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单通道气体检测报警控制器

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  • 【分享】有害气体检测报警仪的分类

    一、按使用方法分类 1、便携式有害气体检测报警仪 仪器将传感器、测量电路、显示器、报警器、充电电池、抽气泵等组装在一个壳体内，成为一体式仪器，小巧轻便，便于携带，泵吸式采样，可随时随地进行检测。 袖珍式仪器是便携式仪器的一种，一般无抽气泵扩散式采样，干电池供电，体积极小。 2、固定式有害气体检测报警仪 这类仪器固定在现场，连续自动检测相应有害气体（蒸气），有害气体超限自动报警，有的还可自动控制排风机等。固定式仪器分为一体式和分体式两种。 一体式固定有害气体检测报警仪：与便携式仪器一样，不同的是安装在现场，220V交流供电，连续自动检测报警，多为扩散式采样。 分体式固定有害气体检测报警仪：传感器和信号变送电路组装在一个防爆壳体内，俗称探头，安装在现场（危险场所）；第二部分包括数据处理、二次显示、报警控制和电源，组装成控制器，俗称二次仪表，安装在控制室（安全场所）。探头扩散式采样检测，二次仪表显示报警。

  • 【分享】有害气体检测报警仪的应用

    有害气体检测报警仪的应用 -------------------------------------------------------------------------------- 有害气体检测报警仪的用途 有害气体检测报警仪是专用的安全卫生检测仪，用来检测化学品作业场所或设备内部空气中的可燃或有毒气体和蒸气含量并超限报警。 另外，空气欠氧检测仪也属于这类仪器。 危险化学品场所有害气体检测，主要有以下几种情况： 泄漏检测：设备管道有害气体或液体（蒸气）现场所泄漏检测报警，设备管道运行检漏。 检修检测：设备检修置换后检测残留有害气体或液体（蒸气），特别是动火前检测更为重要。 应急检测：生产现场出现异常情况或者处理事故时，为了安全和卫生要对有害气体或液体（蒸气）进行检测。 进入检测：工作人员进入有害物质隔离操作间，进入危险场所的下水沟、电缆沟或设备内操作时，要检测有害气体或液体蒸气。 巡回检测：安全卫生检查时，要检测有害气体或液体蒸气。 危险化学品要加强安全管理，完善安全措施、控制事故隐患。但是，不可能达到绝对安全，仍然会出现万有一失的情况。因此，事故隐患的检测报警，在危险化学品场所有害气体或液体（蒸气）检测报警，是非常必要的。 对避免和控制事故具有重要意义。 一、有害气体检测报警仪的分类 1、按使用方法分类： ① 便携式有害气体检测报警仪 仪器将传感器、测量电路、显示器、报警器、充电电池、抽气泵等组装在一个壳体内，成为一体式仪器，小巧轻便，便于携带，泵吸式采样，可随时随地进行检测。 袖珍式仪器是便携式仪器的一种，一般无抽气泵扩散式采样，干电池供电，体积极小。 ② 固定式有害气体检测报警仪 这类仪器固定在现场，连续自动检测相应有害气体（蒸气），有害气体超限自动报警，有的还可自动控制排风机等。 固定式仪器分为一体式和分体式两种。 一体式固定有害气体检测报警仪：与便携式仪器一样，不同的是安装在现场，220V交流供电，连续自动检测报警，多为扩散式采样。 分体式固定有害气体检测报警仪：传感器和信号变送电路组装在一个防爆壳体内，俗称探头，安装在现场（危险场所）；第二部分包括数据处理、二次显示、报警控制和电源，组装成控制器，俗称二次仪表，安装在控制室（安全场所）。探头扩散式采样检测，二次仪表显示报警。2、按被测对象及传感器原理分类 ① 可燃气体检测报警仪（简称测爆仪，一种仪器检测多种可燃气体） 催化燃烧式可燃气体检测报警仪，检测各种可燃气体或蒸气。 电化学式有毒气体检测报警仪，检测CO、H2S、NO、NO2、CL2、HCN、NH3、PH3及多种有毒有机化合物。 红外式可燃气体检测报警仪，检测各种可燃气体（根据滤光技术而定）。 半导体式可燃气体检测报警仪，检测多种可燃气体。 热导式可燃气体检测报警仪，检测其热导与空气差别较大的氢气等。 有毒气体检测报警仪（简称测毒仪，一种仪器检测一种有毒气体） 光电离式有毒气体检测报警仪，检测离子化电位小于11.7eV的有机和无机化合物。 红外式有毒气体检测报警仪，检测CO、CO2等。 半导体式有毒气体检测报警仪，检测CO等。二、有害气体检测报警仪选用原则1、明确检测目的，选择仪器类别 简而言之，有害气体的检测有两个目的，第一是测爆，第二是测毒。所谓测爆是检测危险场所可燃气含量，超标报警，以避免爆炸事故的发生；测毒是检测危险场所有毒气体含量，超标报警，以避免工作人员中毒。测爆的范围是0~100%LEL，测毒的范围是0~几十（或几百）ppm,两者相差很大。 危险场所有害气体有三种情况，第一、无毒（或低毒）可燃，第二、不燃有毒，第三、可燃有毒。前两种情况容易确定，第一测爆，第二测毒，第三种情况如果有人员暴露测毒，如无人员暴露可测爆。 测爆选择可燃气体检测报警仪，测毒选择有毒气体检测报警仪。2、明确检测用途选择仪器种类（便携式或固定式） 生产或贮存岗位长期运行的泄漏检测选用固定式检测报警仪；其他象检修检测、应急检测、进入检测和巡回检测等选用便携式（或袖珍式）仪器。仪器型号包含了生产厂家、功能指标和检测原理三项主要内容。3、明确检测对象，择优选择仪器型号 选择仪器型号时要考虑以下几点原则： ① 生产厂家讲诚信、信誉好、生产的质量有保证，通过了ISO9002质量体系认证，具有技术监督部门颁发的CMC生产许可证，具有消防、防爆合格证。 ② 选择的型号产品功能指标要符合国标GB12358-90，GB15322-94，GB16808-1997等标准的要求。 ③ 仪器的检测原理要适应检测对象和检测环境的要求。 三、 有害气体传感器及其特点 有害气体传感的概况：有害气体传感器是将空气中的有害气体含量转化为电信号的器件。传感器产生的电信号经电子线路处理、放大和传感器在现场使用，承受各种恶劣环境和气氛的影响，特别是固定式仪器的传感器，长期连续运转，又有防爆和供电容量的限制，因此对有害气体传感器的要求非常严格。转换后，实现有害气含量的显示和报警。可见，传感器是有害气体检测报警仪的基础的、核心的部件，它的优劣决定了有害气体检测报警仪的质量和功能指标。 一般考察传感器有以下几个项目：⑴ 检测范围和分辨率；⑵ 检测精度和重复性；⑶ 稳定性和零点漂移；⑷ 反应速度；⑸ 选择性和抗干扰能力；⑹ 抗中毒能力和寿命；⑺ 抗环境（温湿度）影响能力；⑻ 安全性，防爆性能；⑼ 互换性和检修方便； ⑽ 体积小，重量轻；⑾ 电流小、节电性好。 当前，有害气体传感器的种类很多，常用的、质量过关的有以下几种：检测原理 测量范围 用途 产地 催化燃烧式传感器 0~100%LEL 测爆 国产品已达到国际水品 定电位电解式传感器 1~2000ppm 测毒 进口为主 红外式传感器 0~100% 测毒、测爆 扩散式进口、泵吸式国产 光电离式传感器 0.1~5000ppm 测毒 进口为主 半导体式 0~100%LEL 0~5000 ppm 测毒、测爆 进口、国产 迦伐尼电池传感器 0~30%O2 测O2 国产品已达到国际水

