Dificuldades nas aplicações de analisadores de oxigênio e analisadores de gases em tempo real

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Dificuldades nas aplicações de analisadores de oxigênio e analisadores de gases em tempo real. Os instrumentos de análise de gases são ferramentas utilizadas para analisar a composição dos gases; com sua ajuda, é possível obter dados sobre os diferentes tipos de componentes e suas concentrações. No entanto, os instrumentos de análise de gases não são ferramentas simples. Eles não têm uma estrutura tão simples quanto os medidores de vazão ou os manômetros, nem são fáceis de operar como os vários instrumentos térmicos. É um tipo de ferramenta com estrutura complexa e cujo uso requer técnicas avançadas. Utilizar instrumentos de análise de gases é uma técnica complexa e difícil de dominar. Em geral, a aplicação de instrumentos de análise de gases é, por si só, uma atividade técnica única, além de ser uma atividade de natureza investigativa. Mas isso não é algo que pessoas de fora consigam perceber ou entender. Análise das dificuldades na aplicação de instrumentos de análise de gases. Quanto às dificuldades na utilização de instrumentos de análise de gases, é possível ter uma ideia geral analisando os seguintes aspectos. 1. A análise de gases é essencial para a realização de uma série de processos químicos: um analisador de gases ou um sistema de análise de gases funciona como um conjunto completo de equipamentos para processos químicos. Portanto, o funcionamento do sistema de análise de gases consiste justamente na realização de uma série de processos químicos. Para obter dados precisos por meio da análise de gases, é necessário compreender as condições e as mudanças em cada fase desses processos químicos. É preciso estudar atentamente essas regras para que se possa alcançar resultados precisos. Deve-se ressaltar que, não apenas dentro de um instrumento de análise de gases existe um processo químico com as mesmas condições, mas, às vezes, também na parte de pré-tratamento do gás de amostra, que fica antes do instrumento (incluindo o sistema de coleta de amostras), existe um processo químico semelhante. Quando se deparam com condições técnicas de processo mais complexas e especiais, o sistema de pré-tratamento do gás de amostragem acaba se tornando um processo químico muito complexo, equivalente ao processo de purificação de uma pequena fábrica química. Portanto, pode-se concluir que o processo de análise de gases consiste em compreender e controlar as condições do sistema de processos químicos como um todo, além de controlar rigorosamente todos os fatores que podem afetar as condições de medição. Dessa forma, é possível obter os dados precisos necessários para os gestores e técnicos responsáveis pelo processo. 2. É difícil controlar os fatores que influenciam o processo de aplicação e eliminar os fatores de interferência: durante a utilização do instrumento, existem muitos tipos de fatores que podem causar influências, e esses fatores mudam de maneira complexa. Portanto, é bastante difícil controlar efetivamente esses fatores e eliminar as interferências nas medições. Por exemplo, na medição de pequenas quantidades de oxigênio, não basta controlar rigorosamente o material do sistema e seu selamento; também é necessário resolver adequadamente vários outros fatores relacionados à limpeza do sistema. Caso contrário, a análise da composição de oxigênio não gerará resultados precisos. Quanto à determinação do teor de água em pequenas quantidades nos gases, além dos vários fatores mencionados acima, é necessário levar em consideração também o equilíbrio de adsorção da água presente no gás dentro dos tubos. Para resolver esse problema de maneira adequada, são necessários testes repetidos, a fim de compreender suas variações e padrões, bem como dominar as técnicas operacionais necessárias, para se obter resultados precisos. É claro que, ao usar um cromatógrafo a gás para determinar a concentração de impurezas em níveis de ppm-ppb em gases de alta pureza, os fatores que precisam ser levados em consideração e controlados tornam-se ainda mais complexos. 3. Os fatores que influenciam a análise dos componentes gasosos em pequenas quantidades são mais complexos: as mudanças microscópicas que ocorrem no fluxo dos gases pelos tubos e equipamentos são complexas e variáveis. Muitos fatores que podem ser ignorados na análise da composição de gases em quantidades constantes não podem ser negligenciados na análise da composição de gases em pequenas quantidades. Pelo contrário, eles precisam ser levados a sério. Nesses casos, esses fatores tornam-se os principais obstáculos para se obter resultados precisos na análise da composição de gases em pequenas quantidades. É necessário eliminá-los e resolvê-los um por um para que os instrumentos de análise de gases em pequenas quantidades possam funcionar corretamente. Esses fatores influenciadores incluem principalmente: ① a mistura repetida do gás dentro do tubo de amostragem; ② as interações físico-químicas entre a parede do tubo e os componentes do gás; ③ o material do tubo; ④ o modo de conexão dos tubos; ⑤ o grau de limpeza dos tubos. 