一种重水浓度在线分析系统及方法技术方案

本发明专利技术属于重水浓度分析技术领域，具体涉及一种重水浓度在线分析系统及方法。其中的一种重水浓度在线分析系统设置在重水处理流程管线上，包括本地服务器(3)以及与重水处理流程管线相连的红外光谱仪(1)，本地服务器(3)通过操控红外光谱仪(1)对重水处理流程管线中的重水的浓度进行监测。本发明专利技术通过建立本地服务器(3)，利用现有的红外光谱仪(1)的分析重水浓度的基本方法，拓展在线分析功能，便捷地实现重水浓度的在线测量分析，提供了合理可行的全量程重水浓度在线分析技术，提高了系统的自动化程度，同时降低离线取样过程可能带来的辐射危害。危害。危害。

【技术实现步骤摘要】
一种重水浓度在线分析系统及方法


[0001]本专利技术属于重水浓度分析
，具体涉及一种重水浓度在线分析系统及方法。

技术介绍

[0002]重水是理想的中子减速剂，主要作为核反应堆的慢化剂，其浓度监测对保证反应堆性能和安全具有重要意义。为保证反应堆安全运行，须对重水浓度进行严格监控。测量重水浓度主要有密度法、质谱法及红外光谱法等。红外光谱法测量重水不受
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O影响，也无需样品转化，具有测量简单、分析速度快、非破坏分析等优点而为广泛应用。
[0003]近年来，检测需求的不断提高推动了红外光谱仪检测性能的发展提升，但经典的透射式红外光谱测量方法目前还普遍依赖离线取样分析，无法应用于在线测量环境。采用红外光谱分析法测量重水浓度，一般针对所关心的浓度范围，制作专门的工作曲线，使现有重水浓度红外分析方法的测量范围受到限制。
[0004]源于以上，目前红外光谱测量重水浓度仍基于离线检测技术，分析时间滞后，无法及时反馈系统真实组成。此外，红外光谱分析仍主要依赖分析人员就地手动操控，这无疑成为了相关工业领域的自动化瓶颈，阻挡了相关流程工艺的整体自动化进程。现代工业的发展对工业自动化的要求已越来越高，数据采集与监视控制系统更加广泛地应用于工业生产的各个领域，为了满足控制设备与过程监控装置之间相互通信的需要，可靠地实现系统间的数据通信，已经成为整体功能实现的重要条件。
[0005]因此，开发红外光谱在线分析重水浓度的远程控制方法，使之能够并入整体工艺流程控制系统，具有十分的必要性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种重水浓度分析系统，该系统能够实现0
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100％全量程范围内的重水浓度的在线测量，具备远程通讯及控制能力，相关分析及工控全流程自动化，为存在需要重水浓度即时分析结果而进行自动化设计的应用场所，提供基础支撑技术。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是一种重水浓度在线分析系统，设置在重水处理流程管线上，其中，包括本地服务器以及与所述重水处理流程管线相连的红外光谱仪，所述本地服务器通过操控所述红外光谱仪对所述重水处理流程管线中的重水的浓度进行监测。
[0008]进一步，还包括设置在所述重水处理流程管线上的自动化管线装置，用于控制所述重水处理流程管线的开启和流通路径的改变，从而实现对所述重水的流经路线的控制；所述自动化管线装置包括电磁阀、流量计和泵；所述自动化管线装置包含自动取样分析及分析结果即时判定处置管线，以完成取样分析并及时根据分析结果进行关联处置操作。
[0009]进一步，还包括与所述本地服务器相连的远程客户端，所述远程客户端为进行重水浓度在线分析的用户远程操控系统或设备，能够根据需求选择安装位置；远程客户端与
