在采样系统中测量时间延迟时要检查的四个方面

测量采样系统时间延迟时需要检查的四个方面

Karim Mahraz，产品经理

在过程分析仪采样系统中，从您抓取样品到获得读数之间总是存在延迟。

时间延迟是累积的，占样本从工艺管线中的分接头到获得结果的工艺分析仪所需的总时间。这个时间延迟可能比你想象的要长，低估它会导致过程控制不佳。如果您假设您的时间延迟等于一分钟，但实际上是两小时，那么您的分析仪读数可能不再相关或没有目的。您希望最大限度地减少这种延迟，共同目标是从水龙头到分析仪读数一分钟或更短。

您会在整个分析仪器系统中找到导致时间延迟的原因。以下是开始减少系统时间延迟的四个主要方面：

1. 探测延迟
2. 样品运输延迟（包括现场站和运输线路）
3. 采样调节延迟（包括流切换）
4. 分析器延迟

1。探头的时间延迟

避免使用过大的样品探针。探头应足够长，以达到工艺管线直径的中间三分之一，在该处流移动最快并提供最干净、最具代表性的样品。它不应该比必要的更长或更宽，因为探头的体积越大，延迟越大。

工艺管中的分接头位置是另一个需要考虑的相关问题。如果您将探头放置在工艺管的低流量部分附近，则需要等待更长的时间才能显示工艺化学品的任何变化。例如，进入大容量罐或桶的新分子将产生一个“混合体积”，新分子和旧分子都会出现在出口处，直到该体积被完全清除。为减少时间延迟，您不应将水龙头定位在混合体积的下游。取而代之的是，将分接头定位在这些过程中时间延迟源的上游，包括桶、罐、死角和停滞线。

2. 样品传输的时间延迟

• 远程采样点位置： 样品为分析而必须移动的距离越远，时间延迟就越长。将水龙头尽可能靠近分析仪。对于更长的传输线，考虑使用快速循环来加速流动并为您的分析仪提供更新的样本。
• 线长和直径： 样品移动得越远，传输线的内部体积越大，时间延迟就越长。为了减少这种延迟，请相应地计算和调整线的长度和直径，以确保准确性。
• 液体样品传输管线中的低压： 对于液体样品，抽头位置应提供足够的压力，以便在没有泵的情况下通过传输线或快速回路输送样品。避免添加昂贵的额外变量，例如泵，因为它们会增加时间延迟。
• 气体样品传输管线中的高压： 对于气体，压力越高，流动越慢。为了加快流动——从而减少时间延迟——降低压力。例如，在一半的压力下，您将获得一半的时间延迟。

3. 样品调节系统中的时间延迟

• 未净化的 T 恤导致死腿： 死腿是未净化的侧体积，它允许分子在流动的系统介质中扩散进出。除非其所有端口都在流动，否则分析样品管线中的任何三通或十字都是死角。常见的死角包括压力和温度计、吹扫和排放阀、校准歧管和实验室采样点的连接点。在执行样品分析之前，您需要净化这些区域，因为净化周期会导致时间延迟。重新定位死角（例如仪表）有时是最简单的解决方案。
• 样品在管壁和过滤器上的吸附： 当样品接触管壁或任何其他固体表面时，它的一些分子会粘在该表面上。在百万分之几 (ppm) 分析中，由于吸附而导致的分子损失（或从解吸中获得）可能是显着的。然而，对于气体样本，损失仅在统计上显着。仅当您测量的浓度低于 1 ppm 时，才需要担心液体样品的吸附。对于气体样本，在切换源之间建立足够的等待时间，以使之前的气体分子清除。
• 内部组件体积大： 为确保样品具有代表性——并获得准确的分析仪读数——必须清除流路中每个设备的全部体积。如果您有一个大容量设备，例如过滤器或聚结器，请留出足够的时间彻底清除它。一般指南是以三倍的体积冲洗设备。尽可能减小这些组件的大小。

4. 分析仪中的时间延迟

• 分析仪响应时间不连续： 由于分析仪内部发生的过程，某些分析仪比其他分析仪需要更多时间来执行分析。例如，色度计需要在完成分析之前显示其测量颜色，而气相色谱仪需要在分析之前分离其测量成分。
• 连续分析器响应时间： 一些分析仪连续运行，但即使这些分析仪也不能立即提供结果，所以总会有一些延迟。
• 手动系统操作员响应时间： 在手动管理样品分析过程时，请务必考虑在操作员注意到并响应必要的系统调整之前发生的不可避免的时间延迟。

了解您的时间延迟以实现准确的系统响应

重要的是要认识到从样品第一次从水龙头的工艺管线取出到样品到达分析仪再到您收到结果之间的时间间隔，这一点很重要。关于此时间间隔的错误假设意味着您不了解生产线中的内容与分析结果之间的关系。了解本文讨论的易受延迟影响的采样系统元素（探头、样品传输、样品调节和分析仪）将得出关于系统内发生时间延迟的位置的结论，并改进整体过程控制。