工業(yè)過程氣體在線監(jiān)測分析助力智能制造：從數(shù)據(jù)到?jīng)Q策

2025年08月27日 17:17:21人氣：305來源：江蘇舒茨測控設(shè)備股份有限公司

　　工業(yè)過程氣體在線監(jiān)測分析是指通過安裝在線監(jiān)測設(shè)備，對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體（如二氧化碳、氮氧化物、硫化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物等）進(jìn)行實時檢測，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析和反饋。在線監(jiān)測設(shè)備通常與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等配合使用，實現(xiàn)對氣體濃度的持續(xù)監(jiān)測、報警、記錄和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問等功能。

　　工業(yè)過程氣體在線監(jiān)測分析的應(yīng)用領(lǐng)域：

　　1.石油化工行業(yè)：在石油、天然氣的開采和精煉過程中，會產(chǎn)生大量的有害氣體，如二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、甲烷（CH4）等。通過在線監(jiān)測，可以有效控制氣體的排放，確保符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.鋼鐵冶金行業(yè)：鋼鐵冶煉過程中會產(chǎn)生大量的廢氣，其中包含一氧化碳（CO）、二氧化碫（CO2）、硫化物、氮氧化物等。實時監(jiān)測這些氣體的濃度，能夠有效降低空氣污染。

　　3.電力行業(yè)：火力發(fā)電廠排放的煙氣中含有大量的二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫，在線監(jiān)測能夠幫助電力廠實現(xiàn)廢氣的有效治理和控制。

　　4.制藥行業(yè)：制藥過程中的有機(jī)溶劑揮發(fā)、氣體泄漏等問題對環(huán)境和人員健康造成威脅。在線監(jiān)測能夠?qū)崟r監(jiān)控有害氣體，保證生產(chǎn)環(huán)境的安全。

　　5.食品加工行業(yè)：食品加工過程中，尤其是發(fā)酵、烘烤等環(huán)節(jié)，可能釋放有害氣體。實時監(jiān)控有害氣體濃度，有助于控制生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染。

　　6.環(huán)境監(jiān)測：通過安裝氣體監(jiān)測設(shè)備，政府和環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)園區(qū)周邊空氣質(zhì)量的實時監(jiān)測，確保企業(yè)遵守環(huán)境法規(guī)。

　　工作原理：

　　1.氣體采樣：通過氣體采樣裝置（如抽氣泵、采樣管道等）從工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場獲取氣體樣本。采樣的方式有時根據(jù)現(xiàn)場條件而不同，包括直接采樣、差壓采樣等。

　　2.氣體檢測：氣體檢測裝置通常使用不同的物理和化學(xué)原理進(jìn)行氣體分析。常見的檢測方法有：

　　-紅外吸收法：根據(jù)氣體在特定波長下的紅外吸收特性來測量氣體濃度，適用于CO2、CO、NOx等氣體的檢測。

　　-化學(xué)發(fā)光法：通過氣體與特定試劑反應(yīng)產(chǎn)生的光輻射強(qiáng)度來判斷氣體濃度，常用于NOx等氣體的檢測。

　　-電化學(xué)法：利用氣體與電極之間的反應(yīng)電流來測定氣體的濃度，通常用于氧氣、氫氣、CO等氣體。

　　-氣相色譜法：氣體樣本經(jīng)過色譜柱分離后，通過檢測器測量各組分的濃度。

　　-光學(xué)傳感法：利用氣體的光學(xué)特性（如激光散射、光譜吸收等）進(jìn)行檢測。

　　3.信號處理：氣體檢測儀器通過傳感器將氣體濃度信號轉(zhuǎn)換成電信號，信號經(jīng)過處理后輸出濃度值。信號處理包括模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、放大等步驟。

　　4.數(shù)據(jù)傳輸與分析：實時采集的數(shù)據(jù)通過通信接口（如RS485、Modbus、Ethernet等）傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、記錄、顯示、存儲等操作，確保及時反饋氣體濃度變化情況。

　　5.報警與控制：在氣體濃度超過預(yù)設(shè)閾值時，監(jiān)測系統(tǒng)會自動觸發(fā)報警系統(tǒng)，提醒操作人員及時采取措施。某些系統(tǒng)還具有自動控制功能，在氣體濃度過高時自動調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)或啟動應(yīng)急處理措施。

　　工業(yè)過程氣體在線監(jiān)測分析的關(guān)鍵技術(shù)：

　　1.傳感器技術(shù)：傳感器是氣體在線監(jiān)測分析系統(tǒng)的核心組件，傳感器的性能直接決定了監(jiān)測的精度和穩(wěn)定性。常見的氣體傳感器類型包括電化學(xué)傳感器、紅外傳感器、催化燃燒傳感器等。選擇合適的傳感器需要根據(jù)待測氣體的種類、濃度范圍、環(huán)境條件等因素進(jìn)行。

　　2.數(shù)據(jù)通信與集成技術(shù)：氣體監(jiān)測系統(tǒng)需要與企業(yè)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)集成。常用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議包括Modbus、Profibus、CAN總線等。數(shù)據(jù)的實時傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控對提高管理效率至關(guān)重要。

　　3.自動化與智能化技術(shù)：現(xiàn)代氣體監(jiān)測系統(tǒng)逐漸向自動化、智能化方向發(fā)展，具有自校準(zhǔn)、自動報警、數(shù)據(jù)分析等功能，減少了人工干預(yù)，提高了監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性。

　　4.在線校準(zhǔn)技術(shù)：為了確保氣體傳感器的測量精度，定期進(jìn)行在線校準(zhǔn)是不可少的?，F(xiàn)代監(jiān)測系統(tǒng)配備了自動校準(zhǔn)功能，能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣體自動調(diào)整傳感器的輸出，確保長時間穩(wěn)定運行。

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