过程分析技术，例如液体介质的pH值检测，是工艺分析中的重要组成部分。而许多过程分析技术未挖掘出来的应用潜力，已经被光谱等分析技术覆盖。现今，基于新的数据分析方法，分析仪器已经实现了在流程设备主控系统中的集成。

“PAT过程分析技术要留下来！”人们对过程分析技术工作组的这一决定感到欣慰，PAT技术真的要应用于生产实践中了。根据2012年1月流程工业过程分析技术论坛的情况，过程分析技术工作组做出了乐观的估计。今年在巴尔德默市召开的技术论坛显示，迄今为止，仅美国食品和药品管理局在NIR近红外光谱分析领域就有近50项有关一致性识别、均匀化和调配等技术的专利。

而在几年前，对PAT技术的应用前景预测还并不如此乐观。例如，化工行业的巨头巴斯夫公司在2004年就在其总部路德维希港安装使用了大约11000台、50种不同检测原理的过程分析仪，但这些检测仪都限制在传统的检测方法之中。其中大约4500台检测仪是专门用来检测pH值、氧化还原值和电导率的。数量第1、第2多的是气体检测传感器（大约3500台）和光度计（大约1200台）。

尽管更高技术层次的过程分析技术设备，例如光谱仪、非接触式检测仪、无损检测技术或者高速检测技术等，有着自己独到的优点，但它们的应用都无法与上述三大类检测仪相提并论。现在回想起来，利用光谱分析技术来完成一些重要的检测任务，例如利用在线IR-光谱仪完成合成气体成分监控这样重要的检测任务是有些令人惊讶的，也包括巴斯夫公司。但巴斯夫公司的专家们还是成功完成了对CO、CO2、H2S、CH4和COS等多种气体、不同浓度的组成成分的监控。例如，CO气体的平均值达到了44.9%；COS的检测值达到了62ppm。

“医药产品生产领域中越来越多的企业利用过程分析技术和软件解决方案来提高生产过程的稳定性。”——Sven Groβ博士，Sartorius公司

寻找合适的分析方法

今天，不同领域的检测任务仍然对过程分析技术专家们提出了很高的要求。现代化的分析技术检测得到的是大量的数据流。对这些数据流进行化学计量学分析时，需要使用合适的分析和统计技术方法。如果没有合适的分析和统计工具就根本无法对近红外光谱进行分析和评判。为了能够把变量数据的数量降下来，常常采用主成分分析法（PCA）。但过程分析技术工作组的负责人Reutlingen大学的化学教授Rudolf Kessler博士谈到了这种分析方法的缺点：“它常常不能正确反应物理化学变化过程。”因此Kessler博士说道：“目前，我们需要开发新的、适合于分析复杂数据，并可以准确描述工艺过程中的物理化学过程，为生产提供基础数据信息。”。

从石油化工领域过程分析技术的实际应用中可以看出，PAT过程分析技术能够在流程工艺过程自动化分析中起到重要作用。例如，在裂解装置中，天然气色层分析技术可以对石油脑进行分析，最多可以检测出200种组成成分，并对这些组成成分进行分类分组，最终把检测到的数据传输给上一级主控系统。“这样，石油裂解设备的控制系统就可以根据这些数据来控制、调节裂解设备，从而保证了最佳的产品生产。

”西门子公司的过程分析设备生产经理Peter Berghäuser先生说。石化装置的生产能力很大，例如，目前巴斯夫公司在美国得克萨斯州的Fina石油精炼厂，一个最大的石油脑裂解设备的乙烯年产能可达920000t。即使很小的产能提升也都是非常有意义的事情。

为了能够实现整体的PAT技术解决方案，分析仪器就必须能够集成到不同用户所使用的、性能强大的电气和控制系统中。“过程分析仪器需要能够快速、经济、无需辅助编程地集成到流程设备得生产系统之中。”Malvern公司的Oliver Schmitt先生说。只有这样，用户才能获得连续使用实时检测数据的闭式循环控制系统，才能够保证流程工艺的最佳运行。“通过检测数据的直接应用和工艺过程的直接控制，实现了不同批次产品的可比性，保障了流程设备的最佳利用和流程设备的安全。”Schmitt先生解释说。

在过程分析领域中也有着很大的研发潜力，譬如开发出合适的检测方法，把生产中采集到的数据有机的结合起来，获得新的产品质量相关数据。只有实现这一步，才能真正发挥出过程分析技术的作用。还有一点不可忽视，长期以来，流程工业各个领域中使用PAT技术的水平是不同的，没有达到化工和石油化工领域的应用水平。这里主要指的是有着大量数据需要分析处理的生物技术领域。

开发新的应用领域

德国光电子协会传感器、生物和试验技术专业协会的主席Mathis Kuchejda先生在谈到PAT技术的未来时，比过程分析技术工作组的成员更加务实些：“今后几年的任务是为现有的检测方法开发新的应用。”

Kuchejda先生认为，在医药产品生产领域中过程分析技术有着非常大的应用潜力。Sartorius公司的PAT和自动化技术产品生产经理Sven Groβ博士也认为：“医药产品生产领域中越来越多的企业利用过程分析技术和软件解决方案来提高生产过程的稳定性。”对此，准确的数据分析和简单的分析仪器设备在流程设备控制系统中的集成都有着重要的意义。

正在接受检验的技术路线图“过程传感器2015+”

2009年开始的、为化工企业和医药产品生产企业制定的技术路线图——“过程传感器2015+”项目是一个由工业企业、装备生产厂和业内专家组成的、开发满足未来过程传感器要求的合作团队。经过笔者的一番努力，终于把13个合作内容的进展情况汇总到一起。BAM的过程分析技术专家Michael Maiwald博士帮助完成了下列汇总。