Turbidimètre- TurbSense^®

Les petites installations de traitement de l’eau, les installations de désinfection secondaire, etc. ont tendance à souffrir des mêmes problèmes où qu’elles se trouvent dans le monde. Le premier est le manque d’infrastructures de communication SCADA, dont le coût d’installation peut être prohibitif. Le second est l’absence d’infrastructure de contrôle centralisée SNCC, dont l’installation peut à nouveau coûter cher. Le troisième est l’emplacement distant. Souvent, ces usines de traitement d’eau sont situées dans des endroits éloignés et difficiles d’accès.

Avec ces trois problèmes auxquels de nombreux ingénieurs en eau du monde font face, une solution à faible coût fournissant des solutions à ces trois problèmes est proposée par Pi. Un contrôleur CRIUS^® dispose de la capacité embarquée pour fournir un SCADA à petite échelle et un contrôle PID en ligne complet, tandis que les capteurs (chlore, pH, turbidité, etc.) conviennent à un fonctionnement à long terme sans intervention de l’opérateur.

Pour démontrer la capacité d’accès à distance du CRIUS^®, veuillez cliquez ici.

Pour en savoir plus sur les capacités de contrôle du CRIUS^®, veuillez cliquez ici.

Pour en savoir plus sur le fait que d’autres clients utilisent les contrôleurs multiparamètres CRIUS^® de la même manière, pourquoi pas nous contacter?

Il existe deux manières d’étalonner presque tous les capteurs et TurbSense^® ne fait pas exception.
La première consiste à utiliser un autre appareil, tel qu’un turbidimètre portable, pour déterminer la turbidité de l’échantillon surveillé par le TurbSense^®.
La seconde consiste à placer TurbSense^® dans un échantillon de turbidité connue.
Normalement, vous devez également placer l’autre capteur de turbidité en ligne dans un ‘zéro’ pour lui attribuer deux points permettant de réaliser un étalonnage, mais le TurbSense^® utilise certaines lois optiques fondamentales pour rendre ce zéro inutile (brevet en cours).

Le saphir est utilisé pour les fenêtres car il est robuste et résistant aux rayures (bien plus que le verre ou le quartz). Son utilisation permet également aux fenêtres d’être fines (parce qu’elles sont plus solides) et donc d’avoir une meilleure transmission optique.

La température maximale de l’échantillon surveillé est de 50°C. Nous choisissons 50°C car cette température reste bien dans les limites supérieures des composants électroniques que nous utilisons et donne toujours une plage large de température pour mesurer la turbidité en ligne.

Vous pouvez le faire si la turbidité est suffisante ou si le tuyau est suffisamment gros.
Pour atteindre un niveau de performance élevé, le TurbSense^® utilise une source lumineuse puissante et une optique sensible. Cela signifie que dans un tuyau, les réflexions sur les parois et les coudes peuvent provoquer des lectures imprécises. Plus la turbidité est élevée, plus les surfaces réfléchissantes peuvent être proches, de sorte qu’à plus de 200 NTU, le turbidimètre en ligne TurbSense^® ne rencontre plus aucun problème.

Pour obtenir des performances optimales, installez une unité Autoclean sur le capteur. Ceci peut être utilisé pour nettoyer périodiquement la fenêtre du capteur afin d’assurer la plus grande précision de lecture. Essayez d’éviter de placer le capteur à la lumière directe du soleil car les optiques sensibles peuvent capter la lumière infrarouge émise par le soleil.

La chambre de circulation élimine les bulles entraînées pour les empêcher de perturber les mesures. Sa construction en polypropylène noir élimine la lumière parasite et le couvercle supprime la lumière ambiante, sources potentielles d’interférences dans les mesures. Pour plus de détails, veuillez consulter notre note technique, Mesures de Turbidité en Présence de Bulles.

