Проблемы, связанные с применением анализаторов кислорода и онлайн-анализаторов газов

Thread Content

Трудности при применении анализаторов кислорода и онлайн-анализаторов газов. Анализаторы газов — это инструменты, предназначенные для анализа состава газов; с их помощью можно получить данные о видах и количестве отдельных компонентов. Однако приборы для анализа газов — это не простые инструменты: они не имеют такой простой конструкции, как расходомеры или манометры, и в то же время не такие удобные в использовании, как различные термические измерительные приборы. Это инструменты сложной конструкции, использование которых требует высоких технических навыков. Работа с приборами для анализа газов представляет собой сложную и непростую в освоении специальную технологию. В общем, применение приборов для анализа газов представляет собой особую техническую деятельность, которая имеет исследовательский характер. Однако это не осознаётся и не понимается посторонними. Анализ трудностей применения приборов для анализа газов. Чтобы получить общее представление о трудностях применения приборов для анализа газов, их можно рассмотреть с нескольких точек зрения. 1. Анализ газов необходим для реализации целого ряда химических процессов: анализатор газов или система анализа газов представляют собой своего рода полноценное оборудование для химической промышленности. Следовательно, процесс работы таких устройств заключается в реализации различных химических процессов. Чтобы получить точные данные с помощью анализа газов, необходимо знать характеристики и изменения на всех этапах химических процессов, тщательно изучить и понять закономерности, присущие им. Только так можно добиться точных результатов измерений. Следует отметить, что не только внутри прибора для анализа газов существуют те же условия и процессы химической обработки, но иногда и в устройстве для предварительной обработки проб газа, расположенном перед прибором (включая систему отбора проб), также применяются аналогичные процессы химической обработки. Если возникают более сложные и специфические технологические условия, то процесс обработки пробной смеси становится чрезвычайно сложным; это похоже на процесс очистки в небольшой химической фабрике. Таким образом, процесс анализа газов заключается в том, чтобы на основе понимания и овладения условиями всей химической производственной системы строго контролировать все факторы, влияющие на условия измерений, тем самым получая точные данные, необходимые для руководства производством. 2. В процессе применения сложно контролировать факторы, влияющие на результаты, и устранять факторы, мешающие точным измерениям: во время использования прибора существует множество факторов, оказывающих влияние, причем их изменения могут быть довольно сложными. Поэтому эффективный контроль над этими факторами и устранение факторов, мешающих измерениям, представляет собой значительную сложность. Например, при измерении количества микроколичеств оксигена необходимо не только строго контролировать материалы системы и её герметичность, но также учитывать множество других факторов, связанных с чистотой системы. В противном случае анализ содержания оксигена не даст точных результатов. Что касается определения содержания незначительного количества воды в газе, то помимо учета всех вышеупомянутых факторов, необходимо также учитывать проблему равновесия адсорбции воды в трубопроводах. Для правильного решения этой проблемы требуются многократные испытания с целью выявления закономерностей ее изменения и овладения соответствующими технологиями, что позволит получить точные результаты. Конечно, при использовании газовой хроматографии для определения содержания примесей в газах высокой чистоты на уровне ppm–ppb количество факторов, которые необходимо учитывать и контролировать, становится ещё более сложным. 3. Факторы, влияющие на анализ состава микроколичеств газов, более сложны: микроскопические изменения, происходящие с составом газа при его движении по трубопроводам и оборудованию, являются сложными и многогранными. Многие факторы, которые можно игнорировать при анализе состава газов в больших количествах, при анализе состава микроколичеств газов нельзя игнорировать; наоборот, к ним необходимо относиться с серьезностью. В этом случае эти факторы становятся основными препятствиями для получения точных результатов анализа состава микроколичеств газов. Их необходимо поочередно устранять и решать, чтобы аппаратура для анализа микроколичеств газов могла корректно функционировать. Эти факторы включают в себя: ① многократное перемешивание газа в трубопроводе для отбора проб; ② физико-химическое взаимодействие стенок трубопровода с составом газа; ③ материал трубопровода; ④ способ соединения трубопроводов; ⑤ степень чистоты трубопровода. 