所述本地服务器之间能够进行实时通讯并交换数据；所述远程客户端为工艺DCS系统、PLC设备或计算机设备；所述远程客户端与所述本地服务器之间的实时通讯基于TCP网络通讯协议。
[0010]进一步，所述红外光谱仪中设有光谱仪工作站软件，所述光谱仪工作站软件用于对所述重水处理流程管线中的所述重水的样品进行红外光谱扫描，取得所述样品的红外吸收谱图，对所述重水的浓度进行监测；所述红外光谱仪为具备离线重水分析功能的标准型红外光谱仪；所述光谱仪工作站软件为所述红外光谱仪所配备的控制分析软件，具备基本的参数设置、数据采集及分析处理等功能。
[0011]进一步，所述本地服务器为进行重水浓度在线分析的用户就地操控软件，与所述光谱仪工作站软件同处安装使用；所述本地服务器功能如下：
[0012]功能一，所述本地服务器通过所述光谱仪工作站软件间接操控所述红外光谱仪，对所述重水处理流程管线中的所述重水的样品进行红外光谱扫描，取得所述样品的红外吸收谱图；所述本地服务器通过所述光谱仪工作站软件，对获得的样品谱图进行分析处理，取得所述样品的特征红外吸收数据；所述本地服务器调用自身标准数据库内相关参数进行计算分析，取得所述样品的重水浓度；所述本地服务器用于对所述光谱仪工作站软件进行控制，与所述光谱仪工作站软件之间实时通讯并交换数据；所述本地服务器通过所述光谱仪工作站软件对所述重水的浓度进行监测；
[0013]所述本地服务器能够操控所述光谱仪工作站软件的运行状态，如打开/关闭光谱仪工作站软件；
[0014]所述本地服务器能够操纵所述光谱仪工作站软件执行需求动作；所述需求动作为单一动作，或者为序列动作；所述序列动作能够预定义；
[0015]所述本地服务器与所述光谱仪工作站软件之间的实时通讯通过所述光谱仪工作站软件所支持的通讯方式进行；
[0016]预定义的所述序列动作为采用所述红外光谱仪进行离线分析重水浓度时需要由所述光谱仪工作站软件执行的一系列动作，包括基本的参数设置、数据采集及分析处理；通过所述序列动作，能够完成一次完整的红外光谱重水分析测量；预定义的所述序列动作通过自定义功能函数或宏实现。
[0017]进一步，所述本地服务器还包括功能二，对所述自动化管线装置进行操控；所述本地服务器具备自主分析取样、进行逻辑判断并执行关联操作的能力，将根据预设的测量需求，操控所述自动化管线装置完成在线取样以及与分析结果相关联的处置操作。
[0018]进一步，所述本地服务器还包括功能三，回归计算所述特征红外吸收数据与所述重水浓度的关系曲线，所述关系曲线就是红外吸收光谱分析测量重水浓度的工作曲线；所述本地服务器内置回归算法，在标定过程取得不同浓度的重水标准样品所对应的特征红外吸收数据后，对所述重水标准样品的所述特征红外吸收数据和所述重水标准样品的重水浓度进行回归计算，取得相应的所述关系曲线，并根据所标定的重水浓度范围确定所述特征红外吸收数据与所述重水浓度的所述关系曲线的数量；存储所述工作曲线相关的标准参数，形成标准参数库，以供后续分析计算取用；所述标准参数包含所述重水浓度的范围区间及所述关系曲线的系数。
[0019]进一步，所述本地服务器还包括功能四，计算分析所述重水处理流程管线中的所
述重水的样品的重水浓度值；所述本地服务器操控所述光谱仪工作站软件取得所述样品的特征红外吸收数据，自动在所述标准参数库内匹配适用的所述工作曲线，并调用相关参数，计算得到所述样品的重水浓度。
[0020]进一步，所述本地服务器还包括功能五，远程提供所述样品的重水浓度分析结果；所述本地服务器与所述远程客户端实时通讯并交换数据，将所测量的所述样品的重水浓度数据传输至所述远程客户端。
[0021]为达到以上目的，本专利技术还公开了用于如上所述的一种重水浓度在线分析系统的一种重水浓度在线分析方法，包括入下步骤：
[0022]步骤S1，准备系列浓度的所述重水标准样品；
