南京工业大学毕业实习分解

南 京 工 业 大 学

毕 业 实 习

学生姓名： 学 号：

专 业：测控技术与仪器 班 级：测控1101

2015年1月

一、实习地点:南京分析仪器厂有限公司 二、实习时间：2015-1-12～2015-1-22

三、实习仪器：DH-9086多组分分析仪、CX8800防爆工业色谱仪、HW-5200红外分析器、DH-6001型氧化锆氧分析器。 四、实习内容：

1.了解南京分析仪器厂有限公司的情况、分析仪器行业的发展以及各分析仪的分析原理讲解与介绍，应用场合；

2.对于可燃气体报警仪是今年新项目，了解其工作原理，电路结构，远程传输所选用的芯片等。

3.对于成套车间，了解分析柜的气体流路，结构组成。 4.听有关工业色谱仪的相关讲座。

五、实习过程 （一）各项介绍

1. 分析仪器及分析成套系统介绍

分析仪器是仪器仪表的重要组成部分。

分析仪器是用于分析物质的组成以及物性参数的仪器；是科学仪器的核心组成部分；也是电子信息产业以及先进制造业的重要组成部分。

分析仪器检测是国民经济各行各业不可缺少的检测监控设备，是计算机及自动控制的信息源，是国家经济发展、科学进步、安全生产、节能减排、环境保护、医疗卫生等重要检测手段。

分析仪器按照工作原理主要分为：光学式分析仪器、电化学分析仪器、热学式分析仪器、热磁式分析仪器、色谱分析仪器、质谱分析仪器、物性分析仪器、核检测分析仪器以及其他类分析仪器。 2．南京分析仪器厂有限公司介绍

南京分析仪器厂有限公司是南京分析仪器厂改制企业。南分厂是原机械工业部仪器仪表局部属分析仪器重点骨干企业，南分厂成立于1956年是中国最早的工业过程分析仪器专业生产厂家 ，是中国第一台工业过程分析仪器-CO2分析仪的诞生地，也是中国第一台工业色谱仪制造厂家。南分公司于2005年完成民营改制，由江苏和谐科技公司投资；2008年10月搬迁到江苏省雨花经济开发区，

新厂区占地108亩，一期建筑面积2.3万平米。南分公司现有员工200人，科技人员约占40%以上，是国家级高新技术企业，并已通过ISO9001：2000质量管理体系认证及计量产品认证。南分成立以来，为国家分析仪器发展做出了突出贡献，曾多次为国家重点工程、科研、军工等项目配套分析仪器。其中包括为：洲际导弹发射，02、051、09等军工项目，北京正负电子对撞机、“神州”号无人宇宙飞船，西气东输工程等项目配套分析仪器。 3. 公司科技开发及产品介绍：

公司设有研发中心：主要从事工业色谱仪、红外分析仪、智能化工业分析仪平台系列（热导、热磁、电化学、氧化锆等）、水质处理及水质监控系统等研发项目。新项目开发：智能化毒害气体予警报警平台（南京市项目）、各种化学传感器应用开发。

公司系统工程部设有系统设计室及研发室：主要从事在线分析系统成套项目设计，以及新型成套分析系统项目研发和各种样气处理系统部件设计开发。公司医用公司设有医用仪器研发室：主要从事血气/电解质/乳脂/生化/蛋白质等产品开发。

（二）各分析仪的分析原理讲解与介绍，应用场合 1.DH-9086多组分分析仪 1）概述

DH-9086型多组份烟气分析仪（以下简称仪器）是我公司DH-9000系列燃烧效率测定仪的最新产品。仪器采用了国际上先进的新一代的电化学传感器及高性能的16位80C196KC单片微机而设计的具有智能化、数字化、网络化的高新技术产品，其特点如下：

a)仪器结构紧凑，携带方便，使用操作简单，维护量小；

b)独立的模块化设计，可灵活配置多种传感器，便于升级及扩大应用范围，满足不同用户的测试要求；

c)自动采样、自检故障、自动校准； d)中、英文自选显示、打印存储测量数据； e)可设置定时打印方式，实行现场无人职守； f)被测气体浓度单位可选；

g)计算热工参数的多种数据，可供用户选择或 自定义计算理论数值； h)通过RS232接口计算机对下载的数据进行图形 和动态模拟分析； i)可拆卸采样探头规格齐全，可以满足用户的特殊要求。 2）分析原理与主要结构

