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儀器儀表的基本概念及知識(shí) 儀器儀表是如何工作的

時(shí)間:2020-08-05    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
1.分析儀器的分類 

分析儀器的種類繁多,用途各異。按照測(cè)量原理和分析方法,可以把分析儀器大略分為如下幾類。 

(1)電化學(xué)分析儀器 

采用電位、電導(dǎo)、電流分析法的各種電化學(xué)分析儀器,如氧化鋯氧分析儀器、燃料電池式氧分析儀器、電化學(xué)式有毒性氣體檢測(cè)器等。 

(2)熱學(xué)分析儀器 

如熱導(dǎo)式氣體分析儀器、催化燃燒式可燃性氣體檢測(cè)器等 

(3)光學(xué)分析儀器 

包括采用吸收光譜法的紅外線氣體分析儀器、近紅外光譜儀、激光氣體分析儀器、紫外-可見分光光度計(jì)、紫外熒光法分析儀等。 

(4)微量水分析儀器 

大致有電解式微量水分析儀、電容式微量水分析儀、晶體震蕩式微量水分析儀、冷鏡式微量水分析儀等。 

2.分析儀器基本參數(shù)解析 

(1)測(cè)量范圍 

也稱作量程,指兩個(gè)極限值之間的區(qū)域,用所考慮的量的上、下極限值來表示。 

量程的選擇:儀表量程的選擇必須目的明確,要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況及工藝要求來選擇,提供給客戶比較適合的量程。并不是越大越好,因?yàn)閮x表的誤差也是根據(jù)量程的變化而變化的。 

一般我們的儀表誤差為±2%F.S,即滿量程的±2%;在跟客戶的交流中要搞清楚客戶的需求,尤其遇到一些不清楚情況的客戶,總希望能夠量程越大、精度越高越好,這個(gè)需要我們做工作來說服客戶去選擇比較適合的。同時(shí),不同量程需要用到不同的傳感器,比如:微量氧傳感器一般測(cè)量0-1000ppm的氧氣比較好,而常量氧則一般針對(duì)0.1%-80%之間濃度的氧氣測(cè)量;高純氧的量程一般選80-99.99%。 

(2)準(zhǔn)確度及等級(jí) 

儀器的準(zhǔn)確度也成為精確度,簡(jiǎn)稱精度,是指儀器的指示值與被測(cè)量真值的一致程度。一般儀器的準(zhǔn)確度等級(jí)為2級(jí) 
在測(cè)量中,任何一種測(cè)量的精密程度高低都只能是相對(duì)的,皆不可能達(dá)到絕對(duì)精確,總會(huì)存在有各種原因?qū)е碌恼`差。為使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠、盡量減少誤差,提高測(cè)量精度.必須充分認(rèn)識(shí)測(cè)量可能出現(xiàn)的誤差,以便采取必要的措施來加以克服。通常在測(cè)量中有基本誤差、補(bǔ)償誤差、絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、過失誤差與抽樣誤差等。下面說明一下相對(duì)誤差。 

①絕對(duì)誤差(absolute error) 

絕對(duì)誤差=測(cè)量結(jié)果-(約定)真值 

②相對(duì)誤差(relative error) 

相對(duì)誤差=絕對(duì)誤差 / (約定)真值 

相對(duì)誤差用±%F.S表示,F(xiàn)S是英文full scale的縮寫,±%F.S表示儀表滿量程相對(duì)誤差。 

儀表滿量程相對(duì)誤差=絕對(duì)誤差 / (測(cè)量上限-測(cè)量下限)*100% 

(3)響應(yīng)時(shí)間(response time)和分析滯后時(shí)間(lag time of analysis) 

響應(yīng)時(shí)間是表征儀器測(cè)量速度的快慢.通常定義為從被測(cè)量發(fā)生階躍變化的舜時(shí)起,到儀器的指示達(dá)到兩個(gè)穩(wěn)態(tài)值之差的90%處所經(jīng)過的時(shí)間。這一時(shí)間稱為90%響應(yīng)時(shí)間,用T90標(biāo)注。 