[0023]步骤S2，所述本地服务器通过所述光谱仪工作站软件操作所述红外光谱仪，依次对所述步骤S1所形成的所述重水标准样品进行扫描分析，取得相应的特征红外吸收数据；
[0024]步骤S3，所述本地服务器对步骤S2所得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重水浓度在线分析系统，设置在重水处理流程管线上，其特征是：包括本地服务器(3)以及与所述重水处理流程管线相连的红外光谱仪(1)，所述本地服务器(3)通过操控所述红外光谱仪(1)对所述重水处理流程管线中的重水的浓度进行监测。2.如权利要求1所述的一种重水浓度在线分析系统，其特征是：还包括设置在所述重水处理流程管线上的自动化管线装置(5)，用于控制所述重水处理流程管线的开启和流通路径的改变，从而实现对所述重水的流经路线的控制；所述自动化管线装置(5)包括电磁阀、流量计和泵；所述自动化管线装置(5)包含自动取样分析及分析结果即时判定处置管线，以完成取样分析并及时根据分析结果进行关联处置操作。3.如权利要求2所述的一种重水浓度在线分析系统，其特征是：还包括与所述本地服务器(3)相连的远程客户端(4)，所述远程客户端(4)为进行重水浓度在线分析的用户远程操控系统或设备，能够根据需求选择安装位置；远程客户端(4)与所述本地服务器(3)之间能够进行实时通讯并交换数据；所述远程客户端(4)为工艺DCS系统、PLC设备或计算机设备；所述远程客户端(4)与所述本地服务器(3)之间的实时通讯基于TCP网络通讯协议。4.如权利要求3所述的一种重水浓度在线分析系统，其特征是：所述红外光谱仪(1)中设有光谱仪工作站软件(2)，所述光谱仪工作站软件(2)用于对所述重水处理流程管线中的所述重水的样品进行红外光谱扫描，取得所述样品的红外吸收谱图，对所述重水的浓度进行监测；所述红外光谱仪(1)为具备离线重水分析功能的标准型红外光谱仪；所述光谱仪工作站软件(2)为所述红外光谱仪(1)所配备的控制分析软件，具备基本的参数设置、数据采集及分析处理功能。5.如权利要求4所述的一种重水浓度在线分析系统，其特征是：所述本地服务器(3)为进行重水浓度在线分析的用户就地操控软件，与所述光谱仪工作站软件(2)同处安装使用；所述本地服务器(3)功能如下：功能一，所述本地服务器(3)通过所述光谱仪工作站软件(2)间接操控所述红外光谱仪(1)，对所述重水处理流程管线中的所述重水的样品进行红外光谱扫描，取得所述样品的红外吸收谱图；所述本地服务器(3)通过所述光谱仪工作站软件(2)，对获得的样品谱图进行分析处理，取得所述样品的特征红外吸收数据；所述本地服务器(3)调用自身标准数据库内相关参数进行计算分析，取得所述样品的重水浓度；所述本地服务器(3)用于对所述光谱仪工作站软件(2)进行控制，与所述光谱仪工作站软件(2)之间实时通讯并交换数据；所述本地服务器(3)通过所述光谱仪工作站软件(2)对所述重水的浓度进行监测；所述本地服务器(3)能够操控所述光谱仪工作站软件(2)的运行状态，如打开/关闭光谱仪工作站软件(2)；所述本地服务器(3)能够操纵所述光谱仪工作站软件(2)执行需求动作；所述需求动作为单一动作，或者为序列动作；所述序列动作能够预定义；所述本地服务器(3)与所述光谱仪工作站软件(2)之间的实时通讯通过所述光谱仪工作站软件(2)所支持的通讯方式进行；预定义的所述序列动作为采用所述红外光谱仪(1)进行离线分析重水浓度时需要由所述光谱仪工作站软件(2)执行的一系列动作，包括基本的参数设置、数据采集及分析处理；通过所述序列动作，能够完成一次完整的红外光谱重水分析测量；预...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡石林，任英，吕卫星，刘丽飞，刘艳，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：