  • 有害气体检测报警仪

    1有害气体检测报警仪的用途危险化学品场所有害气体检测，主要有以下几种情况：泄漏检测：设备管道有害气体或液体（蒸气）现场所泄漏检测报警，设备管道运行检漏。 检修检测：设备检修置换后检测残留有害气体或液体（蒸气），特别是动火前检测更为重要。应急检测：生产现场出现异常情况或者处理事故时，为了安全和卫生要对有害气体或液体（蒸气）进行检测。进入检测：工作人员进入有害物质隔离操作间，进入危险场所的下水沟、电缆沟或设备内操作时，要检测有害气体或液体蒸气。巡回检测：安全卫生检查时，要检测有害气体或液体蒸气。危险化学品要加强安全管理，完善安全措施、控制事故隐患。但是，不可能达到绝对安全，仍然会出现万有一失的情况。因此，事故隐患的检测报警，在危险化学品场所有害气体或液体（蒸气）检测报警，是非常必要的，对避免和控制事故具有重要意义。2有害气体检测报警仪的分类1、按使用方法分类① 便携式有害气体检测报警仪 仪器将传感器、测量电路、显示器、报警器、充电电池、抽气泵等组装在一个壳体内，成为一体式仪器，小巧轻便，便于携带，泵吸式采样，可随时随地进行检测。袖珍式仪器是便携式仪器的一种，一般无抽气泵扩散式采样，干电池供电，体积极小。② 固定式有害气体检测报警仪 这类仪器固定在现场，连续自动检测相应有害气体（蒸气），有害气体超限自动报警，有的还可自动控制排风机等。固定式仪器分为一体式和分体式两种。一体式固定有害气体检测报警仪：与便携式仪器一样，不同的是安装在现场，220V交流供电，连续自动检测报警，多为扩散式采样。 分体式固定有害气体检测报警仪：传感器和信号变送电路组装在一个防爆壳体内，俗称探头，安装在现场（危险场所）；第二部分包括数据处理、二次显示、报警控制和电源，组装成控制器，俗称二次仪表，安装在控制室（安全场所）。探头扩散式采样检测，二次仪表显示报警。2、按被测对象及传感器原理分类① 可燃气体检测报警仪（简称测爆仪，一种仪器检测多种可燃气体） 催化燃烧式可燃气体检测报警仪，检测各种可燃气体或蒸气。 电化学式有毒气体检测报警仪，检测CO、H2S、NO、NO2、CL2、HCN、NH3、PH3及多种有毒有机化合物。红外式可燃气体检测报警仪，检测各种可燃气体（根据滤光技术而定）。 半导体式可燃气体检测报警仪，检测多种可燃气体。 热导式可燃气体检测报警仪，检测其热导与空气差别较大的氢气等。有毒气体检测报警仪（简称测毒仪，一种仪器检测一种有毒气体） 光电离式有毒气体检测报警仪，检测离子化电位小于11.7eV的有机和无机化合物。 红外式有毒气体检测报警仪，检测CO、CO2等。半导体式有毒气体检测报警仪，检测CO等。 二、有害气体检测报警仪选用原则1、明确检测目的，选择仪器类别 简而言之，有害气体的检测有两个目的，第一是测爆，第二是测毒。所谓测爆是检测危险场所可燃气含量，超标报警，以避免爆炸事故的发生；测毒是检测危险场所有毒气体含量，超标报警，以避免工作人员中毒。测爆的范围是0~100%LEL，测毒的范围是0~几十（或几百）ppm,两者相差很大。危险场所有害气体有三种情况，第一、无毒（或低毒）可燃，第二、不燃有毒，第三、可燃有毒。前两种情况容易确定，第一测爆，第二测毒，第三种情况如果有人员暴露测毒，如无人员暴露可测爆。测爆选择可燃气体检测报警仪，测毒选择有毒气体检测报警仪。2、明确检测用途选择仪器种类（便携式或固定式） 生产或贮存岗位长期运行的泄漏检测选用固定式检测报警仪；其他象检修检测、应急检测、进入检测和巡回检测等选用便携式（或袖珍式）仪器。仪器型号包含了生产厂家、功能指标和检测原理三项主要内容，3、明确检测对象，择优选择仪器型号 选择仪器型号时要考虑以下几点原则：① 生产厂家讲诚信、信誉好、生产的质量有保证，通过了ISO9002质量体系认证，具有技术监督部门颁发的CMC生产许可证，具有消防、防爆合格证。② 选择的型号产品功能指标要符合国标GB12358-90，GB15322-94，GB16808-1997等标准的要求。③ 仪器的检测原理要适应检测对象和检测环境的要求。3有害气体传感器及其特点一、有害气体传感的概况：有害气体传感器是将空气中的有害气体含量转化为电信号的器件。传感器产生的电信号经电子线路处理、放大和传感器在现场使用，承受各种恶劣环境和气氛的影响，特别是固定式仪器的传感器，长期连续运转，又有防爆和供电容量的限制，因此对有害气体传感器的要求非常严格。转换后，实现有害气含量的显示和报警。可见，传感器是有害气体检测报警仪的基础的、核心的部件，它的优劣决定了有害气体检测报警仪的质量和功能指标。一般考察传感器有以下几个项目：⑴ 检测范围和分辨率；⑵ 检测精度和重复性；⑶ 稳定性和零点漂移；⑷ 反应速度；⑸ 选择性和抗干扰能力；⑹ 抗中毒能力和寿命；⑺ 抗环境（温湿度）影响能力；⑻ 安全性，防爆性能；⑼ 互换性和检修方便；⑽ 体积小，重量轻；⑾ 电流小、节电性好。当前，有害气体传感器的种类很多，常用的、质量过关的有以下几种：检测原理 测量范围 用途 产地催化燃烧式传感器 0~100%LEL 测爆 国产品已达到国际水品定电位电解式传感器 1~2000ppm 测毒 进口为主红外式传感器 0~100% 测毒、测爆 扩散式进口、泵吸式国产光电离式传感器 0.1~5000ppm 测毒 进口为主半导体式 0~100%LEL0~5000 ppm 测毒、测爆 进口、国产迦伐尼电池传感器 0~30%O2 测O2 国产品已达到国际水品对于各类不同的生产场合和检测要求，选择合适的气体检测仪是每一个从事安全和卫生工作的人员都必须十分注意的。这里我们将就一些具体情况做一介绍，供大家参考。1)确认所要检测气体种类和浓度范围：每一个生产部门所遇到的气体种类都是不同的。在选择气体检测仪时就要考虑到所有可能发生的情况。如果甲烷和其它毒性较小的烷烃类居多，选择LEL检测仪无疑是最为合适的。这不仅是因为LEL检测仪原理简单，应用较广，同时它还具有维修、校准方便的特点。如果存在一氧化碳、硫化氢等有毒气体，就要优先选择一个特定气体检测仪才能保证工人的安全。如果更多的是有机有毒有害气体，考虑到其可能引起人员中毒的浓度较低，比如芳香烃、卤代烃、氨(胺)、醚、醇、脂等等，就应当选择前章介绍的光离子化检测仪，而绝对不要使用LEL检测器应付，因为这可能会导致人员伤亡。如果气体种类覆盖了以上几类气体，选择一个复合式气体检测仪可能会达到事半功倍的效果。2)确定使用场合：工业环境的不同，选择气体检测仪种类也不同。A)固定式气体检测仪：这是在工业装置上和生产过程中使用较多的检测仪。它可以安装在特定的检测点上对特定的气体泄漏进行检测。固定式检测器一般为两体式，有传感器和变送组成的检测头为一体安装在检测现场，有电路、电源和显示报警装置组成的二次仪表为一体安装在安全场所，便于监视。它的检测原理同前节所述，只是在工艺和技术上更适合于固定检测所要求的连续、长时间稳定等特点。它们同样要根据现场气体的种类和浓度加以选择，同时还要注意将它们安装在特定气体最可能泄漏的部位，比如要根据气体的比重选择传感器安装的最有效的高度等等。B)便携式气体检测仪：由于便携式仪器操作方便，体积小巧，可以携带至不同的生产部位，电化学检测仪采用碱性电池供电,可连续使用1000小时;新型LEL检测仪、PID和复合式仪器采用可充电池(有些已采用无记忆的镍氢或锂离子电池)，使得它们一般可以连续工作近12小时，所以，作为这类仪器在各类工厂和卫生部门的应用越来越广。如果是在开放的场合，比如敞开的工作车间使用这类仪器作为安全报警，可以使用随身佩戴的扩散式气体检测仪，因为它可以连续、实时、准确地显示现场的有毒有害气体的浓度。这类的新型仪器有的还配有振动警报附件——以避免在嘈杂环境中听不到声音报警，并安装计算机芯片来记录峰值、STEL(15分钟短期暴露水平)和TWA(8小时统计权重平均值)——为工人健康和安全提供具体的指导。如果是进入密闭空间，比如反应罐、储料罐或容器、下水道或其它地下管道、地下设施、农业密闭粮仓、铁路罐车、船运货舱、隧道等工作场合，在人员进入之前，就必须进行检测，而且要在密闭空间外进行检测。此时，就必须选择带有内置采样泵的多气体检测仪。因为密闭空间中不同部位(上、中、下)的气体分布和气体种类有很大的不同。比如：一般意义上的可燃气体的比重较轻，它们大部分分布于密闭空间的上部;一氧化碳和空气的比重差不多，一般分布于密闭空间的中部;而象硫化氢等较重气体则存在于密闭空间的下部(如图所示)。同时，氧气浓度也是必须要检测的种类之一。另外，如果考虑到罐内可能的有机物质的挥发和泄漏，一个可以检测有机气体的检测仪也是需要的。因此一个完整的密闭空间气体检测仪应当是一个具有内置泵吸功能——以便可以非接触、分部位检测;具有多气体检测功能——以检测不同空间分布的危险气体，包括无机气体和有机气体;具有氧检测功能——防止缺氧或富氧;体积小巧，不影响工人工作的便携式仪器。只有这样才能保证进入密闭空间的工作人员的绝对安全。另外，进入密闭空间后，还要对其中的气体成分进行连续不断的检测，以避免由于人员进入、突发泄漏、温度等变化引起挥发

  • 【原创大赛】关于可燃气体检测报警器检定稀释装置的准确度指标的商讨

    关于可燃气体检测报警器检定稀释装置的准确度指标的商讨 依据JJG693-2011《可燃气体检测报警器》，可燃气体检测报警器检定装置，主要应由国家标准气体物质和稀释装置组成。用稀释装置稀释高浓度的气体标准物质，以适应不同量程的可燃气体检测报警器。所谓稀释装置实际上就是通过自动控制电路，控制多个高准确度的流量控制装置，按比例输出稀释气和标准气，构成所需组份和浓度。JJG693-2011要求稀释装置流量示值误差不大于±1%，重复性应不大于±0.5%。 因为该稀释装置是开环控制的，也就是说没有去对稀释配制的检定用气的浓度进行测量，然后去调节流量控制装置。所以其稀释配制得到的浓度，除依赖用于稀释的高浓度标准气体物质的不确定度外，就取决于流量控制装置的置流量示值误差。所以我认为对于稀释配气装置的准确度指标，应该给出流量控制装置的置流量示值误差。至于配制得到的气体的不确定度，可由稀释配气装置使用者，据所需配的组份和标准气体的不确定度去评定。 例如：用浓度为C1的标准气体（U=2%，k=2），稀释为浓度为C2的检定用气。其稀释的数学模型为： C2= （C1·V1）/ V2 （1） 式（1）中：V1和 V2分别是为所需标准气体和稀释气体的体积，在稀释配气装置中由流量控制装置给出。 因为该数学模型为纯积商型式，所以可以用相对标准不确定度的方和根合成，并得到相对的合成标准不确定度。

