在线分析仪器及分析系统设计与应用技术1
等离子体质谱(ICP-MS)分析技术及应用
汇报人：文小库
2024-01-11
CONTENTS
• ICP-MS技术概述 • ICP-MS分析方法 • ICP-MS应用领域 • ICP-MS技术前沿与展望 • 实际应用案例分析
01
ICP-MS技术概述
定义和原理
定义
等离子体质谱（ICP-MS）是一种 将等离子体引入质谱仪进行元素 和同位素分析的方法如 熔融、酸化等，以适应ICP-MS
的检测需求。
应用价值
通过分析地质样品中的稀有元素 ，可以了解地球的演化历史和矿 产资源的分布情况，为地质学研 究和矿产资源开发提供科学依据
。
谢谢您的聆听
THANKS
参数设置
根据分析需求，合理设置仪器参数，如功 率、载气流量、扫描方式等。
数据采集
按照实验设计，采集数据，并记录相关信 息。
仪器维护
定期对仪器进行维护和保养，确保仪器性 能稳定和延长使用寿命。
干扰因素与消除方法
物理干扰
如固体颗粒物、气泡等，可以通过优化样 品处理和进样系统来消除。
化学干扰
如氧化物、双电荷等，可以通过稀释样品 或使用基体匹配法来消除。
详细描述
通过优化等离子体条件、采用先进的雾化器和接口技术，提高元素在等离子体中的原子化效率，降低 检测限。同时，采用高分辨率检测器，能够区分元素的不同同位素，避免干扰，提高分析精度。
多元素同时分析技术
总结词
多元素同时分析技术是ICP-MS技术的另一重要发展方向，能够同时测定多种元素，提 高分析效率。
。
食品与农产品安全
食品中重金属检测
ICP-MS可用于检测食品中的重金属元素，如铅、汞、镉等，以确保食品安全 。
仪器分析技术发展趋势及应用
仪器分析技术最新发展趋势及应用标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-仪器分析技术最新发展趋势及应用摘要：本文阐述了现代科学技术发展中仪器分析发展的现状及其基础地位，仪器分析的特点及存在的局限性及最新发展趋势。
特别是当今仪器分析技术吸取数学、物理学、计算机科学以及生物学中的新思想、新理念、新方法和新技术,不断完善现有的仪器分析技术，使仪器分析技术正朝着快速、准确、自动、灵敏以及适应特殊分析方向而迅猛发展，这就是当今仪器分析技术发展的总趋势！关键词：仪器分析分析方法发展趋势当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合，分析化学也不例外。
分析化学是四大化学之一，包括两大范畴化学分析和仪器分析。
化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。
仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，常常需要使用比较复杂的仪器。
仪器分析又分为基础仪器分析和现代仪器分析，现代仪器分析又分为波谱分析、光谱分析、电化学分析、色谱分析、电镜分析、放射化学分析等。
1 仪器分析技术的基础地位现代仪器分析是一门信息科学，用于陈述事物的运动状态，促进人与环境的相互交流。
现代仪器分析也是一门信息技术，涉及信息的生产、处理、流通、也包括信息获取、信息传递、信息存储、信息处理和信息显示等，有效地扩展了人类信息器官的功能。
人们通常将信息与物质!能源相提并论，称为人类社会赖以生存发展的三大支柱。
世界由物质组成的，没有物质世界便虚无缥缈。
能量是一切物质运动的源泉，没有能源，世界便成为静寂的世界。
信息则是客观事物与主观认识相结合的产物，没有信息交换，世界便成为没有生气的世界，人类无法生存和发展。
生产和科研的发展，特别是生命科学和环境科学的发展，对分析化学的要求不再局限于“是什么”、“有多少”而是要求提供更多更全的信息，即从常量到微量分析，从微量到微粒分析，从痕量到超痕量分析，从组成到形态分析，从总体到微区分析，从表现分布到逐层分析，从宏观到微观结构分析，从静态到快速反应追踪分析，从破坏试样到试样无损分析，从离线到在线分析等。
仪器分析技术发展趋势及应用
仪器分析技术最新发展趋势及应用摘要:本文阐述了现代科学技术发展中仪器分析发展的现状及其基础地位,仪器分析的特点及存在的局限性及最新发展趋势。
特别是当今仪器分析技术吸取数学、物理学、计算机科学以及生物学中的新思想、新理念、新方法和新技术,不断完善现有的仪器分析技术,使仪器分析技术正朝着快速、准确、自动、灵敏以及适应特殊分析方向而迅猛发展，这就是当今仪器分析技术发展的总趋势!关键词:仪器分析分析方法发展趋势当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合,分析化学也不例外。
分析化学是四大化学之一,包括两大范畴化学分析和仪器分析。
化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。
仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,常常需要使用比较复杂的仪器。
仪器分析又分为基础仪器分析和现代仪器分析，现代仪器分析又分为波谱分析、光谱分析、电化学分析、色谱分析、电镜分析、放射化学分析等。
1 仪器分析技术的基础地位现代仪器分析是一门信息科学，用于陈述事物的运动状态，促进人与环境的相互交流.现代仪器分析也是一门信息技术,涉及信息的生产、处理、流通、也包括信息获取、信息传递、信息存储、信息处理和信息显示等,有效地扩展了人类信息器官的功能.人们通常将信息与物质！能源相提并论，称为人类社会赖以生存发展的三大支柱。
世界由物质组成的,没有物质世界便虚无缥缈。
