目前市面硬度在线分析仪种类繁多,从测量原理来说,主要有3种主流:比色法原理,滴定比色法、离子选择电极法。客户如何选择合适自己的在线硬度分析仪呢,一般建议从在线硬度分析仪的精确性、稳定性、购买成本、维护量和运行维护成本综合考量。以下是从测量原理方面进行相关的仪器分析,希望对广大客户选择在线硬度分析仪有所帮助。
比色法原理
通过单波长比色法来确定样品中的钙+镁的浓度。样品和钙镁指示剂、缓冲剂发生反应,这时溶液会变色,通过比色计在520nm下测量吸光度,而吸光度与硬度成线性正比关系。由于是间接测量,所以需要用两种标样校准来确定偏移量和斜率值
特点:测量范围广、精度高,自动清洗、自动校准
缺点:仪器购买成本非常高(>10万),试剂多达5种,管路多,维护复杂,需定期更换试剂(<2个月),每年耗材高。容易受电子元器件老化的影响。
典型产品:美国HACH APA6000硬度分析仪
滴定比色法原理
通过滴定比色法来确定样品中的钙镁总硬度浓度。仪器测量槽自动样品定量,通过精密计量泵往测量槽内加硬度试剂进行试剂滴定,每滴为30微升,滴定非常精确。硬度试剂会和样品发生反应溶液会变色,采用光学传感器检测颜色的强度和判断颜色变化终点,根据消耗的试剂量即可知道总硬度的浓度。
特点:测量范围广(0.5-534ppm CaCO3)、自动清洗、自动校准、精度高(±5%)、稳定性高(±2.5%)、仅需一种试剂,1瓶可测达10000次,基本免维护,仪器购买成本合理。几乎不受电子元器件老化的影响。
典型产品:
离子选择电极法原理
通过钙/镁离子选择电极来测量水中的硬度浓度。由于电极对钙/镁离子的选择性,钙镁浓度大小直接和电极测的电势有关。由于这种方式是间接测量,所以必须进行校准。
特点:仪器购买成本低、响应速度快
缺点:准确性不高、检测限高、容易受离子影响,电极寿命短(一般几个月,电极成本高)、无法自动清洗和自动校准。
典型产品:某国产硬度
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连续污染物排放监测系统CEMS自上世纪八十年代应用于国内的排放监测以来,在国内逐渐建立起对污染物的排放监测网络,系统安装总数也接近两万套。其中多数采用了直接抽取式取样加红外气体分析的方法。随着国家对污染源控制的加强,实际排放浓度逐年降低,这对红外烟气分析仪器的适用性提出了更高的要求。尤其是在高湿低浓度条件下,对红外气体分析仪的测试精度、分辨率、抗干扰性提出了更高的要求。
红外烟气分析仪受水分干扰的消除方法
由于烟气排放中的水含量是影响二氧化硫和氮氧化物测定的主要干扰物(水分干扰直接影响了仪器的测量精度。这也是为什么部分红外气体分析仪在实验室条件下使用标准气检定时合格,在CEMS现场测试却达不到要求的原因。
通常CEMS系统取样中采取冷干法脱除水分,以防止水分冷凝和水分干扰,但由于排放工况的变化和冷凝效率的原因,冷凝器的出口露点往往存在波动。在高湿低浓度条件下,水分的干扰往往超过了仪器本身的测量误差,干扰误差尤为明显。
消除水分干扰误差的方法通常两种:
采用脱水装置;
设置水分传感器并进行软件补偿。
采用脱水装置的方法有采用高效干燥剂如无水高氯酸镁,或者采用NAFION膜式干燥管。其主要问题在于需要经常更换,人为增加了运行维护成本。仪器生产厂家也有可能在检定时使用脱水装置,但是在运行时为减少运行费用不采用该装置,造成实际运行中的性能改变,导致CEMS监测数据不确定度增加。 采用水分传感器软件补偿的方法一般只修正零点的水分干扰,且低端的分辨率较低。对于同时含水和含SO2,NO的气体的修正精度很差。
