在线分析系统可靠性的综合研究、在线看

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2014.10.9第七届国际论坛重

点

内

容2—

OAS可靠性的重要性和评价困难二

OAS的主要技术特性三

深刻感悟大师的教诲四

解决OAS可靠性难题的技术突破方向五

解决OAS可靠性难题的路径和目标六

高度关注OAS的质量发展—

OAS可靠性的重要性和评价困难31

OAS可靠性的重要性OAS是精密计量的大型成套设备OAS是信息工业的真正源头，物质成分量信息有无可替代的唯一性。在线分析（流程工业、环保、科研）要求OAS长期、连续、安全、稳定、准确运行以及长寿命周期。OAS的工程投入成本高，要求生产技术、经济效益的周期长，而且稳定。“仪器仪表行业十二·五发展规划”十分强调稳定性、可靠性。42

OAS可靠性的评价方法5无故障工作时间MTBF（h）故障率（Failure

rate）/返修率单位时间内（一般为年），产品的故障总数与运行的产品总量之比。OAS的寿命周期OAS的长寿命周期可以有效降低年均寿命设备成本。3

OAS可靠性评价的现实困难6OAS的可靠性，如采用MTBF，尚无国家标准、行业标准监督或规范。MTBF的验证试验和测定试验的耗时太长（90天以上），样机数量大（10套以上），小批量生产大型设备的现实确有客观困难。生产OAS的大多数中小集成商的规模小，本来技术基础薄弱，专业技术人才缺乏。MTBF和故障率是统计学意义的评价方法，OAS样本数量小时很容易失真寿命周期太长（例如10年），尚无有效的事前评价方法。74

OAS另寻技术路径8针对OAS的可靠性，进行宏观的技术剖析和综合性的研讨就很有必要。二

OAS的主要技术特性91

OAS可靠性的定义OAS的可靠性是OAS在工程应用条件下，在规定的运行期限内，完成和保持OAS在设计时所规定功能的能力，也就是OAS长期工程运行的能力。2

OAS的稳定性及准确性稳定性是OAS最重要的技术指标，主要决定于所采用的OA。“稳定性第一”新理念：漂移≤±1%FS/7dCV≤0.5%因为“高准确度的工程应用”才是工程应用的真实目标。101.113 OAS的适应性根据系统学基础理论：OAS和它的外部环境（样气条件、安装条件、环境条件等）存在复杂、动态的物质、能量、信息等的交换。OAS是个复杂、开放的大技术系统。1.

4

OAS的安全性12OAS广义的安全性，包括：防爆安全（最重要、最严苛）防护安全电气安全防泄漏、防污染排放安全操作及检修安全网络信息安全等1.

5

OAS的少维护性13出于确保OAS长寿命周期的现实需要；首先是可维护、易维护的；普遍追求OAS的少维护；最好是接近于免维护，后期维护成本越低越好。免维护不是完全不需要任何维护的绝对化技术概念！1.

6

OAS的协调性（新概念）14几乎任何生物都有完善的协调性。OAS在实现设计功能时，系统的各子系统、各组成部分以及（部件及元件）之间不相互抵触和相互制约，保障工程应用的长寿命周期。OAS按更加协调的方式进化和完善优化！三

深刻感悟大师的教诲151.2.

1

钱学森院士的系统学理论（1）OAS具有较复杂的层级结构：分析仪和样品处理系统是次级子系统检测器和部件是更次级子系统分析小屋集成是更上一级技术系统1.16（2）OAS是复杂、开放的大技术系统正确处理局部和整体的关系（现场调查处理东风2号火箭发射失败原因的结论意见）从定性到定量的系统集成方法1.

2

朱良漪前辈17以重点工程带系统，以系统带仪表关注宏观的大技术系统整体技术概念他所关注的难点和闪点（2007）四个难点和闪点是取样（探头）系统，可靠性、少维护和软件技术。（3）“制约过程分析仪发展的症结和处置手段”（1998）过程分析的取样与预处理成分信息的获取与共生信息的干扰和噪音的处理长期使用的可靠性18四

解决OAS可靠性的技术突破方向191.1

明确OAS的两大技术基础（两大次级子系统）是OA和样品处理系统OA是OAS的核心技术，样品处理系统是OAS的关键技术；OA和样品处理系统在工程应用中都必须可靠性高，两者相互协调，但不是可相互代替的关系。1.