  • 对JJG693- 2011《可燃气体检测报警器》检定规程的理解

    对JJG693- 2011《可燃气体检测报警器》检定规程的理解 李灵 可燃性气体是指能够与空气(或氧气)在一定的浓度范围内形成混合气，遇到火源会发生爆炸，燃烧过程中释放出大量有能量的气体。可燃性气体涉及的种类很多，常见的有:甲烷、丙烷、丁烷、氢气、乙炔、乙烯、丁烯以及有机挥发物等。总之根据工业场合的不同，存在的碳氢化合物多达100多种，可参见JJG693-2011《可燃气体检测报警器》检定规程附录E所列123种可燃气体。 一、理解规程的重要性 可燃气体检测报警器，属于安全防护设备，在石油、化工、电子、航空、航海、矿井以及使用天然气的餐饮等多行业安装使用。这些用于气体含量测量的计量器具均采用相对法，其准确性、可靠性以及量值的统一性和可比性，直接关系监控、管理和执法的公正性。所以正确理解、执行检定规程，开展检定，是保证测量准确的主要措施。笔者现就工作中相关修订条款的理解叙述如下: 二、对规程修订的主要内容的理解 1.扩大了被检仪器范围 由于测量环境不同，测量目的和对测量环境的要求不同，所以在用的可燃气体检测报警器的显示单位通常有ppm(10-6)、%(10-2)、%LEL，还有半定量的检漏仪等。JJG693-2011中包含了上述显示单位的所有仪器低浓度(0～10000)μmol/mol、爆炸下限(0～100)%LEL和高浓度(0～100)%的仪器。 2.修订了量程漂移指标 将JJG693-2004中的±5%FS，调整为±3%FS；使量程漂移指标更为合理。 3.修订了报警误差 可燃气体检测报警器的主要功能是能报警，JJG693-2011规定检定仪器的报警功能， 判定报警器的报警功能是否正常； 测量仪器的报警值(即报警动作值)，报警动作值是用户最关心的数据。规程修订以后，对没有量值显示的报警器，也可以采用报警设定点上下不同浓度值的标气检测报警器，得到报警动作值。 4.对气体标准物质的规定 规程规定“采用与仪器所测气体种类相同的气体标准物质，如氢、乙炔、甲烷、异丁烷、丙烷、苯、甲醇、乙醇等。若仪器未注明所测气体种类，可以采用异丁烷或者丙烷气体标准物质。标准气体的浓度约为满量程的10%、40%、60%及大于报警设定点浓度的气体标准物质。气体标准物质的扩展不确定度不大于2%(k=2)。也可采用标准气体稀释装置稀释高浓度的气体标准物质”。 因为催化燃烧原理的可燃气体检测报警器几乎对所有碳氢化合物都有响应，但是响应灵敏度大不相同。如:苯和醇类气体对催化燃烧式传感器灵敏度一个偏高、一个偏低。为了使安装和使用中的可燃气体检测报警器测量准确，环境监控有效，所以采用的气体标准物质种类应该与用户或被测环境需要测量或监测的成分相同，也是使用相应的标准气体对仪器进行校准和检定。 JJG693-2011之5.1.2.1:若仪器未注明所测气体种类，可以采用异丁烷或者丙烷气体标准物质。应理解为仪器和被监测场所均未注明所测气体种类，可以采用异丁烷或者丙烷气体标准物质(建议在证书报告中增加:检定/校准结果仅对被测对象有效的声明)。仪器未注明所测气体种类，但知道所测场所气体种类必须按规程要求用种类相同的气体标准物质进行检定和校准。 5.标准气体稀释装置的作用 JJG693-2011去掉了JJG693-2004附录B中的“标准物质溯源要求” 将标准气体稀释装置列入正文，使检定工作更方便和实用。 原因一:JJG693-2011包括的仪器种类多、原理多、气体种类多、量程范围宽，覆盖的仪器面广。可以说从1×10-6(检漏仪)到10-2(可燃气体测试仪)，更多的是(0～100)%LEL可燃气体检测报警器。催化燃烧原理的可燃气体检测报警器对所有碳氢化合物均有反应，但是每种气体的响应系数是不同的。所以JJG693-2011规定使用与被测环境待测气体相同的标准气体校准和检定可燃气体检测报警器，若都用瓶装气体标准物质的话，不但是耗费大，也无法满足工作的需要。 原因二: 复合气体检测报警器的使用量逐年增多，常见的有:可燃气体、一氧化碳、硫化氢和氧气，一台仪器涉及4种气体，虽然JJG693-2011不包括一氧化碳、硫化氢和氧气，但是一台仪器用户不方便送几家单位检定。检定一台上述四合一的复合气体仪器按最少3种浓度计算， 单量程的仪器检定至少需要12瓶气体标准物质， 而多量程就需要更多瓶气体标准物质。并且如像瓶装低浓度的标气(如硫化氢、二氧化硫、氨气、氮氧化物等有毒气体)，环境检测是低浓度，而钢瓶包装在储存时，由于瓶体、阀门等吸附作用，长期储存会造成浓度值不准确。 原因三:有了标准气体稀释装置，不管是可燃气体，还是硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、VOC等仪器，只要配备了高浓度标气，通过稀释都能得到需要的浓度点。 原因四:操作方便、快捷、工作效率高、溯源简单、满足检定要求、节省经费、保护实验环境。 6.证书和结果通知书内页格式的修订 JJG693-2011修订了检定证书和检定结果通知书内页格式。JJG693-2011在附录B中给出了每点的标准值、仪器3次的平均值和每点的示值误差，使用户一目了然地知道每台仪器的具体性能和指标。 作者单位【江苏省苏州市计量测试研究所】

  • 关于可燃气体检测报警器检定稀释装置的准确度指标的商讨

    关于可燃气体检测报警器检定稀释装置的准确度指标的商讨

    关于可燃气体检测报警器检定稀释装置的准确度指标的商讨 依据JJG693-2011《可燃气体检测报警器》，可燃气体检测报警器检定装置，主要应由国家标准气体物质和稀释装置组成。用稀释装置稀释高浓度的气体标准物质，以适应不同量程的可燃气体检测报警器。所谓稀释装置实际上就是通过自动控制电路，控制多个高准确度的流量控制装置，按比例输出稀释气和标准气，构成所需组份和浓度。JJG693-2011要求稀释装置流量示值误差不大于±1%，重复性应不大于±0.5%。 因为该稀释装置是开环控制的，也就是说没有去对稀释配制的检定用气的浓度进行测量，然后去调节流量控制装置。所以其稀释配制得到的浓度，除依赖用于稀释的高浓度标准气体物质的不确定度外，就取决于流量控制装置的置流量示值误差。所以我认为对于稀释配气装置的准确度指标，应该给出流量控制装置的置流量示值误差。至于配制得到的气体的不确定度，可由稀释配气装置使用者，据所需配的组份和标准气体的不确定度去评定。 例如：用浓度为C1的标准气体（U=2%，k=2），稀释为浓度为C2的检定用气。其稀释的数学模型为： C2= （C1·V1）/ V2 （1） 式（1）中：V1和 V2分别是为所需标准气体和稀释气体的体积，在稀释配气装置中由流量控制装置给出。 因为该数学模型为纯积商型式，所以可以用相对标准不确定度的方和根合成，并得到相对的合成标准不确定度。即：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209200500_391975_1626275_3.jpg 同样取包含因子k=2，故经稀释后检定用气体的扩展不确定度为： U=2.6%，k=2。 而且当稀释的组份不同时，由于数学模型不同，经稀释后检定用气体的扩展不确定度也不同。 但现在有的稀释配气装置生产者，直接给出其稀释配气装置的配气不确定度为±1%（因为他给出时有“±”号，我们只能按误差限来理解），不知是否欠妥？ 虽说不确定度的最大特点是“不确定”，但人们还是应该，实际上人们也正是这样努力，尽可能多地去发现能认识的不确定度源，将其尽可能恰当地评定出来。 版友们：你们说是吗？