Pourquoi le marché a-t-il besoin d’un autre capteur de turbidité alors qu’il en existe déjà beaucoup?
La réponse simple à cette question est que les capteurs actuels ne peuvent pas résoudre tous les problèmes courants liés à la mesure de la turbidité en ligne. Le nouveau brevet de Pi, TurbSense^®, est une solution à tous ces problèmes:

Saviez-vous que…
… le TurbSense^® utilise un procédé de mesure breveté qui signifie que la lumière de fond et la dérive électronique sont sans effet?
… le TurbSense^® de Pi offre une résolution de 0,001 NTU à 1000 NTU en utilisant un étalonnage en un point sans zéro requis?
… la cellule à circulation TurbSense^® garantit que la mesure n’est pas affectée par les bulles entraînées ou nucléées?

Les problèmes liés aux capteurs de turbidité et les solutions TurbSense^®

Bulles

– Tous les capteurs de turbidité sont gravement affectés par la présence de bulles car elles affectent les propriétés optiques de l’eau dans laquelle elles se trouvent. Pour un capteur, ces bulles ressemblent à de la turbidité. Les bulles peuvent être entraînées dans l’eau de l’échantillon et, lorsque la pression est réduite, les gaz dissous dans l’eau peuvent également se nucléer sur toute surface, sous forme de bulles, y compris la fenêtre du capteur. Les bulles nucléées et les bulles entraînées peuvent aboutir à des lectures erronées, affectant la fiabilité des mesures.

Pi CRONOS^® et CRIUS^® TurbSense^® peut utiliser une cellule à circulation, dans laquelle le flux d’échantillon passe à travers un système de déflecteurs, évacuant l’air entraîné hors de l’échantillon. De plus, le TurbSense^® fait régulièrement baisser le niveau d’eau dans cette cellule à circulation, ce qui provoque l’éclatement de toutes les bulles nucléées présentes sur le capteur. Ces caractéristiques simples mais très efficaces garantissent que le capteur de turbidité ne rencontre aucune interférence dues aux bulles entraînées et nucléées.

Étalonnage

– La plupart des analyseurs néphélométriques de turbidité ont besoin d’un zéro ‘réglé en usine’ pouvant dériver dans le temps ou d’un échantillon ‘zéro NTU’ pour déterminer le ‘zéro’ lors d’un étalonnage. Il est presque impossible de trouver un échantillon ‘zéro NTU’ en raison de la facilité de contamination. Déterminer le ‘zéro’ d’un analyseur de turbidité est donc un gros problème… mais pas pour le TurbSense^®! Pi’s CRONOS^® et CRIUS^®TurbSense^® qui dispose d’un système d’étalonnage très simple et astucieux, éliminant le besoin de ‘zéro’. Le TurbSense^® de Pi tire parti de la nature linéaire de la turbidité néphélométrique à 90° pour déterminer le zéro. En réduisant de moitié la lumière émise par le capteur, le TurbSense^® divise par deux la lumière détectée à turbidité constante. Par conséquent, le zéro peut être calculé rétrospectivement, ce qui supprime toute dérive et garantit le zéro le plus précis possible.

Voir une discussion technique sur les technologies de mesure employées par le TurbSense^®, cliquez ici.

Encrassement des optiques

– Les sondes de turbidité sont utilisées dans une grande variété d’applications de l’eau, des eaux potables aux eaux usées. Dans de nombreuses applications, les échantillons d’eau peuvent contenir des matériaux susceptibles d’encrasser les optiques, empêchant ainsi des mesures précises et cohérentes. Les particules et les bulles pourraient bloquer partiellement ou complètement les optiques des capteurs. Retirer le capteur d’un échantillon pour le nettoyer manuellement constitue un inconvénient pour un processus industriel, car il peut être nécessaire de l’interrompre pour le faire. Le système TurbSense^® de Pi garantit que l’encrassement n’est jamais un problème et un nettoyage manuel est rarement nécessaire en utilisant la fonctionnalité de nettoyage automatique dans laquelle l’eau peut être projetée à travers l’optique, maintenant ainsi le capteur propre.

