他们如何适用于风场探测和多功能流细胞吗gydF4y2Ba

我们生产和市场gydF4y2Ba光纤电缆,gydF4y2Ba探测器和流动细胞gydF4y2Ba使用过程中环境通常包括爆炸性或可燃性固体,液体和气体。实际上,这些设备在本质上是安全的(是)当部署使用非相干源。然而,创建了两个标准,适用于这类设备的部署。这些都是国际标准IEC 60079 - 28“爆炸性的大气层——28一部分保护设备和系统使用光学辐射”gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba和ANSI / ISA 12.27.01-2003”要求电力系统之间密封过程和易燃或可燃液体过程”gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba。这将表明,在正常操作条件下,我们gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba,O-SSTgydF4y2Ba^4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba和gydF4y2Ba多功能流动细胞gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba满足这两个需求的标准。gydF4y2Ba

我们的光纤耦合探针和流动细胞使用光谱仪或光度计测量过程流体的光谱特征。然后进行分析,以确定光谱特性的化学或物理性质测试下。这些测量通常做在线,实时的gydF4y2Ba海温风格插入探针gydF4y2Ba工艺管道或直接插入反应堆或过程通过循环流动细胞转移。湿的部分调查或细胞是在直接接触样品光束通过样例。外部调查暴露在周围的过程的一部分环境可能被归类为危险。而在正常情况下,光束并不在这个外部环境直接接触,除非在纤维(错误)。gydF4y2Ba

首先,它必须指出,探测器和纤维本身本质安全不含电气危害。只有当他们被连接到一个分析器,光进入纤维和传播给探测器小费。因此如果危险的身体认证(IECEx ATEX, UL, CSA,等等)是必需的,它必须与分析仪完成。我们的探针与我们一起使用gydF4y2Ba近红外(NIR)光谱分析仪和光度计gydF4y2Ba以及其他厂商生产的仪器。通常这些第三方分析傅里叶变换近红外光谱仪(FT-NIR)。开云手机版app下载安装最新版所有这些分析器使用不连贯的开云手机版app下载安装最新版来源,通常卤钨灯泡黑体热辐射的操作原则。gydF4y2Ba

光从源灯通常是成像到年底的光纤传输探头。调查然后发送一个平行光束通过样本并注入光纤返回的辐射分析仪检测。光栅光谱仪的光可能分散进入纤维(pre-dispersed)之前或之后它返回从探针(post-dispersed)。pre-dispersed情况(412型),单色光被发送到样品。我们不会分析这种情况下相比,是微不足道的post-dispersed情况白(宽带)光与样品发送gydF4y2Ba(gydF4y2Ba导波™gydF4y2BaNIR-O™过程分析仪分光计gydF4y2Ba)gydF4y2Ba我们将讨论。gydF4y2Ba

FT-NIR光谱仪,通过干涉仪光编码也可以前置或post-encoded。在大多数情况下,英国《金融时报》是pre-encoded减少杂散光干扰。然而,在这两种情况下,宽带辐射被派去调查。我们将调查pre-encoded情况,因为它是最常见的。gydF4y2Ba

在大多数情况下,光度计post-dispersed配置也下降,发出白光。我们不会专门讨论光度计的因为它们不明显不同于上述两种情况。gydF4y2Ba

我们将首先检查然后看看ISA标准IEC标准。gydF4y2Ba

IEC 60079 - 28gydF4y2Ba

IEC 60079 - 28标准主要是为激光可以提供重要的能源开发的光纤电缆。这些讨论,我们会限制自己不连贯的来源,即卤钨灯的运作原则是黑色或灰色的身体热辐射所定义的著名的普朗克方程gydF4y2Ba^6gydF4y2Ba。潜在危害是光源可以提供足够的能量点燃可燃气体,液体,固体,颗粒或液滴。光从一个非相干源注入一个单链的光纤电缆没有足够的能量来电离任何目标,因此唯一的可能机制是通过吸收热加热的辐射与有害物质或其他相关材料。有些材料宽带吸收因此可以吸收所有波长侵犯他们。其他人则选择吸收光谱透明度的乐队和广泛的地区。这些计算,前者。gydF4y2Ba

还应该指出,光从光纤电缆的快速发散,因此随着距离的能量密度显著降低。在大多数情况下,光纤用于光谱过程有一个数值孔径0.22(附加)这意味着光发散25°圆锥角gydF4y2Ba^7gydF4y2Ba。因此任何风险随着距离的增加迅速降低。gydF4y2Ba

