Le générateur d'azote intelligent de haute pureté est un dispositif intelligent capable de surveiller et de réguler en temps réel la pureté de l'azote, le débit et d'autres paramètres, largement utilisés dans les laboratoires, la production industrielle, le médical et d'autres domaines. Pour s'assurer que la pureté de l'azote qu'il produit est conforme aux exigences (par exemple ≥ 99999%), elle doit être vérifiée par des méthodes de détection scientifiques et des dispositifs d'accompagnement. Voici une description détaillée de la méthode de détection et de l'appareil du générateur d'azote intelligent de haute pureté:
I. détection des indicateurs de base
Pureté de l'azote: teneur en composant principal (n₂ ≥ 99999%), teneur en impuretés (ordre o₂, h₂o, co₂, etc. ≤ ppm).
Stabilité du débit de sortie: plage de fluctuation du débit (par exemple ± 1%).
Stabilité de la pression: plage de fluctuation de la pression de sortie (par exemple ± 0,01 MPa).
Vitesse de réponse du système: temps de régulation lorsque la pureté ou le débit varie (par exemple ≤ 10 secondes).
Fiabilité de fonctionnement à long terme: plus de 72 heures de fonctionnement continu sans problème.
II. Méthodes de détection
1. Détection de pureté d'azote
Méthode I: chromatographie en phase gazeuse avec détecteur de cellule à conduction thermique (TCD)
Principe: séparer et analyser quantitativement les impuretés (par exemple, o₂, h₂) dans l'azote en utilisant les différences de conductivité thermique des différents gaz.
Étapes:
Un échantillon de la sortie du générateur d'azote est prélevé et prélevé par une vanne à six voies dans une colonne de chromatographie.
Un gaz porteur, tel que l'hélium, transporte l'échantillon à travers un détecteur TCD qui délivre un signal électrique.
La teneur en impuretés est calculée en fonction du temps de rétention et de la surface du pic, convertie en pureté d'azote.
Avantages: haute précision (jusqu'au niveau ppb) pour l'analyse des impuretés traces.
Limites: l'équipement est coûteux et nécessite un étalonnage régulier.
Méthode II: méthode des capteurs électrochimiques
Principe: les capteurs électrochimiques (tels que les capteurs de zircone) sont sensibles à l'oxygène, mesurent la teneur en o₂ par variation de courant et extrapolent indirectement la pureté de l'azote.
Étapes:
L'échantillon d'azote est introduit dans la cavité du capteur et l'oxygène réagit avec le matériau du capteur pour produire un courant électrique.
La teneur en o₂ est calculée à partir de la relation linéaire entre la valeur du courant et la concentration en oxygène.
Pureté de l'azote = 100% - teneur en o₂ - teneur en autres impuretés (à pré - étalonner).
Avantages: réponse rapide (< 5 secondes) pour la surveillance en ligne.
Limites: seul l'oxygène peut être détecté, la pureté doit être entièrement évaluée en combinaison avec d'autres capteurs tels que le capteur infrarouge co₂.
Méthode III: méthode de l'analyseur d'oxygène paramagnétique
Principe: la concentration en oxygène est mesurée par l'action d'un champ magnétique en utilisant les propriétés paramagnétiques des molécules d'oxygène.
Étapes:
L'échantillon d'azote entre dans la cavité de mesure de l'analyseur et les molécules d'oxygène sont attirées par le champ magnétique.
La variation du champ magnétique entraîne une variation du signal électrique de la bobine de détection, converti en une valeur de concentration en oxygène.
Pureté d'azote = 100% - teneur en o₂.
Avantages: haute stabilité, longue durée de vie, convient aux sites industriels.
Limitations: seul l'oxygène peut être détecté, l'intensité du champ magnétique doit être régulièrement calibrée.
2. Détection de stabilité du débit
Méthode: méthode du débitmètre massique
Principe: le débit massique de gaz est mesuré directement par un débitmètre massique thermique ou Coriolis.
Étapes:
Connectez la sortie du générateur d'azote à l'entrée du débitmètre massique.
Réglez le débit cible (par exemple, 100 ml / min) et enregistrez la valeur réelle du débit.
Surveillance continue pendant 30 minutes, calcul de la plage de fluctuation du débit (max - min).
Critère: les fluctuations du débit doivent être ≤ ± 1% de la valeur de consigne (par exemple 100 ± 1 ml / min).
3. Détection de stabilité de pression
Méthode: méthode du capteur de pression numérique
Principe: mesure de la pression du gaz à l'aide de capteurs piézorésistifs ou piézoélectriques.
Étapes:
Installez le capteur de pression sur la ligne de sortie du générateur d'azote.
Réglez la pression cible (par exemple 0,5 MPa) et enregistrez la valeur réelle de la pression.
Surveillance continue pendant 30 minutes, calcul de la plage de fluctuation de pression (max - min).
Critère: les fluctuations de pression doivent être ≤ ± 0,01 MPa (par exemple, 0500 ± 0010 MPa).
4. Détection de la vitesse de réponse du système
Méthode: méthode Step Signal Response
Principe: le système de mesure régule le temps en changeant brusquement la valeur de consigne (par exemple, la pureté passe de 99,9% à 99999%).