能量是一切物质运动的源泉，没有能源，世界便成为静寂的世界。
信息则是客观事物与主观认识相结合的产物，没有信息交换，世界便成为没有生气的世界,人类无法生存和发展。
生产和科研的发展,特别是生命科学和环境科学的发展，对分析化学的要求不再局限于“是什么”、“有多少”？而是要求提供更多更全的信息,即从常量到微量分析，从微量到微粒分析,从痕量到超痕量分析，从组成到形态分析，从总体到微区分析，从表现分布到逐层分析,从宏观到微观结构分析,从静态到快速反应追踪分析,从破坏试样到试样无损分析,从离线到在线分析等.仪器分析是生产和科研的眼睛，是高科技发展的基础和伴侣.现代分析仪器是基于多学科的高技术产物,离开现代仪器分析,高新技术研究与进步寸步难行。
在线TOC分析仪在石化行业中的应用及防爆配套设计
2021 年第 37 卷第 3 期 PETROCHEMICAL SAFETYAND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY
21
在线 TOC 分析仪在石化行业中的 应用及防爆配套设计
张 珂 1，刘智龙 2
（1. 中国石油化工股份有限公司巴陵分公司，湖南 岳阳 414000 ； 2. 美国哈希公司，北京 100006）
3 石油化工生产特点及仪器要求
石油化工生产具有易燃、易爆、易中毒，高 温、高压，有腐蚀等特点。因而，较其他生产行 业有更大的危险性。石油化工生产有 4 个特点：
1）使用的原材料、半成品和成品大多易燃 易爆。
2）化工生产要求的工艺条件苛刻。有些化 学反应在高温、高压下进行，有的要在低温、高 真空度下进行。
由于石油化工生产的半成品、成品均为含碳 的有机化合物，因此作为以碳的含量表示水体中 有机物质总量的综合性指标，TOC（Total organic carbon 总有机碳）在石油化工生产中是一项重要 水质指标。由于一切有机物都含碳元素，测量总 有机碳 TOC 比 BOD、COD 更能直接反应介质中 有机物的总量，同时测量的响应时间更快，更有 利于过程控制应用。
关键词：TOC 分析仪 节能减排 防爆设计
石油化工行业用水量很大，取水量中约 40% 是用于循环冷却水的补充水，约 40% 制成软化 水 和 脱 盐 水 等 作 为 工 艺 用 水 或 作 锅 炉 的 给 水， 锅 炉 发 生 蒸 汽 后 供 生 产 装 置 使 用， 取 水 量 中 的 10%~20% 用于辅助生产用水和其他用水。在各 个生产工艺阶段，对于水质指标都有严格的控制 要求。同时，石油化工企业也是重点控制的排污 单位，对于废水处理流程和排放，也有严格的水 质指标要求。
在线总有机碳分析仪 Sievers 500 RL 说明书
GEWater & Process Technologies在线总有机碳分析仪Sievers 500 RLRL 型分析仪的所有功能。
除了显示总有机碳的数据、趋势图和分析仪的状态之外，彩色显示界面提供了易耗部件的实时状态，并且可以提醒用户需要维护的时间。
去离子水泵iOS 系统流速传感器废水在线式过滤器氧化反应器样品电导率测定单元延迟线圈测量模块电磁阀测量模块温度电导率测定单元二氧化碳输送模块温度电导率测定单元限制器限制器离子交换树脂二氧化碳输送模块样品泵通用电气集团分析仪器公司简介通用电气集团分析仪器公司，是通用电气公司水处理和工艺技术部的一个部门，为更简单、更快捷、更精确的分析提供最先进的仪器。
通过结合最先进的化学、分子和原子物理测量，以及优异的过程设计，通用电气集团分析仪器公司开发出了世界上最灵敏的实验室和过程控制仪器。
通用电气集团分析仪器公司以产品创新而闻名遐迩，并且拥有 30 多项专利。
公司承诺通过优异的技术、制造能力和产品支持，使客户得到最大的满意。
通用电气集团分析仪器公司，从位于上海的世界著名的通用电气中国技术中心，为中国市场提供服务。
为美国国家航空航天署开发的总有机碳技术：通用电气集团分析仪器公司是总有机碳分析仪器的领先公司。
公司第一台总有机碳分析仪 Model 800，最初是为美国国家航空航天署（NASA）开发，用于监控国际空间站内宇航员的饮用水。
在引入商业化生产之后，由于 Sievers Model 800 型优越的精确度和易于使用，迅速获得了广泛的好评，成为制药行业中最畅销的总有机碳分析仪，以及微电子应用领域中的领导者。
Sievers Model 800 的新一代产品 Sievers 900 系列于 2004 年上市。
Sievers 900 系列有三种特定用途的型号，提高了自动化程度和可靠性。
Sievers 总有机碳技术Sievers 薄膜电导率总有机碳测量方法，首次应用于 Model 800 中，已被证明它是测量总有机碳极其可靠的技术。
仪器仪表的发展及智能化仪表的设计和应用
仪器仪表的发展及智能化仪表的设计和应用摘要：仪器仪表是工业生产中必不可少的一部分，其性能和质量直接影响到生产的效率和产品的质量。
现代的工业仪器仪表的设计越来越趋向于数字化和智能化。
本文从工业仪器仪表现代化和智能化的角度出发，探讨了现代工业仪器仪表设计的趋势和发展方向，并对智能化仪表的设计和应用进行了深入的研究和分析。
关键词：工业仪器仪表；现代化；智能化；设计；应用；传感器；SF6气体随着科技的发展和工业化进程的加速，现代工业对仪器仪表的要求也越来越高，对于传统的工业仪器仪表已经无法满足现代工业的需求。
因此，工业仪器仪表的现代化和智能化已经成为了工业发展的必然趋势。
1 现代工业仪器仪表的设计趋势随着各种先进技术的涌现，强调在现代工业仪器仪表的设计上，要尽可能凸显出多功能化、高精度化以及便携化等设计趋势。
