Comprendre les effets de la pression sur les capteurs électrochimiques d'oxygène
De nombreux capteurs d'oxygène électrochimiques galvaniques sont conçus pour fonctionner efficacement à des pressions atmosphériques typiques. Ces capteurs mesurent avec précision la pression partielle d'oxygène dans les gaz ambiants et les gaz en circulation, et s'adaptent à une gamme de pressions tant qu'elles restent stables et que les changements sont introduits progressivement. Par exemple, ces capteurs peuvent fonctionner de manière fiable même dans des environnements où la pression est plus élevée, comme dans les cloches de plongée sous-marine où la pression atmosphérique peut augmenter progressivement jusqu'à 30 atmosphères, garantissant ainsi la sécurité et le confort des personnes à l'intérieur.
Lors de la gestion de la pression pour réduire les émissions dans l'atmosphère, l'installation d'un régulateur de contre-pression en aval du capteur d'oxygène permet de contrôler l'évacuation des gaz de l'échantillon vers une torchère à des pressions supérieures aux niveaux atmosphériques. Par exemple, si la torchère fonctionne à une pression de 7,5 psig, le réglage progressif du régulateur de contre-pression à 8,0 psig garantit une évacuation efficace de l'échantillon de l'analyseur. Cette approche permet d'optimiser les pratiques de gestion environnementale tout en maintenant l'efficacité opérationnelle.
De nombreux analyseurs d'oxygène peuvent supporter en toute sécurité des pressions d'entrée allant jusqu'à 2 bar g (maximum), une attention particulière étant nécessaire pour éviter les chocs de pression. La pression d'entrée du gaz dans l'analyseur est limitée par les limites de pression de composants tels que les débitmètres (jusqu'à 125 psig) ou d'autres dispositifs de conditionnement de l'échantillon tels que les épurateurs de H2S (jusqu'à 30 psig). Pour assurer un contrôle précis et une grande exactitude, l'analyseur a généralement besoin d'un régulateur capable de maintenir les pressions dans une plage de 5-30 psig ou 20-50 psig (avec un maximum de 100 psig), optimisant ainsi le débit vers le capteur d'oxygène. Cette configuration améliore les performances et la fiabilité des opérations analytiques.
Règles générales :1 Étalonnez l'analyseur d'oxygène en vous rapprochant le plus possible de la température et de la pression du gaz de l'échantillon.2 Régler le détendeur à la pression la plus basse prévue pour le gaz de mesure avant le réglage du régulateur de débit.
Gestion des impulsions de pression pour une meilleure sortie du signal
Les pompes peuvent occasionnellement générer des impulsions de pression qui affectent les relevés d'oxygène en augmentant ou en diminuant la pression partielle de l'oxygène dans un échantillon. Cette fluctuation se stabilise une fois que les impulsions cessent. L'utilisation d'un réservoir (tel qu'un boîtier de filtre) entre la pompe et le capteur permet d'atténuer ces impulsions.
Les pompes à membrane, en particulier lorsqu'elles sont associées à des vannes dans le système d'échantillonnage traitant les gaz de réglage de la sensibilité et du zéro, peuvent augmenter momentanément la pression de 1,6 psig et introduire de l'air stagnant, provoquant de brefs pics dans les relevés d'oxygène.
Le temps de récupération est exponentiel en raison de l'oxygène gazeux forcé dans le capteur, qui se dissout lentement et se déplace dans l'électrolyte avant de s'oxyder à l'anode. Les recommandations comprennent l'utilisation d'une pompe de haute qualité, le positionnement de la pompe en aval du capteur avec une aspiration maximale inférieure à 8,5 "Hg, et l'installation d'une vanne de dérivation immédiatement avant le capteur après les vannes d'entrée.
Ces étapes permettent d'optimiser les performances du capteur et de minimiser les perturbations dues aux fluctuations de pression dans le système d'échantillonnage.
Dommages physiques
Les changements soudains de pression peuvent endommager physiquement les capteurs, en risquant de percer la membrane de diffusion et la couche cathodique, ce qui entraîne une fuite d'électrolyte. Cet électrolyte corrosif (alcalin ou acide pour les capteurs XLT) présente des risques pour l'équipement et les opérateurs.
Les changements soudains de pression au niveau du capteur peuvent causer des dommages physiques au capteur malgré la présence de vannes à pointeau et de régulateurs de pression.
Les fuites d'électrolyte dans les tubes d'échantillonnage ou les processus sont rares et nécessitent des pressions exceptionnellement élevées. Fiches de données de sécurité pour les précautions de manipulation.
Influence sur les débits
La pression du gaz de l'échantillon influe sur le débit : Veillez à ce que la pression de mise à l'air libre de l'échantillon soit inférieure à la pression d'entrée afin d'assurer un débit correct dans le boîtier du capteur d'oxygène. Idéalement, l'échantillon devrait être mis à l'air libre ou dans un tube à la pression atmosphérique. Lors de la mesure de gaz de torche, faites fonctionner l'appareil jusqu'à 0,5 bar g, en l'étalonnant en conséquence. Utilisez un régulateur de contre-pression pour maintenir une pression constante.
Pour le contrôle des émissions, installer un régulateur de contre-pression en aval de la sonde à oxygène pour évacuer le gaz échantillonné vers une torchère à des pressions supérieures à la pression atmosphérique. Exemple : Augmenter le régulateur de 7,5 psig à 8,0 psig pour la mise à l'air libre. 1
Les capteurs électrochimiques d'oxygène A.I.I. Galvanic tolèrent les variations de débit (1-5 SCFH), tandis que les capteurs A.I.I. Pico-Ion nécessitent un régulateur de débit et un restricteur au lieu d'une vanne en raison de leur sensibilité au débit. Les débits excessifs et les tubes de diamètre "&frac18 ;" provoquent une contre-pression et des relevés élevés erronés, ce qui risque d'endommager le capteur.
Note : Avec un tube de diamètre ¼", les débits allant jusqu'à 50 lpm conservent leur précision.
En conclusion, la compréhension des effets de la pression et de la température sur les capteurs d'oxygène électrochimiques est cruciale pour la fiabilité de leurs performances et leur longévité dans diverses applications. Avec plus de 30 ans d'expérience dans la fourniture de solutions pour la mesure de l'oxygène dans de nombreuses applications, AII est réputée pour ses capteurs d'oxygène électrochimiques galvaniques fiables et de haute qualité. Pour toute assistance technique, veuillez nous contacter à sensors@processensing.com où notre équipe se fera un plaisir de vous aider.
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