Solutions d’analyse des gaz : 6 points clés pour développer un système
Solutions d’analyse des gaz : 6 points clés pour développer un système
Vous avez décidé d’acheter ou de développer un système d’analyse de gaz pour votre processus industriel. Il s’agit d’une décision très importante qui aura un impact sur l’efficacité et les performances de votre installation.
Pour concevoir un système d’analyse de gaz en environnement industriel, il y a 6 points clés à prendre en compte.
Dans cet article de blog, nous allons les détailler et expliquer comment ils peuvent avoir un impact sur le succès global de vos solutions d’analyse des gaz.
1er point clé : la technologie de détection d’un analyseur industriel
Le choix de la ou des différentes technologies de détection à employer est fondamental lors de l’intégration d’un analyseur de gaz dans un processus industriel. Il existe une large variété de technologies, telles que l’infrarouge (IR), la conductibilité thermique (TCD) ou encore l’oxyde de zirconium (zircone) ou la détection paramagnétique pour les mesures d’oxygène. Chaque technologie a ses propres avantages et inconvénients, il est donc important de choisir celle qui convient à votre application spécifique.
Lors de cette première phase de choix, les principaux facteurs à prendre en compte seront :
LES COMPOSANTS A MESURER
LES ÉCHELLES DE MESURE
LES COMPOSANTS INTERFÉRENTS
Ce dernier facteur est tout aussi important que les autres, tant l’impact des interférences croisées peut perturber et dégrader la mesure.
2ème point clé : le choix d’un analyseur industriel in situ ou extractif
Le deuxième point clé à considérer est le choix entre solutions d’analyse des gaz in situ ou extractive.
Les analyseurs de gaz in situ sont installés directement dans le flux de processus et mesurent la concentration des gaz, là où ils sont, à l’instant t, sans les déplacer, ni les dénaturer. Ils sont par conséquent plus performants en termes de temps de réponse. La plupart du temps plus compacts et moins énergivores, ils ne nécessitent pas de préparation du gaz avant analyse.
Les analyseurs de gaz extractifs prélèvent un échantillon du gaz de procédé et l’analysent en dehors du procédé, à plus ou moins longue distance. Le temps de réponse est supérieur et un système de prélèvement et de traitement de l’échantillon est requis. Vous l’aurez compris, les deux méthodes ont leurs avantages et leurs inconvénients et le meilleur choix dépend fortement de l’application.
3ème point clé : le système de prélèvement pour l’analyseur industriel
Le troisième point clé à prendre en compte pour construire les solutions d’analyse des gaz est la conception des systèmes de prélèvement, également appelés système d’échantillonnage, ou encore systèmes de traitement ou de conditionnement de l’échantillon.
Le gaz de prélèvement doit être représentatif du gaz de procédé et ne doit pas contenir de contaminants, solides, liquides ou gazeux, susceptibles d’endommager le capteur. Le gaz de prélèvement doit aussi être acheminé vers le capteur à un débit et une pression, définis et constants. Selon l’application d’une part et la technologie de détection d’autre part, différents types de systèmes d’échantillonnage peuvent être nécessaires.
La plupart des analyseurs IR par exemple, travaillent à température ambiante. De fait, les gaz doivent être préalablement asséchés afin de ne pas condenser dans la cellule de l’analyseur. À l’inverse, un analyseur équipé d’une cellule chauffée et réalisant la mesure de composés solubles accueillera le gaz maintenu à chaud, mais bien entendu filtré en amont.
4ème point clé : l’adaptation de l’analyseur industriel à son environnement
L’analyseur industriel doit être conçu pour fonctionner et résister aux contraintes des conditions ambiantes, notamment les températures, pressions et vibrations élevées.
Voici les principales questions à se poser à cette étape :
Le système d’analyse de gaz, sera-t-il installé en extérieur, en intérieur, ou simplement sous abri ? La réponse conditionnera l’indice de protection de l’armoire le cas échéant, mais également la nécessité de la climatiser et/ou de la chauffer.
De quelle place disposons-nous pour implanter nos solutions d’analyse des gaz ? Est-il préférable de le fixer au mur (coffret), ou doit-on prévoir des bungalows ?
