深入探討如何使用壓力控制器來減少分析系統中的時間延遲

?過程測量是瞬時的，但分析儀的響應永遠不會。從水龍頭到分析儀，總會有時間延遲。不幸的是，這種延遲經常被低估或誤解。 在分析采樣系統中，時間延遲定義為新樣品到達分析儀所需的時間。控制時間延遲的一種方法是使用上海遠東儀表廠壓力控制器。壓力控制器控制壓力，分析系統中的壓力與時間密切相關。在具有受控流速的氣體系統的情況下，壓力越低，時間延遲越短。 在分析儀器系統的任何主要部分中都可能發生時間延遲，包括生產線，分接和探針，現場站，傳輸線，樣品調節系統，流切換系統和分析儀。下圖是過程分析儀采樣系統基本部分的示例。

   延時是累積的。它包括流體從被監控過程到分析儀所需的總時間。目前，我們將重點關注現場站以及監管機構在減少時間延遲方面的重要作用。在野外站之前 最小化時間延遲始于水龍頭的位置。最好將水龍頭盡可能靠近過程分析儀，但也要在時間延遲源的上游，如鼓，罐，死角，停滯線和冗余或過時的設備。在對液體進行取樣時，水龍頭處的壓力應足以通過輸送管線或快速循環輸送樣品，而無需泵 - 一種引入性能變量的昂貴組件。 在許多情況下，您可能無法指定水龍頭的位置。您可能需要使用現有的水龍頭位置，并且通常現有的分析儀也可以使用。如果水龍頭離分析儀很遠，建議使用快速循環作為快速將液體輸送到分析儀并將未使用的部分返回過程的方法。 在大多數分析儀器系統中，另一個時間延遲源是探針。探頭的體積越大，延遲越大。體積將受探針長度和寬度的影響。嘗試最小化時間延遲時，請選擇低容量探頭。在野外站 在過程分析儀需要液體樣品的情況下，不使用現場站中的壓力控制器。最好將液體保持在高壓下以避免形成氣泡。在氣體樣品的情況下，現場站用作減少輸送管線中的壓力的手段。 時間延遲與絕對壓力成正比減小。在壓力的一半，你會得到一半的時間延遲。現場站盡可能靠近水龍頭。壓力越快越好。讓我們看看現場站中壓力控制器的三種可能應用。每個壓力控制器的配置都有所不同。 在第一個應用中，目標是降低氣體壓力。預計壓降不會產生冷凝。因此，可以使用簡單的減壓壓力控制器。減壓壓力控制器在出口處保持恒定壓力。傳感元件，通常是隔膜或活塞，響應于下游壓力而移動，允許控制元件（通常是錐形提升閥）改變氣體通過的孔的流動面積。當傳感元件響應于較高壓力而被向上推動時，控制元件移動靠近壓力控制器座，并且孔面積變小。隨著傳感元件以較低的壓力向下移動，孔口變大。在大多數分析監管機構中， 金屬隔膜非常適用于入口壓力不會急劇變化或化學兼容性很重要的應用。然而，在壓力可能不一致或尖峰的應用中，活塞式壓力控制器可能更合適。 在我們的第二個壓力控制器應用中，預計壓降會導致冷凝。

?在壓力下，幾乎所有氣體都會失去能量，稱為焦耳 -湯姆遜效應 - 導致冷卻。如果氣體接近其露點，這種冷卻可能會導致冷凝。在某些情況下，熱量損失可能會導致冷凝，從而可能凍結壓力控制器。由于焦耳 - 湯姆遜效應，可能需要加熱壓力控制器來保持氣體溫度高于露點。加熱壓力控制器是減壓壓力控制器，其中系統流體在加熱元件上流動。需要加熱器盒。 您可以計算加熱器盒所需的能量（或瓦數），以便您可以在正確的功率范圍內指定一個。每種氣體都有焦耳 - 湯姆遜系數，它與壓降和流速一起插入公式中，以產生所需的瓦特數。 在我們的第三個壓力控制器應用中，液體必須先成為氣體才能通過氣相色譜儀或其他分析儀進行分析。在這種情況下，使用蒸發壓力控制器。蒸發壓力控制器可能難以選擇，但如果尺寸和安裝適當，可以是制備液體樣品的可靠方法。蒸發壓力控制器的目的是立即將整個樣品閃蒸成氣體，以確保蒸發的樣品代表液體過程。

對于汽化壓力控制器，必須密切關注溫度和蒸汽流量。如果流量太大，樣品將僅部分蒸發，液體將流過壓力控制器并流向分析儀。如果蒸發器溫度太高，則上游的液體樣品將蒸發。 最后，務必正確設置蒸發壓力控制器，以避免造成相當長的時間延遲。隨著流體從液體變為氣體，體積將急劇增加。增加量取決于液體的分子量。通常，在使用上海遠東儀表廠壓力控制器之后測量的蒸汽流量將是蒸發壓力控制器之前的液體流量的> 300倍。

?????????例如，蒸汽流量為600cm 3 / min，液體流量可小于2cm 3/分鐘。在這種情況下，液體需要25分鐘才能通過3米（約10英尺）的6毫米（1/4英寸）管道。為了減少這個時間，我們必須減少壓力控制器前面的管子的體積。例如，只有30.5厘米（1英尺）的3.2毫米（1/8英寸）管道，液體只需30秒即可到達壓力控制器。

?????????但是，到目前為止，我們必須在探測中增加時間延遲。探頭越窄，響應越快。獲得更快響應的另一種方法是借助液體快速循環使蒸發器更靠近分析器。在下圖中，壓力控制器位于快速環路濾波器之后，帶有第二個液體慢旁路回路，確保良好的液體流動一直持續到蒸發壓力控制器。目的是最大限度地減少進入汽化壓力控制器的緩慢移動的液體體積。

    壓力控制器是解決分析系統中時間延遲的關鍵工具。

?氣體系統中的壓力越低，響應時間越快。通常。在液體蒸發的情況下，考慮液體快速循環以保持液體直接移動到蒸發壓力控制器。現場站是復雜分析儀器系統中的一個位置，其中時間延遲可以顯著降低，但是時間延遲的方法必須始終是全面的。為了減少時間延遲，必須仔細檢查系統中所有潛在的延遲原因.