4. Проверка приборов и методов является одним из ключевых факторов для получения точных данных: приборы, будучи инструментами для измерений, в условиях нормальной работы дают в основном относительные значения. Сам прибор не может определить, являются ли полученные данные точными, а также степень их точности (точность измерений). Это также невозможно подтвердить с помощью самого прибора. Необходимо полагаться на вспомогательные технологии для выполнения работы, а именно — на проверку анализируемых данных. (1) Проверка линейной зависимости прибора. Во-первых, для обеспечения нормальной работы прибора аналитический прибор, как и любой измерительный инструмент, должен ежегодно проходить проверку у уполномоченных органов по стандартным **правилам, прежде чем ему будет разрешено к использованию. Кроме того, ежегодно необходимо с использованием серии стандартных газов проверять, сохраняется ли в приборе нормальная линейная зависимость на всем диапазоне измерений. В противном случае слепое доверие к работоспособности аналитических приборов (даже импортных) неизбежно приведёт к ошибочным данным, что вызовет сбои в управлении производством и контроле качества. (2) Анализ ошибок. В процессе использования аналитических приборов для каждого полученного результата измерения необходимо проводить анализ ошибок, чтобы определить достоверность, надежность и вероятность правильности анализа данных. Квалифицированный аналитик не будет и не должен бездумно предоставлять или публиковать результаты каждого анализа. Как правило, после получения результатов измерений и проведения анализа ошибок, только тогда, когда сумма ошибок в аналитических данных оказывается меньше установленного допустимого значения, эти данные (или группа данных) считаются точными результатами измерений и предоставляются для отчетности или публикации. В противном случае неточные данные могут привести к серьезным негативным последствиям для руководителей производства. (3) Калибровка приборов, часто используемых в количественном анализе. Газоанализатор как прибор для количественного анализа должен быть калиброван с использованием стандартного газа перед проведением количественного анализа. Стандартный газ обычно покупается в **стандартизационных организациях или у лицензированных производителей. В особых случаях его можно также изготовить самостоятельно (однако для этого необходимы соответствующие квалификация и возможности, а также специальное оборудование). Срок годности стандартного газа составляет один год. При использовании стандартного газа для калибровки аналитического оборудования необходимо также тщательно изучить соответствующие процедуры и правила его применения. При покупке и использовании стандартного газа, не соответствующего требованиям, это может привести к значительным отклонениям в результатах анализа. Если недостаточно хорошо понимать требования к использованию стандартных газов, это также может привести к отсутствию точных данных, что создаст проблемы в производстве кислорода. 5. Инженеры-аналитики должны постоянно совершенствовать и повышать качество технологий анализа и определения параметров: квалифицированный инженер-аналитик должен постоянно изучать новые технологии, связанные с аналитическими приборами, а также новые методы анализа, и своевременно применять их в своей работе, чтобы добиться постоянного совершенствования технологий анализа и определения параметров. Аналитический инженер должен не только уметь максимально эффективно использовать существующее оборудование, но и, на основе глубокого понимания принципов действия, конструкции и характеристик используемых приборов, постоянно осваивать современные аналитические технологии как из-за рубежа, так и из страны, способствуя технологическим инновациям, чтобы постоянно совершенствовать и повышать качество работы существующих приборов, а не ограничиваться лишь их простым использованием. В общем, анализ микроколичеств газов представляет собой специализированную технологию, а также деятельность исследовательского характера; он определяет эффективность и уровень использования приборов для анализа газов. Технология анализа микроколичеств газов также является прикладной наукой; для того чтобы выявить закономерности, лежащие в её основе, и полностью овладеть ею, а также успешно решать различные задачи, связанные с анализом микроколичеств газов, необходимо провести большое количество экспериментов. Это также является итогом опыта первого поколения специалистов по газам в нашей стране, которые начали работу над созданием высокочистых газов в 60–70-х годах XX века. Вывод, к которому они пришли в результате десятилетий анализа газов, заслуживает внимания будущих поколений. Мы надеемся, что специалисты в области анализа газов смогут добиться ещё более быстрого и значительного развития на фоне стремительного прогресса в производстве кислорода.