仪器采用先进的电化学式传感器检测烟气中的各种气体浓度，K型铠装热电偶为仪器的测温元件。性能稳定的压力传感器测量烟气的压力。

仪器中的取样泵使烟气以设定的流量经脱水器、过滤器预处理后，进入氧、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等传感器。传感器将各种被测气体的浓度转换为对应的电信号，经测量电路放大、转换，微机系统对数据处理后，由显示打印机显示和打印出各种被测气体的浓度及烟气温度、烟气压力、燃烧效率、空气过剩系数、二氧化碳理论计算值等数据。

下图为基本结构图:

3）用途及应用领域

仪器是一种先进的便携式分析仪器，能够同时测定烟气中的氧、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体成份的浓度以及排烟温度和烟气压力。根据测试数据，仪器能对天然气、轻油、重油、煤等十多种不同燃料的烟气进行二氧化碳、过剩空气系数、燃烧效率等热工参数的计算，达到燃烧过程的高效、安全、经济，也为大气污染的治理，提供了准确的科学数据。 工业锅炉、窑炉、加热炉等燃烧设备的烟气分析。

a. 电站锅炉（燃油、燃煤锅炉），配置本仪器用于检测烟道气中的氧、一氧化碳和排烟温度控制低氧的燃烧，减少一氧化碳的排放和降低排烟热损失，达到节约燃料、减少污染使锅炉经济、安全地运行，同时对烟气中二氧化硫的监测也非常重要，二氧化硫溶解水后生成亚硫酸，腐蚀烟道设备，过量的排放形成酸雨污染环境。

b. 企业产生过程中的供热、供汽、给水锅炉。如轻工造纸、印染、卷烟、酿酒、制药、纺织、木材加工等，以中、小型锅炉为主，使用本仪器可增效、节能和控制超标排放。

c. 窑炉包括：工业陶瓷窑炉、建材陶瓷窑炉、民用陶瓷窑炉(主要生产生活、工艺品陶瓷)及玻璃窑炉等。使用本仪器主要检测窑炉尾气中的O2、CO、SO2、NOx等。根据仪器示的测试数椐进行A/F(空/燃)比的调节，达到节约燃料的目地。也有用户需要检测炉内的气氛(工艺要求炉内必须保持还原性气氛)对于这样的用户，CO的测量范围应为0-4%需特殊改制，此技术成熟可满足用户要求，目前暂不能提供。

d. 加热炉在化工、炼油、油田、输油管道等系统使用比较普遍。使用仪器主要是调节A/F，得到最佳的燃烧工况节约燃料。 燃气具、压力容器等行业的应用

燃气具行业主要有燃气灶具制造厂、燃气热水器厂、燃气空调厂、燃气烘箱厂等，主要测试产品的烟气排放技术要求，用本仪器、主要检测燃气具烟气中的O2和C0应达到燃气具规定的国家标准。

压力容器与本仪器相关的是锅炉及燃烧器，锅炉从设计到生产直至安装运行都必须进行一系列的热工参数测试和运行试验，主要参数有O2、CO、排烟温度、燃烧效率、空气过剩系数等，是锅炉制造过程中不可缺少的分析仪器。

燃烧器是各种燃油、燃气炉、窑的重要主件，燃烧器的质量和技术性能直接影响到燃烧效率，在燃烧过程中必须使用分析仪进行测试A/F比的调节效果和最佳的燃烧工况。

汽车、摩托车、轮船、飞机等制造厂用于对发动机的燃烧效率、和A/F调整，也直接关系到尾气、烟气的排放，是国家强制检测项目。对于汽车、摩托车尾气的检测也可用本仪器，主要是O2、NOx和排气温度的测量，对于CO需要扩展测

