DE3144769A1

DE3144769A1 - Verfahren zur automatischen korrektur kontinuierlich messender prozessanalysatoren

Info

Publication number: DE3144769A1
Application number: DE19813144769
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Phys. 5042 Erftstadt Oesterle
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE3144769C2

Description

Verfahren zur automatischen Korrektur kontinuierlich
messender Prozeßanalysatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Korrektur der durch Änderung des Stoffgemisches bedingten Falschanzeige eines kontinuierlich messenden Prozeßanalysators mit einem periodisch messenden Prozeßanalysator.
In der Technik sind Prozeßanalysatoren zur selbsttätigen quantitativen Bestimmung des Anteils von Komponenten in Stoffgemischen bekannt. Je nach der Art der Komponente, deren Anteil analysiert werden soll, sind verschiedene Typen von Prozeßanalysatoren im Einsatz.
Zur Erkennung der zu analysierenden Komponenten werden deren unterschiedliche physikalische Eigenschaften genutzt, wie beispielsweise die charakteristische Absorption elektromagnetischer Strahlung vieler Gase im IR-, W- oder sichtbaren Spektralgebiet oder die herausragende paramagnetische Suszeptibilität des Sauerstoffs oder die hohe Wärmeleitfähigkeit des Wasserstoffs. Entsprechend unterscheiden sich die Prozeßanalysatoren durch die angewendeten physikalischen Meßprinzipien. Die zur Messung herangezogene physikalische Eigenschaft sollte für die zu analysierende Komponente möglichst spezifisch sein, da im anderen Falle andere Komponenten ebenfalls einen Beitrag zum Meßergebnis liefern werden, der Prozeßanalysator also nicht selektiv nur die gewünschte Komponente erfaßt. Die beispielsweise genannten physikalischen Eigenschaften haben den Vorteil, daß sie kontinuierlich in einem ständig durch den Prozeßanalysator geleiteten Meßgasstrom gemessen werden können und deshalb Jede Änderung der Konzentration dieser einen Meßkomponenten schnell, d.h. innerhalb weniger Sekunden, erkennen lassen. Diese Eigenschaft ist von großem Wert beim Einsatz von Prozeßanalysatoren in Regelungen und zur Anlagensicherung (z.B. Not-Abschaltung beim Annähern an gefahrbringende Betriebszustände).
Prozeßanalysatoren der bisher genannten Art (sie sollen im folgenden kontinuierlich ines send genannt werden) sind zwar bewährt, haben aber den Nachteil, daß sie - insbesondere bei Gasgemischen komplizierter Zusammensetzung - nicht mehr die nötige Selektivität in Bezug auf die Meßkomponente besitzen.
In der Tabelle werden diese Zusammenhänge an einem Beispiel aus der Praxis erläutert.
Hohe Selektivität kann Jedoch erzielt werden durch Hinzuziehung anderer physikalischer Effekte ftlr die Durchführung der Analyse. Darüber hinaus haben Prozeßanalysatoren dieser Art den zusätzlichen Vorteil, daß mit vergleichbar hoher Selektivität auch andere Komponenten des gleichen Gasgemisches analysiert werden können.
ProzeBanalysatoren dieser Art benötigen Jedoch für die Durchführung einer Analyse einen Zeitraum von mehreren Minuten (Je nach Aufgabenumfang etwa 2 bis 60 Minuten). Erst nach Ablauf dieser Zeit entnimmt der Analysator aus dem Meßgasstrom selbsttätig wieder eine neue Probe zur Durchführung der nächsten Analyse usw. Diese Geräte sollen im folgenden periodisch messende Prozeßanalysatoren genannt werden.
Während der Dauer einer Analyse'können also Konzentrationsänderungen im Prozeßgas nicht wahrgenommen werden. Diese Eigenschaft ist oft sehr nachteilig bei vielen Aufgaben der Prozeßüberwachung (Regelung, Anlagensicherung).
Es sind Verfahren bekannt, die die Meßgenauigkeit eines kontinuierlich messenden Prozeßanalysators durch häufige Kontrollen mit Eichgasen statt von Hand durch automatische Einrichtungen sicherstellen und die erforderlichen Korrekturen in wählbaren Zeitraumen selbsttätig vornehmen. Dadurch wird zwar die Empfindlichkeit des Prozeßanalysators gesichert, es werden aber nicht die Fehler beseitigt, die durch ungenügende Selektivität gegenüber anderen Meßgasbestandteilen entstehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, bei welchem eine automatische Korrektur der durch Änderung des Stoffgemisches bedingten Falschanzeige eines kontinuierlich messenden Prozeßanalysators mit einem periodisch messenden Prozeßanalysator erfolgt.
Dabei sollen die Vorteile des kontinuierlich messenden Prozeßanalysators, die lückenlose Verfolgung der Konzentrationsänderung eines Stoffgemisches und der Vorteil eines periodisch messenden Prozeßanalysators, die hohe Selektivität, miteinander verbunden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Meßwert des kontinuierlich messenden Prozeßanalysators nach frei vorgebbaren Zeitabschnitten automatisch auf den Meßwert des periodisch messenden Prozeßanalysators eingestellt wird.
Vorteilhaft ist, wenn die Meßwerte des kontinuierlich messenden Prozeßanalysators angezeigt und/oder registriert werden und/oder ein Alarmsignal und/oder eine Notabschaltung der Betriebsanlage steuern.
Erfindungsgemäß ist es sinnvoll, als Zeitabschnitt zur automatischen Korrektur des kontinuierlich messenden ProzeBanalysators ganzzahlige Vielfache der Periode des periodisch messenden Prozeßanalysators zu wählen.
Zweckmäßig ist, wenn als periodisch messender Prozeßanalysator ein Prozeßchromatograph verwendet wird.
Erfindungsgemäß können mehrere, unterschiedliche Komponenten analysierende, kontinuierlich messende ProzeBanalysatoren über einen einzigen periodisch messenden Prozeßanalysator eingestellt werden.
In der Figur ist eine Schaltung für die automatische Korrektur eines kontinuierlich messenden Prozeßanalysators mit einem periodisch messenden Prozeßanalysator gezeigt.
Das zu analysierende Stoffgemisch wird durch die Leitung 1 dem periodisch messenden Prozeßanalysator 2 und dem kontinuierlich messenden Prozeßanalysator 3 zugeführt. Der Analysenwert des periodisch arbeitenden Prozeßanalysators wird als Signal 8 bis zum Vorliegenden des folgenden Analysenwertes, d.h. für die Dauer von einem Analysenzyklus, im Speicher 4 gespeichert. Das Signal 8 liegt deshalb während des gesamten folgenden Analysenzyklus auch am Eingang 9 des Vergleichers 6 an. An dem zweiten Eingang 12 des Vergleichers 6 steht das Signal 10 des kontinuierlich messenden Prozeßanalysators 3 an, nachdem es durch ein Korrektur-Netzwerk 5 hindurchgeleitet wurde.
In dem Vergleicher 6 wird das anstehende Signal 9 mit dem Signal 12 verglichen. Eine Abweichung des Signals 12 von Signal 9 wird als Korrekturbefehl 11 in das Korrektur-Netzwerk 5 zurtokgegeben, das Signal 12 wird entsprechend Signal 9 in dem Korrektur-Netzwerk 5 korrigiert.
Das so korrigierte Signal 12 steht als Signal 13 an der Meßwert-Ausgabe 7 an.
Über das Signal 13 können - hier nicht dargestellt - Alarmmeldungen oder Notabschaltungen gesteuert werden.
Durch ein - hier nicht dargestelltes - Zeitschaltwerk im Vergleicher 6 wird nach einer frei wählbaren Anzahl von Analysenzyklen des periodisch messenden Prozeßanalysators 2 vorgegeben, in welchen Zeitabständen die Korrektur wiederholt werden soll.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß mit dem vorgelegten Verfahren der durch die mangelnde Selektivität des kontinuierlich messenden Prozeßanalysators verursachte Fehler ausgeschaltet wird und somit ein kontinuierlich gemessener,korrigierter Analysenwert des Stoffgemisches zur Verfügung steht. Der -so ßrzielte Vorteil ist von besonderer Wichtigkeit, wenn mittels Prozeßanalysatoren Mengenregelungen, wichtige Alarmsignale oder Notabschaltungen getätigt werden.
TABELLE Meßwertfälschung durch mangelnde Selektivität Meßprinzip: NDIR (Nicht-dispersives Infrarot-Photometer) Meßkomponente: C2H4 Meßbereich für die 0 - 3 Vol% Meßkomponente: Störkomponenten: CH4, C2H6 Größe der Meßwertverfälschung (experimentell bestimmt): 0,1 Vol% CH4 in N2 erzeugen die gleiche Anzeige wie 0,26 Vol% C2H4 0,5 Vol% C2H6 in N2 erzeugen die gleiche Anzeige wie 1,58 Vol% C2H4 Beispiel Meßgaszusammensetzung: 0,7 Vol% C2H4 (Meßkomponente) 0,5 Vol% C2H6 (Störkomponente) 0,1 Vol% CH4 (Störkomponente) Der Meßwert setzt sich aus folgenden Anteilen zusammen:

