Mesure des poussières par électrification inductive
Mesure des poussières par électrification inductive
Basée sur la technologie d’électrification inductive éprouvée, la série S300 présente une limite de détection de 0,01 mg/m³ et conserve sa fiabilité et sa robustesse mondialement reconnue.
Série S300 : S305QAL – S304 – S303
Les différentes fonctionnalités disponibles permettent d’utiliser la série S300 pour une grande variété d’applications : en mesure à l’émission, contrôle de procédés industriels ou surveillance des systèmes de filtration.
Cet analyseur peut en effet être installé sur des procédés tels que les filtres à manche, cyclones, sécheurs ou autres systèmes de récupération des poussières, pour surveiller les émissions de particules et les performances du filtre.
La série S300 est souvent utilisée pour les contrôles de procédés dans des applications où les niveaux de poussières ne doivent pas dépasser des limites définies. Les relais intégrés de la série S300 peuvent être utilisés comme signal d’alarme des niveaux de poussière.
La sortie mA et l’interface RS485 rendent cet instrument idéal pour des applications de suivi des tendances.
Le délai de réponse très court est une caractéristique type des analyseurs de poussière Fuji Electric. Il permet de détecter rapidement des dysfonctionnements dans le procédé d’abattement des taux de poussières et de prévenir une perte de produit coûteuse.
Caractéristiques principales des analyseurs de poussières Fuji Electric Série S300
Vérifications automatiques du zéro et de l’échelle
4-20 mA, RS485, USB, deux relais d’état et communication sans fil (en option)
Affichage local, interface utilisateur et 3 voyants d’état couleur
Δ = Standard • = Option
S303
S304
S305QAL
Boîtier robuste, en aluminium moulé sous pression classe IP66
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Raccord par serrage rapide pour une installation facile
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LED d’état verte, jaune et rouge
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Fonction “autosetup” pour réglage de base automatique
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Deux relais à contact sec indiquant deux niveaux de poussières réglables : alerte et alarme
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Alimentation électrique en 24 VCC ou 100 à 240 VCA
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Interface USB pour une connexion pratique lors de la mise en service
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Logiciel DustTool pour le paramétrage et la configuration
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Réponse normalisée à la production : qualité optimale et identique de chaque appareil
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Linéarisé pendant la production avec test standardisé ISO 12103 “Arizona Road Dust Test”
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RS485 pour communication Modbus RTU ou protocole propriétaire
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Affichage 4 digits éclairé en vert et boutons, pour configuration locale et affichage d’état
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Sortie mA isolée et active, avec alarmes conformes NAMUR NE43
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Vérification automatique de zéro et d’échelle avec correction automatique de dérive
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Possibilité d’étalonnage pour mesure en mg/m³
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Certification QAL1 par TÜV et MCERTS selon EN14181:2014
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Compensation de la vitesse du flux par signal mA d’un débitmètre annexe
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Option de communication sans fil pour réduire les coûts de câblage et d’installation
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Technologie Électrification Inductive
Les analyseurs de poussières Fuji Electric mesurent les particules qui interagissent avec une sonde isolée installée dans un conduit ou une cheminée. Un signal est induit lorsque des particules se déplacent à proximité de la sonde ou la touchent. Ce signal est ensuite traité par une série d’algorithmes avancés pour filtrer le bruit et fournir des mesures précises des taux de poussières.
La technologie triboélectrique classique se base sur la composante continue (CC) du signal électrique, générée lorsque des particules entrent en contact avec la sonde et lui transfèrent une charge.
La technologie d’électrification inductive utilise en plus la composante alternative (CA) du signal triboélectrique, réduisant l’influence de l’encrassement du capteur, des écarts de température et des changements de vitesse. Avec la technologie d’électrification inductive, il est possible d’atteindre une limite de détection de 0,01 mg/m³.