探针或流动单元分类为每个标准的本质安全,光能量密度必须低于5 mW /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba在与危险介质的交互点或样本。探测器和流动细胞,两扇窗户之间的样本流,通常由蓝宝石。在该地区之间的窗户,一个平行光束传输的样本的部分或全部光线被样品吸收。为我们的探测器和流动细胞,这个平行区域直径约5毫米。光存在的第一个蓝宝石窗口,功率密度必须低于5 mW /毫米吗gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba要求。gydF4y2Ba

让我们从头光源。源大部分FT-NIR光谱仪和为我们的光谱仪是一个白炽灯的灯丝是用钨做的。丝通常保持2800°K附近。然而,使用最坏的情况,我们将假定灯操作3683°K绝对最大的钨的熔点gydF4y2Ba^8gydF4y2Ba。热功率密度的源是由斯蒂芬玻尔兹曼定律gydF4y2Ba^6gydF4y2Ba这是:gydF4y2Ba

Re =εσTgydF4y2Ba^4gydF4y2Ba

在RgydF4y2Ba_egydF4y2Ba是W / m的辐射出射度gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba,发射率ε,σ是斯蒂芬玻尔兹曼常数(5.67 x 10gydF4y2Ba^8gydF4y2BaW / mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ K4)gydF4y2Ba^8gydF4y2Ba°K, T是源温度。钨,辐射率最高为0.45gydF4y2Ba^9gydF4y2Ba。因此3683°K源,RgydF4y2Ba_egydF4y2Ba= 4.69 W /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba。辐射出射度,我们可以计算的光辉(L)的权力单位面积单位立体角或球面度。gydF4y2Ba

L = Re /πgydF4y2Ba

因此我们源辐射L = 1.49 W /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ sr。gydF4y2Ba

这是一个常见FT-NIR和光栅光谱仪。计算将会把两个路径,一个为每个乐器。Pre-encoded FT-NIRs,失去一半的光干涉仪。源光学也将削弱梁由于反射和传输损失但这些值是未知的,取决于仪器的光学几何。因此,最坏的情况下光辉对英国《金融时报》是LgydF4y2Ba_{英国《金融时报》gydF4y2Ba}= 0.76 W /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ sr。为我们NIR-O光谱仪,我们知道源光学设计。光束通过与80%的效率和长期通滤波器通过八(8)其他光学表面各有96%的效率。因此,来源是减了0.8 * 0.96gydF4y2Ba^8gydF4y2Ba= 0.58。因此,光栅仪器光辉是LgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba= 0.86 W /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ sr。gydF4y2Ba

进入的光量的纤维是由etendu纤维。Etendu常常被称为一个·Ω产品,一个是纤维的横截面面积和Ω接受立体角的纤维。对纤维的面积我们又有两种情况。通常FT-NIR光谱仪使用600μm直径纤维虽然我们使用500μm直径的纤维。两种纤维有一个附加的0.22定义了验收立体角。附加说明的正弦半锥角θ。立体角方程定义的:gydF4y2Ba

Ω= 2πr (1 - cos(θ))gydF4y2Ba

对于一个单位圆,r = 1。使用一个标准的三角恒等式和使用附加的定义,这个方程是:gydF4y2Ba

Ω= 2π(1 -(1 -√(1 -附加说明gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba))gydF4y2Ba

两种纤维,因此老Ω= 0.154这两种纤维的选择、etendu是·ΩgydF4y2Ba_{600年gydF4y2Ba}= 0.044毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba老·和·ΩgydF4y2Ba_{500年gydF4y2Ba}= .030毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba·sr。gydF4y2Ba

总功率,PgydF4y2Ba_tgydF4y2Ba,进入纤维产品的光辉和etendu纤维。因此,gydF4y2Ba

PgydF4y2Ba_tFTgydF4y2BaL =gydF4y2Ba_{英国《金融时报》gydF4y2Ba}·A·ΩgydF4y2Ba_{600年gydF4y2Ba}= 32.5兆瓦gydF4y2Ba

PgydF4y2Ba_tggydF4y2BaL =gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba·A·Ω5gydF4y2Ba_00gydF4y2Ba= 26.1兆瓦gydF4y2Ba

有最后一个回调,必须应用。熔融石英纤维变弱辐射超出2300海里很强烈,> 1000 dB /公里衰减90%以上为10米纤维。我们将承担FT-NIR传送所有的可见波长。集成来自紫外线的普朗克方程为3683°K 2200海里给我们只有87.5%的总能量来源,因此PgydF4y2Ba_tFTgydF4y2Ba= 28.4兆瓦。相同的长波长切断也适用于光栅光谱仪但正如我们上面所提到的,有一个在梁长通滤波器。这个过滤器切断所有辐射低于950海里。因此,积分仅从950纳米到2200纳米大约48.5%的可用的光。因此,在光纤光栅光谱仪是PgydF4y2Ba_tggydF4y2Ba= 12.7兆瓦。gydF4y2Ba