首先集成化的现代工业仪器仪表设计，在当前的仪器仪表应用上，测量及检测成为仪表最基础的功能，除此之外，现代工业仪器仪表在设计规划上，还要融入更多的功能，诸如实现科学的数据处理、便捷的自动控制、高精度的测量要求，此外还可以进行通信以及远程监测等。
为此，在工业仪器仪表的设计上，未来一个突出的发展趋势是现代化、多功能化、高精度化、智能化。
2 智能化工业仪器仪表的发展2.1 智能传感器技术智能传感器技术是智能化工业仪器仪表的核心技术之一，其可以实现对工业生产过程的智能监测和控制。
智能传感器系统主要由传感器、微处理器及相关电路组成，如图所示。
智能传感器可以实现多参数、多位置的实时监测，并能自主进行数据处理和分析，从而实现对生产过程的自动控制和优化。
2.2 智能化数据处理技术随着大数据技术的发展，智能化数据处理技术已经成为了智能化工业仪器仪表的重要技术之一。
智能化数据处理技术可以实现对海量数据的自动处理和分析，并能提取出有价值的信息，从而为工业生产的优化和改进提供重要的支持。
2.3 智能化控制技术智能化控制技术是智能化工业仪器仪表的另一核心技术，其可以实现对生产过程的智能控制和优化。
化工在线分析仪表的原理和应用
化工在线分析仪表的原理和应用摘要：现阶段,随着国家科技水平的提高,各种新技术、新产品、新工艺不断涌现,其中在线分析仪器广泛应用于石化企业。
从分析的实际角度来看,在线分析仪表在石化企业生产阶段的有效应用,可以优化生产工艺,同时达到现代化的目的。
在此基础上,研究在线化学分析仪器的原理和应用作为参考。
关键词：化工在线分析；仪表的原理；应用引言自动分析仪表用于连续或定期检测化工生产过程中的化学成分或某些物理特性，这些特性得益于快速的数据响应、高生产效率和较低的人工成本，因此国内越来越多的石油化工企业加速了在线仪表的配置，并取代了人力来优化生产管理、稳定产品质量和优化企业经济效益，这些经验表明在线分析仪每天可以生成80，000多份数据，相当于100名分析师每天的工作。
1在线分析仪表结构原理在炼油化工行业中，在线分析仪表与组成在线测量系统的样品准备一起配置，系统的构建原理是在特定的取样设备操作过程中自动从factory中提取样品，然后对其进行处理，如除尘、流道分配、样品分配等。
2在线分析仪表的特点在线分析仪表通常由四个部分组成，包括采样、预处理和采样系统、分析设备、公用系统和控制系统，在预处理过程中必须通过降低温度、灰尘含量和压力对样品进行预处理，以便在一定程度上提高其质量，从而减轻在线分析仪器的核心部分后续处理的负担。
分析结果的主要方法有:(1)热化学；(2)电化学方法；(3)光学方法，为了确保在线仪表的正确使用，系统还必须具有防爆能力，因为在化学工业中必然会产生爆炸性的副产品，尤其是那些准备进行石油分析的副产品。
3化工在线分析仪表的应用3.1在线色谱分析仪表当前，在化工产品中含硫量是生产化工燃料的关键质量标准，硫化物含量不仅对石油化工产品的抗氧化性、耐久性和稳定性至关重要，而且还增加了炼厂的风险，因此，在分析化工产品中硫化物含量和分布时，普遍需要选择气相色谱分析的热力学性质，但是，为了提高在线分析的速度和效果，提高在线光谱仪的测试结果的准确性，这意味着很难在线分析大分子硫化物，石油的化学性质可能会干扰最终分析结果。
大型仪器设备共享管理系统分析与设计
2、平台功能模块设计
平台主要功能包括设备共享管理、预约使用、安全管理、数据分析等。设备共 享管理模块实现设备信息的录入、修改、删除，以及设备共享状态的设置；预 约使用模块允许用户在线预约设备，协调设备使用时间；安全管理模块负责设 备安全检查、隐患排查等；数据分析模块则对平台数据进行整理、分析，为设 备管理提供参考。
2、平台软件系统安装、配置、 调试
在硬件设备基础上，安装并配置软件系统，包括操作系统、数据库管理系统、 应用软件等。对软件系统进行调试，确保各项功能正常运行。同时，加强系统 维护，保证系统稳定、安全运行。
3、平台数据采集、处理、存储
通过数据采集模块，将设备信息、使用情况、安全管理等数据收集起来。再通 过数据处理模块，对收集到的数据进行清洗、整理。最后，将这些数据存储到 数据库中，方便后续查询、分析。
大型仪器设备共享管理系统分 析与设计
01 一、需求分析
目录
02 二、系统设计
03 三、技术实现
04 四、系统测试
05 参考内容
随着科技的不断发展，大型仪器设备在各种科研机构、高校和工业领域的应用 越来越广泛。这些设备往往价格昂贵，维护成本高昂，而且常常存在使用效率 不高的问题。为了解决这些问题，大型仪器设备共享管理系统的分析与设计显 得尤为重要。本次演示将就大型仪器设备共享管理系统的需求分析、系统设计、 技术实现和系统测试等方面进行探讨。
谢谢观看
一、需求分析
大型仪器设备共享管理系统的需求分析是整个系统开发的关键步骤。通过对用 户需求进行深入了解，明确系统的功能目标、性能指标和设计约束。在此基础 上，我们可以确定系统的基本架构和模块划分。
在功能需求方面，大型仪器设备共享管理系统应具备以下功能： 1、设备信息管理：对设备的基本信息、技术参数、使用状态等进行全面管理。
浅析在线分析仪表的特点及应用
浅析在线分析仪表的特点及应用摘要：在线分析仪表可以对生产过程更好地进行监视和控制, 避免了实验室分析仪表因采样而带来的时间滞后现象。
使用在线分析仪表, 可以提高产量、降低成本, 控制危险物质或腐蚀物质浓度等, 应用日益广泛。
本文对在线分析仪表的特点进行分析，探讨了在线分析仪表在工程应用中存在的问题及解决方案。
关键词：在线分析仪表特点应用顾名思义，在线分析仪表是用来在线检测工业生产过程中的原料、中间产品、产品以及相关辅助原料、副产品等物料性能指标的分析仪器。