0,7 Vol% C2H4 (Meßkomponente)

Verfälschungen durch + 1,58 Vol%(C2H4)

die beiden Störkompo- + 0,26 Vol% (C2H4 )

nenten (siehe oben)

angezeigter Meßwert: 2,54 Vol% C2H4 tatsächliche Sonzentration der Meßkomponente: 0,7 Vol% C2H4

Claims

Verfahren zur automatischen Korrektur kontinuierlich messender Prozeßanalysatoren Patentansprüche /1Verfahren zur automatischen Korrektur der durch Änderung des Stoffgemisches bedingten Falschanzeige eines kontinuierlich messenden Prozeßanalysators mit einem periodisch messenden Prozeßanalysator, dadurch B;ekennzeichnet, daß der Meßwert des kontinuierlich messenden Prozeßanalysators nach frei vorgebbaren Zeitabschnitten automatisch auf den Meßwert des periodisch messenden Prozeßanalysators eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte des kontinuierlich messenden Prozeßanalysators angezeigt und/oder registriert werden und/oder ein Alarmsignal und/oder eine Notabschaltung der Betriebsanlage steuern.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitabschnitt zur automatischen Korrektur des kontinuierlich messenden Prozeßanalysators ganzzahlige Vielfache der Periode des periodisch messenden Prozeßanalysators gewählt werden.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als periodisch messender Prozeßanalysator ein Prozeßchromatograph verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, unterschiedliche.

Komponenten analysierende, kontinuierlich messende Prozeßanalysatoren über einen einzigen periodisch messenden Prozeßanalysator eingestellt werden.