分析滯后時(shí)間等于“樣品傳輸滯后時(shí)間”和“分析儀器響應(yīng)時(shí)間”之和,即樣品從工藝設(shè)備取出到得到分析結(jié)果這段時(shí)間。樣品傳輸滯后時(shí)間包括取樣、傳輸和預(yù)處理環(huán)節(jié)所需時(shí)間。 

(4)穩(wěn)定性:(stability) 

穩(wěn)定性是指在規(guī)定的工作條件下,輸入保持不變,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)儀器示值保持不便的能力。分析儀器的穩(wěn)定性可用噪聲和漂移兩個(gè)參數(shù)來表征。 

噪聲(noises)又稱輸出波動(dòng)(output fluctuation),不是由被測(cè)組分的濃度或任何影響量變化引起的相對(duì)于平均輸出的波動(dòng),或者說由于未知的偶然因素所引起的輸出信號(hào)的隨機(jī)波動(dòng)。它干擾有用信號(hào)的檢測(cè)。 

漂移(drift)是指分析信號(hào)朝某個(gè)一定的方向緩慢變化的現(xiàn)象。漂移包括零點(diǎn)漂移、量程漂移、基線漂移。漂移表示系統(tǒng)誤差的影響。 

如:我們的儀表參數(shù)中提到的:“穩(wěn)定性:零點(diǎn)漂移:±1.5%F.S/30d;量程漂移:±1.5%F.S/30d;”指的是儀表在連續(xù)工作30天零點(diǎn)漂移和量程點(diǎn)漂移小于滿量程(F.S=full scale)的±1.5%。 

為了提高儀器儀表的穩(wěn)定性和重復(fù)性,通常通過自動(dòng)標(biāo)定、補(bǔ)償校正等手段來實(shí)現(xiàn)。如:紅外氣體分析儀器中參比信號(hào)、熱導(dǎo)傳感器中的雙臂電橋及在線成套分析系統(tǒng)中的自動(dòng)標(biāo)校等都是此手段。 

(5)重復(fù)性:(repeatability) 

又稱重復(fù)性誤差(repeatability error)。指相同的方法、相同的試樣、在相同的條件下測(cè)得的一系列結(jié)果之間的偏差。相同的條件是指同一操作者、同一儀器、同一實(shí)驗(yàn)室和短暫的時(shí)間間隔。 

(6)靈敏度:(sensitivity) 

是指被測(cè)物質(zhì)的含量或濃度改變一個(gè)單位時(shí)分析信號(hào)的變化量,表示儀器對(duì)被測(cè)定量變化的反應(yīng)能力。 

(7)分辨力:(resolution) 

是指儀器區(qū)別相鄰近信號(hào)的能力。通常用分辨率等表示,儀器的分辨率是可調(diào)的,儀器性能指標(biāo)中給出的分辨率一般是該儀器的最高分辨率。分辨率越高,靈敏度越低。 

3.單位換算 

3.1壓力單位換算表

3.2濃度單位ppm與mg/m3的換算 

mg/m3=M/22.4 * ppm * [273/(273+T)] * (Ba/101325) 

M----為氣體分子量 
ppm----測(cè)定的體積濃度值 
T----溫度 
Ba----壓力 
22.4----20℃、101.325kPa下每摩爾氣體的體積,L 

4.我公司產(chǎn)品命名分類(GES-green sublimation) 

(1)GES-O2氧量分析儀Oxygen (氧濃度測(cè)量) 
(2)GES-DP露點(diǎn)分析儀Dew point(露點(diǎn)測(cè)量) 
(3)GES-H2熱導(dǎo)分析儀Hydrogen(測(cè)量組分+原理) 
(4)GES-CO紅外分析儀Carbon monoxide(測(cè)量組分+原理) 
(5)報(bào)警器/手持設(shè)備 (報(bào)警器,檢測(cè)儀,偏重于定性分析) 
(6)綠能氣體成套分析系統(tǒng)(無人值守在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng))



    儀器儀表的保養(yǎng)根據(jù)季節(jié)的不同,操作也不一樣,那么在炎炎的夏天,我們應(yīng)當(dāng)如何保養(yǎng)好我們的產(chǎn)品呢?接下來給大家介紹四點(diǎn),已做交流:

