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儀器儀表的基本概念及知識 儀器儀表是如何工作的

時間: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、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)測量范圍 

也稱作量程,指兩個極限值之間的區(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,因為儀表的誤差也是根據(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,這個需要我們做工作來說服客戶去選擇比較適合的。同時,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量0-1000ppm的氧氣比較好,而常量氧則一般針對0.1%-80%之間濃度的氧氣測量;高純氧的量程一般選80-99.99%。 

(2)準(zhǔn)確度及等級 

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

①絕對誤差(absolute error) 

絕對誤差=測量結(jié)果-(約定)真值 

②相對誤差(relative error) 

相對誤差=絕對誤差 / (約定)真值 

相對誤差用±%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誤差。 

儀表滿量程相對誤差=絕對誤差 / (測量上限-測量下限)*100% 

(3)響應(yīng)時間(response time)和分析滯后時間(lag time of analysis) 

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

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

(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參數(shù)來表征。 

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

漂移(drift)是指分析信號朝某個一定的方向緩慢變化的現(xiàn)象。漂移包括零點漂移、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天零點漂移和量程點漂移小于滿量程(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,通常通過自動標(biāo)定、補償校正等手段來實現(xiàn)。如:紅外氣體分析儀器中參比信號、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、同一實驗室和短暫的時間間隔。 

(6)靈敏度:(sensitivity) 

是指被測物質(zhì)的含量或濃度改變一個單位時分析信號的變化量,表示儀器對被測定量變化的反應(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 (氧濃度測量) 
(2)GES-DP露點分析儀Dew point(露點測量) 
(3)GES-H2熱導(dǎo)分析儀Hydrogen(測量組分+原理) 
(4)GES-CO紅外分析儀Carbon monoxide(測量組分+原理) 
(5)報警器/手持設(shè)備 (報警器,檢測儀,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,已做交流:

    1、安裝措施合理選擇安裝地點:干燥、無雨雪滴漏的地方。

    2、點檢措施有條件時由專人每日對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、報警措施有條件的可加裝蒸汽泄露或斷電狀態(tài)的聲光報警小裝置,以方便保溫防凍措施隱患的發(fā)現(xiàn)與及時整治。

    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。對易凍裝置儀表進(jìn)行重點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),及時解決現(xiàn)場發(fā)生的保溫伴熱問題。





工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場用于測量的儀表種類有很多種,比如用于流量測量的電磁流量計、智能超聲波流量計,用于液位和壓力測量的液位變送器,壓力變送器等儀表,但有一個共同的特點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,利用屏蔽金屬對電磁場產(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,干擾場強越大,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、信號線等傳導(dǎo)電磁干擾信號。對于傳導(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)計時,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,一般常用于對傳導(dǎo)干擾的抑制。理想的接地體是一個零電位、零阻抗的物理實體,作為各有關(guān)電路中所有信號電平的參考點,任何不需要的電流通過它都不產(chǎn)生電壓降。這種理想的接地實體實際上是近似的。

 

如有疑問請點擊: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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