量范围为0-4%CO的(同窑、炉气氛分析一样)。 垃圾处理，焚烧发电的应用

垃圾在焚烧处理过程中，在许多价段都必需检测排放的气体成份及浓度。同类型烟气分析仪在此新领域己经得到于泛的应用。 军事工程的应用

防化兵种野战，野练中的有毒气体成份的定量测试。装甲兵、炮兵等射击后周围环境气体的检测。各种爆炸装置、炸药装置等的爆破试验等都需要对产生的气体进行定量分析，以此确定对人员的危害程度和对环境的破坏影响。

2.CX8800系列防爆工业气相色谱仪 1）产品特点及型号、名称

CX-8800系列防爆工业气相色谱仪（以下简称仪器）是一种大型、精密、防爆在线分析仪器。它是我们新一代具有九十年代末、二○○○年初国际先进水平的防爆工业色谱仪。

仪器配置及其功能完善，仪器备有热导式检测器（TCD）、微型热导式检测器（μTCD）、氢火焰离子化检测器（FID）和微填柱、φ0.53mm大口径毛细管柱（或毛细管填充柱），供用户根据分析要求任选其中一种或两种检测器与相应分析柱组成灵敏度高、分离度好的双通道的色谱分离系统，以此满足各类不同工况的应用要求。特别是由微型热导检测器和大口径毛细管柱（或毛细管填充柱）组成的新型TCD分析系统，可极大提高仪器的灵敏度和缩短分析周期，因而可应用于微量组份的在线分析和质量检测。

仪器的设计和制造，符合我国GB3836-2000《爆炸性环境用电气设备》的规定。为正压型防爆结构，防爆标志ExpeⅡT4级，防爆合格证号为GYB03634。 2）主要用途及适用范围

仪器广泛应用于石油、化工、化纤、化肥、冶金、建材、环保等工矿企业，适用于Ⅱ类A、B、C级T1、T2、T3、T4组爆炸性混合物场所生产过程在线分析及产品质量的连续自动检测，也可用于对环境空气质量进行连续自动检测。

根据需要，每台仪器可进行一个取样点样品分析，也可以进行多个取样点样品分析（最多为十个取样点/通道）。 3）工作原理

气相色谱法从其过程来看，分为二大步，第一步是将待分析样品在载气带动

下进入色谱柱，进行色谱分离；第二步，是让被分离开来的各组份依次流过检测器，由检测器产生相应的电信号，这个电信号经过计算机处理后，显示、记录、存储相关谱图参数，然后进行定性定量分析。色谱分析示意见下图。

4）仪器的检测器

仪器使用两种检测器，热导检测器和氢火焰检测器。 热导检测器

热导检测器是气相色谱仪使用最广泛的一种检测器，几乎对所有的物质都有响应，而且性能稳定。热导检测器的基本原理是基于不同物质具有不同的热传导

能力（即有不同的导热系数）以致当通过热导池气室的物质及浓度发生变化时，都会引起气室里的热敏元件电阻的变化，因而测量电桥产生相应的电信号。仪器采用铼钨元件，其灵敏度高，稳定性好，可以在225℃高温条件下稳定运行。如前所述，本仪器可按分析要求选用“通用型热导检测器”或“微型热导检测器”。 氢火焰检测器

氢火焰离子化检测器是用于测定微量有机化合物的一种检测器，它以氢气在空气或氧气中燃烧生成的高温火焰为能源，使进入离子室的微量有机物组份离子化生成的正离子，在外电场作用下作定向运动形成微电流信号，这个微电流值的大小是与单位时间进入离子室的样品组份量成正比。本仪器FID检测器的“气、汽出口”的隔爆件是一个新型特殊阻火器件，能较好地克服一般隔爆型FID检测器因其“气、汽出口”的隔爆件“排气性”差形成“内部积水”而使仪器噪声增大，甚至无法正常运行等缺陷。

