深入探討如何使用壓力控制器來減少分析系統(tǒng)中的時間延遲

?過程測量是瞬時的，但分析儀的響應(yīng)永遠(yuǎn)不會。從水龍頭到分析儀，總會有時間延遲。不幸的是，這種延遲經(jīng)常被低估或誤解。 在分析采樣系統(tǒng)中，時間延遲定義為新樣品到達(dá)分析儀所需的時間?？刂茣r間延遲的一種方法是使用上海遠(yuǎn)東儀表廠壓力控制器。壓力控制器控制壓力，分析系統(tǒng)中的壓力與時間密切相關(guān)。在具有受控流速的氣體系統(tǒng)的情況下，壓力越低，時間延遲越短。 在分析儀器系統(tǒng)的任何主要部分中都可能發(fā)生時間延遲，包括生產(chǎn)線，分接和探針，現(xiàn)場站，傳輸線，樣品調(diào)節(jié)系統(tǒng)，流切換系統(tǒng)和分析儀。下圖是過程分析儀采樣系統(tǒng)基本部分的示例。

   延時是累積的。它包括流體從被監(jiān)控過程到分析儀所需的總時間。目前，我們將重點關(guān)注現(xiàn)場站以及監(jiān)管機構(gòu)在減少時間延遲方面的重要作用。在野外站之前 最小化時間延遲始于水龍頭的位置。最好將水龍頭盡可能靠近過程分析儀，但也要在時間延遲源的上游，如鼓，罐，死角，停滯線和冗余或過時的設(shè)備。在對液體進行取樣時，水龍頭處的壓力應(yīng)足以通過輸送管線或快速循環(huán)輸送樣品，而無需泵 - 一種引入性能變量的昂貴組件。 在許多情況下，您可能無法指定水龍頭的位置。您可能需要使用現(xiàn)有的水龍頭位置，并且通?，F(xiàn)有的分析儀也可以使用。如果水龍頭離分析儀很遠(yuǎn)，建議使用快速循環(huán)作為快速將液體輸送到分析儀并將未使用的部分返回過程的方法。 在大多數(shù)分析儀器系統(tǒng)中，另一個時間延遲源是探針。探頭的體積越大，延遲越大。體積將受探針長度和寬度的影響。嘗試最小化時間延遲時，請選擇低容量探頭。在野外站 在過程分析儀需要液體樣品的情況下，不使用現(xiàn)場站中的壓力控制器。最好將液體保持在高壓下以避免形成氣泡。在氣體樣品的情況下，現(xiàn)場站用作減少輸送管線中的壓力的手段。 時間延遲與絕對壓力成正比減小。在壓力的一半，你會得到一半的時間延遲?，F(xiàn)場站盡可能靠近水龍頭。壓力越快越好。讓我們看看現(xiàn)場站中壓力控制器的三種可能應(yīng)用。每個壓力控制器的配置都有所不同。 在第一個應(yīng)用中，目標(biāo)是降低氣體壓力。預(yù)計壓降不會產(chǎn)生冷凝。因此，可以使用簡單的減壓壓力控制器。減壓壓力控制器在出口處保持恒定壓力。傳感元件，通常是隔膜或活塞，響應(yīng)于下游壓力而移動，允許控制元件（通常是錐形提升閥）改變氣體通過的孔的流動面積。當(dāng)傳感元件響應(yīng)于較高壓力而被向上推動時，控制元件移動靠近壓力控制器座，并且孔面積變小。隨著傳感元件以較低的壓力向下移動，孔口變大。在大多數(shù)分析監(jiān)管機構(gòu)中， 金屬隔膜非常適用于入口壓力不會急劇變化或化學(xué)兼容性很重要的應(yīng)用。然而，在壓力可能不一致或尖峰的應(yīng)用中，活塞式壓力控制器可能更合適。 在我們的第二個壓力控制器應(yīng)用中，預(yù)計壓降會導(dǎo)致冷凝。

?在壓力下，幾乎所有氣體都會失去能量，稱為焦耳 -湯姆遜效應(yīng) - 導(dǎo)致冷卻。如果氣體接近其露點，這種冷卻可能會導(dǎo)致冷凝。在某些情況下，熱量損失可能會導(dǎo)致冷凝，從而可能凍結(jié)壓力控制器。由于焦耳 - 湯姆遜效應(yīng)，可能需要加熱壓力控制器來保持氣體溫度高于露點。加熱壓力控制器是減壓壓力控制器，其中系統(tǒng)流體在加熱元件上流動。需要加熱器盒。 您可以計算加熱器盒所需的能量（或瓦數(shù)），以便您可以在正確的功率范圍內(nèi)指定一個。每種氣體都有焦耳 - 湯姆遜系數(shù)，它與壓降和流速一起插入公式中，以產(chǎn)生所需的瓦特數(shù)。 在我們的第三個壓力控制器應(yīng)用中，液體必須先成為氣體才能通過氣相色譜儀或其他分析儀進行分析。在這種情況下，使用蒸發(fā)壓力控制器。蒸發(fā)壓力控制器可能難以選擇，但如果尺寸和安裝適當(dāng)，可以是制備液體樣品的可靠方法。蒸發(fā)壓力控制器的目的是立即將整個樣品閃蒸成氣體，以確保蒸發(fā)的樣品代表液體過程。

對于汽化壓力控制器，必須密切關(guān)注溫度和蒸汽流量。如果流量太大，樣品將僅部分蒸發(fā)，液體將流過壓力控制器并流向分析儀。如果蒸發(fā)器溫度太高，則上游的液體樣品將蒸發(fā)。 最后，務(wù)必正確設(shè)置蒸發(fā)壓力控制器，以避免造成相當(dāng)長的時間延遲。隨著流體從液體變?yōu)闅怏w，體積將急劇增加。增加量取決于液體的分子量。通常，在使用上海遠(yuǎn)東儀表廠壓力控制器之后測量的蒸汽流量將是蒸發(fā)壓力控制器之前的液體流量的> 300倍。

?????????例如，蒸汽流量為600cm 3 / min，液體流量可小于2cm 3/分鐘。在這種情況下，液體需要25分鐘才能通過3米（約10英尺）的6毫米（1/4英寸）管道。為了減少這個時間，我們必須減少壓力控制器前面的管子的體積。例如，只有30.5厘米（1英尺）的3.2毫米（1/8英寸）管道，液體只需30秒即可到達(dá)壓力控制器。

?????????但是，到目前為止，我們必須在探測中增加時間延遲。探頭越窄，響應(yīng)越快。獲得更快響應(yīng)的另一種方法是借助液體快速循環(huán)使蒸發(fā)器更靠近分析器。在下圖中，壓力控制器位于快速環(huán)路濾波器之后，帶有第二個液體慢旁路回路，確保良好的液體流動一直持續(xù)到蒸發(fā)壓力控制器。目的是最大限度地減少進入汽化壓力控制器的緩慢移動的液體體積。

    壓力控制器是解決分析系統(tǒng)中時間延遲的關(guān)鍵工具。

?氣體系統(tǒng)中的壓力越低，響應(yīng)時間越快。通常。在液體蒸發(fā)的情況下，考慮液體快速循環(huán)以保持液體直接移動到蒸發(fā)壓力控制器。現(xiàn)場站是復(fù)雜分析儀器系統(tǒng)中的一個位置，其中時間延遲可以顯著降低，但是時間延遲的方法必須始終是全面的。為了減少時間延遲，必須仔細(xì)檢查系統(tǒng)中所有潛在的延遲原因.