一、关于在线分析仪表的特点分析1.在线近红外分析仪，在线近红外光谱分析技术是目前发展最快和最具有前景的过程分析技术之一。
近红外光谱分析技术是近年来迅猛发展起来的一门高新分析技术。
它集光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测量技术于一体。
近红外光谱分析技术通过已知样品的光谱与组成或性质进行关联，用多元校正方法建立校正模型，然后根据模型和未知样品的光谱预测未知样品的组成或性质。
与传统分析技术相比，近红外光谱分析技术能在几分钟内，仅通过对被测样品完成一次近红外光谱的采集测量，就可以同时完成其多项小性能指标的测定（可多达十余项指标）。
光谱测量时不需要对分析样品进行前处理，分析过程中不消耗其它材料或破坏样品，分析重现性好、成本低。
现代近红外分析技术的应用能够提高化验室工作效率，节省费用和人力。
在线近红外光谱分析技术的应用不仅仅是直接节省了大量分析费用，而且，由于分析速度快，及时给产品质检反馈分析数据，可避免或降低产品质量不合格情况发生，由此获得大的经济效益。
若用于装置操作及时提供分析数据，可真正实现质量卡边操作，产生巨大的经济效益。
2.在线色谱，在线色谱以其测量范围宽、分析准确等特点成为日常生产必不可少的重要分析工具，近年来在我国石油化工行业得到迅速普及。
化验室离线色谱需人工取样，分析成分较多，分析时间较长；而在线色谱仅对影响生产的关键成分进行分析，大量运用色谱柱的前吹、反吹、中心切除等柱切技术, 以切除不需分析的成分，因此缩短了分析周期，同时采用了自动取样及样品预处理技术，从而保证了分析的自动化与连续性。
自动生化分析仪发展趋势及医学检验应用
关键词：临床检验；自动生化分析；模块化设计；全实验室自动化；迅速床边检验医疗化学实验操办流程的吸样、去滋扰物、以及计算成效都被称为自动生化分析仪。
自动生化分析仪式种种学科，尤其是电子学、光学、计算机技术以及各类生物学分析对诊疗化学查验需要的质和量不停增加的成果。
当前此技术已经在本国得到了普遍的应用，且普及到了基层医务所中。
近年来随着仪器设备的飞速研发，已经做到可以为常用试剂进行自给。
1自动化分析仪器类型1.1连续流动这种主动理化分析仪器是全国最先出现的自行理化分析仪器，其管道体系结构及其纷繁，故障频频发生，操办过程困难，在如今早已被裁减。
1.2分立式这种仪器主要靠是人工操作，将样品的真实状况按照恰当比例放到分立杯中混合，获得反应数据。
按照研究所获数据，使用分立式仪器设备彼此不会渗透，进而防止了污染的出现。
技术更替将这类仪器划分成为了两类分别位袋式仪器和干式自动特征。
前者可以在真实的化学透光材质中组成特殊的测试袋，能够在混合器中被机械敲击，以便将药品充分融合，优势是污染少，数据精准的特点。
2.干式自动生化分析仪：其特点为：可以把试剂稳固在滤纸中构成试剂片，在指定位置内通过反射光度计算得出。
如图1所示为分立式医学自动生化分析仪（图1）。
1.3离心式此仪器属于分立式自动仪器范围中，其中心构建位离心机，全部分析过程中都要在离心作用下才能完毕。
其工作原理是在离心力中将样本与试药加以混淆，特征为：被分析样品能处在快速盘转中被检测。
2主动化分析仪在医学查验中的应用一般的基层单位使用最多的是单通道半自动生化分析仪或是中型自动生化分析仪，这种一起通常只能够检测临床一般的生化项目。
而大型高性能的自动生化分析仪器可以同时检测二十个以上项目的多通道分析以，同时又选择功能。
大型分析仪器设计巧妙，有可见光和紫外光、反射分光、光度计等测定功能，让仪器除过一般生化测定外，还能够对特殊的蛋白质、免疫球蛋白或是检测血液浓度。
2.1生化分析仪在临床上的大部分检测仪器都是依据可以检测的50-60指标，除过常规生化检测项目外，大多数仪器还安设有离子选择电级，能够用在钾、钠、氯离子的检测上。
PH ORP4.0 酸碱度 氧化还原在线分析仪 使用说明书
PH/ORP4.0酸碱度/氧化还原在线分析仪使用说明书前言非常感谢贵公司购买我公司生产的酸碱度/氧化还原在线分析仪。
本说明书对仪表可实现的各项功能、接线方法、设置方法、操作方法、故障处理方法进行了详尽的介绍。
在仪表投入运行之前，需详细阅读本说明书，正确掌握使用方法后再进行具体操作，避免由于错误操作造成不必要的损失，如果用本手册上所讲述的以外的方法操作，有时会损坏本仪表提供的保护，如果是因为违反这些注意事项而产生的故障及事故，我公司不承担责任。
使用仪表之前，请仔细阅读本说明书。
在充分理解的前提下，必须由现场相关电气专业类人员才能对仪表进行安装、操作和维护。
错误的安装或操作会导致仪表损坏或人身伤害。
本公司向用户承诺，本仪表供货时所应提供的硬件、附件在材质和制造工艺上都不存在任何缺陷。
从仪表购买之日起开始计算，在质保期内，若收到用户关于此类缺陷的通知，本公司对确实有缺陷的产品实行无条件免费维修或免费更换。
本公司对所有产品一律保证终身维修。
为遵循可持续发展的原则，本公司保留在事先不告知的情况下，对本说明书中所描述的各项性能参数进行修改的权利。
保留在事先不告知的情况下，修订或废止本说明书的权利。
当仪表某些性能参数的修改可能导致严重事故时，本公司必定预先告知用户。
对改进后的仪表，本公司将有新版的使用说明书或改进说明。
若本说明书中的描述与实物存在偏差，请以实物为准。
严禁对仪表进行任何改造！由于擅自改造本产品所造成的事故，本公司概不负责。
本说明书使用的标志说明标志——————————————————————————————————————————1危险请勿在易燃易爆气体或有蒸汽的场所使用仪表。
仪表可正常工作于一般场合，若仪表的故障可能导致重大事故或损坏其它设备，需设置紧急停止电路和保护回路。