Précision médiocre aux faibles turbidités

– Souvent, à la suite de la mise à zéro des fabricants, toute dérive ultérieure de l’électronique entraîne de petites erreurs. Aux faibles turbidités, de petites erreurs peuvent avoir un impact significatif sur la précision des mesures. En raison du brevet déposé pour la méthode d’étalonnage optique utilisée par TurbSense^®, cela n’est jamais un problème. Toute dérive est supprimée lorsqu’un nouveau zéro est établi lors de l’étalonnage. En utilisant cette approche, l’utilisateur final peut toujours avoir confiance dans les mesures effectuées par TurbSense^®.

En résumé, le TurbSense^® de Pi possède toutes les fonctionnalités nécessaires pour fournir un système extrêmement précis et fiable. L’instrument évite les problèmes rencontrés par lesnomreux analyseurs de turbidité en ligne actuels, et avec une fonctionnalité complète, l’instrument reste compétitif sur le prix. Si vous souhaitez parler à l’une de nos équipes de vente de la manière dont TurbSense^® de Pi peut être utile à votre application, ou si vous avez d’autres questions sur l’instrumentation de Pi, veuillez nous contacter.

Pour une discussion technique sur l’effet des bulles, cliquez ici.
Pour une discussion technique sur les technologies de mesure utilisées par le TurbSense^®, cliquez ici.

Une station de traitement de l’eau située en Géorgie, aux États-Unis, a récemment testé un analyseur de turbidité en ligne TurbSense^® de Pi (fourni par Chemtrac Inc., partenaire technologique de Pi aux États-Unis).

L’instrument a été installé sur l’entrée d’eau brute à côté du turbidimètre à dispersion de surface d’un autre fabricant. Les résultats des instruments ont été comparés à un turbidimètre de laboratoire HACH 2100N.

L’usine

 

L’usine d’essai utilisait depuis quelque temps la dispersion de surface du concurrent sur son eau brute, mais ils ont constaté que l’exactitude de leurs résultats par rapport à leur turbidimètre de laboratoire HACH 2100N était médiocre et ils ont donc testé le TurbSense^® comme alternative potentielle.

Nettoyage Automatique

TurbSense^® était équipé de sa fonction d’autonettoyage, qui nettoie activement le capteur avec un jet d’eau afin d’enlever régulièrement les impuretés à l’extrémité du capteur. Toutefois, cela n’a pas été utilisé pendant l’essai afin que le client puisse voir à quelle vitesse le capteur s’encrasserait.

Résultats

 

Les mesures effectuées du 6 janvier 2017 au 31 janvier 2017 ont été utilisées pour démontrer la variation entre les deux analyseurs. Cet ensemble de données a été choisi pour être représentatif de l’ensemble de l’essai.

Cet essai a conclu que le CRIUS^® TurbSense^® de Pi (HA4 de Chemtrac aux Etats-Unis) est le turbidimètre le plus précis et le plus fiable. Le graphique 1 montre la corrélation entre le turbidimètre de laboratoire HACH et le turbidimètre en ligne Pi TurbSense^®. Le graphique montre clairement que les résultats en ligne et les résultats de laboratoire ont une forte corrélation. Les trois résultats encerclés sont anormaux et sont probablement dus à une erreur d’échantillonnage.

Le graphique 2 indique la corrélation entre les résultats en ligne et les résultats de laboratoire.

Les graphiques 3 et 4 montrent le même ensemble de données, mais cette fois pour les résultats de dispersion de la surface en ligne comparés aux résultats de laboratoire. Un graphique x-y des résultats de laboratoire par rapport aux résultats du turbidimètre à dispersion de surface montre une très faible corrélation.

Conclusion

Les données de l’essai montrent clairement une corrélation extrêmement fiable entre la turbidité réelle (déterminée par l’unité de laboratoire de paillasse) et le turbidimètre en ligne TurbSense^® de Pi. Peut-être étonnamment, et contre-intuitivement, les résultats montrent une bien meilleure corrélation avec l’échantillon en contact avec TurbSense^® qu’avec le turbidimètre à dispersion de surface sans contact d’un concurrent.

