COLORPLUS. Aplikace. Měření UV absorbance 254 nm (monitorování DOC) Měření zabarvení vody (Hazen)

Transkript

1 Aplikace Měření UV absorbance 254 nm (monitorování DOC) Měření zabarvení vody (Hazen) Měření barvy při výrobě piva, cukru, uhlovodíků apod. Měření koncentrace elektrolytů, ClO 2, Cl 2, O 3, apod. Monitorování barvicích a odbarvovacích procesů Přednosti Inline průtočná cela Varivent zabudovaná do potrubí, popř. jiná dle přání zákazníka Bypass průtočná cela s kompenzací znečištění skel a alarmem znečištění Kompenzace zákalu Kalibrace v E/m, Hazen, EBC, ASTM, Saybolt, atd. Měřící rozsah E/m Ex verze do výbušného prostředí EEx-d P Ř Í S T R O J P R O M Ě Ř E N Í A B S O R P C E COLORPLUS

2 ZÁKLADY Měření absorpce Světelný Vzorek Procházející světlo Absorpce je jedním z fotometrických měřících principů. Je měřena jako útlum světelného paprsku při průchodu vzorkem. Útlum může být způsobován rozpuštěnými látkami (charakteristická absorpce) nebo pevnými látkami (odrážené rozptylované světlo). Pro určení hodnoty jednotlivých daných proměnných (barva, koncentrace, zákal) je nutné znát, která složka vzorku absorbuje světlo při jaké vlnové délce. Mohou být měřeny následující parametry: Měření barvy Barva kapaliny je dána absorpčními vlastnostmi rozpuštěných a nerozpuštěných látek při určitých vlnových délkách. Intenzita barvy je určována měřením absorpce na doplňkové vlnové délce. Například stupeň žlutého zabarvení piva, džusu, olejů a podobně získáme měřením absorpce v modré oblasti. ColorPlus je tak citlivý, že je schopen přesně měřit zbytkové zabarvení i v médiu, které se jeví pouhým okem jako bezbarvé. Měření koncentrace Jestliže vzorek obsahuje pouze izolované sloučeniny nebo takové u nichž nedochází k překryvu jejich absorpčních spekter, je možné určit jejich koncentraci za pomoci Lambert-Beerova zákona. To je možné například u mědi, niklu a oxidu chloričitého v roztocích nebo u ozonu a chloru v plynech. Kumulativní parametry V mnoha případech je těžké oddělit jednotlivé látky, takže absorpce musí být měřena kumulativně. Absorpce v UV pásmu při vlnové délce 254 nm se používá například pro měření znečištění vody organickými látkami a tato hodnota je úměrná hodnotě DOC (dissolved organic carbon rozpuštěný organický uhlík). Zákal Nízké hodnoty zákalu je nejlepší měřit pomocí rozptýleného světla, avšak vysoké hodnoty je možné měřit i pomocí absorpce. ColorPlus nabízí možnost využití dichromatického měření při dvou různých vlnových délkách pro současné měření hodnoty DOC a zabarveni, případně může být použita i třetí vlnová délka pro měření zákalu a automatickou optickou kompenzaci zákalu. Měřící metoda ColorPlus využívá prověřenou dvoupaprskovou metodu, kde je střídavě měřen paprsek zeslabený po průchodu vzorkem a původní paprsek pocházející ze světelného e. Tato metoda elegantně odstraňuje chyby způsobené například stárnutím světelného e nebo vlivem teploty. Ex provedení Do prostředí, kde je vyžadována ochrana proti výbuchu je dodávána verze Colorplusu s jiskrově bezpečným uzávěrem.

3 OPTICKÁ USPOŘÁDÁNÍ In line, VIS, 1 vlnová délka Bypass, VIS, 1 vlnová délka In line, VIS, 2 vlnové délky (např. barva s kompenzací zákalu) Bypass, VIS, 2 vlnové délky (např. barva s kompenzací zákalu) UV světel. přerušovač UV světel. přerušovač In line, UV/VIS, 2 vlnové délky Bypass, UV/VIS, 2 vlnové délky (např. DOC a barva) světel. UV světel. přerušovač In line, VIS, 3 vlnové délky Bypass, UV/VIS, 3 vlnové délky (DOC, barva, kompenzace zákalu)

4 KALIBRACE A INSTALACE Základní jednotkou měření absorpce je útlum světla, který se vyjadřuje v logaritmických jednotkách útlumu E (Extinkce) nebo v těchto jednotkách vztažených na délku tj. v E/m (útlum na délku dráhy průchodu paprsku médiem). Pokud měříme koncentraci, není problém převádět hodnoty útlumu přímo na jednotky jako g/l nebo mg/m 3. Pro měření barvy je možné použít několik různých stupnic zabarvení APHA-Hazen, EBC, ASTM, Saybolt atd., které mohou být použity na základě kalibračních roztoků nebo porovnávacích škál. Kalibrace a jednotky ColorPlus je kalibrován ve výrobním závodě pomocí jedné z těchto jednotek podle přání zákazníka a ihned po dodání je připraven k použití. Kalibraci lze periodicky ověřovat provedením kontroly nastavení nuly s použitím nulového média, například destilované vody, a kontrolou kalibrace pomocí vestavěného kalibračního filtru s definovanou absorpcí x ø 5,2 SIREL 147 (SIREL 2 190) Rozměry ø Color Plus In-Line s celou Varivent DN40 SIREL 200 (SIREL 2 240) PG ,5 100 (průtočná cela 50) (průtočná cela 100) ø 9 ø 134 Color Plus bypass ø Řídící jednotka SIREL Napájecí Relé 1 Relé 2 Absorpce 1 Absorpce 2 Fotometr = E E GND 24V RS 485 Propojovací sběrnice Schéma zapojení ~ ma ma p N