  • 《氯化氢气体检测报警器校准规范》征求意见稿发布

    [color=#444444] 9月13日，全国环境化学计量技术委员会发布了《氯化氢气体检测报警器校准规范》征求意见稿，并面向全国各有关单位征求意见。[/color][color=#444444][/color][align=left] 氯化氢极易挥发，在空气中扩散迅速，很容易进入人体的呼吸系统，损害人的呼吸黏膜。此外，氯化氢极易溶于水，形成具有酸性的强腐蚀溶液。[/align][align=left] 鉴于氯化氢气体的特性，一些盐化工行业的工作现场必须安装氯化氢气体报警器，以检测生产现场氯化氢的泄漏并及时报警，严格监控氯化氢的浓度，从而保障作业场所生产安全和工作人员人身安全，避免各类事故的发生。[/align][align=left] 随着我国化工工业的快速发展，氯化氢气体检测报警器广泛应用于盐化工、环境监测、学校实验室等行业，加之国家对安全生产及有毒气体治理的严格要求，氯化氢气体检测报警器的使用量正在逐年上升，特制定本规范。[/align][align=left] 本规范由中国计量科学研究院、济宁市计量测试所、潍坊市计量测试所、苏州市计量测试院、、张家港市计量测试所、大连大特气体有限公司等共同承担制定。[/align][align=left] 本规范制定主要依据及参考的文件有：JJF 1071-2010 国家计量校准规范编写规则；JJF 1001-2011 通用计量术语及定义；JJF 1059.1-2012 测量[url=http://www.jlck.net/forum-279-1.html]不确定度[/url]评定与表示；JJF 1094-2002 测量仪器特性评定；GB 12358-2006 作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求；GB 50493-2015石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范；GBZ/T222-2009密闭空间直读式气体检测仪选用指南；GBZ2.1-2007 工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素；HG/T 23006-1992 有毒气体检测报警仪技术条件及检测方法。[/align][align=left] 本规范在组织架构上包括：引言、范围、概述、计量特性、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果表达、复校时间间隔和附录几个部分。[/align][align=left] 本规范适用于测量上限不超过50μmol/mol的氯化氢气体检测报警器(以下简称仪器)的校准。其他量程仪器的校准可参照本规范实施。(更多详情请见附件)。[/align][align=left] 本规范为首次制定。[/align]

  • 【分享】气体分析仪和气体检测报警仪的不同

    气体分析仪主要是分析气体的种类，气体检测报警仪是检测仪器的种类，遇到有毒气体可以发出警报。下面主要从仪器的结构、检测方式和数据的准确度来区分两种仪器的不同之处。仪器结构不同：不同气体检测报警仪结构较简单，只包括传感器及传感器信号转换电路部分，而气体分析仪不仅在内部装有传感器，而且还有一整套气路系统，即将样气引入到仪器内部，并且再引出仪器放空或回收的全套气路系统。 第二，检测方式不同：气体检测报警仪利用探头直接暴露在被测的空气中或样气环境中进行检测；而气体分析仪是将被测气体通过特殊方式引入到仪器内部进行测定，然后再引出仪器外放空。气体检测报警仪在应用时，只需将仪器放置于被测气氛内，仪器即可显示数值；而气体分析仪必须将样气仔细地引入到仪器内部，再进行工艺技术条件的严格调整，如温度、压力、流量等，只有当操作人员将仪器调整直到实现一个稳定的化工过程后，才能获得准确的测定数据。 第三，数据的准确度不同：气体检测报警仪只能提供定性分析结果和较为粗略的定量分析数据，这种仪器所显示的数据经不起推敲，不能进行误差分析，因此，根本不能作为准确的分析数据确定（决定）重要工艺改进调整的措施。而气体分析仪则是一种严格的计量器具，在进行定量分析时，能够提供出十分准确的数据C这种数据可以作为气体生产及安全生产改进和提高的依据，用它来指导及进行生产管理，质量管理及企业管理。甚至于，这种数据可以作为司法刑侦工作的重要依据，利用它来打官司，确定是非界限。

  • 可燃气体检测器计量

    [font=&][size=16px][color=#333333]点击链接查看更多：[url]https://www.woyaoce.cn/service/info-39824.html[/url]服务背景[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font]可燃气体检测报警器[color=#333333]也称气体泄露检测报警仪器。当[/color]工业[color=#333333]环境、日常[/color]生活环境[color=#333333]（如使用[/color]天然气[color=#333333]的厨房）中可燃性气体发生泄露，可燃[/color]气体报警器[color=#333333]检测到可燃性气体浓度达到报警器设置的报警值时，[/color]可燃气体报警器[color=#333333]就会发出声、光报警信号，以提醒采取人员疏散、强制排风、关停设备等安全措施。且气体报警器可联动相关的联动设备如在工厂生产、[/color]储运[color=#333333]中发生泄露，可以驱动排风、切断电源、喷淋等系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。经常用在化工厂，石油，燃气站，钢铁厂等使用或者产生可燃性气体的场所。[/color][font=&][size=16px][color=#333333]检测内容[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font](一)示值误差示值误差是指仪器示值与约定真值之间的一致程度。1.常用的标准器和设备在进行示值误差检定中,常用的标准器和设备有以下3种:(1)异丁烷或丙烷气体标准物质异丁烷或丙烷气体标准物质用于检定可燃气体检测报警器的示值误差,这类标准物质一般以空气作为底气,以配制气体标准物质时的定值作为参考值。(2)零点标准气零点标准气用于校准可燃气体检测报警器的零点,一般以清洁空气或高纯氮作为零点标准气,其参考浓度为0%LEL(3)流量控制器流量控制器用于控制在检定过程中标准气体流量的大小和稳定性。2.校准方法仪器经预热稳定,校准零点和满量程60%的示值后,依次通入满量程10%、40%、60%浓度的气体标准物质,并根据规程进行记录和计算。通入气体时,如果仪器是吸入式设计,气体的流量应该与仪器实际吸入流量保持一致,这一点可以通过在气体标准物质出口与仪器吸入口之间加1个分流器来实现(或流量控制器) 如果仪器是扩散式设计,气体的流量应该与仪器说明书保持一致,注意不要对探头产生过大的压力。另外,气体标准物质流量应保持一定的稳定性,这就要求应该使用合适的减压阀。(二)重复性重复性是指在相同条件下,对仪器浓度示值进行多次测量所得结果之间的一致性在进行重复性检定时,常用的标准器同示值误差检定中常用的标准器一致,一般使用满量程40%浓度的气体标准物质,每次测量的前后条件都应该保持一致。对于气体标准物质流量及稳定性的要求与示值误差中的要求一致。(三)响应时间响应时间是指仪器从零点达到稳定示值90%的时间。在进行响应时间检定时,常用的标准器同示值误差检定中常用的标准器基本一致,增加了秒表用于时间的测量。应注意从零点开始有变化后开始计时,因为气体在到达探头前需要通过一段外接管路,这段时间应该扣除。(四)漂移漂移是指仪器保持其示值随时间恒定的能力。漂移检测只在仪器首次检定时进行。漂移检测分为零点漂移和量程漂移2个项目。常用的标准器同示值误差检定中常用的标准器一致。漂移检测耗费时间较长,而且不是常规校准。[font=&][size=16px][color=#333333]检测标准[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font][table][tr][td]产品名称[/td][td]检测项目[/td][td]检测标准[/td][/tr][tr][td]可燃气体检测器[/td][td]气体浓度[/td][td]JJG 693-2011 可燃气体检测报警器检定规程[/td][/tr][/table][font=&][size=16px][color=#333333]我们的优势[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font]全国下厂，免费提供技术支持，免费提供专业的计量技能培训。24小时在线服务！

  • 执行JJG693-2011《可燃气体检测报警器》是否一定要配标准气体稀释装置

    在JJG693-2011《可燃气体检测报警器中》5.1.2.1气体标准物质中，写到“若仪器未找到计划所测气体的种类，可采用异丁烷或者丙烷气体标准物质，标准气体的浓度约为满量程的10%、40%、60%及大于报警设定点浓度的气体标准物质”中的“大于报警设定点浓度的气体标准物质”应该怎么理解，我们在下厂检定的过程中，发现一般报警器的报警设定点一般都在20%至30%之间，规程中只说的大于报警设定点浓度的气体标准物质并没有说大于的范围在多少之间，那么40%或60%的气体标准物质就满足了该要求。是否不一定要配标准气体稀释装置，希望版友参与讨论！

  • 特种气体报警器联动控制

    特种气体报警器联动控制

    [b]特种气体报警联动控制[/b]特种气体探测系统确认气体泄露时，应自动启动相应的事故排风装置，自动关闭相关部位的气体切断阀，并应能接受反馈信号。侦测到泄露时，应自动启动泄露泄露现场的声光报警装置，该声光报警应有别于火灾报警装置，并应自动启动应急广播系统。还应该关闭有关部位的电动防火门、防火卷帘门，自动释放门禁，可联动闭路电视监控系统，启动相应区域的摄像机并自动录像。泄露信号应传至安全显示屏，并用文字提示现场人员。以上所述，均属于特种气体报警联动控制。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909161545335134_8577_3989203_3.jpg!w690x690.jpg[/img][b]联动控制方案：[/b]泄漏侦测报警、欠压侦测报警、高温侦测报警、火焰侦测报警、烟雾侦测报警、地震侦测报警等报警信号均要远程发送到控制系统中心，控制系统中心根据所接收的信号，通过PLC或EDC程序判定要做出应对的动作，比如：启动现场的声光报警装置、开启控制中心的声光报警、开启消防广播、落下防火卷闸门、切断气瓶柜供气、关闭阀门箱供气、阀门盘的切断阀门、给相应的管理人员手机发送信息、发送信号给附近的消防管理站等等。

  • 【分享】作业环境气体检测报警仪通用技术要求(GB 12358-90)

    国家技术监督局1990-10-11批准1991-05-01实施1　主题内容及适用范围　　　　本标准规定了作业环境用气体检测报警仪的术语、分类、技术要求、试验方法、检验规则与标志等。　　本标准适用于作业环境可燃性气体(含甲烷)、有毒气体和氧气检测报警仪。2　引用标准　　GB 2421　电工电子产品基本环境试验规程　总则　　GB 3836.1　爆炸性环境用防爆电气设备　通用要求　　GB 3836.2　爆炸性环境用防爆电气设备　隔爆型电气设备“d”　　GB 3836.4　爆炸性环境用防爆电气设备　本质安全型电路和电气设备“i”　　GB 4798.10　电工电子产品应用环境条件　导言　　GB 4857.5　运输包装件基本试验　垂直冲击跌落试验条件　　GB 5274　气体分析　校准用混合气体的制备　称量法　　GB 5275　气体分析　校准用混合气体的制备　渗透法

