Comment sélectionner le bon module de préconditionnement d'échantillon

Comment sélectionner le bon module de préconditionnement d'échantillon

Randy Rieken

Lorsqu'il effectue une analyse d'échantillon dans un système d'échantillonnage analytique, un opérateur peut avoir besoin de préconditionner l'échantillon en premier, avant qu'il n'atteigne le système de conditionnement d'échantillon près de l'analyseur. Lorsque cette étape est nécessaire pour l'analyse d'échantillons, la sélection du bon module de préconditionnement d'échantillons devient une décision critique.

Le choix du module de préconditionnement dépend du type de système de transport d'échantillons utilisé et de la phase actuelle de l'échantillon, un gaz ou un liquide. En fonction de ces circonstances, il existe deux options de conception courantes pour le préconditionnement des échantillons :

1. Un module de station de terrain installé près du robinet
2. Un module de boucle rapide installé à proximité de l'analyseur

Systèmes de transport d'échantillons

Tout d'abord, il est nécessaire de déterminer quel système de transport d'échantillons sera utilisé dans votre système d'échantillonnage. Il existe deux systèmes de transport d'échantillons courants utilisés dans les applications d'instrumentation analytique.

Un système à une seule ligne transporte un échantillon jusqu'à l'emplacement de l'analyseur et continue jusqu'au point d'élimination final. Les systèmes de transport à ligne unique sont couramment utilisés avec des échantillons de gaz. Un système à une seule ligne avec un module de station de terrain est probablement nécessaire si les échantillons de gaz sont préconditionnés avant d'entrer dans la ligne de transport d'échantillons.

Un système à boucle rapide, d'autre part, transporte un échantillon vers les emplacements de l'analyseur, où seule une petite quantité de débit passe à travers l'analyseur et le reste retourne au robinet de retour du processus. Les systèmes à boucle rapide sont courants pour les échantillons liquides, mais il existe des situations où une boucle rapide doit être utilisée pour transporter en toute sécurité un échantillon gazeux. Généralement, les systèmes à boucle rapide utilisent un module à boucle rapide pour préconditionner l'échantillon après qu'il ait atteint l'emplacement de l'analyseur.

 Modules de station de terrain par rapport aux modules à boucle rapide

Une fois le système de transport d'échantillon déterminé, une sélection doit être faite concernant le module de préconditionnement d'échantillon approprié. Vous pouvez décider d'utiliser un module de station de terrain, un module de boucle rapide ou aucun. La principale distinction entre les deux modules est le moment où l'échantillon est préconditionné, soit avant qu'il n'entre dans la ligne de transport d'échantillon (module de station de terrain), soit après son arrivée à l'emplacement de l'analyseur (module à boucle rapide). Il est important de noter qu'un système d'échantillonnage utilisera rarement les deux modules.

Figure 1 :Un module de station de terrain monté dans un système de transport à une seule ligne.

Les modules de station de terrain sont souvent disponibles sous forme de sous-ensembles contenant des dispositifs qui filtrent l'échantillon, vaporisent un échantillon liquide ou réduisent la pression d'un échantillon de gaz. Comme on le voit ci-dessus sur la figure 1, un module de station de terrain préconditionnera un échantillon avant de passer dans la ligne de transport d'échantillon. Les modules de station de terrain ont la capacité de :

• Éliminer les solides ou liquides indésirables du flux.
• Modifiez la pression ou la température de l'échantillon.
• Modifier l'état de l'échantillon par vaporisation ou condensation.
• Autoriser l'entrée du gaz d'étalonnage.

Figure 2 :Un module à boucle rapide monté dans un système à boucle rapide.

La plupart des modules à boucle rapide sont utilisés pour les échantillons liquides, bien que les boucles rapides soient également de plus en plus populaires pour les échantillons de gaz. Dans la plupart des cas, les modules à boucle rapide sont disponibles sous forme de sous-ensembles qui intègrent des dispositifs qui contrôlent le débit et filtrent l'échantillon analysé. La figure 2 montre comment un module de boucle rapide préconditionne l'échantillon après son arrivée à l'emplacement de l'analyseur.

Puisqu'une boucle rapide ne préconditionne presque jamais les échantillons sur le terrain, une station de terrain n'est pas nécessaire. Seule une petite quantité de débit est envoyée à l'analyseur, laissant le reste du débit non conditionné et renvoyé vers la ligne de retour d'échantillon.

Considérations sur le préconditionnement des échantillons liquides

Les échantillons liquides sont le plus souvent préconditionnés à l'aide d'un module à boucle rapide simplement parce que les liquides sont souvent trop difficiles à éliminer ou à détruire. En raison des préoccupations environnementales liées au déversement d'échantillons, les modules à boucle rapide aident à résoudre les problèmes de déchets potentiellement dangereux. Les liquides contiennent également plus de masse par débit volumétrique, ce qui rend ces échantillons plus précieux que la plupart des échantillons de gaz. Avec les modules à boucle rapide, les liquides non contaminés sont souvent renvoyés dans le système d'échantillonnage.

Considérations sur le préconditionnement des échantillons de gaz

Comme expliqué ci-dessus, les échantillons de gaz peuvent être préconditionnés à l'aide d'un module de station de terrain ou d'un module à boucle rapide. Traditionnellement, un module de station de terrain est utilisé non seulement pour préconditionner l'échantillon de gaz, mais également pour réduire sa pression avant le transport vers l'emplacement de l'analyseur. La réduction de la pression du gaz améliore le temps de réponse, permettant au gaz de se déplacer deux fois plus vite. Un échantillon gazeux voyageant à une pression inférieure est plus sûr.

Cependant, il peut y avoir des situations où une haute pression doit être conservée. La mesure de l'échantillon peut être nécessaire pour être à pleine pression de procédé, ou l'analyseur a besoin d'une pression d'échantillon élevée pour mesurer les niveaux ppm ou ppb de l'échantillon gazeux. Dans ces circonstances, la question de l'élimination doit rester prioritaire, surtout si ces échantillons gazeux contiennent du carbone ou du soufre. Ces échantillons doivent plutôt utiliser une boucle rapide pour renvoyer la majorité de l'échantillon vers la ligne de retour.

Comprendre les conditions de votre système d'échantillonnage et de votre échantillon vous aidera à déterminer quel module de préconditionnement d'échantillon convient le mieux aux opérations de votre système. Pour vous assurer que votre usine ou installation reçoit régulièrement des échantillons représentatifs et des résultats d'analyse précis, envisagez de vous inscrire à la formation Swagelok sur le sous-système du système d'échantillonnage d'analyseur de processus (PASS). Les ingénieurs expérimentés en systèmes d'échantillonnage et les professionnels de l'industrie apprendront à comprendre les sous-ensembles de systèmes complexes, tels que les modules de préconditionnement d'échantillons.