    1、安裝措施合理選擇安裝地點(diǎn):干燥、無雨雪滴漏的地方。

    2、點(diǎn)檢措施有條件時(shí)由專人每日對(duì)保溫材料的是否破損、蒸汽管路的是否堵塞進(jìn)行技術(shù)確認(rèn)與技術(shù)處置。

    3、報(bào)警措施有條件的可加裝蒸汽泄露或斷電狀態(tài)的聲光報(bào)警小裝置,以方便保溫防凍措施隱患的發(fā)現(xiàn)與及時(shí)整治。

    4、巡檢措施由區(qū)域儀表維護(hù)責(zé)任人按預(yù)定巡檢路線定時(shí)巡檢。巡檢中要檢查保溫管線閥門是否正常、保溫箱是否正常、疏水裝置是否正常、保溫材料包裝是否完好、電伴熱供電是否正常等。對(duì)易凍裝置儀表進(jìn)行重點(diǎn)檢查并做好巡檢記錄,進(jìn)行儀表及其保溫防凍措施進(jìn)行干燥、完整、潔凈的維護(hù)保養(yǎng),及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的保溫伴熱問題。





工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用于測(cè)量的儀表種類有很多種,比如用于流量測(cè)量的電磁流量計(jì)、智能超聲波流量計(jì),用于液位和壓力測(cè)量的液位變送器,壓力變送器等儀表,但有一個(gè)共同的特點(diǎn)都是需要外部供電的,容易受電磁干擾, 目前我們抑制電磁干擾的方法主要有三種:屏蔽、濾波和接地。

1屏蔽

屏蔽是用來減少電磁場(chǎng)向外或向內(nèi)穿透的措施,一般常用于隔離和衰減輻射干擾。屏蔽按其原理分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和磁屏蔽三種。靜電屏蔽的作用是消除兩個(gè)電路之間由于分布電容耦合產(chǎn)生的電磁干擾,屏蔽體采用低電阻金屬材料制成,屏蔽體必須接地。電磁屏蔽的作用是防止高頻電磁場(chǎng)的干擾,屏蔽體采用低電阻的金屬材料制成,利用屏蔽金屬對(duì)電磁場(chǎng)產(chǎn)生吸收和反射以達(dá)到屏蔽的目的。磁屏蔽的作用是防止低頻磁場(chǎng)的干擾,屏蔽體采用高導(dǎo)磁、高飽和的磁性材料來吸收或損耗電磁場(chǎng)以達(dá)到屏蔽的目的。

電磁干擾的影響與距離的關(guān)系非常密切,距干擾源越近,干擾場(chǎng)強(qiáng)越大,影響越大。在電子儀器儀表中,電子元件的布置常受體積限制,常采用低電阻金屬材料或磁性材料制成封閉體,把防護(hù)間距不夠的元件或部位隔離起來,以減少或防止靜電或電磁的干擾。

2濾波

濾波可以抑制電磁的傳導(dǎo)干擾。敏感電子設(shè)備通過電源線、電話線、控制線、信號(hào)線等傳導(dǎo)電磁干擾信號(hào)。對(duì)于傳導(dǎo)干擾常采用低通濾波器濾波,可以得到有效抑制。但在進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮濾波器的特性:頻率特性、阻抗特性、額定電壓及電壓損耗、額定電流、漏電電流、絕緣電阻、溫度、可靠性、外型尺寸等。

2接地

在設(shè)備或裝置中,接地是為了使設(shè)備或裝置本身產(chǎn)生的干擾電流經(jīng)接地線流入大地,一般常用于對(duì)傳導(dǎo)干擾的抑制。理想的接地體是一個(gè)零電位、零阻抗的物理實(shí)體,作為各有關(guān)電路中所有信號(hào)電平的參考點(diǎn),任何不需要的電流通過它都不產(chǎn)生電壓降。這種理想的接地實(shí)體實(shí)際上是近似的。

 

如有疑問請(qǐng)點(diǎn)擊:工業(yè)電子儀器儀表有效抑制電磁干擾解決方案

 

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