  • 中国计量院出台《电子气检测报警器校准规范》 为危险气体监控预警器提供量值溯源依据

    [align=left] 针对目前我国化学品生产企业和实验室等使用的有毒有害危险气体监控和预警仪器的计量评价需求，日前，中国计量科学研究院（简称“中国计量院”）出台了由能源环境所编制的《电子气检测报警器校准规范》，对相关仪器仪表的示值误差、重复性、漂移、响应时间等技术参数和测量方法进行了明确规定，对校准用计量器具和溯源性提出了确切要求，并就校准结果的[url=http://www.jlck.net/forum-279-1.html]不确定度[/url]来源进行了充分的评估。[/align][align=left] 据了解，随着我国电子科技和制造水平的高速发展，电子工业企业和实验室数量也出现迅猛增长。由于电子工业中会用到多种有毒有害气体，所以在生产和实验场所必须安装相应的监控和预警用的仪器仪表。但目前我国在电子工业气体检测和报警用仪器仪表的计量校准和评价方面，还缺乏相应的技术规范。[/align][align=left] 为此，作为国家级法定计量技术机构和我国最高的计量科学研究中心，中国计量院组织气体计量与检测专家编制了《电子气检测报警器校准规范》，为电子行业报警器的计量校准和量值溯源提供了技术依据。该校准规范的实施将有效保障电子工业企业以及实验室所用电子气检测报警仪器仪表的计量校准和量值溯源的规范性和可靠性，提高电子工业生产和实验场所的监控和管理的科学性和客观性，为确保企业工厂和实验室的安全运行和从业人员的生命和财产安全做出了计量技术支撑[/align]

  • 【分享】气体检测仪的选型

    一、气体检测仪的用途：气体检测仪是专用的安全、防护检测仪器，用来检测化学品作业场所或设备内部空气中的可燃或有毒气体和蒸气含量并超限报警。主要有以下几方面的应用：（1）泄漏检测：设备管道现场可燃或有毒气体和蒸气泄漏检测报警，设备管道运行检漏。（2）检修检测：设备检修置换后检测残留可燃或有毒气体和蒸气，特别是动火前检测更为重要。（3）应急检测：生产现场出现异常情况或者处理事故时，为了安全和卫生要对可燃或有毒气体和蒸气进行检测。（4）进入检测：工作人员进入可燃和有毒物质隔离操作间，进入危险场所的下水沟、电缆沟或设备内操作时，要检测可燃和有毒气体或液体蒸气。（5）巡回检测：安全卫生检查时，要检测可燃和有毒气体或液体蒸气。 危险化学品要加强安全管理，完善安全措施、控制事故隐患。但是，不可能达到绝对安全，仍然会出现万有一失的情况。因此，事故隐患的检测报警，在危险化学品场所可燃和有毒气体或液体（蒸气）检测报警，是非常必要的。对避免和控制事故具有重要意义。二、气体检测仪的分类：（1）按检测气体可分为：可燃气体检测仪 （便携式可燃气体检测仪）和有毒气体检测仪（便携式有毒气体检测仪）。① 可燃气体检测仪（简称测爆仪，） 一般为催化燃烧式检测原理，可检测多种可燃气体或蒸气。 ②有毒气体检测仪一般为电化学式检测原理，根据选配传感器的不同可检测多种有毒气体，如CO、H2S、NO、NO2、CL2、HCN、NH3、PH3等多种有毒有机化合物。一氧化碳报警器 ，一氧化碳检测仪，t40，co检测探头，co检测仪，co报警器，一氧化碳报警仪，一氧化碳监测仪，一氧化碳探测器，一氧化碳检测报警仪 （2）按采样方式可分为：气体检测仪；扩散式气体检测仪。二、气体检测仪的分类：（1）按检测气体可分为：可燃气体检测仪 （便携式可燃气体检测仪）和有毒气体检测仪（便携式有毒气体检测仪）。① 可燃气体检测仪（简称测爆仪，） 一般为催化燃烧式检测原理，可检测多种可燃气体或蒸气。 ②有毒气体检测仪一般为电化学式检测原理，根据选配传感器的不同可检测多种有毒气体，如CO、H2S、NO、NO2、CL2、HCN、NH3、PH3等多种有毒有机化合物。三、可燃气体报警器器,气体检测仪选用原则 可燃气体检测仪，可燃气体探测器，可燃气体报警仪，测爆仪，可燃气体报警控制器，可燃气体检测报警器，可燃气体报警装置，可燃气体报警器，可燃气体检测器，可燃气体测爆仪，可燃气体检测报警仪（1）明确检测目的，选择仪器类别 简而言之，气体的检测有两个目的，第一是测爆，第二是测毒。所谓测爆是检测危险场所可燃气含量，超标报警，以避免爆炸事故的发生；测毒是检测危险场所有毒气体含量，超标报警，以避免工作人员中毒。测爆的范围是0~100%LEL，测毒的范围是0~几十（或几百）ppm,两者相差很大。 危险场所可燃及有毒气体有三种情况，第一、无毒（或低毒）可燃，第二、不燃有毒，第三、可燃有毒。前两种情况容易确定，第一测爆，第二测毒，第三种情况如果有人员暴露测毒，如无人员暴露可测爆。 测爆选择可燃气体检测报警仪，测毒选择有毒气体检测报警仪。 （2）明确检测用途选择仪器种类（便携式或固定式） 生产或贮存岗位长期运行的泄漏检测选用固定式气体报警器；其他象检修检测、应急检测、进入检测和巡回检测等选用便携式气体检测仪。 中国专业生产煤气报警器 可燃气体报警器 便携式可燃气体检测仪

  • 如何延长气体报警器的使用寿命

    一般的可燃气体报警器使用寿命都是一年，因为其内置核心部件传感器寿命是一年，但是如果爱惜使用的话，是可以延长可燃气体报警器的使用时间的，尤其是对于一些工业上的气体检测报警器来说，其检测环境的影响，例如可燃气体报警器受到气体防腐性、有毒性等一些工业气体，在报警器使用过程中，严重影响着报警器使用寿命。　　所以如何让报警器使用更久些，如何更长的延长报警器寿命，是用户比较关切的问题。首先要注重系统的维护，探测器出厂前经过了气体标定，在安装好以后请不要随意更换元器件，如果更换元器件，必须重新标定。　　更重要的一点是，探测器禁止高浓度气体的冲击，这样可能损坏传感器，同时还要避免探测器经常断电，经常性断电会导致检测元件工作不稳定。使用过程中，要定期检查气体报警控制器和气体探测器工作是否正常工作，检查周期至少每三个月一次。　　还有一点是，如果你的可燃气体报警器是安装在户外的，一定要加防雨的盖子，避免下雨损坏电路板，导致可燃气体报警器不能够正常工作。

  • 【分享】有毒气体报警器与可燃气体报警器的区别

    【分享】有毒气体报警器与可燃气体报警器的区别

    有毒气体报警器包括固定式有毒报警器与便携式有毒气体报警器，主要有毒气体，可检测的有毒气体主要有氨气，氯气，硫化氢，磷化氢，氰化氢，二氧化氮，一氧化氮，臭氧，甲醛，光气，二氧化碳等。产品广泛应用于燃气、石油、化工、冶金等存在易燃、易爆、毒性气体的危险场所。 还有就是有毒气体和可燃气体所使用的气体传感器不一样，其核心技术电路板也不一样的。[img=,300,300]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702041146_01_3190434_3.jpg[/img] 可燃气体报警器就是气体泄露检测报警仪器。当工业环境中可燃气体泄露时，当气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或报警器设置的临界点时，可燃气体报警器就会发出报警信号，以提醒工作采取安全措施，并驱动排风、切断、喷淋系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产． 可燃气体报警器，主要用于检测空气中的可燃气体，常见的如氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）、乙炔（C2H2）、丙炔（C3H4）、丁炔（C4H6）、磷化氢等。 按照使用环境可以分为工业用气体报警器和家用燃气报警器，按自身形态可分为固定式可燃气体报警器和便携式可燃气体报警器。 工业用固定式可燃气体报警器由报警控制器和探测器组成，控制器可放置于值班室内，主要对各监测点进行控制，探测器安装于可燃气体最易泄露的地点，其核心部件为内置的可燃气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器，气体浓度越高，电信号越强，当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患。