运行前务必确认供给电压是否与额定电压一致。
为防止触电、误操作、显示不正常或测量出现较大误差，务必进行良好的接地保护。
务必做好防雷工程设施：共用接地网进行等电位接地、屏蔽、合理布线、适当使用SPD浪涌保护器等。
分析石油化工生产中的在线分析仪表应用
分析石油化工生产中的在线分析仪表应用摘要：现阶段在线分析仪表的应用水平已经能够直接反映出行业的发展水平，因此对于石油化工企业而言，在实际的化工生产中，在线分析仪表也得到了越来越广泛的应用。
基于此，本文对在线分析仪表的结构和特点以及石油化工生产中的在线分析仪表应用进行了分析。
关键词：在线分析仪表；石油化工生产；应用1 在线分析仪表的结构和特点分析在线分析仪表在石油化工生产中拥有四个重要的系统，各个子系统实际的应用效果直接影响在线分析仪表的整体应用效果。
在处理过程开展中需要进行降温处理，精准地控制含尘量和压强等，在这个过程中需要首先将这几个重要的影响因素进行预处理，这在提升质量的同时可以后续的预处理操作奠定良好的基础。
分析器是在线分析仪表中最重要的组成部分，它在实际的应用中可以根据不同的实际情况采用及时调整应用措施，其主要应用的分析方法有热化学法、光学法以及机械能法，这几种不同的技术方法能够针对不同的实际情况实现高效的效果。
在仪表的正常使用中还要应用防爆功能保障在线分析仪表的安全使用。
因为石化产品在生产的过程中会生产对安全生产造成威胁的副产品，如果不能对其进行防范的工作将会直接影响使用的效果，严重情况下还会直接威胁到人们的安全以及设备的安全。
所以在石油化工生产的过程中，在线分析仪表的设计需要按照相关的设计规范安装防爆结构。
2 石油化工生产中的在线分析仪表应用2.1 红外气体分析仪红外气体分析仪是光学分析仪器之一。
其特征是不同气体对不同波长的红外光的选择性吸收。
这种仪器的特点是测量范围广；灵敏度高，可分析气体体积分数达到(ppm)；反应速度快，选择性好。
红外气体分析仪常用于连续分析CO、CO2、CH4和NH3等混合气体中的气体浓度。
为了保证仪器的正常工作，用户必须定期对仪器及其采样系统进行维护；被测气体的温度不应过高或过低，温度范围为-5℃~45℃；如果被测气体中含有较多的气体，则应对油或颗粒杂质进行脱脂和过滤，以去除杂质后再通过样品气体；在正常使用时，机箱后部的出料线不得堵塞。
在线分析仪表的应用与管理
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。
高等职业教育本科 生物与化工大类2702 化工技术类专业简介(2022年)
2702化工技术类专业代码270201专业名称应用化工技术基本修业年限四年职业面向面向化工生产工程技术人员等职业，化工生产管理、化工技术管理等岗位（群）。
培养目标定位本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和化工生产设备及仪表操作维护、生产运行及开停车、生产技术岗位管理等知识，具备较强的组织管理、技术管理、技术研究与开发等能力，具有工匠精神和信息素养，能够从事化工生产运行管理、工艺优化与技术开发、工程设计等工作的高层次技术技能人才。
主要专业能力要求1. 具有进行化工“一体化”生产装置开车的能力；掌握开车工艺流程、开车条件及开车前吹扫、气密性试验、置换、开车等操作能力；2. 具有进行化工“一体化”生产装置正常停车的能力；掌握正常停车工艺流程、紧急停车工艺流程及停车后的隔绝、置换等操作能力；3. 具有进行化工“一体化”生产装置平稳、高效运行的能力；掌握化工生产调节与控制能力，掌握物耗、能耗、设备效能的核算能力，掌握运行数据分析能力；4. 具有应急处置能力和进行装置紧急停车后恢复生产的能力；掌握装置温度、压力、流量、液位等参数大幅度波动事故的处理能力，掌握事故应急处理能力；5. 具有撰写工艺技术文件的能力；掌握工艺规程、技术改造、事故应急预案等方案的编制能力；6. 具有制订安全、节能、降耗措施的能力；掌握物料衡算和能量衡算技能，掌握生产数据统计分析能力；7. 具有装置标定能力和新工艺、新技术开发的能力；掌握装置验证和评价能力，掌握工艺技术开发和设计能力；8. 具有管理班组的能力，掌握班组经济核算、企业生产管理等能力；9. 具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力。
152主要专业课程与实习实训专业基础课程：有机化学、有机化学实验技术、无机及分析化学、无机与分析化学实验技术、物理化学、物理化学实验技术、化工制图及CAD、电子电工技术、化工HSE 与清洁生产。
专业核心课程：流体输送与传热技术、化工传质与分离技术、化工热力学分析技术、化学反应工程、绿色化工工艺、工业仪表与自动化、化工安全技术、化工过程分析与控制、化工生产DCS操作技术。
在线分析仪表在乙烯装置中的运用
一、在线分析仪表中的应用1.气相色谱在线分析仪1955年PerkinElmer公司推出第一台商品化气相色谱仪，开启了仪器分析新篇章。
随着科学发展，涌现了多家色谱厂商，常见品牌有安捷伦、岛津、PerkinElmer、Thermo、GOW-MAC等，安捷伦市场占有率最高，达30%。
气相色谱仪由五大系统组成，分别为载气系统、进样系统、分离系统、检测系统、数据处理及记录系统。
炼化企业在石油炼制过程中产生的炼厂气和乙烯裂解产生的裂解气一直是色谱实验室分析频次最多的检测项目，精确快速的分析其中组分，对炼化企业的工艺优化和产品质量控制极为重要。
随着色谱技术的发展，炼厂气的分析方法也不断更新，从多台色谱仪联用到单台多阀多柱切换的多维气相色谱系统。
