系统组成与工作过程详解

现以某公司在线微量水分仪为例进行介绍。

（1）系统组成

分析仪由石英晶体振荡器、水分发生器、干燥器、压力传感器、质量流量计、电磁阀和电子部件组成。此外，还配备有样品处理用的液体捕集器、脏污捕集器、微米过滤器和背压调节器等。分析仪系统流路图如图10.13所示。

图10.13　微量水分仪系统流路图

（2）工作过程

微量水分析仪的核心部件是石英晶体传感器QCM，其工作频率在8.8~9.0 MHz范围内。分析仪的工作流程如图10.14所示，它有3种工作模式。

图10.14　微量水分析仪工作流程图(www.xing528.com)

①正常工作模式：样气经电磁阀PSVl先进入分子筛干燥器脱水，脱水后的样气称为干参比气，其水分含量<0.025 ppmV。干参比气再经电磁阀SV3至传感器QCM，然后通过质量流量计MFM排出；紧接着SV3阀关闭，样气电磁阀SVl打开，样气经传感器QCM和质量流量计MFM排出。在一个周期内交替测出样气和干参比气通过时传感器谐振频率的差值，即可求得样气的水分含量。水分含量与频率差值的标定数据存储在传感器电路模件的存贮器中。

图10.14中的质量流量计用于监视流过QCM的流量，通过调整比例电磁阀PSV1使样气流量保持在150 mL/min。压力传感器PT用于监视排放压力，排放压力为0~0.1 MPa。为了减小测量滞后，分析仪内部有一路经电磁阀SV4的旁通回路，旁通流量维持在1 L/min左右。

②校验模式：为了实现在线校验，微量水分析仪有一内置的标准水分发生器，干参比气的一部分流经水分发生器，在此加入一定含量的水分，形成校验用的标准气。当分析仪开始校验时，传感器QCM交替通入干参比气和从水分发生器来的标准气，即样气电磁阀SVl关闭，SV3和校验电磁阀SV2交替开、关。水分含量值与储存的数值比较，如果数值在允许范围内，分析仪会自动调整校准；如果数值超出允许范围，会发出报警信号。

③节省传感器模式：微量水分析仪的分析周期有两种定时模式：

正常工作模式切换时间：样气30 s，干参比气30 s。

节省传感器模式切换时间：样气30 s，干参比气2 min。

该模式可以延长传感器使用寿命。当然，这会使分析周期加长。

如果在正常工作模式下检测出传感器工作性能异常变差，分析仪将自动切换到节省传感器模式。一旦分析仪自动切换到节省传感器模式，它将不能回到原有模式，这意味着再经过一段时间的运行，如果传感器性能再变差就要更换了。