Si vous souhaitez plus d’informations sur le capteur d’oxygène dissous de Pi ou tout autre produit Pi, ou si vous souhaitez discuter d’une application avec nous, veuillez nous contacter.

De nombreux sites de l’ensemble de l’industrie de l’eau se battent au quotidien pour que l’instrumentation continue à fonctionner correctement en raison de l’encrassement. Cependant saviez-vous que…

… les systèmes d’autonettoyage et d’auto-rinçage sont maintenant disponibles auprès de Process Instruments pour la plupart des types de capteurs?
… ces systèmes de suppression des encrassements peuvent prolonger la durée de vie des capteurs et réduire considérablement les régimes de maintenance?
… les systèmes de nettoyage/rinçage automatiques de Pi sont abordables, simples et de conception irréprochable?

Quel est le problème?

Encrassement du Capteur

Quel que soit le processus surveillé, il y a souvent dans l’eau à mesurer quelque chose qui peut encrasser un capteur et donc provoquer des résultats erronés. La solution évidente à ce problème consiste à nettoyer le capteur, mais à quel point les programmes d’inspection et de nettoyage devraient-ils être réguliers pour chaque instrumentation? Trop régulier et le régime d’inspection et de nettoyage prend du temps et est inutilement coûteux. Pas assez souvent et l’instrumentation donnera de faux résultats et échouera probablement prématurément.

Quelle est la solution?

Systèmes Autoclean et Autoflush de Process Instruments

Process Instruments ‘, simple, fiable et facile à entretenir les systèmes Autoclean/Autoflush constituent une alternative aux mécanismes de nettoyage mécaniques qui peuvent se boucher et se briser. En purgeant régulièrement le capteur/sonde avec de l’eau ou de l’air propre, le capteur reste propre et ne s’encrasse pas pendant de longues périodes. Le cycle de nettoyage du capteur est activé par le contrôleur Pi pour une durée et une fréquence pouvant être sélectionnées par l’utilisateur, de sorte que la sonde reste propre, quelle que soit l’encrassement de l’application. En l’absence de pièces mobiles dans le corps du capteur ou dans l’accessoire de nettoyage, il n’y a rien à remplacer ou à vérifier autre qu’une simple vanne placée dans un endroit facile à atteindre.

Les systèmes Pi Autoclean et Autoflush de Pi peuvent permettre aux capteurs de fonctionner sans problèmes pendant des semaines, voire des mois, à la fois.

Une solution pour chaque application

Autoclean

Cette option peut être ajoutée à nos capteurs de pH, Rédox, Turbidité, Matières en Suspension et Oxygène Dissous (OD). Composé d’un capuchon d’extrémité pour diriger le flux d’eau propre (ou d’air pour un capteur OD) sur la face du capteur éliminant toute saleté. Le nettoyage est contrôlé par une seule vanne placée dans un endroit facilement accessible.

Autoverify

Si vous utilisez de l’air pour nettoyer un capteur d’OD, le système peut également vérifier automatiquement que le capteur réponde toujours correctement, évitant ainsi la nécessité de retirer régulièrement le capteur de l’échantillon.

Autoflush

Pour les capteurs nécessitant un montage dans une cellule à circulation comme Chlore, Ozone et Dioxyde de Chlore, un système autonettoyant comporte des vannes intégrées qui démarrent/arrêtent automatiquement le flux d’échantillon et contrôlent le flux d’eau propre passant sur la sonde. L’utilisateur peut définir l’intervalle et la durée de rinçage pour que la cellule à circulation et le capteur ne soient pas encrassés. Pour les contaminants particulièrement sales ou tenaces, de l’eau chaude peut être utilisée comme eau de rinçage pour faciliter le nettoyage.

Avec les options ci-dessus, quels que soient l’application ou le paramètre mesuré, Process Instruments sera en mesure de fournir un système de surveillance non seulement précis et durable, mais également exempt de toute salissure et permettant à l’opérateur de gagner du temps et de l’argent.