  • 分析实验室气体分析仪与气体检测仪不同

    1.仪器结构的不同 气体检测仪结构较简单，只包括探头(传感器)及传感器信号转换电路部分。而气体分析仪不仅在内部装有探头(传感器)而且还有一整套气路系统，即将样气引入到仪器内部，并且再引出仪器放空或回收的全套气路系统。 2.检测方式不同 气体检测报警仪利用探头直接暴露在被测的空气中或样气环境中进行检测。而气体分析仪是将被测气体(样气)通过特殊方式引入到仪器内部进行测定，然后再引出仪器外放空。 3.对测定条件的控制方式不同 气体检测报警仪不设有样气工艺技术条件的调整及控制部分，同时它也完全不考虑样气存在的环境条件，直接进行检测。 气体分析仪内部所配套的一整套气路系统及外部配套设备组成了一套较完整的化工工艺流程，气体分析仪内部对样气的工作条件进行全方位调整控制，以达到传感器正常稳定工作的目的，这是气体分析仪能够获得准确测定数据的保证。 4.完成测定全过程的操作方法不同 气体检测报警仪在应用时，只需将仪器放置于被测气氛内，仪器即可显示数值。而气体分析仪必须将样气仔细地引入到仪器内部，再进行工艺技术条件的严格调整，如温度、压力、流量等，只有当操作人员将仪器调整直到实现一个稳定的化工过程后，才能获得准确的测定数据。而在此以前所得到的数据是不正确的，必须弃之不用。 5.在检测过程中，对排除干扰因素考虑的方式不同 气体检测报警仪是将传感器直接置于大环境气氛中测定的，仪器结构设计及在实际使用检测过程中并不考虑大环境气氛中有无干扰测定的因素，并且不具备排除各种干扰因素的设计能力。而气体分析仪在设计选型及使用检测时，必须充分考虑各种影响测定的内部及外部因素，并且，要认真逐一排除，只有这样才能确保检测数据的准确性和真实性。否则，不适当地忽略了某一影响因素，对检测来说都是不被允许的和不能被接受的。 6.数据的准确度不同 气体检测仪只能提供定性分析结果和较为粗略的定量分析数据，这种仪器所显示的数据经不起推敲，不能进行误差分析(因只有分析数据偏离真值很小时才能谈到“误差”)，因此，根本不能作为准确的分析数据确定(决定)重要工艺改进调整的措施。而气体分析仪则是一种严格的计量器具，在进行定量分析时，能够提供出十分准确的数据C这种数据可以作为气体生产及安全生产改进和提高的依据，用它来指导及进行生产管理，质量管理及企业管理。甚至于，这种数据可以作为司法刑侦工作的重要依据，利用它来打官司，确定是非界限。

  • 美国MKS公司上游流量控制阀及其控制器的国产化替代

    美国MKS公司上游流量控制阀及其控制器的国产化替代

    [color=#990000]摘要：对标美国MKS公司的148J、248A和154A 系列上游流量控制阀以及244、250、946和651系列控制器，介绍了相应的国产化替代产品电子针阀和多功能高精度控制器，并介绍了国产化替代产品的相应特点和技术指标 。[/color][color=#990000][/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000]一、MKS公司上游流量控制阀[/color][/size] MKS上游流量控制阀是一类真空型电磁比例阀，如图1所示，主要有以下三个系列产品： （1）148J全金属流量控制阀：金属密封，流量范围0.01~20L/mim。 （2）154B大流量控制阀：橡胶密封，流量范围20~200L/mim。 （3）248D通用型流量控制阀：橡胶密封，流量范围0.01~50L/mim。[align=center][color=#990000][img=MKS上游气体流量控制阀,690,259]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112012251024178_4191_3384_3.png!w690x259.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 MKS公司上游流量控制阀[/color][/align][size=18px][color=#990000]二、MKS公司流量/压力控制器[/color][/size] MKS公司的流量/压力控制器是一类PID控制器，如图2所示，主要有以下4个系列产品： （1）244系列：手动PID控制，单通道控制，适配多种传感器，0~10VDC输入信号，手动/自动/外部控制模式，精度为满量程的0.25%，多个设定点（3或4），控制偏差指针显示。此型号系列控制器现已停产。 （2）250系列：手动PID控制，单通道控制，适配多种真空传感器，0~10VDC输入信号 ，手动/自动/外部控制模式，精度为满量程的0.25%，最多4个设定点，外部编程设定，数码显示测量值和控制偏差值。此型号系列控制器现已停产。[align=center][color=#990000][img=MKS流量压力控制器,690,102]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112012251398451_7424_3384_3.png!w690x102.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 MKS公司流量/压力控制器[/color][/align] （3）946系列：自动PID控制，16位A/D采集，6通道控制，适配多种真空传感器，最多可同时监测6路传感器信号，0~10VDC输入/输出信号 ， 手动/自动/外部控制模式，内部编程设定，数字显示测量值和控制偏差值，12路继电器输出，RS232/485通讯。 （4）651系列：自调节快速PID控制，16位A/D采集，单通道控制，适配多种真空传感器，0~10VDC输入/ 输出信号 ， 手动/自动/外部控制模式，重复性为满量程的±0.1%，外部编程设定，数字显示测量值， 多路I/O接口，RS232/485通讯。[size=18px][color=#990000]三、国产化电子针阀替代MKS电磁控制阀[/color][/size] MKS公司的上游流量控制阀是一种传统的电磁阀，电磁阀最大的问题是磁滞比较大，会明显的影响线性度和控制精度。这些控制阀的整体价格较高，也没有相应的国产品牌。 为了实现上游流量控制阀的国产化替代并提高性价比，我们在针阀技术上采用数控步进电机来代替电磁阀，开发了一些列不同流量的电子针阀，如图3和图4所示，完全实现了国产化替代。[align=center][color=#990000][img=电子针阀,500,428]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112012252026101_430_3384_3.gif!w599x513.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3 国产NCNV系列电子针阀[/color][/align][align=center][img=电子针型阀技术指标,690,452]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112012252322209_7636_3384_3.png!w690x452.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图4 国产NCNV系列电子针阀技术参数[/color][/align][align=left][size=18px][color=#990000]四、国产化高精度PID控制器替代MKS控制器[/color][/size][/align] MKS公司的气体流量/压力控制属于专用控制器，只能满足真空领域内的气体流量和压力控制，尽管功能十分强大，但价格较贵。国产化替代的PID控制器，采用了更高精度的24位A/D采集器，控制器更趋于通用性，可实现温度和真空压力的同时控制，如图5所示。[align=center][color=#990000][img=VPC-2021系列控制器,690,358]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112012252599268_5639_3384_3.png!w690x358.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图5 国产VPC-2021系列温度/压力控制器[/color][/align] 国产高精度多功能PID控制器主要特点如下： （1）高精度：±0.05%满量程，24位A/D采集，16位D/A输出。 （2）多通道：独立的1通道和2通道。 （3）多功能：47种（热电偶、热电阻、直流电压）输入信号，可实现不同参量的同时测试、显示和控制，可进行正反向控制（双向控制模式）。 （4）PID控制：改进型PID算法，支持PV微分和微分先行控制。20组分组PID，分组输出限幅功能。 （5）双传感器切换：每一个通道都可支持温度高低温和高低真空度的双传感器切换，两通道可形成总共接入四只传感器的控制组合。 （6）程序控制：支持20条工艺曲线，每条50段，支持段内循环和曲线循环。[hr/]

  • 【分享】气体检测仪的特征及功能

    气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，可以灵活配置的单种气体或多种气体检测仪器。气体检测仪可以配备氧气传感器、可燃气体传感器和有毒气体传感器或任选四种气体传感器或任选单种气体传感器，主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类，用来检测气体的成份和含量。 气体检测仪采用高性能检测元件，具有灵敏度高和重复性好的优点，采用先进的超低功耗微控制器，探测器外壳采用高强度ABS工程复合防滑塑胶制成，强度高、手感好，防水、防尘、防爆。气体检测仪拥有非常清晰的大液晶显示屏、背光照明、声光报警提示，高对比度的液晶显示屏能够连续实时显示气体的积聚浓度，保证在非常不利的工作环境下也可以检测危险气体并及时提示操作人员预防。气体检测仪具有开机或需要时对显示、电池、传感器、声光报警功能自检，测试程序由人工智能微电脑控制，工作流程合理、简洁便利、功能齐全，具有多种自适应能力。 气体检测仪由功能强大的微处理器控制，配合大规模数字集成电路和微功耗元器件，将空气中气体浓度信号转化为电信号，由液晶屏直观数字显示，主要适用于防爆、有毒气体泄漏抢险、地下管道或矿井等场所危害气体的现场检测。气体检测仪被广泛应用于是化工、冶炼、燃气、制药、市政、电力、消防煤炭、冶金、电力安全检测等行业。

  • A14/A11气体检测分析仪

    美国ATI公司生产的[b]A14/A11气体检测分析仪[/b]由传感器/变送器单元、接收显示报警单元及电源单元组成，为探头式模块式结构，可组成多探头方式，可编程。控制器和探头的最长距离可达300米。探头变送器安装于被测气体现场。　　ATI公司生产的控制器模块A14具有如下特点：　　Ø 浓度显示：位LED数字显示被测体浓度，单位为PPM，PPB，%　　Ø 模拟输出：隔离4-20mA DC，阻抗1000W，用于外部记录仪或计算机输入。　　Ø 两点报警：两个报警点浓度已由工厂调试成标准数值，也可在5%—100%量程范围内调节设定。　　Ø 三个报警继电器：单刀双掷输出继电器用于启动外部信号装置，控制单元或用于远距离测量与报警。每个继电器都可设定报警点，还可设定为常开或常闭运行。　　Ø 故障报警继电器：探关/变送器输入情号丢失时，前面板上LED故障闪烁，与其相连的继电器将启动。如果探头带有自动校准功能，当探头对检测气体不响应时，也会启动故障报警。　　Ø 设定：前面板上A/R键具有多种功能。当报警发生后，按此键将关闭与控制器相连的蜂鸣器并使报警灯光稳定。报警过后，通过该键重新设置报警开关。A/R键还可用来进行电气测试，报警触点，启动探头自动校准功能。　　Ø 远距离设置：接线板上设有远距离接线钮，时用于遥控报警或遥控设置。　　Ø 插入式接线板：外部电气连接为插头式，如果模块需要维护，几分钟内即可完成。　　探头/变送器特点　　Ø ATI公司采用电化学探头，电化学专家和探头设计师研制的气体泄漏探头能连续工作而维护量极小。探头能在室内、户外-25℃—+50℃环境温度下工作，良好的零点稳定性和高灵敏度及多种配套选择，使ATI探头成为同类产品的佼佼者。　　Ø 探头与变送器装于一体，具有良好的抗干扰性，可由无屏蔽电缆进行远距离信号传输。探头/变送器由控制器模块供电，采用独一无二的电流脉冲调制技术向控制器输送信号。控制器与探头/变送器问采用无极性双线连接，避免接线极性错误带来的影响，探头与控制器问距离最远可达300m。　　Ø 探头/变送器置于NEMA 4x外壳中，适用于各种恶劣环境，达到真正的防护安全标准，另外有一种防爆型变送器外壳可供选用。　　** 可测量的气体种类：[align=center][img=,436,260]http://www.bjstrong.com.cn/uppic/201956102922vVXsSRidtwbjcAyHIlEz.jpg[/img][/align][align=center][img=,400,265]http://www.bjstrong.com.cn/uppic/201956102935xDnuNUKcCTBm9zachsTa.jpg[/img][/align][align=center][img=,418,262]http://www.bjstrong.com.cn/uppic/201956102943vz9wNKNleT92bfF2PA13.jpg[/img][/align]