Fonction unique de réglage automatique “Auto Setup”
La fonction d’ajustage automatique “Auto Setup” est une fonction unique de l’analyseur de poussières Fuji Electric. Elle permet une configuration simple et intuitive. Lors de la procédure de configuration automatique, effectuée en conditions normales de procédé, l’analyseur s’adapte automatiquement aux conditions du procédé et définit la plage de mesures et les alarmes selon ces conditions. En conditions normales, l’instrument affiche un voyant vert et la sortie mA est définie à 5 % de l’échelle.
Si le point de mesure se trouve en amont du système de filtration, la ligne de base de l’ajustage automatique peut être de plusieurs g/m³. S’il se trouve en aval du système de filtration, la ligne de base de l’ajustage automatique peut être de quelques mg/m³ seulement. Dans les deux cas, aucune configuration manuelle de la plage n’est requise.
Affichage local et interface utilisateur
Les analyseurs S303 et S304 sont équipés d’une interface utilisateur locale pour la configuration et le réglage.
L’opérateur peut voir les valeurs de mesure en temps réel sur l’affichage 4 digits, en mA, % ou mg/m³.
L’interface à 4 boutons permet à l’opérateur de naviguer dans les menus et de modifier les paramètres les plus importants.
Un bouton supplémentaire permettant de lancer la procédure de configuration automatique est placé à côté de l’affichage.
Technologie éprouvée
Depuis 1993, notre technologie de mesure de poussières est mondialement reconnue, comptant plus de 17 000 installations dans plus de 50 pays.
Le principe de mesure est devenu une norme éprouvée pour les besoins en détection et quantification précise de taux de poussières.
De nombreuses campagnes de tests en laboratoires ont également montré une excellente linéarité sur différents types de poussières.
Le graphique ci-dessous illustre la sortie mA lors du test standard ISO 12103 (Arizona Road Dust Test).
Les tests en température ont montré un impact quasi nul sur toute la plage de température.
Sondes et connexions au procédé
La série S300 est proposée avec une large gamme de sondes et de connexions au procédé.
Les nouvelles solutions mécaniques reflètent notre champ d’expertise au cours des vingt dernières années.
La série S300 a été conçue et développée afin de s’adapter aux procédés industriels et aux demandes, en fonction des besoins du client.
Sonde standard, avec serrage rapide
La série S300 est livrée avec une sonde de 500 mm, composée d’acier inoxydable 316L et de Ryton comme matériau isolant. Cette sonde supporte des températures jusqu’à 300 °C et une pression jusqu’à 600 kPa. Le serrage rapide permet un retrait simple et rapide de l’instrument. Cela est particulièrement utile dans les conditions de procédé difficiles, où les sondes doivent être régulièrement nettoyées.
Longueurs et revêtements des sondes (en option) : Une large gamme de sondes différentes est disponible en option pour des solutions personnalisées. Les poussières humides et adhésives peuvent créer une accumulation de poussières conductrices sur la sonde, ce qui nuit à la précision et à la fiabilité de mesure.
L’électrification inductive étant basée sur le transfert de charge électrostatique entre la sonde et l’amplificateur, l’accumulation de poussières conductrices peut entraîner un effet de pont entre la sonde et la gaine mise à la terre.
Pour éviter cela, nous avons développé différents revêtements pour différentes conditions de procédé :
Purge à l’air (en option)
Utilisée dans les conditions de procédés avec une forte probabilité d’accumulation de poussières sur la sonde.
La purge à l’air veille à ce que la base de la sonde reste exempte d’accumulation de poussières.
Haute température (en option) :
La sonde haute température peut être utilisée dans des conditions de process jusqu’à 700 °C.
L’option de purge à l’air n’est pas disponible pour cette sonde.
Les brides destinées à la connexion sur le process peuvent être choisies en fonction des spécifications du client.
Communication réseau en Fréquence radio (RF) sans fil (en option)
Les analyseurs de la série S300 peuvent être mis en réseau au moyen d’une plateforme Fuji Electric RF.
Cela réduit les coûts de câblage et facilite l’installation, avec une connexion RF entièrement intégrée et facile à utiliser.
Chaque analyseur peut couvrir une zone d’1 km et agir comme répéteur de réseau. Avec ses antennes directionnelles, la zone peut être fortement étendue.
