图1 专为常规分析而设计的坚固耐用、稳定可靠的ProcessLab 分析模块及操作单元。

近年来，过程分析变得越来越重要。为了能够在实验室之外快速记录不断变化的过程参数，人们越来越多地将实验室中进行的分析测试转移到现场来进行。这对分析系统提出了较高的要求。这样的分析系统必须坚固耐用、稳定可靠，才能在条件恶劣的工业环境下运行，并且必须根据特定工业过程的要求，实现最佳配置优化；同时必须配备有相应的接口，通过以太网、输入/输出线路、LIMS及数据库来进行内部和外部的快速通信。

由于竞争日益激烈，生产单元的操作成本必须尽可能地低。这意味着产品的生产必须达到高通量和高产率，产品在价格上必须有竞争力，同时还要保证产品的质量。

因此对相关过程参数的监控显得尤为重要。特别是对于分析频率较高的情况，适合使用直接连接到工业过程上的在线和线上分析系统（online and inline analysis systems）。

而在监控数个采样点并分析多种参数时，或者当分析周期较长时，通常使用现场分析系统（atline analysis systems），这不只是由于成本因素。在现场分析系统中，采样通过手工方式进行，并在生产线上（现场）直接进行分析。这样，可快速处理不同生产阶段或生产单元的许多样品。

图2 系统提供了全面的通信功能。

人们经常使用传统的实验室分析系统作为现场分析系统，但此类分析系统既不是专为恶劣的工业过程条件而设计，也不适用于和过程环境进行信息交换。而且，此类分析系统不具有模块化结构，因此无法根据特定工业过程及未来的任何要求进行最佳配置优化。

稳定可靠的现场分析系统

本文介绍的ProcessLab系统是一种坚固耐用、稳定可靠、简便易用的现场分析系统，可满足在工厂环境中进行常规分析的要求（图1）。系统装配在一个防尘、防水的机壳中，采用模块化设计，因此可方便地更改系统配置以满足具体的分析和技术要求。每台仪器都由一个操作单元及一个分析模块组成，湿化学部件和电子元件相互完全隔离。

所有分析方法及分析结果都被集中记录在计算机中，在一个公用数据库中进行管理，可供监控及直接控制使用。数据可通过以太网输出给任何一个LIMS 系统，为过程控制系统服务，或在公司内连网中使用（图3）。通过数码和模拟输入/输出（I/O）组件，可轻松地将系统整合到工业过程环境中。这样，系统可响应不同的输入信号，例如，根据样品自动测量不同的参数，并可在超出限值时触发报警信号，或以4~20 mA的模拟信号来传输结果。通过以太连接（RJ45），可将ProcessLab 集成到本地网中或完全以远程控制方式操作。

图3 由于可配不同的湿化学组件，可针对特定应用的要求来对ProcessLab 系统进行配置。

通过tiamoTM软件来控制分析系统，该软件安装在内置的工业计算机上。配有内置TFT监视器、触敏式键盘及触摸板的操作单元可确保用户操作时轻松自如。还可使用配有触摸屏的操作单元作为替代，使用户的操作更加简便。以太接口及USB接口等现代接口的使用，使操作单元及分析模块可安装在不同的地点。

内置分析技术

ProcessLab的长处在于其功能的多样性。根据不同的要求，可使用多种分析技术及样品制备技术：

pH值、氧化还原电位及电导率的直接测定；

用离子选择电极（ISE）进行测量；

电位滴定；

卡尔费休滴定；

光度测定法/光谱测定法；

伏安法（VA）；

溶出循环伏安法（CVS）；

用于样品处理的液体操作。

因此可简便地进行各种不同的应用（表1）。另外，在实验室中使用tiamoTM开发的分析方法可快速、简便地转移到ProcessLab上。可通过手工方法加样，或在样品量较大时，采用样品转换器加样。

表1 在过程分析中的一些应用

除了这些技术之外，分析系统中还可集成第三方设备，用于测定温度、密度、压力、折射率、粘度等。数据也可保存在tiamoTM数据库中。因此可极大地扩展测试方法及测试参数的范围。

模块化分析系统

模块化的含义是可将各种不同的部件组合起来，形成一个完备、高效的系统。根据分析要求的不同，组合成量身定制的分析系统，可由少数部件或许多部件组成。图3显示了一个配有不同湿化学组件的ProcessLab 系统的实例。

尽管许多应用难题可通过滴定法来解决，但通过使用伏安法（VA）和溶出循环伏安分析法（CVS），ProcessLab为过程分析开辟了又一个重要应用领域。

伏安法可用于经典痕量分析，而CVS可测定电镀槽液中的有机添加剂。ProcessLab VA/CVS 系统配有带恒电位仪/恒电流仪的内置797型伏安极谱仪，构造非常简单、紧凑。单按一个按钮即可启动分析序列，可确保系统操作准确无误。

在过程分析中的应用

该模块化系统具有多种通信功能，可用于许多分析领域。表1显示了该类分析仪的一些典型应用领域。

参考文献

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