  • 超高精度浮辊和张力双回路控制器：Montalvo张力控制器的国产替代

    超高精度浮辊和张力双回路控制器：Montalvo张力控制器的国产替代

    [align=center][color=#990000][b]超高精度浮辊和张力双回路控制器：Montalvo张力控制器的国产替代[/b][/color][/align][align=center][color=#990000]Unwind Tension Controller for Dancer Input with Tension Indication—— Domestic Substitution of Montalvo Tension Controller[/color][/align][align=center][img=超高精度浮辊和张力双回路控制器：Montalvo张力控制器的国产替代,690,542]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092010572560_1350_3221506_3.jpg!w690x542.jpg[/img][/align][color=#990000]摘要：针对目前市场上张力控制器普遍存在的测控精度较差、功能单一、适用传感器类型少和PID参数无法自整定等问题，本文分析了国外浮辊和张力双通道控制器的技术特点。对标国外高端张力控制器产品，本文重点介绍了国产替代产品的性能，国产张力控制器同样具有浮辊和张力双回路控制功能，但由于每个通道都采用了24位AD、16位DA和双精度浮点运算，可以实现超高精度的张力控制，而所具有的PID自整定功能则使得操作更为快捷方便。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000][b]一、问题的提出[/b][/color][/size]张力控制器主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制仪表，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等。典型的张力控制器主要由AD，DA转换器和高性能微处理器等组成，张力控制器与张力传感器和电气比例阀组成典型的张力控制系统。在具体张力控制过程中，张力控制器是根据张力传感器和A/D模式转换器测量到的张力与设定的目标张力相比较后，经微处理器PID运算自动调整D/A输出从而改变电气比例阀的输出压力来实现卷料的张力调节，可广泛用于各种需对张力进行精密测控的场合，具有使用灵活和广泛的适用性。目前市场上有各种张力控制器，但在高精度张力控制过程中，普遍存在以下不足：（1）测量精度较低：普遍采用12位AD模数转换器，个别国外产品用了16位AD模数转换器，对于一些高精度的张力传感器输出显然无法准确测量，测量精度无法满足高精度控制要求。（2）输出精度较差：普遍采用12位DA数模转换器，个别国外产品用了14位DA数模转换器，对于一些高精度的张力控制显然无法实现。（3）浮点运算精度较差：目前市场上商品化张力控制器的PID运算基本都是采用单浮点方式进行，运算精度较差，从而使得输出百分比的最小调节量也只能为0.1%，根本无法进行电气比例阀输出压力的精细调节，进而无法实现超高精度的张力控制。（4）单通道控制：绝大多数张力控制器尽管可以实现如收放卷的扭矩控制，过程张力中的速度控制以及浮辊张力控制，但只能选择其中的一种控制模式。而个别国外的张力控制器产品，如Montalvo的Z4UI双回路控制器则能实现放卷扭矩和浮辊位置的同时控制。（5）传感器输入信号类型少：在各种张力控制中会采用到多种不同的传感器，如超声波探头，浮辊，电位器和激光等，这些不同传感器所输出的信号类型和量程有多种形式，但目前绝大多数张力控制器的输入型号类型非常有限。（6）PID参数无法自整定：在有些张力控制过程中，需要准确无超调的PID控制，快速且自动的选择合适PID则显着尤为重要，但目前很多张力控制器并没有这项PID参数自整定功能。针对上述目前张力控制器中普遍存在的问题，特别是为了实现超高精度张力控制以及相关控制器的国产替代，本文将对国外高端张力控制器技术特点进行分析，并对标国外产品介绍研发的新型浮辊和张力双回路超高精度控制器产品。[b][size=18px][color=#990000]二、Montalvo公司 Z4UI 双回路张力控制器技术特点分析[/color][/size][size=18px][color=#990000][/color][/size][/b]蒙特福Montalvo公司是国外著名的张力控制相关产品生产厂商，其最具特点的控制器产品是Z4UI浮辊和张力双回路控制器，我们将对标此张力控制器进行分析。蒙特福Z4UI浮辊和张力双回路控制系统结构如图1所示，控制器内置了张力指示器，能够同时检测浮辊电位计信号和张力检测器的张力信号，从而提供高精度的张力控制。它集合了浮辊吸收缓冲张力波动的功能和张力检测器精确、稳定的检测优势，通过渐进式“Progressive“ PID 控制电路调节放卷制动器的转矩输出，保持浮辊臂的位置不变来实现张力控制。模拟式张力表显示卷材的张力大小，操作员可直接监视张力稳定性，并根据张力表显示的实际卷材张力，来调节浮辊臂上的载荷从而保持理想张力。[align=center][color=#990000][img=01.Z4UI浮辊和张力双回路控制.jpg,690,275]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092013010509_6406_3221506_3.jpg!w690x275.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 Z4UI双回路控制器在浮辊和张力控制系统中应用的结构示意图[/color][/align]由此可以看出，蒙特福Z4UI控制器是个典型的双回路闭环控制器。其中，一个回路是通过检测浮辊位置信号（DPS-1位置传感器或浮辊电位器）来控制第一个电气比例阀（I/P转换器）压力输出，由此来调整气缸位置将气压转换成扭矩输出达到张力调节。另一个回路通过检测卷径信号（接近开关或超声波探头）来控制第二个电气比例阀（I/P转换器）压力输出，由此来调整放卷位置达到张力调节。由此可见，蒙特福Z4UI双回路控制器是通过同时对两个变量的检测和控制来实现高精度的放卷调节。蒙特福Z4UI控制器的另外一个特点是采用RS-232与上位机（PLC或PC）进行通讯，采用控制软件进行所有操作，减少了人工界面操作的复杂程度。[b][size=18px][color=#990000]三、国产双回路超高精度张力控制器[/color][/size][/b]从上述蒙特福Z4UI双回路张力控制器技术特点可以看出，双回路张力控制器的核心技术内容就是一个非常典型的双通道PID控制器，张力的控制则是采用外置传感器实现电气比例阀的串级形式的PID控制，因此，双回路张力控制器的技术特征就是双通道的电气比例阀串级PID控制。基于此分析，结合我们在真空压力方面进行电气比例阀超高精度串级PID控制的成功经验，我们可以将通用型的VPC-2021系列PID调节器（单通道和双通道）应用于张力控制中，由此可完全实现蒙特福Z4UI双回路张力控制器的替代。VPC-2021-2系列双通道PID调节器是标准形式的工业用控制器，具有96×96mm、96×48mm和48×96mm三种规格，但其最大优点是具有超高精度检测和控制能力，其中具有24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力，具备0.01%的最小输出百分比。用于张力控制的双通道超高精度PID控制器如图2所示，电气接线如图3所示，主要技术指标如下：[align=center][color=#990000][img=VPC 2021-2超高精度PID控制器,600,266]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101508335313_3719_3221506_3.jpg!w690x307.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 VPC 2021-2系列双通道张力控制器[/color][/align]（1）真彩色IPS TFT长寿命LED背光、全视角液晶显示。（2）独立双回路控制，每路控制输出刷新率50ms，双通道独立的输入和输出，双回路报警功能可以多功能应用，每通道都具备独立的PID控制功能，每个通道都可进行独立的手动和自动控制切换。（3）万能型信号检测能力，即每通道都具备47种输入信号形式，仅需通过设置极可完成信号类型和量程选择，由此可满足各种规格和形式的张力探测器的引入。除了能测量各种张力传感器、位置传感器给出的模拟电压、电流和电阻信号之外，还可以测量各种温度传感器和压力传感器等各种信号，传感器输出端直接接入控制器并在控制器上进行选择即可使用。（4）双通道独立控制输出，输出信号有线性电流、线性电压、继电器输出、固态继电器输出和可控硅输出五种形式，可用于直接驱动电气比例阀（或电子压力转换器）进行张力控制，也可以驱动各种阀门和加热器等执行机构进行真空度、压力和温度等参数的控制。（5）支持数字和模拟远程操作功能，支持标准MODBUS RTU 通讯协议。（6）采用自主改进型PID算法，支持对PV微分和无超调控制算法。5组PID存储和调用，10组输出限幅等实用功能。每个通道采用独立的PID参数，且可独立的进行PID参数自整定。（7）带传感器馈电供电功能（24V，50mA）。（8）支持一路过程变量变送功能，变送的过程变量可选PV测量值、SV设定值、控制输出值和偏差值，变送输出类型有4-20mA, 0-10mA, 0-20mA, 0-10V, 2-10V, 0-5V, 1-5V七种。（9）两组开关量光隔输入端，可以实现各种应用功能的灵活应用切换。（10）随机配备强大的控制软件，可通过软件进行控制参数设置、运行控制、过程曲线显示和存储，非常便于过程控制的调试。[align=center][img=,690,276]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101726466183_8818_3221506_3.png!w690x276.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图3 VPC 2021-2系列双通道控制器电气连接图[/color][/align]从上述国产控制器技术指标可以看出，国产VPC 2021-2系列双通道控制器的性能和功能要远优于蒙特福Z4UI控制器，并具有强大的拓展能力，完全可以实现对蒙特福Z4UI控制器的替代。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][/align][align=center][/align]

