影响气体在线分析仪在使用过程中稳定性的原因

一  环境条件、应用条件的影响 (样气除外)

1 　工作条件

  　现场工作条件肯定超出参比工作条件(即仪器性能测试检验条件)。

  　也很可能严重超过仪器的额定工作条件，而且无法控制。这得在试制中多作深入客观的验证试验来预防,设计师心中一定要有数。仪器在工程应用中的性能一般都低于出厂检验时的性能。

2 　仪器外观

  　易受运输、搬运时的震动、跌落而损伤，紧固件脱落，仪器调节件松动对影响性能。

3 　气密性

  　安装后应检查气密性。

４　仪器的安全要求

       雨，库房潮湿，安装环境湿度大，环境粉尘大，环境有腐蚀性气氛等，不但影响（降低）仪器的安全性能，而且会降低仪器的其他性能。

５　预热时间

      仪器因绝缘性能降低等原因而使预热时间延长。

６　线性误差（±１％FS）

      线性误差是仪器刻度曲线线性化之后的结果，是仪器的固有特性，一般无变化。

７　输出波动（±0.3%FS）

      因样气流量波动大，电源电压、频率变化大，环境温度变化大，风速大，以及电磁干扰大，震动大等原因，输出波动可能增大许多，甚至使仪器工作不正常（严重故障）。

８　重复性误差（ＣＶ　0.5%）

      因输出波动增大而使重复性误差变大。

９　滞后时间、上升时间

      取决于传感器对样气中被测组分的敏感程度，以及部件的死体积，一般不会变化。

10　零点漂移、量程漂移（±１％ＦＳ）

　　由于样气的品质可能失控，使气室被污染，传感器性能变化等原因，可能致使漂移增大，这可采取缩短校准周期的办法解决。现场的校准操作不正确会使仪器性能达不到出厂水平。

11  流量变化的影响（±0.5％ＦＳ）

      样气流量不稳定造成偏差加大，以样气处理系统的稳压（或稳流）设计来克服。

12  干扰误差

      干扰组分的干扰误差可以在设计阶段验证和评估。

      水蒸气的干扰误差，可以借助有效的样气除水、除湿来克服。

      干扰误差对微量分析影响大,分析系统设计应采取针对性的抗干扰措施。

13  大气压力变化影响（±１.5％ＦＳ）

      现场大气压力可能和制造厂差别大，海拔高度增加会降低灵敏度，必须校准之后才投入应用。

14  外界磁场影响（±0.5％ＦＳ）

      安装环境避免有强磁场。

15  外界电场的影响（±0.5％ＦＳ）

      安装环境避免有强电场。

      避免电磁场等的电气干扰，分析系统的正确可靠的接地是必不可少的。

16  安装倾斜的影响（±１％ＦＳ）,对流动性使用的仪器影响大。

      应垂直安装（±１°），并重新校准仪器。

17  空气流速的影响（±１％ＦＳ）

      空气流速≤0.5m/s,实际上应有避免风吹的防护。

18  机械振动的影响（±0.5％ＦＳ）

      安装环境的震动尽可能小，对磁力机械式氧分析器的影响大。

19  电源电压变化的影响（±0.5％ＦＳ）

     现场电压很可能超过220V±22V的要求。

20  电源频率变化的影响（±0.5％ＦＳ）

      现场电源频率很容易超过５０Ｈz±0.5Ｈz的要求，而且交流失真也可能超过 ≤0.05的限制，

　　特别对有调制电机的仪器（如红外）影响大，甚至造成仪器失效的严重故障。

21  环境温度变化的影响（±１.5％ＦＳ）

      安装环境避免高温，超过４０℃时恒温控制失效而使仪器漂移剧增，使仪器失效。仪器的有效防护可减少风速和大气温度变化等因素的影响。

22  电磁兼容

      静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗干扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度等三项。