5）仪器的气路系统

仪器的气路系统分为载气系统、压缩空气保护及驱动气源系统，如下图。

6）分析器

仪器为正压充气型箱体结构，由电气箱、分析箱两大部分组成。并有为安装延时供电保护模块的增安型防爆盒（装在电气箱内，防爆盒认可证书号）。分析器主要功能是在PC-104微机模块实时控制下，根据编程的时间，定期发出各种指令，以控制“各种阀的动作”、“组份开关时间”、“校零时间”、“分析周期”等，使被测样品经色谱柱分离，并由检测器将样品各组分转变成相应的电压信号，通过放大转换后再由PC-104进行处理、计算、显示、存储与传输。实现仪器实时在线测量。对于它的操作维护请详细阅读仪器的操作使用手册。 电气箱

内装分析器全套电路系统和各种功能部件，有为安装延时供电保护模块的增安型防爆盒、控制电路模块、PC-104微机模块、辅助电源块及仪器各种气源压力检测（气动元件）与流量保护系统、保障仪器正常安全运行与自动故障检测及

报警系统等。

分析箱

内装检测器（TCD、FID）、切换阀、色谱柱以及加热器等部件。仪器可实现双柱箱、双检测器、双柱系统同时独立运行，从而解决各种复杂分析工况的分析难题，缩短了分析周期。

7）技术特性

① 测量介质：气体、蒸汽、液体。 ② 测量范围

普通型TCD：0.1%～100%； 微型uTCD：50μmol/mol～100%； FID：数个μmol/mol（ppm）～100%。 ③ 测量组份数：1～40组份。

④ 测量流路数：1～24流路/台（含两个标定流路）。 ⑤ 分析周期：30s～9999s；最小时间分度1s。

⑥ 标定方法：标准气或配制的混合标准溶液（典型），也可选用内标、归一法等

方法。 ⑦ 重复性

1%（F.S）气态样品（典型值）； 2%（F.S）液态样品（典型值）。 ⑧ 防爆标志（防爆等级）：ExpeⅡT4。

⑨ 分析箱恒温温度：TCD检测器可在55℃～225℃范围内设定；FID检测器可在55℃～140℃范围内设定

⑩数据输出：8路4mA～20mA或0～5V，可扩展至16路、64路数字量输出。 串行输出：标准RS-232/RS-485 打印输出：标准串行打印口

3.HW-5200红外分析器

HW-5200红外分析器外观如下左图所示，内部原理如下右图所示。左图中，左侧为光源部分，是无定型碳光源等，由占空比控制加热时间，并由热敏电阻反馈，使光源周围的温度恒定在47°左右。气室是由镀金不锈钢管制成，对光的反射性极强，防腐能力强。检测器使用的是单光束双波长检测器，进行光电转换。滤波气室的作用是消除干扰气体对待测气体的干扰，内部填充的是干扰气体。数据处理模块使用的是交流放大（差分放大），有高精度，低漂移的优点。

1）工作原理

仪器采用新型红外光源和红外气体传感器。传感器通过采用电调制红外光源

进行信号变换，省却了传统方法中的机械调制部件；同时采用了高精度干涉滤光片一体化红外传感器以及单光束双波长技术，配合易拆卸式的密封镀金气室及数据采集处理系统，可以实现CO等气体的实时测量。