Caractéristiques du réseau sans-fil :
1 km entre 2 appareils
Si nécessaire, chaque instrument peut fonctionner comme répéteur
Importantes économies grâce à la réduction des coûts de câblage et à une mise en service rapide
Opération sûre grâce à l’accès à distance de l’appareil dans des lieux et conditions difficiles
Fonction de réseau intelligent à auto-connexions
Il est possible d’associer le câblage par RS485 et le réseau RF
Les bandes de fréquence radio utilisées ne nécessitent pas de licence ni de permis (868 MHz ou 915 MHz)
Plusieurs canaux disponibles
Jusqu’à 30 analyseurs sur un même réseau
Pas besoin de barrières sur les lignes de communication en zones explosibles
Logiciel de paramétrage DustTool
Les analyseurs de la série S300 peuvent être gérés et paramétrés avec le logiciel DustTool. Cela offre une plateforme pratique pour visualiser les résultats des mesures, lancer l’ajustage automatique et régler les paramètres de l’analyseur. Branchez un câble USB directement sur le connecteur USB, ou utilisez un convertisseur générique USB-RS485, puis connectez simplement au bus RS485 de l’appareil.
DustTool détecte automatiquement l’interface utilisée et se connecte à l’appareil.
Sur la page de paramétrage, vous pouvez modifier les paramètres d’exploitation du détecteur de poussières connecté.
Dans la vue réglages, vous pouvez contrôler les paramètres du logiciel, tels que l’accès au réseau et la protection par mot de passe.
Modèle S305QAL
Modèle S305QAL certifié QAL1 pour la mesure en continu des poussières à l’émission :
Le S305QAL est approuvé pour les usines soumises aux réglementations suivantes :
Directive CE 2000/76 Incinération des déchets
LCPD – Directive 2001/80/CE pour les grandes installations de combustion
Directive CE 2010/75 Émissions industrielles
Directive CE 2015/2193 (Installations de combustion moyennes) Allemagne : 27e BImSchV, le 30e
Peut être mis en réseau via interface RS485 (Modbus RTU) conforme au VDI 4201
QAL2
Installation, mise en service et étalonnage du S305QAL par mesure gravimétrique
Installation unilatérale, sans alignement ni ajustement mécanique
Protection IP66 requise, contre les intempéries (-20 à 50 °C).
La fonction de réglage automatique donne de mesures utilisables instantanément
L’alimentation peut être de 100 à 230 VCA ou de 24 VCC
Possibilités de configuration locale et distante via RS485
QAL3
Le contrôle périodique du S305QAL pendant son fonctionnement.
Maintenance
Les vérifications de zéro et d’échelle sont automatiques et ne nécessitent aucune action manuelle.
Seul le nettoyage de la sonde doit être réalisé
Aucun autre ajustement nécessaire
AST
Test de surveillance annuel (AST) :
Contrôle annuel de la variabilité et de la validité de la fonction d’étalonnage
Caractéristiques techniques
L’analyseur de poussières S305QAL, certifié QAL1, s’impose comme un instrument incontournable pour la surveillance précise des particules suspendues totales (TSP). Doté de technologies de pointe, cet analyseur offre des performances exceptionnelles dans des conditions d’exploitation variées.
Principe de Mesure et Objets de Mesure:
Principe de Mesure: Électrification inductive
Objets de Mesure: Particules suspendues totales (TSP)
Cet analyseur repose sur le principe d’électrification inductive, garantissant une précision élevée dans la mesure des particules en suspension.
Échelle de Mesure et Plage de Certification:
Limite de Détection: 0,01 mg/m³
Échelle Maximale: Jusqu’à plusieurs g/m³ (selon les conditions)
L’échelle de mesure étendue et les différentes plages de certification assurent une adaptation flexible aux divers environnements d’exploitation.
Indice de Protection et Alimentation:
Indice de Protection: IP66
Alimentation:
24 V CC ±10%
100 … 240 V CA ±10%, 50 / 60 Hz
Consommation Électrique: Jusqu’à 10 W CC/CA
L’indice de protection élevé (IP66) assure la fiabilité de l’analyseur dans des conditions environnementales difficiles, tandis que les options d’alimentation offrent une flexibilité d’installation.
