探究气体分析仪器的稳定性可靠性问题

摘要：随着我国科技水平和经济水平的提高，一些机械设备和仪器已经可以实现自主的生产、研发和制造，而在气体分析其仪器的研发、生产过程中，仪器的稳定性和可靠性一直是衡量仪器质量的关键因素，也是我国相关生产企业的主要问题，本文就对此进行了简要的分析，并结合问题出现的原因，提出了一些合理的改善意见。

引言

1993年，我国召开了“大型空分设备国产化研讨会”，由机械工业部和气体分离设备行业协会联合组织开展，这一会议标志着我国在大型空分设备领域的发展具有了突破性进展，截止目前，我国已经是世界上少数具备自主生产大型空分设备能力的国家之一了，相关技术逐渐追赶上了先进国家的水平，但在设备的稳定性和可靠性上仍然存在一定的问题。

1解决分析仪器稳定性可靠性的途径

1.1努力提高对分析仪器稳定性可靠性重要意义的认识

在我国的仪器仪表行业发展过程中，分析仪器的稳定性和可靠性问题之一困扰着业内人士，并且在我国的仪器仪表行业十二五规划中，这也是最为重要的问题之一。

（1）在相关的“发展规划”内容中有提到：我国国产仪器在性能和质量上与国外先进国家有着不小的差距，主要是在基础和核心技术上的研究工作不足，并且对外部环境对仪器的稳定性和可靠性所能造成的影响缺乏考虑，从而导致了在高端仪器的生产过程中可靠性和稳定性不够，市场竞争力明显不足。

（2）在我国仪器制造行业中，大多企业对生产工作都有以下的误解：在自身生产的产品中，往往对质量没有严格的要求，只要能够满足市场的需求就可以了，并且，很少会对产品进行自主的研发和改进，并且在现有产品的质量上也得不到保证，尤其才传感技术领域，更是如此，再者，性能的表现也不够稳定；在传感器和整体分析仪的研发工作中，关注方向过于片面，往往只考虑了仪器的灵敏度而忽略了稳定性和可靠性；并且在一起研发工作中，仅仅将研发的方向放在了软件方面，而在硬件方面则缺乏足够的研究力度，这也是仪器稳定性可靠性问题出现的主要原因之一。

1.2影响分析仪器稳定性可靠性的主要因素

（1）仪器存在不合理的设计内容或设计上的缺陷；

（2）仪器内部的零部件缺乏严格的质量控制标准，从而无法完美实现仪器的功能；

（3）在仪器的制造、维护和使用过程中存在不足。

1.3解决仪器稳定性可靠性问题的方向

（1）改善仪器稳定性可靠性的根本在于对仪器的整体设计，也就是说在设计、材料选择、零部件加工、安装、性能调试、投入使用等一系列过程中，都应该制定严格的标准并准确无误的执行。

（2）在生产过程中开展质量控制工作也是保证仪器可靠性和稳定性的主要工作，严格执行设计方案，对仪器各个环节的生产制造进行管理和监督，严格控制质量，从而实现仪器的可靠性和稳定性。

1.4关于气体分析系统问题

1.4.1气体分析系统的必要性

由于样品气体分析技术是极为复杂特殊的，因此在对气体分析仪器进行实际的应用时，往往不能直接实现对、样品气体的分析，所以，在取样系统的设立在样品气体的分析过程中是必要的，在仪器完成对样品气体的分析后，通过加设取样装置、样气传输和处理以及控制、分析仪器、数据处理和传输等装置实现对数据的输出。真也是一个完整的气体分析系统应该具备的功能体系。在实际的气体分析过程中，分析操作功能的最终实现，仪器只是其中的一环，真正依靠的是完整的气体分析系统，而分析仪器所发挥的作用也是不可忽视的，其自身的稳定性和可靠性也影响着整个分析系统的稳定性和可靠性。

1.4.2气体分析系统稳定性可靠性的保证

为了保证仪器的稳定性和可靠性，尤其是在线分析仪器，主要从以下两个方面入手：

（1）合理的设计和实施分析仪器以及气体分析系统。

（2）对分析系统进行整体校准。在对微量气体的分析过程中，对分析系统的灵敏度和准确度要求极高，因此校准工作是必不可少的，这也对分析结果有着重要的影响。以空分在线分析仪器和环境监测系统为例，需要对环境中的微量气体进行检测和分析，对精准度要去很高，因此，校准工作需要每天进行，并且，针对分析系统的校准工作内个班都要进行一次。

