數據采集、編輯、儲存與管理，這樣才能提高勞動效率。除此之外，還可以建立一個歷史數據庫，便于數據的檢查與維護，并為后期的生產操作提供數據支持。

2.3 質譜

在線質譜分析儀以特有的測量原理為基礎，融入了一些現代電子技術、計算機技術和通信技術，使其實用性和可靠性被行業所認同。該分析儀憑借著自動化程度高、測量范圍廣、分析速度快等優勢，在現代化石油化工的生產管理和生產運行中具有非常重要的作用。

例如，在焦爐煤氣制甲醇工藝中，可以同時分析4個檢測點，每個檢測點中有6個組分，對檢測流路進行預處理。然后將樣品分組，把對應的信號實時輸送到相應數據庫中，進行分析與計算，讓整套分析系統的核心處于一個合理化位置，反饋的計算結果會輸送到相關單元。該質譜定量分析的方式被成功應用于工業生產中，為國產質譜儀器推廣做出了一定貢獻。

3 結語

對于成分在線檢測，不僅要從純應用科學的角度來分析，還應從長期接觸實踐中來看待問題。相關人員要從生產中構建理論性依據，并將其運用到實踐中。在自動化服務的實踐中，要秉承著科學、合理的基本原則，將軟件量技術儀表運用于工業制造中，讓其在物料成分在線檢測中發揮出更大的作用。

參考文獻：

[1]顧明.試論檢測儀表在污水處理中的應用[J].四川水泥，2017（1）：98.

[2]何偉聰.自動化在線檢測儀表在廢水處理中的應用探析[J].中國新技術新產品，2017（14）：88-89.

[3]陳如勇，李冬水，朱杰，等.凈水廠水質在線檢測儀表誤差控制與管理探討[J].給水排水，2015（4）：87-90.