2

OA必须坚持“稳定性第一”，稳定性是其代表性技术指标，也可理解为“少校准第一”20稳定性是OA和OAS高准确度工程应用最重要、必须的前提条件。1.

3

样品处理系统必须坚持“少维护第一”，21其核心重点有三高效过滤除尘高效除水、脱湿、除雾（及排液）确保安全及防爆4

OA高可靠性的实现22彻底打通和协调好分析仪-检测器-敏感元件及高端智能化技术的整个技术链。H&B公司Uras3G型薄膜微音红外分析仪有工程运行二十多年的记录。高稳定热导式气体传感器发明专利是近乎零漂移的热导检测器，凌卡公司LKA100R热导分析仪是近乎零

漂移的OA。LKA100R热导分析仪近乎零漂移的热导传感器23LKA100R热导分析仪开机过程的零点稳定性曲线241.

5

样气处理系统高可靠性的实现25取样探头系统的无堵塞连续取样技术（LKP105探头）早已是成熟技术。后级超高效过滤除尘（LKP301过滤器）。0.05μm99%

＜110Pa后级高效除雾过滤分离器（LKP307除雾器）高效涡旋样气冷凝器（LKP210冷凝器）0.6MPa仪表空气，样气降温40℃倍诚公司的新一代（防爆）样气处理系统技术，高端品质的防爆分析小屋集成。大化肥行业的在线分析系统有二十年以上工程应用寿命周期的记录。266

整体优化设计具有方法论意义在线分析仪样品处理系统在线分析系统分析小屋集成完全适用于277

OAS系统协调进化的五原则28很好保留了原系统的优点；彻底消除了原系统的缺陷和不足；新系统没有变得更复杂和成本更高；新系统没引入新的缺陷和技术风险；整个新系统最终更能长寿命周期地协调运行。五

解决OAS可靠性难题的逻辑和目标1.

1

解决OAS可靠性难题的技术逻辑归纳为“两少一高”OAS器件 材料稳定性第一

少校准第一OA 检测器 敏感元件 材料29细节决定品质、决定可靠性！整个技术链高端品质样品处理系统 部件少维护第一重点工程2

OAS可靠性现状30有的外企提出OAS的MTBF为两年以上。环保部要求CEMS要有最小维护周期和连续运行90天的质量保证。大量中小集成商OAS产品的可靠性水平很差（岗位能力指数《1）。成都倍诚公司的防爆分析小屋集成具有可信赖的高端品质和高可靠性。3

解决OAS可靠性难题的预期目标31OAS的工程应用能够少维护、安全、稳定、准确、长寿命周期地协调运行。OAS寿命周期的设计目标应为10年，至少保证五年，争取达到15年（在规范化维护和检修的前提下）。OAS一年的质保期和5000（h）的MTBF所对应的可靠性，不能满足OAS工程应用的现实需要。六

高度关注OAS的质量发展321.1分析仪器产业58年发展历程的历史经验是开放和创新，应当坚持和发扬。2.打破行业性的保守思维惯性，不能长期停滞在满足于“能够用”和“一年质保期”的落后状态。推广采用成熟的先进技术；实行规范的专业化设计（很难标准化设计）；经过工程实践考验的OAS可靠性设计理念和方法。4

细节决定成败33细节也决定着品质和可靠性5

OAS的高可靠性是设计出来的，其次才是制造出来的6

已具备解决OAS可靠性难题的有利条件34大师教诲和发展规划的导向和驱动OAS基础理论的初创和优秀科技创新方法论的推广长期工程实践积累起的丰富经验技术基础已大大加强并不是所有方面都落后于外企，有不少产品和技术已赶上或超过外企水平。7

OAS的质量发展自然包括追求OAS的高可靠性，正聚集