5 SVĚTELNÉ ZDROJE A PRŮTOČNÉ CELY Světelné e ColorPlus je postaven tak, že umožňuje použití až tří různých světelných ů v ultrafialové (UV) a viditelné oblasti (VIS). V závislosti na požadovaných vlnových délkách je nainstalována rtuťová výbojka (254, 313, 365, 436, 546 nm) nebo jedna, dvě popř. tři LED diody (365 až 700 nm). Vlnové délky jsou pak přesněji vymezeny pomocí interferenčních filtrů. Bypass průtočná cela s kompenzací znečištění skel Pro měření zabarvení a UV absorbance na úpravnách vody se používá bypass průtočná cela s délkou optické cesty 50 nebo 100 mm. Skrz průtočnou celu procházejí dva světelné paprsky (viz. nákres na protější straně). Jeden z nich prochází navíc přes přídavné, které je použito pro výpočet a automatickou kompenzaci znečištění skel. Tento systém zabraňuje měření nesprávných hodnot, způsobených znečištěním skel a snižuje potřebu údržby, jako je čistění skel a nastavení. Pokud znečištění přesáhne úroveň, kterou je systém schopen automaticky kompenzovat, je spuštěn alarm. Průtočnou celu je možné namontovat na zeď nebo na vhodný rám. Inline průtočná cela Průtočné cely Varivent se používají pro inline měření přímo v potrubí. Vhodné nerezové průtočné cely jsou k dispozici pro trubky od DN40 do 6. Délka optické cesty (OPL), která je důležitá pro dosažení požadovaného rozsahu měření, se nastavuje pomocí tzv. OPL bitů. Inline průtočné cely umožňují snadnou instalaci senzoru a optimální CIP/SIP čištění. Pro vyhovění specifickým požadavkům zákazníků, jsou průtočné cely k dispozici i z jiných materiálů (PVDF, titan, Hastelloy) nebo ve speciálním provedení (vyhřívání, chlazení). Kompenzace zákalu Suspendované pevné látky vždy ovlivňují měření absorpce. ColorPlus nepoužívá k odstranění vlivu těchto částic filtraci vzorku, nýbrž je schopen eliminovat rušivý vliv zákalu mnohem efektivněji a to použitím druhé (popř. třetí) vlnové délky. Platí zde jeden základní předpoklad: zákal by neměl způsobovat více než 1/3 z celkové hodnoty absorpce. Jako alternativa je volitelně k dispozici i filtrační jednotka pro odstranění částic způsobujících zákal. Provoz a komunikace Pro ovládání ColorPlusu se používá řídící jednotka SIREL. Dvouřádkový LCD display spolu s jednoduchým textovým průvodcem činí ovládání, nastavení a servis přístroje velmi snadným. Jednotka SIREL má standardní analogový výstup 0/4 20 ma a dvě nezávisle konfigurovatelná relé, které lze nastavit jako limitní nebo systémové alarmy. Při měření více parametrů lze použít řídící jednotku SIREL 2, která má dva analogové výstupy. K dispozici je také přídavná deska, která umožňuje připojení na sběrnici PROFIBUS DP. Tato konfigurace dovoluje přímý přenos měřených hodnot a ovládání přístroje pomocí digitální sběrnice.

6 SPECIFIKACE Měření absorpce Měřící princip: Vlnové délky UV: Vlnové délky VIS: Rozsah přístroje: Měřící rozsahy: Rozlišení: Měřící jednotky: absorpce 254, 313, 365, 436, 546 nm 365 nm, 390 až 700 nm 0 3 E 8 rozsahů, od 0 0,05 E po 0 3 E, volně konfigurovatelné 0,001 E E, E/m, APHA-Hazen, EBC, Saybolt, ASTM Fotometr Mechanické krytí: IP 65 Hmotnost: 4..4,3 kg, v závislosti na verzi Materiál krytu: nerez Okolní teplota: C (ColorPlus UV od 30 C s volitelným chlazením) Ochranná třída ATEX: EEx-d II (volitelná Ex verze) Bypass průtočná cela Materiál cely: PVC Materiál okének: borosilikátové sklo (VIS)/křemenné sklo (UV) Těsnění: EPDM Teplota vzorku: 50 C Tlak vzorku: 600 kpa (6 bar) Průtok vzorku: 0,5 1 l/min Připojení: vstup/výstup hadicí o vnitřním průměru 9 mm Průtočná cela Materiál cely: Nerez Varivent Materiál okének: borosilikátové sklo (VIS)/křemenné sklo (UV)/safír Těsnění: EPDM, FPM, FFPM Teplota vzorku: 180 C (od 100 C potřeba volitelné chlazení) Tlak vzorku: 2000 kpa (20 bar) Řídídcí jednotka SIREL Napájecí : V / Hz, 24 V DC Příkon: 21 W (UV), 12 W (VIS) Displej: LCD s textovou nápovědou Proudový výstup: 0/4 20 ma, max. zátěž 600 W, max. 24 V Mezní hodnoty: 2 nezávisle konfigurovatelná relé 250V AC, 4 A Mechanické krytí: IP 65 Hmotnost: 1,5 kg Právo možnosti změny vyhrazeno TECHNOPROCUR CZ, spol. s r.o. L-1001 Rev 12/5/04 SIGRIST-PHOTOMETER AG Hofurlistrasse 1 CH Enetbürgen Telefon +41 (0) 41/ Telefax + (0) 41/ info@photometer.com Zastoupení a autorizovaný servis pro ČR: TECHNOPROCUR CZ, spol. s r. o., Lojovická 414/33, Praha 4 tel.: , , , fax: technoprocurcz@technoprocur.cz w w w. t e c h n o p r o c u r. c z