Les équipements, seront-ils installés en zone ATEX ? Si oui, en quel type de zone ? Ce point est essentiel non seulement dans le choix initial des composants à intégrer et la manière de les intégrer, mais pareillement en amont lors de la phase de calcul du budget projet prévisionnel.
INTÉRIEUR OU SOUS-ABRI
COFFRET OU ARMOIRE
IP ET/OU ATEX
UTILITÉS DISPONIBLES
5ème point clé : l’interface de l’analyseur industriel
La fonction de l’analyseur industriel est de déterminer la ou les concentrations gazeuses de composés dans un procédé industriel. Mais la finalité des solutions d’analyse des gaz est d’informer l’utilisateur, voire de permettre une régulation de procédé.
Dans le cas de systèmes d’analyse permettant le pilotage de procédés industriels, comme un contrôle de combustion, ou un four de traitement thermique, les données de mesure, ainsi que certaines informations d’état (échelles, alarmes, etc.) sont transmises au système de contrôle via signaux analogiques (4-20mA, contacts relais, etc.) ou par transmission numérique (Modbus, Profibus, etc.).
Selon les besoins de l’utilisateur, divers équipements tels qu’un PC, un écran IHM tactile industriel, un smartphone ou une tablette serviront d’interface.
Découvrez les interfaces des analyseurs industriels
6ème point clé : précision d’un analyseur de gaz et pérennité
Le sixième et dernier point clé à considérer est la garantie de durabilité et de performance des solutions d’analyse des gaz. Le système d’analyse de gaz doit être capable de résister aux rigueurs de l’utilisation industrielle et de maintenir sa précision dans le temps.
Pour conserver dans le temps un analyseur de gaz précis, trois éléments fondamentaux sont à prendre en compte lors de la conception :
Il est nécessaire d’intégrer un dispositif d’étalonnage au sein du système d’échantillonnage. Que le système d’analyse de gaz soit équipé d’un dispositif d’étalonnage manuel ou d’un système d’étalonnage automatique, il est impératif que celui-ci, soit facile. Il doit en outre être adapté aux fréquences d’étalonnage requises à la fois par la technologie de détection et les besoins de l’exploitant en garantie de précision de mesure de l’analyseur de gaz.
Les matériaux utilisés pour l’intégralité des systèmes d’analyse de gaz, que ce soit à l’intérieur des analyseurs de gaz proprement dit, ou au sein des systèmes de prélèvement, doivent être adaptés aux conditions du gaz échantillons. Ils doivent être robustes, et inertes, de sorte à résister à l’humidité et à la corrosion notamment. On évite ainsi non seulement de détériorer les équipements analytiques, mais également de dénaturer les gaz à analyser avant même leur analyse.
Comment concevoir un système d’analyse de gaz efficace et performant ?
Chefs de projet, responsables maintenances ou d’exploitation, lors de la conception des solutions d’analyse des gaz pour un environnement industriel, ce sont là six points clés à considérer. En prenant en compte tous ces facteurs, vous pourrez choisir ou développer un système d’analyse industriel qui répondra aux besoins de votre application et vous fournira des années de service fiable.
80 % des problèmes rencontrés lors de l’utilisation d’analyseurs de gaz ne sont pas dus à l’analyseur lui-même, mais au système dans lequel il est intégré. Fuji Electric est à la fois fabricant d’analyseurs depuis… 1954 (!), mais également concepteur, intégrateur et fabricant du système d’analyse complet adapté au procédé industriel de l’utilisateur. Grâce à cette double compétence, les solutions d’analyse des gaz Fuji Electric sont mondialement réputées comme étant parmi les plus fiables et performantes du marché.
Vous souhaitez équiper votre installation d’un analyseur industriel précis et fiable à la hauteur de vos enjeux ?
Nos experts en analyse de gaz sont à votre écoute
Si vous avez des questions sur le choix d’un analyseur de gaz industriel ou sur la conception d’un système d’échantillonnage de gaz, l’équipe d’experts Fuji Electric France se fera un plaisir de vous aider.