目前应用较多的主要有:三阀四柱双通道双检测器分析系统、四阀六柱三通道三检测器分析系统、五阀七柱三通道三检测器分析系统。
各色谱仪器厂家最先进的炼厂气分析仪均采用五阀七柱三通道三检测器联合分析，分析一个样品仅需要5～10min不等，快速准确、重复性好，受到广泛好评。
2.微量水分析仪微量水分析仪主要功能是对裂解气当中的微量水进行分析，该分析技术的作用在于调整深冷分离工序，以此来降低设备冻裂等严重事故的发生率。
微量水分析仪设备功能主要依靠干燥器内部的传感器来实现，传感器本身属于半透膜结构，其孔径比较小，只能够允许一部分有机物分子通过，所以水分子会在较短的时间内进入到氧化铝的薄膜当中，孔壁的电导率往往就与水分子的数量呈现正相关关系。
在孔壁内部，阻抗决定了电阻值的情况，同时水汽的压力则与电阻值相关联。
3.能源管理分析及智能降耗电能消耗为乙烯装置运行最大成本。
且下游输出受市场波动较大，如何能有效实现对设备启停的联动，合理匹配设备启停台次及设备运行负荷等级，成为乙烯装置降本增效的关键。
另外从运维角度出发，电力系统运行过程中普遍存在电力过载、过流、运行状态未知导致潜在故障无法识别、检修成本高且效率低等问题。
现代仪器分析-仪器分析
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智能的分析。
02
仪器分析的分类
光学分析法
原子吸收光谱法
利用原子对特定光的吸收进行定量分析的方 法。
紫外-可见光谱法
利用物质对紫外和可见光的吸收特性进行分 析的方法。
原子发射光谱法
通过测量原子或离子在电场或磁场中发出的 光来进行分析的方法。
红外光谱法
利用物质对红外光的吸收特性进行分析的方 法。
电化学分析法
能源与资源利用
对工业生产中的能源和资源利用进行监测和优化，提高能源利用 效率和资源利用率，降低生产成本。
04
仪器分析的未来发展
高通量和高灵敏度仪器分析技术
高通量仪器分析技术
通过并行处理和自动化技术，提高分析速度和效率，适用于大规模样本检测和 筛选。
高灵敏度仪器分析技术
利用高灵敏度检测器，降低检测限，提高对微量和痕量成分的检测能力。
薄层色谱法
将固定相涂布在薄板上，通过 色谱分离技术进行分析的方法 。
凝胶色谱法
利用凝胶作为固定相的色谱分 析方法。
质谱分析法
01
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有机质谱法
利用电离源将有机分子电 离成离子，然后通过质谱 仪测量离子的质量-电荷比 来进行分析的方法。
同位素质谱法
利用同位素作为标记物， 通过测量标记物的丰度来 进行分析的方法。
仪器分析的重要性
为科学研究提供准确数据
仪器分析为科学研究提供了精确的实 验数据，帮助科学家深入了解物质性 质和变化规律。
保障人类健康与安全
促进工业生产与发展
仪器分析在工业生产中发挥着关键作 用，提高了产品质量和生产效率。
仪器分析在食品、药品、环境等领域 的应用，保障了人类健康与安全。
Amtax Compact 哈希在线氨氮分析仪使用说明书及培训手册
4、系统清洁 （注意：任何时候都不要让膜干燥。 ）
• 1．选择Service菜单，把所有
连接到在线测量的仪器的 采样管中断供样。屏幕上 会显示“No Sample！”。
• 2．选择Filter Cleaning菜单。
屏幕上会显示“Remove module holder”。
• 3．将模块容器从池子或者水
而，将样品中的铵根离子转换成呈碱性的NH3 。
•
比色池：
NH3
+
H+
→
NH
+ 4
在隔膜泵的作用下，氨气NH3 被传送到比色池中，与比
色池中的指示剂反应，以改变指示剂的颜色。在测量范围
内，其颜色改变程度和样品中的铵根离子浓度成正比，因
此，通过测量颜色变化的程度，我们就可以计算出样品中
铵根离子的浓度 。
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测量范围：
根据试剂的不同，分为以下三个量程：
• 0.2-12mg/L NH4 -N • 2-120mg/L NH4 -N • 20-1200mg/L NH4 -N
注：一般污水排放的氨氮指标大约为25mg/L NH4 -N以下，所以用于污水检测时（尤 其是经过环保处理过的污水），量程应选 2-120mg/L NH4-N比较有实际意义。
• 5． 检查测量范围，如果必要的话对其进行调整
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设定测量范围：
要改变测量范围，必须置入合适的试剂，同时在菜单中改变 测量范围。
• 1． 按住任一个功能键3秒钟直到菜单出现。 • 2． 选择“setting”菜单。 • 3． 选择“range”。 • 4． 选择需要的测量范围。
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+ 4
）浓
在线分析仪器及分析系统设计与应用技术5
激光器温度控制、电流控制电路工作异 在校准状态下，检查吸收光谱信号， 常或激光器老化，导致激光器波长漂移 更换或调节激光器驱动模块， 纠正激光 器输出波长
锁相电路异常
锁相放大电路异常，导致仪器无法获取 在校准状态下，检查吸收光谱信号， 吸收光谱信号 更换锁相电路模块
错误参数设定、校 未按操作规范进行参数设定、校准或调零 重新校准或调零； 使用仪表备份或出 准或调零操作 仪表测量 操作 厂默认参数
第八讲 在线紫外一可见分光光谱仪
常见的紫外一可见分光光度计大量用于实验室 样品分析。 随着计算机、光纤传输技术的发展以及大规模 集成电路阵列检测器等器件的出现，一种能够 瞬间扫描全谱的分光光度计——紫外一可见分 光光谱仪崭露头角，并在在线气体分析领域呈 现较好的发展势头。