假设纤维是无损的调查,我们可以知道计算光束的能量密度通过样本。梁的gydF4y2Ba风场探测gydF4y2Ba和流动细胞直径约5毫米,因此,功率密度(单位面积上的权力)是:gydF4y2Ba

lgydF4y2Ba_{击球gydF4y2Ba}(3683°K) = 28.4 mW / 19.6毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 1.45 mW /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

lgydF4y2Ba_pggydF4y2Ba(3683°K) = 12.7 mW / 19.6毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 0.66 mW /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

回想一下,本质安全功率密度是5 mW /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba。显然这两种情况下满足规范的示例界面这最坏情况的场景。gydF4y2Ba

我们使用一个更现实的黑体温度为2800°K值是gydF4y2Ba

lgydF4y2Ba_{击球gydF4y2Ba}(2800°K) = 0.43 mW /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

lgydF4y2Ba_pggydF4y2Ba(2800°K) = 0.28 mW /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

这两种情况下在这个现实的温度是一个数量级低于安全价值。gydF4y2Ba

IEC标准的另一个方面是,纤维的总功率低于35 mW,以防有休息的纤维。再次为最坏的情况,总在光纤光功率PgydF4y2Ba_tFTgydF4y2Ba= 28.4 mW和PgydF4y2Ba_tggydF4y2Ba= 12.7 mW,远低于35 mW要求。2800°K灯,这些值分别降至9.4兆瓦和5.4 mW。gydF4y2Ba

因此我们可以得出结论,gydF4y2Ba风场探测gydF4y2Ba满足IEC 60079 - 28和流动细胞固有的安全标准(op)操作时使用pre-encoded FT-NIR光谱仪或post-dispersed NIR-O光谱仪甚至在两个故障的情况下,灯过电压倦怠和破碎的纤维或失败的管道。gydF4y2Ba

ANSI / ISA 12.27.01-2003过程之间的密封要求电力系统和易燃或可燃液体过程gydF4y2Ba

ISA 12.27.01-2003基本要求主要流程之间的二次密封密封和任何管道连接探头。这是为了防止过程流体迁移到管道系统应该主密封失败。对于我们的探测器和流动单元,主密封在蓝宝石窗口。这封可能是一个o形环或黄金合金钎窗口和不锈钢探针之间的身体。gydF4y2Ba

在风场探测和gydF4y2BaO-SSTgydF4y2Ba调查中,纤维SMA连接器退出调查。这些连接器密封探头体通过o型环或粘合剂。两个探针设计有密封机制测试> 3 x探测器的压力等级。因此,密封方法限定为二次密封在ISA标准。gydF4y2Ba

流动细胞的结构是不同的。主密封o形环的一套双蓝宝石窗口。窗户是一个镜头。每个透镜架都有o型环,提供透镜架之间的密封和胞体+镜头本身和o形环。这种组合使二次密封。也被证明测试> 3 x细胞的压力等级。gydF4y2Ba

因此我们风场探测和O-SST调查+多功能流动细胞符合ANSI / ISA双密封要求。gydF4y2Ba

引用:gydF4y2Ba

1. “爆炸性的大气层——28一部分保护设备和系统使用光学辐射”,国际电工委员会60079 - 28日第1版,2006 - 08年。gydF4y2Ba
2. “要求过程电气系统之间的密封和易燃或可燃液体过程”,美国国家标准协会/仪表,自动化系统和社会,12.27.01-2003,批准2 2003年2月。gydF4y2Ba
3. “单面传播(SST)过程调查”,导波Inc .)产品文学,1005-15-04。gydF4y2Ba
4. “o形环单面传输(O-SST)探测器”,导波Inc .)产品文学,1009-12-11。gydF4y2Ba
5. “多功能流程单元”,导波Inc .)产品文学,1019-13-01。gydF4y2Ba
6. 韩礼德,d . r . Resnick、物理、约翰·威利& Sons Inc .) 1968年,47章。gydF4y2Ba
7. 导波的光纤电缆,导波Inc .)产品文学,1006-12-09。gydF4y2Ba
8. 化学和物理手册,r . c . Weast Ed, CRC新闻波卡拉顿,FL, 67。, p。B-40, f - 188。gydF4y2Ba
9. 美国物理学会手册,d . e .灰色,艾德,麦格劳-希尔图书有限公司纽约,3日Ed,六年级- 212。gydF4y2Ba