  • 用于微流控芯片的多通道正负压力控制器解决方案

    用于微流控芯片的多通道正负压力控制器解决方案

    [color=#000099]摘要：在微流控芯片进样、化学反应进样和长时间药物注射领域，都需要能提供正负气压可精密控制的压力控制器。本文特别针对微流控芯片进样对多通道压力控制器的技术要求，提出了相应的解决方案，并详细介绍了方案中多通道气路结构、控制方法、气体流量调节阀、压力传感器和PID控制器等内容和技术指标。通过此解决方案，完全能够满足各种微流体控制对多通道压力控制器的要求。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#000099]一、背景介绍[/color][/size]在微流控芯片进样、化学反应进样和长时间药物注射领域，都需要能提供正负气压可精密控制的多通道压力控制器，并且通过气体压力来控制流体的流量或流速。图1所示为这种压力控制器在微流控芯片进样中的典型应用。[align=center][img=微流控芯片用压力控制器,690,318]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206271559098143_8354_3384_3.png!w690x318.jpg[/img][/align][align=center]图1 多通道压力控制器在微流控芯片进样中的典型应用[/align]在微流控芯片进样中，要求压力控制器需具备以下几方面的功能：（1）多通道，每个通道可独立控制和操作。（2）每个通道都可按照编程设定输出相应的正负压力。（3）正负压力控制范围：绝对压力1Pa~0.5MPa（表压-101kPa~0.6MPa）。（4）压力控制精度：0.1%~1%。 针对上述微流控芯片进样对压力控制器要求，本文提出了相应的解决方案，并详细介绍了方案中多通道气路结构、控制方法、气体流量调节阀、压力传感器和PID控制器等内容和技术指标。通过此解决方案，完全能够满足各种微流体控制对多通道压力控制器的要求。[size=18px][color=#000099]二、解决方案[/color][/size]本文所提出的解决方案是实现在1Pa~0.7MPa绝对压力范围内的精密控制，控制精度极限可达到0.1%。即提供一个可控气压源解决方案，采用双向控制模式的动态平衡法，结合高精度步进电机和微小流量电动针阀、高精度压力传感器和多通道PID控制器，气压源可进行高精度的各种真空压力的可编程输出，同时也可用于控制不同的流体流量。本文所涉及的解决方案，主要针对用于微流控芯片进样用多通道正负压力控制器，这主要是因为微流控芯片所用压力基本在一个标准大气压附近变化，相应的多通道压力控制器相对比较简单。而对于更低压力，如气压小于1kPa绝对压力的多通道控制，要实现精密控制则整个压力控制器将十分复杂。微流控芯片进样用多通道压力控制器工作原理如图2所示。[align=center][img=微流控芯片用压力控制器,690,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206271559436818_6219_3384_3.png!w690x350.jpg[/img][/align][align=center]图2 微流控芯片进样用多通道压力控制器工作原理图[/align]微流控芯片进样用多通道压力控制器的工作原理为：（1）多通道压力控制包括多个控制通道，每个控制通道包括正压气源、进气调节阀、出气调节阀、抽气泵和PID控制器单元。其中的正压气源和抽气泵提供足够的负压和正压能力，并且可以多通道公用。同样，多通道压力控制器也公用一个进气调节阀。需要注意的是，由于微流控进样所需的负压气压值较大并接近一个标准大气压，对于微流控芯片进样的压力控制，只需固定进气调节阀的开度，近靠调节出气阀开度极可实现正负压的精密控制，因此可以公用一个进气调节阀。如果要进行较低负压气压值（较高真空度）的精密控制，配置恰恰相反，每一通道配置的进气阀进行调节，但可以公用一个抽气阀。（2）精密压力控制原理基于密闭空腔进气和出气的动态平衡法。多通道压力控制器的每一个通道都是典型闭环控制回路，其中PID控制器的每一通道采集相应通道的真空压力传感器信号并与此通道的设定值进行比较，然后调节相应通道的进气和抽气调节阀开度，最终使此通道传感器测量值与设定值相等而实现该通道真空压力的准确控制。（3）为了覆盖负压到正压的所要求的真空压力范围，需要配置一个测试量程覆盖要求范围内的高精度绝对压力传感器，如果一个压力传感器无法覆盖全量程，则需要增加压力传感器数量来分段覆盖。采用绝对压力传感器的优势是不受各地大气气压变化的影响，无需采取气压修正，更能保证测试的准确性和重复性。（4）绝对压力传感器对应所覆盖的真空压力范围输出数值从小到大变化的直流模拟信号（如0~10VDC）。此模拟信号输入给PID控制器，由PID控制器调节进气阀和排气阀的开度而实现压力精确控制。（5）当控制是从负压到正压进行变化时，一开始的进气调节阀开度（进气流量）要远小于抽气调节阀开度（抽气流量），通过自动调节进出气流量达到不同的平衡状态来实现不同的负压控制，最终进气调节阀开度逐渐要远大于抽气调节阀开度，由此实现负压到正压范围内一系列设定点或斜线的连续精密控制。对于从正压到负压压的变化控制，上述过程正好相反。[size=18px][color=#000099]三、方案具体内容[/color][/size]解决方案中所涉及的正负压力控制器的具体结构如图3所示，主要包括正压气源、电动针阀、密闭空腔、压力传感器、高精度PID控制器和抽气泵。[align=center][img=微流控芯片用压力控制器,690,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206271602023624_9954_3384_3.png!w690x393.jpg[/img][/align][align=center]图3 微流控芯片进样用多通道正负压力控制器结构示意图[/align]在图3所示的正负压力控制器中，每个通道都对应一密闭空腔，每个密闭空腔上的外接接口作为此通道的压力输出口。密闭空腔左右安装两个NCNV系列的步进电机驱动的微型电动针阀，电动针阀本身就是正负压两用调节阀，其绝对真空压力范围为0.0001mbar~7bar，最大流量为40mL/min，步进电机单步长为12.7微米，完全能满足小空腔的正负压精密控制。由此，压力控制器中的每个通道可实现正负压任意设定点的精确控制，也可以从正压到负压的压力线性变化控制，也可以从负压到正压的压力线性变化控制。微流控芯片进样过程中一般要求微小正负压控制，要求是在标准大气压附近的真空压力精确控制，如控制精度为±0.5%甚至更小，一般都需要采用调节抽气阀的双向动态模式，即通过控制器使得进气口处电动针阀的开度基本不变，同时根据PID算法来调节排气口处的电动针阀开度。由于进气阀的开度基本处于固定状态，使得微流控芯片进样所用的多通道压力控制器可以公用一个调节进气流量的电动针阀。另外，所有通道都需要具备抽气功能，抽速也是一固定值，因此多通道压力控制器也可以公用一个抽气泵。在微流控芯片进样过程中压力控制，除了上述恒定进气流量调节抽气流量的控制方法之外，决定压力控制精度的因素还有压力传感器、PID控制器和电动针阀的精度。本方案中的PID控制器采用的是24位AD和16位的DA，电动针阀则是高精度步进电机，因此本解决方案的测试精度主要取决于压力传感器精度，一般至少要选择0.1%精度的压力传感器。在微流控芯片进样过程中，往往会要求密闭容器在正负压范围内进行多次往复变化和按照设定曲线进行控制，因此本方案采用了可存储多个编辑程序的PID控制器，每个设定程度是一条多个折线段构成的曲线，由此可实现正负压往复变化的自动程序控制。在本文所述的解决方案中，为实现正负压的精密控制，如图3所示，针对负压的形成配置了抽气泵。抽气泵相当于一个负压源，但采用真空发生器同样可以达到负压源的效果，负压源采用真空发生器的优点是整个系统只需配备一个正压气源，减少了整个系统的造价、体积和重量，真空发生器连接正压气源即可达到相同的抽气效果。[size=18px][color=#000099]四、总结[/color][/size]本文所述解决方案，完全可以实现微流控芯片进样系统中压力的任意设定点和连续程序形式的精密控制，并且可以达到很高的控制精度和速度，全程自动化。本方案除了自动精密控制之外，另外一个特点是系统简单，正负压控制范围也可以比较宽泛，整个系统小巧和集成化，便于形成小型化的检测仪器。本文解决方案的技术成熟度很高，方案中所涉及的电动针阀和PID控制器，都是目前特有的标准产品，其他的压力传感器、抽气泵、真空发生器和正压气源等也是目前市场上常见的标准产品。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

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