4. A verificação de instrumentos e métodos é uma das chaves para obter dados precisos: como ferramentas de medição, os instrumentos, em condições normais de funcionamento, fornecem, na sua maioria, valores relativos. O instrumento em si não consegue indicar se os dados obtidos são precisos ou qual é o grau de precisão desses dados; também não é possível comprovar isso pelo próprio instrumento. É preciso contar com o trabalho de tecnologias periféricas para realizá-lo, ou seja, o trabalho de validação dos dados analisados. (1) Verificação da relação linear do instrumento. Primeiramente, para garantir o funcionamento adequado do instrumento, este, como um equipamento de medição, deve ser submetido anualmente a testes por órgãos de medição autorizados, de acordo com os procedimentos estabelecidos, para que lhe seja permitido ser utilizado. Ao mesmo tempo, é necessário, a cada ano, utilizar uma série de gases padrão para verificar se a relação linear do instrumento permanece normal em todo o seu intervalo linear. Caso contrário, confiar cegamente na precisão dos instrumentos de análise (mesmo que sejam instrumentos importados) certamente levará a dados errôneos, o que causará erros na gestão da produção e na qualidade. (2) Análise de erros. No processo de uso dos instrumentos analíticos, é necessário realizar uma análise de erros para cada resultado obtido, a fim de determinar a veracidade, confiabilidade e credibilidade da análise dos dados. Um analista qualificado não deve, nem faria, divulgar ou comunicar os resultados de cada análise de maneira casual. Geralmente, somente após a obtenção dos resultados das medições, e após uma análise dos erros, é que se considera que um dado (ou um conjunto de dados) representa um resultado correto para ser relatado ou divulgado, desde que a soma dos erros nos dados analisados seja menor do que o erro permitido. Caso contrário, dados imprecisos podem causar sérias consequências negativas para os gestores da produção. (3) Calibração de instrumentos comumente utilizados em análises quantitativas. O analisador de gases, como instrumento de análise quantitativa, deve ser calibrado com gás padrão antes de realizar a análise quantitativa. Gases padrão são geralmente adquiridos em **departamentos de medição ou fábricas autorizadas. Em casos especiais, também é possível produzi-los por conta própria (mas é necessário ter a qualificação e a capacidade para isso, além dos equipamentos adequados). O prazo de validade do gás padrão é de um ano. Ao usar gás padrão para calibrar equipamentos analíticos, também é necessário compreender profundamente os procedimentos adequados e as regras de uso. Se gases padrão que não atendem aos requisitos forem adquiridos e utilizados, isso pode causar grandes desvios nos dados de análise. Se não houver um bom conhecimento das exigências relativas ao uso do gás padrão, também podem surgir problemas na produção de oxigênio, pois não serão obtidos resultados precisos. 5. Os engenheiros de análise devem buscar constantemente melhorias e aprimoramentos nas técnicas de análise e detecção: um engenheiro de análise qualificado precisa estudar e pesquisar continuamente as novas tecnologias relacionadas aos instrumentos de análise, bem como as novas metodologias de análise por meio desses instrumentos. Além disso, ele deve aplicar essas novidades em seu trabalho, com o objetivo de aperfeiçoar constantemente as técnicas de análise e detecção. Um engenheiro de análise não só deve ser capaz de otimizar o uso dos equipamentos existentes, mas também deve, com um conhecimento aprofundado dos princípios, da estrutura e das características dos instrumentos atualmente em uso, adotar constantemente tecnologias de análise avançadas, tanto nacionais quanto internacionais. Dessa forma, é possível inovar tecnicamente e aprimorar ainda mais a precisão dos equipamentos existentes, em vez de se contentar apenas com operações simples. Em resumo, a análise de gases em pequenas quantidades é uma técnica especializada, além de ser uma atividade de natureza research. Ela determina a eficácia e o nível de desempenho dos instrumentos utilizados para a análise de gases. A técnica de análise de gases em pequenas quantidades é também uma ciência prática; é necessário realizar muitos experimentos para se compreenderem as regras que regem esse processo, a fim de dominá-la adequadamente e resolver com sucesso todos os desafios relacionados à análise de gases em pequenas quantidades. Isso também representa a síntese da experiência da primeira geração de especialistas em separação de gases do nosso país, durante o desenvolvimento de gases de alta pureza nas décadas de 1960 e 1970. A conclusão a que eles chegaram, após décadas de análise de gases, deve merecer a atenção das gerações futuras. Esperamos que os profissionais da área de análise de gases possam alcançar um desenvolvimento ainda mais rápido e significativo, diante do rápido crescimento da indústria de separação de gases.