23  运输和储存

      型式试验：高温、低温，交变湿度热，倾斜跌落等。型式试验的结果决定是否可以投入生产。

24  仪器的可靠性

      可靠性有不同程度的降低。

25　仪器的成套性

      仪器的成套性（含文件）要满足现场正常使用与维护的需要。

26  其它

      26.1  因运输振动造成接插松动而接触不良，会使仪器失效。

      26.2  因环境风大，粉尘大，有腐蚀性气氛等原因，造成电气绝缘下降，或接插件接触不良等严重故障．

二　样气条件的影响

１　样气粉尘：污染气室和传感器而加大漂移，严重时甚至使仪器失效．

探头过滤器0.3um  99% 和膜式过滤器0.05um 99%的过滤精度,基本达到了接近标准气般的高品质，应该能比较放心地解决了这一技术难题。

２　样气湿度大（水蒸气含量高）：样气湿度大可能会加大腐蚀性，使漂移加大，严重时使气室和传感器失效。

样气带明水灌入气室或传感器是绝对不允许的。样气经电子冷凝器冷凝除水、除湿后，高效自吹洗综合过滤器能过滤样气中的微小液雾　0.05um　99%，应该能比较放心地解决了这一技术难题。

３　样气压力及流量

      样气压力也是以流量形式影响分析器，有稳压或稳流设计的样气处理，流量影响误差不会太大。

４　样气温度

      样气经降温除水和除湿，气体和金属材料相比，热容量非常小，进入仪器时基本上等于室温，不会对仪器有不利影响。

 5　样气含强腐蚀性等有害成分

      对强腐蚀性成分的非测量组分，特别必要时才采取去除措施，但维护量大，效果很难令人满意：如用双氧水脱SO2，脱硫剂除H2S等，另外干燥的样气可降低腐蚀性，所以这类型样气处理要尽可能提前除水和干燥样气。

      样气腐蚀性会使气室，传感器等发生腐蚀面加大漂移，严重时损坏仪器。例如电化学氧分析器工程应用中的短寿命损坏，基本属于仪器传感器不适应样气的腐蚀性或传感器因某种样气成分引起中毒而失效。

三　气体分析器和在线分析系统的协调设计

      １　协调运行是分析器标准化设计和在线分析系统规范化设计的*高境界和灵魂，协调可看作是成套（即在线分析器工程技术）合理的技术框架。

      ２　分析器受环境条件、应用条件的影响和制约很严重，不同的仪器影响程度不同。

分析仪器的环境条件适应性，应用条件适应性应该主要在仪器设计阶段解决好，而不是进入现场后再慢慢解决，这还要求仪器研发设计要留有充分的余量，要有充分的预见性。

      ３　分析器受样气条件的影响和制约虽然严重，但特指的内容却比较明确。分析器的要求苛刻却不能让步，只能由样气处理系统的针对性设计来解决。随技术的进步，现场经验的积累，大多数问题都有一定的办法和技术手段对付，只是有时付出的成本代价太高了。

      ４　初步结论评述：

       （１） 分析仪器试制有一个基本规律，这个基本规律是不能违背的，这个基本规律有个讲得出来的基本框架

       （２） 在线分析器的性能和质量尽可能（或主要）解决在新产品设计阶段，而不是寄希望于进入现场以后。

       （３） 设计阶段解决质量问题：一要继承传统经验，二要很充分地做验证试验，三要加大设计深度，四要在批试时有工艺和非标准生产设备作保障。

              新产品设计要做到：原理设计合理，结构设计深入，指标和性能要留有余地，批量生产要顺利，不允许部件和产品出现批量报废和大比例的严重质量问题。

        （４） 分析器的新产品试制质量问题和该产品的批试质量问题，在各自的试制阶段中解决：批试质量问题可以提前在试制阶段解决，但试制阶段的质量问题不可以推迟到批试阶段，而且要尽可能解决在进入现场之前。

    进入现场是必不可缺的技术程序，为了取得《用户使用报告》，是新产品鉴定的必备文件。

         （５） 批试阶段是该新产品的生产制造技术整体性和完整的从新产品试制组向生产车间顺利转移，并形成企业的永久性技术和无形资产。

            新产品研发的“快”，主要体现在一次成功，绝不总体上的或相当大部分的走“回头路”。但是，新产品研制是货真价实的复杂、综合性的高科技创新劳动，是极其困难的风险工作，是允许有失误甚至失败的。这似乎是个难解的技术悖论。lm