Soluzioni per l'analisi dei gas: 6 punti chiave per sviluppare un sistema

Avete deciso di acquistare o sviluppare un sistemadi analisi dei gas per il vostro processo industriale. Si tratta di una decisione molto importante che avrà un impatto sull'efficienza e sulle prestazioni del vostro impianto.

Per progettare un sistema di analisi dei gas in ambiente industriale, ci sono 6 punti chiave da tenere in considerazione.

In questo articolo del blog li analizzeremo in dettaglio e spiegheremo come possono influire sul successo complessivo delle vostre soluzioni di analisi dei gas.


Riassumi questo articolo con:


1° punto chiave: la tecnologia di rilevamento di un analizzatore industriale

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La scelta della o delle diverse tecnologie di rilevamento da utilizzare è fondamentale quando si integra un analizzatore di gas in un processo industriale. Esiste un'ampia varietà di tecnologie, comel'infrarosso (IR), la conducibilità termica (TCD) ol'ossido di zirconio (zirconia) o il rilevamento paramagnetico per le misurazioni dell'ossigeno. Ogni tecnologia presenta vantaggi e svantaggi, quindi è importante scegliere quella più adatta alla vostra applicazione specifica.

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Durante questa prima fase di scelta, i principali fattori da prendere in considerazione saranno:

Quest'ultimo fattore è importante quanto gli altri, poiché l'impatto delle interferenze incrociate può disturbare e compromettere la misurazione.


2° punto chiave: la scelta di un analizzatore industriale in situ o estrattivo

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Il secondo punto chiave da considerare è la scelta tra soluzioni di analisi dei gas in situ o estrattive.

Gli analizzatori di gas in situ vengono installati direttamente nel flusso di processo e misurano la concentrazione dei gas nel punto in cui si trovano, nell'istante t, senza spostarli né alterarli. Sono quindi più efficienti in termini di tempo di risposta. Nella maggior parte dei casi sono più compatti e consumano meno energia, inoltre non richiedono alcuna preparazione del gas prima dell'analisi.

Gli analizzatori di gas estrattivi prelevano un campione del gas di processo e lo analizzano al di fuori del processo, a una distanza più o meno grande. Il tempo di risposta è maggiore ed è necessario un sistema di prelievo e trattamento del campione. Come avrete capito, entrambi i metodi presentano vantaggi e svantaggi e la scelta migliore dipende fortemente dall'applicazione.

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3° punto chiave: il sistema di prelievo per l'analizzatore industriale

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Il terzo punto chiave da considerare nella realizzazione di soluzioni per l'analisi dei gas è la progettazione dei sistemi di prelievo, noti anche come sistemi di campionamento o sistemi di trattamento o condizionamento del campione.

Il gas di campionamento deve essere rappresentativo del gas di processo e non deve contenere contaminanti solidi, liquidi o gassosi che potrebbero danneggiare il sensore. Il gas di campionamento deve inoltre essere convogliato al sensore a una portata e una pressione definite e costanti. A seconda dell'applicazione da un lato e della tecnologia di rilevamento dall'altro, possono essere necessari diversi tipi di sistemi di campionamento.

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La maggior parte degli analizzatori IR, ad esempio, funziona a temperatura ambiente. Di conseguenza, i gas devono essere preventivamente essiccati per evitare che si condensino nella cella dell'analizzatore. Al contrario, un analizzatore dotato di una cella riscaldata che misura i composti solubili accoglierà il gas mantenuto caldo, ma ovviamente filtrato a monte.


4° punto chiave: l'adattamento dell'analizzatore industriale al suo ambiente

L'analizzatore industriale deve essere progettato per funzionare e resistere alle sollecitazioni delle condizioni ambientali, in particolare temperature, pressioni e vibrazioni elevate.

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Ecco le domande principali da porsi in questa fase:

  1. Il sistema di analisi dei gas sarà installato all'esterno, all'interno o semplicemente al riparo? La risposta determinerà l'indice di protezione dell'armadio, se necessario, ma anche la necessità di climatizzarlo e/o riscaldarlo.
  2. Di quanto spazio disponiamo per installare le nostre soluzioni di analisi dei gas? È preferibile fissarle alla parete (armadio) o è necessario prevedere dei bungalow?
  3. Le apparecchiature saranno installate in una zona ATEX? Se sì, in che tipo di zona? Questo punto è fondamentale non solo nella scelta iniziale dei componenti da integrare e delle modalità di integrazione, ma anche nella fase preliminare di calcolo del budget preventivo del progetto.