8.1紫外一可见吸收光谱仪的基本组成
(3)自动修正温度、压力对测量的影响 一些工业过程气体可能存在几百摄氏度的温度变 化和几个大气压的压力变化。气体温度和压力的变 化会导致二次谐波信号波形的幅值与形状发生相应 的变化，从而影响测量的准确性。 为了解决这个问题，DLAS技术中可增加温度、 压力补偿算法，只要将外部传感器测得的气体温度、 压力信号输入补偿算法中，DLAS气体浓度分析仪 就能自动修正温度、压力变化对气体浓度测量的影 响，保证了测量的准确性。
原位式激光气体分析仪
②采样式激光气体分析仪 采样式激光气体分析仪是将样气从过程管道中 取样至测量气室，通过将探测激光射入测量气 室后，被光电传感模块接收，实现对被测气体 的在线分析。
由于半导体激光吸收光谱技术在测量准确性、 恶劣环境适应能力（可在高温、高压、强腐蚀 条件下直接分析）和响应速度方面的技术优势， 基于采样式激光气体分析仪的分析系统与传统 基于红外、磁氧、电化学分析技术的气体分析 系统相比，具有预处理系统结构简单、系统响 应速度快、测量精度高等优势。 同时，结合精细度腔吸收光谱( HFCAS)等技 术，采样式激光气体分析仪比原位式具有更高 的检测灵敏度，大大拓展了激光气体分析仪的 应用领域。
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6、在线质谱仪 主要分为： 四极质谱仪 磁质谱仪 飞行时间质谱仪等 7、其它专用在线气体分析仪 包括：在线硫化氢、总硫分析仪、在线总碳 氢分析仪等。
1.2在线气体分析仪器性能及主要技术指标
1.2.1关于在线分析仪器的性能特性 通常仪器性能是指仪器达到预定功能的能力， 性能特性是指对仪器性能规定的某些参数的定量 描述，也就是性能指标。由于仪器种类不同、应 用范围不同，其性能特性表述和概念也不同。 ⑴基本性能特性 是针对仪器分析测量适用性、可靠性等功能特 性。 在线分析测量适应性,如：对仪器分析的测量对 象、测量范围、分析量程，以及环境条件适应性 等。
1.3.3 在线分析仪器的智能化
1） 过程分析仪器的计算机应用主要集中在嵌入式 系统、仪器的网络功能和智能化三个方面。 2）计算机系统采用嵌入式结构，主要采用微型计 算机和微型控制器 ，嵌入式系统的发展，软硬件 分离正被软硬件融合所代替。 3）灵活方便的网络通信功能。 4）过程分析仪器远程维护网站的研究 。 5）信息智能处理 。 过程分析仪器的数字化，网络化，智能化是其发展 方向。
1.3.2 分析流路技术的研究
主要发展包括多检测器组合技术、并行检测技术、 微器件应用、系统重构和取样处理技术等方面。 组合技术的应用 这是多传感器信息融合技术在过 程分析上的应用 并行检测技术对同一样品进行多同样传感器的分析， 由智能处理系统对多结果进行信息数据融合，甄别 和选择最可靠的分析结果。 微型化小型化过程分析仪及分析流路系统重构。 取样处理技术及原位分析技术的应用发展
第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲 第九讲
在线气体分析仪器概述 红外气体分析仪器 顺磁式氧分析器 热导式气体分析器 电化学式气体分析器 在线气相色谱仪 半导体激光光谱 紫外-可见光谱仪 在线硫分析仪及应用
第一讲 在线气体分析仪器概述
⑶在线分析仪器的检定与校准 在线分析仪器的检定与校准都是传递量值或量 值溯源的方式。 检定是定期对仪器的计量性能较全面的评价； 校准是日常进行的对仪器主要性能的检查，以 保证仪器的示值的准确。
1.2.2在线分析仪器的主要技术指标
⑴准确度 仪器的准确度又称为精确度，是指仪器的指示 值与被测量真值的一致程度。通常用测量误差 表示。主要表示方法有： ①绝对误差 绝对误差=测量结果-约定真值 ②相对误差 相对误差=绝对误差/约定真值 ③基本误差是指仪器在参比条件下使用的误差 ④影响误差 ⑤干扰误差
1.3 在线气体分析仪器的近期发展
在线分析仪器近期研究和发展趋势主要体现在分析 检测器，分析流路和仪器智能化三个方面。 1.3.1分析检测器研究 一是将已在实验室中采用的分析方法及其检测检测 器经过创新和改进引用到过程检测中； 二是研究直接用于过程分析的检测器。主要集中于 微流分析检测器、在线拉曼光谱检测器、光声过程 检测器 等。
⑷检测限 检测限是指能产生一个确证在样品中存在被测 物质的分析信号所需要的该物质的最小含量或 最小浓度，是表征和评价分析仪器检测能力的 一个基本指标。新国标称为最小可检测变化。 ⑸分辨力 分辨力是指仪器区别相邻近信号的能力。不同 分析仪器所指的相邻近信号有所不同，如光谱 仪是指最临近的波长，色谱仪是指最邻近的两 个峰，质谱仪是指最邻近的两个质量数。
⑻重复性 重复性又称重复性误差是指用相同的方法、相同 的试样、在相同的条件下测得的一系列结果之之 间的差异。重复性误差用实验室标准偏差表示 。 ⑼稳定性 稳定性是指在规定的工作条件下输入保持不变， 在规定的时间内仪器示值保持不变的能力。可用 噪声和漂移两个参数表示。
⑽响应时间 响应时间表征仪器测量速度的快慢，定义为从被测 量发生阶跃性变化的瞬时起，到仪器的示值达到两 个稳态值之差的90%处所经过的时间，称为90% 响应时间，用T90表示 。
在线分析仪器的可靠性是指仪器的主要性能随 时间保持不变的能力，只有满足在线分析的适 用性以及仪器自身的性能稳定可靠，才能确保 在线分析测量的可靠性。 对在线分析仪器的长期稳定运行能力的要求， 通常用可靠性指针的平均无故障工作时间 （MTBF）表示.