Étapes:
Connectez le générateur d'azote à l'analyseur de pureté et au débitmètre.
Déclenchez le changement d'étape de la valeur de consigne de pureté manuellement ou par logiciel.
Enregistrez le temps nécessaire pour que la pureté ou le débit atteigne 95% de la nouvelle valeur de consigne (temps de régulation).
Standard: le temps de réglage doit être ≤ 10 secondes (selon les spécifications de l'appareil).
5. Détection de fiabilité opérationnelle à long terme
Méthode: 72 heures de test en continu
Étapes:
Réglez le générateur d'azote comme condition de fonctionnement nominale (par exemple pureté 99999%, débit 100 ml / min).
Fonctionnement continu pendant 72 heures, enregistrement des données de pureté, de débit et de pression toutes les heures.
Vérifiez l'équipement pour les alarmes, les temps d'arrêt ou les dépassements de paramètres.
Standard: aucun défaut pendant 72 heures, fluctuation des paramètres dans les limites permises.
Iii. Composition du dispositif de détection
La détection du générateur d'azote intelligent de haute pureté nécessite les dispositifs suivants:
Module de détection de pureté
Chromatographe en phase gazeuse (détecteur TCD) ou analyseur d'oxygène électrochimique / paramagnétique.
Appareils auxiliaires tels que capteurs infrarouges (détection co₂), capteurs d'humidité (détection h₂o), etc.
Module de détection de flux
Débitmètre massique (plage de mesure de 0,1 à 1000 ml / min, précision ± 0,5% FS).
Module de détection de pression
Capteur de pression numérique (plage de 0 à 1 MPa, précision ± 0001 MPa).
Système d'acquisition et de contrôle des données
Un ordinateur industriel ou PLC qui capture les données des capteurs en temps réel et génère des rapports.
Fonctions logicielles: réglage des paramètres, tracé des courbes, réglage du seuil d'alarme, stockage de données historiques.
Dispositifs auxiliaires
Soupape de décompression, soupape de régulation de pression, filtre (assurez - vous que le gaz d'entrée est propre).
Gaz standard (utilisé pour calibrer les capteurs tels que le gaz standard d'azote contenant 5% d'o₂).
Tuyaux et raccords en acier inoxydable (pour éviter l'adsorption ou les fuites de gaz).
Iv. Exemples de processus de détection
Par exemple, un générateur d'azote intelligent (conçu pour une pureté de 99999% et un débit de 100 ml / min) est utilisé dans un laboratoire:
Dispositif de connexion: Connectez la sortie du générateur successivement avec un filtre, une vanne de décompression, un débitmètre massique, un analyseur d'oxygène, un chromatographe en phase gazeuse.
Démarrez l'appareil: réglez la pureté 99999%, le débit 100ml / min, courir pendant 30 minutes à stable.
Détection de pureté:
La teneur en o₂ est enregistrée au moyen d'un analyseur d'oxygène (doit être ≤ 5 ppm).
Les impuretés telles que h₂o, co₂ sont détectées par chromatographie en phase gazeuse (elles doivent être ≤ 1 ppm).
Détection de débit: le débitmètre massique affiche le débit réel (100 ± 1 ml / min).
Détection de pression: le capteur de pression affiche la pression de sortie (0500 ± 0010 MPa).
Test de réponse: changez manuellement le réglage de pureté à 99,9%, enregistrez le temps de conditionnement (il doit être ≤ 8 secondes).
Test à long terme: fonctionnement continu pendant 72 heures, enregistrement des données toutes les heures, confirmation sans problème.
Générer des rapports: le logiciel génère automatiquement la pureté, le débit, la courbe de pression et les conclusions de conformité.
V. précautions
Calibrage du capteur: calibrez régulièrement l'analyseur d'oxygène, le débitmètre massique, etc. avec un gaz standard pour éviter les dérives.
Étanchéité de la ligne: vérifiez tous les raccords avec de l'eau savonneuse avant la détection pour éviter que les fuites n'affectent le résultat.
Perturbation de l'environnement: Évitez la détection dans les champs électromagnétiques forts ou les environnements à haute température et évitez les faux positifs du capteur.
Vérification des données: plus de deux méthodes de vérification croisée (p. ex., analyseur d'oxygène + chromatographie en phase gazeuse) sont utilisées pour les paramètres clés (p. ex., pureté).
Protection de sécurité: l'azote de haute pureté peut provoquer une suffocation, assurer une bonne ventilation et être équipé d'un avertisseur de concentration d'oxygène lors de la détection.
Vi. Résumé
La détection du générateur d'azote intelligent de haute pureté nécessite une combinaison de techniques telles que la chromatographie en phase gazeuse, la détection électrochimique, le débitmètre massique et d'autres, afin de vérifier ses indicateurs de base de pureté, de débit, de pression et autres par un processus normalisé. L'unité d'accompagnement doit être dotée d'une haute précision, d'une grande stabilité et de fonctions d'acquisition de données automatisées pour répondre aux exigences rigoureuses des scénarios de laboratoire et industriels. Une inspection et une maintenance régulières sont essentielles pour assurer un fonctionnement fiable et à long terme de votre équipement.