当红外光通过待测气体时,每种气体对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔吸收定律。设入射光是平行光,其强度为I0,出射光的强度为I,气体介质的厚度为L。当由气体介质中的分子数dN的吸收所造成的光强减弱为dI时,根据朗伯--比尔吸收定律: dI/I=-KdN，式中K为比例常数。经积分变换得: I=I0exp(-μCL) 其公式表明,光强在气体介质中随浓度C及厚度L按指数规律衰减。吸收系数取决于气体特性,各种气体的吸收系数μ互不相同。对同一气体,μ则随入射波长而变。若吸收介质中含i种吸收气体,则以上公式应改为:I=I0exp(-L∑μi Ci)因此对于多种混合气体，为了分析特定组分，就在传感器前安装了一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。 100%射线气体参比滤光片样气滤光片波长滤光片参比气体红外光源样气双波长检测器 2）仪器主要部件结构及作用 仪器主要由检测器、光源、光/气路及电气部件组成。 检测器是仪器的核心组件，本仪器检测器为原装进口部件，检测器光源采用先进的可调制式红外光源, 替代传统的红外光源、切光片和驱动马达组成的光源系统, 使整个检测系统没有可动部件, 减少了机械噪声，增加了可靠性。 采用可拆卸式结构，便于日常维护。不锈钢镀金气室提高了光的反射效果和气室的防腐能力。 电气部件与传感器安装在一个标准的线路板上。电气部分供电电源为±

12Vd.c，电气信号通过高精度低噪音的放大、精密整流、温度补偿、线性修正等处理，完成信号的显示和标准电流信号 4 mA -20mA（隔离）及报警信号的输出。

3）性能特性

仪器预热时间为120min。 线性误差：±2％F·S。

稳定性：零点漂移≤±2％F·S/7d； 量程漂移≤±2％F·S/7d。 重复性误差：±1％F·S。 滞后时间：T10≤4s 上升时间：T(10~90)≤30s 下降时间：T(90~10)≤30s

报警输出：具有上限、下限两位报警输出（继电器触点开关容量250VAC/1A或30VDC/1A）。

4.DH-6001型氧化锆氧分析器

氧化锆氧分析器可以用来对烟气直接测量，且响应很快，不产生拖峰，而热导和红外对被测气体或者样气的要求很高，必须经过严格的预处理系统，所以，氧化锆氧分

析器便于进行自动控制，是其他类型传感器无法替代的。 1）氧化锆氧分析器的工作原理

氧化锆氧分析器是一种电化学式氧分析器，在理想条件下一起氧浓差电势E可用能斯特（Nerst）公式表示。

E=0.0496TlgP0/Px 式中 E——氧浓度差电势 T——绝对温度

P0——参比气氧浓度（用空气作

参比气，P0=21%O2）

Px——被测气体氧浓度。

2）氧化锆氧分析器的特点

响应速度快，量程宽；

“直插式仪器”无需取样及样气预处理装置；

不能用于测量含有还原性气体（如H2、CO、CH化合物等）样气中的氧

5.可燃气体报警仪器的介绍

此部分主要介绍了智能防爆式毒害气体在线报警平台，以及防爆的相关知识。气体探测器的外观如下图。它是利用无线传输方式与智能平台之间进行数据

传输，智能平台最多可以带动250组气体探测器。

A、可燃气体的爆炸条件：（1）可燃气体达到爆炸浓度； （2）必须含有氧气，及存在于空气中； （3）必须有明火（温度或者静电）

B、防爆器件：（1）铜粉末冶金（右图左侧元件）

（2）不锈钢冶金（右图右侧元件）

其用途是，用来阻隔、过滤杂质、粉尘，但气体可以通过。

C、隔爆方式有两种：螺纹隔爆和平面隔爆，其中螺纹隔爆比较容易实现，右图为螺纹隔爆。

防爆标志意义

Ex d ⅡC T6 温度组别 工厂ⅡC级

隔爆型 防爆标志

Ex就是防爆标记，是防爆类型，包括的：d隔爆型，ia本安型，就是安全火花型。在每种防爆型下又分为三种等级：一级矿用，二级工厂用，三级粉尘纤维类。

6.成套车间，分析柜的气体流路，结构组成。

工业在线成套分析仪器主要的功能实现是有前处理和预处理两个功能实现，不然仪器的使用寿命会缩短，仪器内部的杂质，粉尘，水汽等会干扰仪器分析的结果。其他部分和以上的各个仪器有相识之处。

