如何选择合适的样品预处理模块
如何选择合适的样品预处理模块
兰迪·瑞肯
在分析取样系统中进行样品分析时，操作员可能需要先对样品进行预处理，然后再将其到达分析仪附近的样品调节系统。当样品分析需要此步骤时，选择正确的样品预处理模块成为关键决定。
预处理模块的选择取决于所用样品传输系统的类型和样品的当前相——气体或液体。根据这些情况，样本预处理有两种常见的设计方案：
- 安装在水龙头附近的现场站模块
- 安装在分析仪附近的快速循环模块
样品运输系统
首先，有必要确定在您的采样系统中将使用哪种样品传输系统。分析仪器应用中有两种常见的样品传输系统。
单线系统将样品运送到分析仪位置，然后继续到最终处理点。单线传输系统通常用于气体样品。如果气体样品在进入样品传输线之前进行了预处理，则很可能需要带有现场站模块的单线系统。
另一方面，快速循环系统将样品输送到分析仪位置，只有少量流量通过分析仪，其余的则返回过程返回水龙头。快速回路系统对于液体样品很常见，但在某些情况下，应该使用快速回路来安全地传输气体样品。通常，快速循环系统将使用快速循环模块在样品到达分析仪位置后对其进行预处理。
现场站模块与快速回路模块
一旦确定了样品运输系统，就必须选择合适的样品预处理模块。您可以决定使用现场站模块、快速回路模块或两者都不使用。这两个模块之间的主要区别在于样品在进入样品传输线之前（现场站模块）或到达分析仪位置之后（快速循环模块）进行预处理的时间。需要注意的是，采样系统很少会同时使用这两个模块。
图 1：安装在单线运输系统中的现场站模块。
现场站模块通常作为包含过滤样品、蒸发液体样品或降低气体样品压力的装置的子组件提供。如上图 1 所示，现场站模块将在样品进入样品传输线之前对样品进行预处理。现场站模块能够：
- 从流中去除不需要的固体或液体。
- 改变样品的压力或温度。
- 通过汽化或冷凝改变样品的状态。
- 允许进入校准气体。
图2：安装在快速循环系统中的快速循环模块。
大多数快速回路模块用于液体样品，尽管快速回路也越来越流行用于气体样品。在大多数情况下，快速回路模块作为子组件提供，其中包含控制流速和过滤分析样品的设备。图 2 展示了快速循环模块如何在样品到达分析仪位置后对其进行预处理。
由于快速循环几乎从不预先处理现场样品，因此不需要现场站。只有少量的流量被送到分析仪，其余的流量没有经过调节并被送回样品回流管。
液体样品预处理注意事项
液体样品最常使用快速回路模块进行预处理，因为液体通常难以处理或销毁。由于与样品倾倒有关的环境问题，快速循环模块有助于解决潜在的危险废物。液体的单位体积流量还包含更多的质量，因此这些样品比大多数气体样品更有价值。使用快速回路模块，未受污染的液体通常会循环回采样系统。
气体样品预处理注意事项
如上所述，可以使用现场站模块或快速循环模块对气体样本进行预处理。传统上，现场站模块不仅用于预处理气体样品，还用于在运输到分析仪位置之前降低其压力。降低气体压力可以提高响应时间——使气体的移动速度提高一倍。以较低压力行进的气态样品更安全。
然而，可能存在必须保持高压的情况。样品测量可能需要在全过程压力下进行，或者分析仪需要高样品压力来测量气态样品的 ppm 或 ppb 水平。在这些情况下，处置问题必须始终放在首位——尤其是当这些气态样品包含碳或硫时。此类样品应改为使用快速循环将大部分样品送回返回线。
了解您的采样系统和样品的条件将帮助您确定哪种样品预处理模块适合您的系统操作。为确保您的工厂或设施始终如一地接收有代表性的样品和准确的分析结果，请考虑注册世伟洛克的过程分析仪取样系统 (PASS) 子系统培训课程。经验丰富的采样系统工程师和行业专业人士将学习如何理解复杂的系统子组件，例如样品预处理模块。
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