⑵主要技术指标 是对分析仪器本身的性能技术指标的定量要求。 分析仪器的种类不同，其主要技术性能指标的 数值、量纲可能不同，但分析仪器的主要性能 技术指标的基本定义相同，是评价分析仪器基 本性能的重要参数。 例如：分析仪器的测量准确度、灵敏度、稳定 性、重复性、线性范围、响应时间等，这些性 能指标与实验室仪器分析的要求基本相同。
图中 1-光源；2-切光片； 3-同步电机；4-测量气室； 5-参比气室；6-滤光气室； 7-检测气室；8-前置放大； 9-主放大器；10-指示仪表
图2-2 不分光型红外分析仪工作原理图
2.2 红外气体分析仪的分类和特点
2.2.1红外线分析仪的分类及部分产品介绍 ⑴红外线分析仪的分类 ①按是否把红外光变成单色光来划分，分为不分 光型（非色散型）和分光型（色散型）两种。 不分光型（NDIR）：光源发出的连续光谱全部 投射到被测样品上，待测组分吸收其特征吸收波 带的红外光。固定分光型（CDIR）：采用一套 分光系统，使通过测量气室的辐射光谱与待测组 分的特征吸收光谱相吻合。 ②按光学系统来划分，分为双光路和单光路两种。
第二讲 红外线气体分析仪器
2.1红外线气体分析仪器的测量原理 2.1.1电磁辐射波谱 红外线是电磁波谱中的一段，介于可见光区和微波 区之间，红外线的波长大于可见光线，其波长为 0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红 外线，波长为0.75～1.50μm 之间；中红外线， 波长为1.50～6.0μm 之间；远红外线，波长为 6.0～l000μm 之间。 红外辐射主要是热辐射，在红外线分析仪中，使用 的波长范围通常在1~16μm 之内。
⑹选择性 选择性是指对被测组分之外的其它组分呈低灵敏 度或无灵敏度的能力。可用干扰系数描述，即对 相同浓度的被测组分和干扰组分的回应比。
⑺线性度、线性误差和线性范围 线性度是指仪器的校准曲线与规定直线（一般为被 测量的线性函数直线）之间的吻合程度。 线性误差是指仪器的校准曲线与规定直线的最大偏 差。新国标定义为：仪器实际读数与通过被测量的 线性函数求出的读数之间的最大差异。 线性范围是指校准曲线所跨越的最大线性区间。用 来表示对被测组分的含量或浓度的适用性。
4、电化学式气体分析器 固体电解质氧化锆氧分析仪 燃料电池式氧分析仪 电解池式氧分析器 定电位电解式有毒气体检测器
5、在线气相色谱仪 按照分析对象及用途分类有： 通用工业气相色谱仪 防爆工业气相色谱仪 专用在线色谱仪如：小型天然气在线色谱仪等。 工业色谱仪常用检测器分类有：热导检测器 （TCD）、氢火焰检测器（FID）、火焰光度 检测器（FPD）等；
第二部分内容为 《在线分析系统设计及工程应用技术》 分为六讲，分别介绍：在线气体分析系统概论、 样气取样及处理系统、在线分析系统的设计集 成与应用、CEMS烟气参数监测分析技术、烟 气脱硫及脱硝等CEMS的设计与应用、在线分 析系统在石化等行业的应用。
第一部分 在线气体分析仪器 设计与应用技术
实验室色谱法的多检测器应用，除TCD、FID、 FPD等常用检测器外，电子捕获检测器（ECD）、 热离子检测器（TID）、光离子化检测器（PID） 以及超高灵敏度热导式检测器（HTCD）等气相 色谱仪已经在石化等行业在线分析得到广泛应用。
质谱法包括：四极质谱仪、磁质谱仪、飞行时间 质谱仪、离子阱质谱仪、傅里叶变换质谱仪等， 以及联用技术如：三重串联四极杆质谱仪、四极 杆-飞行时间质谱仪等已经开始进入在线分析。 其它技术如：核磁共振（NMR）、X射线荧光光 谱、电子能谱、拉曼（Raman）光谱法等复杂的 分析技术，以及光谱与色谱、质谱之间的联用在 实验室分析中已经很普遍，也已经开始走向在线 分析。
1.1在线气体分析仪器的定义及其分类 1.1.1在线分析仪器的定义 在线分析仪器又称过程分析仪器（process analyzers），通常指直接安装在工业生产流 程或其它源流体现场，对被测介质组成的成分 参数或物性参数进行自动连续分析测量的一类 仪器。
在流程工业的过程分析中，在线气体分析仪器 大致分为两类。 一类是直接安装在流程工艺管线的在线分析仪 器（on-line），仪器传感器直接安装在工艺 管道或设备中，也称为原位式在线分析仪器； 另一类是通过简单的取样预处理，将样气从工 艺管线取出，送到安装在现场的过程分析仪器 （in-line）检测，也称为取样式在线分析仪器。 取样式在线分析仪器通常配置简单的取样预处 理装置，被称为分析仪器的取样预处理部件。
1.1.2在线气体分析仪器的分类
在线气体分析仪器的分类大多按照分析的原理进 行分类。常用在线气体分析仪器按照原理主要有： 1、光学式气体分析器 主要分为： 红外线气体分析仪 紫外光谱气体分析仪 激光光谱气体分析仪 傅里叶变换红外光谱仪 化学发光气体分析器 紫外荧光气体分析仪等
2、顺磁式氧分析器 热磁对流式氧分析器 磁力机械式氧分析器 磁压式氧分析器 3、热学式气体分析器 热导式气体分析仪 热化学气体分析仪 催化燃烧式可燃气体分析器 热值仪等
图2-1部分常见气体的红外吸收光谱图
常用红外气体特征吸收波长是：CO-4.72µm；
CO2-4.25µm；CH4-3.45µm；SO2-7.3µm；NO-5.3µm。
2.1.2红外线分析仪测量原理