工艺流程图

7.听有关色谱分析仪的讲座

两种分析仪器的外观

1月21号下午，学校请来工业色谱仪方面的专家给做讲座。从工业色谱仪的原理，色谱仪的结构、色谱仪的发展和国内外色谱仪的形势给我们做多方面的讲解，使我们更深一步的了解工业色谱仪。讲座的最后，专家也给我们讲了一些仪器行业相关的情况，说明仪器行业还是有前途的，解答了我们对仪器行业的疑惑。

六、实习感受

为期两天的毕业实习结束了，这两天我们来到南京分析仪器厂，听南分厂的一线师傅给我们讲述工业操作的安全规范和工业仪器的原理与操作，这些知识是我们在学校学不到的，我深深觉得只有把我们的是本知识和具体实践相结合才能

融会贯通，所以我希望以后还能来这里参观。

实习第一天上午，我们来到南分厂的大会议室，首先进行安全教育。负责工厂安全的老师给我们讲解了安全生产的重要性，安全第一，预防为主，综合治理。尽最大的努力消除事故隐患。老师也举了现实生活中几个惨痛的案例，让我们深刻体会到安全生产的重要性，不仅是对自己负责也是对社会负责。接下来是朱总向大家介绍了南京分析仪器有限公司的概况和产品以及分析仪器的发展。让我们对南分厂有了更好的认识，同时认识到我国的分析仪器发展现状，我们与发达国家还存在一定的差距，所以我们要继续努力争取早日赶上发达国家。午饭后厂里的工程师系统的给我们讲解了我们要实习的内容，共分为六个模块，每个模块都有专门的工程师负责讲解，让我从内心深处期待向工程师们学习。下午，我们参观了南分厂的各个车间，包括成套车间，装配车间，加工车间等。南分厂的厂房与车间很大，可以想象它昔日繁荣鼎盛的场景，虽然现在厂里效益不是很好，但相信凭借老一辈工程师和现在的年轻一代的努力，效益一定会不断提高。

第一位给我们讲解的老师是王工程师，讲解的内容是与我们学校王老师合作的工业防爆仪。王工知识渊博，给我们讲解了防爆仪的各个细节，从设计到生产到调试，这款历时一年研发周期的防爆仪正打入市场。防爆仪对工业生产特别重要，即能检测环境中的可燃可爆气体，自身又不会引发爆炸。为检测不同的气体，防爆仪内要安装不同的检测器，以及在量程方面要做一定的调整。各种防爆仪都要送到特种设备检验所检验合格颁发证书后才能投入使用。王工还向我们简单介绍了氧化锆分析仪，它可以深入锅炉排气处，比较耐高温。随后我们参观了成套车间，工程师给我们讲解了分析小屋。成套车间主要是进行设备的组装，有的是把西门子的分析仪器买来，配上南分厂的预处理系统和其他配套设备组成一个分析小屋，保证分析环境的稳定性与安全性。设备维护人员也可以在分析小屋内办公。我们参观了工业色谱仪和热导分析仪。袁工程师对工业色谱仪颇有研究，他的讲解也很细致到位。这款工业色谱仪与我们在学校看到的色谱仪稍有区别，区别在取样采样转换的阀门上。我们学校使用的是十通阀，这款检测大气苯含量的色谱仪采用电动阀。色谱仪的应用范围很广泛，不仅可以用在化工行业，也可以用在化肥，冶炼，化纤，环保等行业。热导式气体分析仪是使用最早也是南分厂技术最成熟的一款分析仪器。它只可以检测一种气体，但是可以使用多台分析仪来检测多种组分。它的结构简单，稳定性好，性价比也比较高。南分厂选用铂金

丝作为电阻丝，铂金丝比钨丝和铜丝的灵敏度更高，更耐腐蚀。如果要检测多种组分，也可以使用工业色谱仪，但工业色谱仪价格比较贵。最后一天我们参观了红外气体传感仪。老师给我们详细介绍了这台仪器的工作原理和操作界面，它可以添加删除探测的气体，最让我觉得使用的是它还配有打印机可以实时打印监测数据。

两天的实习结束了，我收获了很多，希望以后还能来这里和各位师傅请教学习。