Innovatieve gasanalyse, zelfs in kleine procesleidingen

In industriële processen speelt gasanalyse een belangrijke rol, vooral in sectoren waar nauwkeurige controle over de gasstromen essentieel is voor veiligheid en efficiëntie. Traditioneel worden gasanalyzers vaak geassocieerd met grote leidingen en schouwen, maar de technologie is de laatste jaren aanzienlijk geëvolueerd en zo ook geschikt voor kleinere procesleidingen. Een belangrijk voorbeeld hiervan is de inzet van Tunable Diode Laser (TDL) analyzers, die in veel industriële omgevingen worden gebruikt voor hun nauwkeurigheid en snelheid.

Bij Tunable Diode Laser analyzer (TDL) denken we meestal aan die robuuste behuizingen die aan weerszijde van een grote schouw, met een diameter van enkele meter, zijn gemonteerd. Aan de ene kant een laserbron, aan de andere kant een detector. Dit beeld klopt, tot Mettler Toledo net iets meer dan tien jaar geleden op de markt kwam met hun “Probe Type” analyzers.

In de procesindustrie zijn er niet enkel schouwen en grote leidingen van één of twee meter. Typische procesleidingen hebben een diameter van 50 tot ongeveer 300mm (DN50-DN100). Met een klassieke TDL-analyzer is dat niet haalbaar. Met het vernieuwde concept wel. De “Probe Type” analyzers zijn zo gemaakt dat de laser en de detector in één unit zitten. Je hebt dus maar één flensaansluiting nodig. De laserstraal gaat door de probe en wordt door een speciale reflector (de zgn. corner cube) terug naar de detector gereflecteerd. De laserstraal gaat dus twee keer door de probe waardoor de optische padlengte (OPL) tweemaal zo lang is dan de fysische lengte van de probe.

In een proces in de metaalindustrie moet de zuurstofconcentratie in de gasstroom gemeten worden. Omdat er explosiegevaar is, moet de zuurstofconcentratie zo laag mogelijk zijn (< 1%), meestal zelfs dicht bij 0%. Het is een veiligheidsmeting en de responstijd van de analyzer is daarom erg belangrijk en moet zeker minder zijn dan 5s. De leiding heeft diameter DN80. De temperatuur kan oplopen tot 120°C bij een druk van 4bar (absoluut).

Dit is allemaal niet zo extreem, maar toch best een uitdaging. Een analyzer met wafercel (een cirkelvormige doorstroomcel) met een doorsnede van DN80 is hier dé oplossing. Onder de gegeven procescondities is het met deze opstelling mogelijk om de zuurstofconcentratie te meten met een resolutie van beter dan 0,2% en met een responstijd van minder dan 2s.

Voor toepassingen in kleinere leidingen zoals DN50 waar een hogere resolutie (> 0,1%) nodig is, heeft Mettler Toledo een uniek concept bedacht. Met de zgn. MR2 of MR3 (MR staat voor MultiReflector) verhoog je de OPL twee- tot driemaal. Herinner je dat de laserstraal gereflecteerd wordt waardoor de OPL verdubbeld wordt. De MR2 maakt de OPL vier keer groter dan de leidingdiameter. Met MR3 is dit zelfs zesmaal. 

Dit maakt Mettler Toledo met de GPro500 tot “Technology Leader” voor TDL-analyzers.

Ontdek het volledige blogbericht met meer informatie over de Installatie in kleine leidingen. >>