1.4.3影响在线分析系统稳定性可靠性的主要因素

（1）干扰

干扰主要分为三种形式：电器、电磁、背景非测量组分干扰。称之为干扰的因素，往往具备不确定性、随机性等特点。

（2）仪器及系统被污染

在分析仪器的使用过程中，对其性能稳定性影响最大的因素就是系统气路和仪器内部由于系统的缺陷造成的污染问题，这种污染往往会造成仪器的零点和跨度发生飘移，严重的甚至会造成仪器出现严重的故障导致运行受阻。

（3）系统设计存在的缺陷

分析仪器系统的设计是针对生产现场的特定工艺条件的需要做成的解决方案，要从取样点的压力、温度、气体成分、含水量、含尘量、环境的温度湿度、针对环境的防护、防爆要求等等，选择适合的仪器、材料、元器件等。但是，目前厂家的设计大多数仅仅考虑做定性处理，很少从定量上考虑，这就使得分析仪器系统在现场使用中出现很多问题，严重影响使用效果。

（4）不适当的使用方法

1.在气体分析仪器实际的应用过程中，仪器系统不稳定通常也会由于相关人员没有掌握争取的操作方法所造成，这种现象是较为普遍的。举例来讲：仪器所处的外部环境温度、湿度以及大气压力等因素的变化都会对仪器产生一定的影响。尤其在针对微量气体进行分析时，这些因素所能产生的影响更是尤为显著，如果没有妥善的处理好仪器对这些因素的适应性，必定会对仪器的稳定性造成影响。2.经常对分析仪器及分析系统做气密性检查是非常必要的。系统的气密性不保证就谈不到仪器及系统的稳定性。3.分析仪器及分析系统必须要做定期校准，其中校准的方法和使用标准气的要求也是非常重要的。4.定期或适时更换或处理专用部件及耗材，如：过滤芯，吸附剂材料等。5.针对被污染的仪器内部气路系统，结合实际的需要进行净化处理。6.其它诸多影响因素。

2气体分析仪器稳定性可靠性问题结论

（1）在分析仪器的技术指标中稳定性和可靠性是仪器的核心，这也是我国仪器生产所面临的重大难题，并且在很长一段时间没有得到解决。而想要真正的解决这一技术问题没必要的就是着重研究深层次的技术和管理方面的问题，并对仪器生产工作进行整体的全面的改进和创新。具体可从以下三个方面入手：传感器领域核心技术的研究；研究分析仪器和传感器之间存在的深层关系；合理设计和实施分析系统，不断加以完善。

（2）我国分析仪器行业的问题具有多样化的特点，但最主要的问题包括以下两个方面：对仪器的最初设计所具有的可靠性；在制造过程中对零部件的质量控制工作。针对这两方面的问题，一些相关的大型企业结合自身的能力可以予以解决，并且相关的管理者也予一定的重视，但在实际的工作中，由于管理的疏忽往往不能对这些问题彻底根治。

而在我国的小企业中，往往不具备足够的能力以上两方面问题加以解决，并且内部设设计人员往往不具备丰富的工作经验，而我国大多数的微量气体分析仪器的生产都是有这样的小企业来完成的，因此，在仪器的最初设计上就存在很多的不合理设计和系统上的缺陷，再者，实际的仪器生产过程对零部件以及各个工序的质量控制工作不够完善，并且缺少监督和管理，从而也就造成了仪器在可靠性和稳定性上表现不足。

（3）就我国气体分析仪器产业目前发展现状来看，面临的仍然一段不短的发展时期，其他相关行业的发展也会对其产生一定的影响和制约，而其也对其他相关工业产业的发展产生着一定的影响。因此，为了加快我国大型空分设备仪器行业的发展速度，必要的就是充分认识自身的不足，并积极对国外先进技术进行引进，并不断学习其中先进的经验应用到自身的研发工作中，从而实现我国气体分析仪器产品的技术水平和性能表现。只有这样，通过对未实现技术的不断摸索，不断学习先进国家的技术和经验，才能是我国的技术水平逐渐追赶上国际的先进水平。

结语

从上述分析可知，目前我国在大型空分设备仪器领域的发展已经取得了突破性的进步，能够实现部分仪器的自主生产，但大多处于中低端市场的应用水平，在高端仪器的生产方面，仪器的稳定性和可靠性难以保证，相比于先进国家的技术水平仍有明显的差距，因此，我国相关部门应加大研究力度，从而不依靠进口，实现对高端空分设备的自主研发和生产。