此外对于NO分析仪,由于在相同的气室长度下,NO的分辨率低于H2O的分辨率,采用水分传感器修正的方法对NO会造成很大的误差。 那么如何真正有效降低水分对红外分析仪测量的影响呢?红外烟气分析仪在传统微流红外传感器的基础上,增加了调水机构。它是通过将不同温度下的饱和空气依次通入红外传感器,通过调节调水机构,使得含有非冷凝水的气体与N2的信号一致。同时通过硬件调节及线性修正,来消除H2O(气)对SO2、NOx的干扰。进一步实验结果还表明,通过该方法调节后的传感器可以满足各种水分含量条件下的水分干扰消除,干扰的程度可控制在5ppm以内。
低量程红外烟气分析仪分辨率的检定 红外测量原理是基于郎伯比尔定律,即通过吸收光强的变化测定气体浓度。当气体浓度较小时,光强变化也小,若传感器分辨率不够,就无法响应浓度的变化。 很多仪器为提高零点稳定性,会采用不同的算法,以保证减小零点的波动;还有如前所述,为了补偿水分的干扰影响,也会采用零点补偿方式。这样的直接结果就是零点附近仪器没有反应。 实际应用中低量程仪器的***大量程要求不高于200ppm,为保证测量可靠性,实际的分辨率应不大于1ppm。 检定时可采用10ppm的标准气体(SO2,NO),利用气体分割器(配气仪)将浓度控制在5ppm,通入仪器内,读取仪器的测量结果A,此后利用配气仪将浓度控制在4.9ppm,读取仪器的读数B,连续多次(3次以上)测量得到A,B的平均值,两平均值的差就是仪器实际的分辨率。 只有解决水分干扰和分辨率的问题,烟气分析仪才能真正满足高湿低浓度的测量要求,真正有效实现监控污染物排放,为减排提供切实准确的统计数据。 在CEMS烟气分析仪使用过程中红外线分析仪必须去除水分的影响,所以在预处理过程中一般双路冷凝器比较保险,还有弱酸性液体对分析仪的影响也要考虑。
特点一:能检测出不易测量的轻元素 高性能的合金分析仪采用真空设计,抽真空可以排除空气对轻元素(如C1、A1、Si、P、S等)测试的干扰,从而检测出固体、液体、粉末样品中不易测量的轻元素,并提高其测量精度。同时有效提高了地矿中轻元素的检测能力,可对原矿、尾矿、精矿中的轻元素进行有效轻元素检测,满足特定客户对于轻元素检测需求。 特点二:样品的多样化,可检测固体、液体、粉末样品 这款品质优良的合金分析仪具有充氦气功能解决了液体样品无法在真空测试的难题。可检测固体、液体、粉末样品的成份分析,特别是液体如医院利用人体组织液(如血液、尿液、唾液等)对病人进行多种疾病的病理分析,又如环境污染导致的水质安全问题亟需准确检测水中污染物指标等等,合金分析仪主要用在环境质量监测和污染源监测等方面。 特点三:精准快速的合金分析 先进的合金分析仪可精确检测铜、钢、锡等合金多种元素,对于轻基体合金,具有非常好的检测能力,被广泛用金属制造行业中,材料、半成品、成品的质量保证与质量控制,主要是针对市面上生产出的金属材质身份鉴别(PMI),用于工程、工厂对多种金属材料混料进行准确区分及分类管理。 特点四:镀层厚度测量 镀层厚度测量已成为加工工业、表面工程质量检测的重要环节,是产品达到优等质量标准的必要手段。优质的合金分析仪采用美国原装进口一体式SDD半导体X射线探测器,其先进的半导体制冷技术,在测试轻元素、微量元素、超薄镀层时比一般的探测器性能更加突出。可检测出各种基材镀Au、Ag、Cu、Ni、Sn、Zn、Cr等。合金分析仪的几大特点