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5° punto chiave: l'interfaccia dell'analizzatore industriale

La funzione dell'analizzatore industriale è quella di determinare la concentrazione o le concentrazioni gassose dei composti in un processo industriale. Tuttavia, lo scopo delle soluzioni di analisi dei gas è quello di informare l'utente e persino di consentire la regolazione del processo.

Nel caso di un sistema di misurazione continua delle emissioni (CEMS), il sistema di analisi sarà dotato di un sistema di automazione industriale e di un software di acquisizione e trattamento dei dati (DAHS). Si tratta in questo caso di un'interfaccia specifica e complessa, conforme a norme quali la norma EN14181 per i CEMS e la norma EN17255 per i DAHS.

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Nel caso di sistemi di analisi che consentono il controllo di processi industriali, come il controllo della combustione o un forno di trattamento termico, i dati di misurazione e alcune informazioni di stato (scale, allarmi, ecc.) vengono trasmessi al sistema di controllo tramite segnali analogici (4-20 mA, contatti relè, ecc.) o tramite trasmissione digitale (Modbus, Profibus, ecc.).

A seconda delle esigenze dell'utente, come interfaccia potranno essere utilizzati diversi dispositivi, quali PC, schermo IHM tattile industriale, smartphone o tablet.

Scoprite le interfacce degli analizzatori industriali


6° punto chiave: precisione di un analizzatore di gas e durata nel tempo

Il sesto e ultimo punto chiave da considerare è la garanzia di durata e prestazioni delle soluzioni di analisi dei gas. Il sistema di analisi dei gas deve essere in grado di resistere alle sollecitazioni dell'uso industriale e mantenere la sua precisione nel tempo.

Per garantire la precisione di un analizzatore di gas nel tempo, nella fase di progettazione occorre tenere conto di tre elementi fondamentali:

È necessario integrare un dispositivo di calibrazione nel sistema di campionamento. Che il sistema di analisi dei gas sia dotato di un dispositivodi calibrazione manuale o di un sistema di calibrazione automatico, è fondamentale che quest'ultimo sia facile da usare. Deve inoltre essere adatto alle frequenze di calibrazione richieste sia dalla tecnologia di rilevamento che dalle esigenze dell'operatore in termini di garanzia della precisione di misurazione dell'analizzatore di gas.

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I materiali di consumo quali guarnizioni, filtri e altre valvole delle pompe devono essere facilmente accessibili per facilitare e incoraggiare una manutenzione regolare. Gli operatori possono essere formati per eseguire queste operazioni di manutenzione, oppure la manutenzione può essere affidata a terzi.

I materiali utilizzati per tutti i sistemi di analisi dei gas, sia all'interno degli analizzatori di gas stessi che nei sistemi di campionamento, devono essere adatti alle condizioni dei campioni di gas. Devono essere robusti e inerti, in modo da resistere in particolare all'umidità e alla corrosione. In questo modo si evita non solo di danneggiare le apparecchiature analitiche, ma anche di alterare i gas da analizzare prima ancora che vengano analizzati.


Come progettare un sistema di analisi dei gas efficiente e performante?

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Responsabili di progetto, responsabili della manutenzione o dell'esercizio, quando si progettano soluzioni di analisi dei gas per un ambiente industriale, questi sono sei punti chiave da considerare. Tenendo conto di tutti questi fattori, potrete scegliere o sviluppare un sistema di analisi industriale che soddisfi le esigenze della vostra applicazione e vi garantisca anni di servizio affidabile.

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L'80% dei problemi riscontrati durante l'utilizzo degli analizzatori di gas non è dovuto all'analizzatore stesso, ma al sistema in cui è integrato. Fuji Electric è produttore di analizzatori dal... 1954 (!), ma anche progettista, integratore e produttore di sistemi di analisi completi adatti ai processi industriali degli utenti. Grazie a questa doppia competenza, le soluzioni di analisi dei gas Fuji Electric sono rinomate in tutto il mondo come tra le più affidabili e performanti sul mercato.

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I nostri esperti nell'analisi dei gas sono a vostra disposizione

Se avete domande sulla scelta di un analizzatore di gas industriale o sulla progettazione di un sistema di campionamento dei gas, il team di esperti di Fuji Electric France sarà lieto di aiutarvi.