Signaux de Sortie et Communication:
Signaux de Sortie:
2 × Relais de contact sec SPDT indépendants
Boucle de sortie active 4…20 mA isolée
Interface de Communication:
2 x Communication série RS 485
USB
Fréquence radio (RF, avec antenne RF en option)
Protocoles de Communication: MRTU Modbus, Réseau Fuji Electric
La diversité des signaux de sortie et des interfaces de communication facilite l’intégration avec d’autres systèmes et permet une surveillance à distance.
Boîtier et Matériaux:
Boîtier: Aluminium
Pièces en Contact:
Sonde : Acier inoxydable (316L)
Isolation : Sulfure de polyphénylène (Ryton R-4)
La construction robuste en aluminium et l’utilisation de matériaux de haute qualité garantissent une durabilité accrue dans des environnements exigeants.
Conditions Environnementales et Performances:
Poids: 1.5 kg
Température Ambiante: -20 … 50 °C
Humidité Ambiante: Humidité relative max 95% (sans condensation)
Température Process: Max. 300 °C (Option jusqu’à 700 °C avec revêtement Teflon)
Pression Process: Max. 600 kPa (jusqu’à 300 °C), Max. 300 kPa (300 °C à 700 °C)
Vitesse d’Écoulement: Min. 3 m/s, max. testé 40 m/s
Ces caractéristiques assurent des performances optimales dans une plage étendue de conditions environnementales et d’exploitation.
Communication Sans Fil:
Fréquences: 868 MHz (15 canaux), 915 MHz (bande ISM sans licence)
Puissance de Transmission: Jusqu’à +23 dBm (ajustable par l’utilisateur)
Sensibilité du Récepteur: 110 dBm
Portée de Communication: Jusqu’à 1 000 m en environnement urbain
La communication sans fil offre une flexibilité accrue avec une portée étendue, facilitant la surveillance à distance.
Modèles S303 et S304
Modèle S303 pour la mesure des poussières en contrôle de procédé et Modèle S304 pour les mesures en continu des taux de poussières à l’émission lorsque la certification QAL1 n’est pas requise
Détection immédiate de fuite de filtre par les signaux d’alerte et d’alarme
Suivi et optimisation des performances du filtre grâce au signal de sortie mA
Minimisation des pertes de produit en détectant les fuites les plus petites
Identification des électrovannes inopérantes
Surveille l’efficacité des impulsions et aide à réduire le taux d’impulsion
Réduit la consommation en air comprimé
Permet une maintenance préventive
Réduit de façon proactive les temps d’arrêt
Surveillance des systèmes de convoyage pneumatique
Indication débit / absence de débit
Surveillance du débit avec S303 basé sur un signal de sortie mA
Reçoit un avertissement précoce sur les blocages dans les systèmes de convoyage de vrac et de poudre
Optimise le débit des systèmes de convoyage
Contrôle l’alimentation en carburant dans les applications de chaudière
Veille à ce que la production ne soit pas réduite par un filtre bouché
Systèmes d’extraction et de circulation d’air
Aide à améliorer les conditions de fonctionnement d’air propre
Conformité avec les réglementations en surveillant l’air de retour
Conformément à l’EN 12779, chaque atelier de menuiserie qui utilise un système de circulation d’air de plus de 10 000 m³/h doit être surveillé en permanence
Contrôle du processus d’évacuation des fumées de soudage
Alarme immédiate en cas de dysfonctionnement du filtre
Mesure en conditions chaudes : aciéries, cimenteries, usines de production chimique ou centrales électriques
Détecte les dommages dans les parois de fours à coke
Différentes sondes et revêtements permettent de mesurer la quantité de particules dans des conditions industrielles difficiles, jusqu’à 700 0C
Sondes à revêtement Teflon disponibles pour les poussières conductrices et adhésives, permet notamment d’accroître l’intervalle entre deux maintenances
Sondes à revêtement diamant disponibles, pouvant supporter la poussière abrasive
Mesures continues des particules en cheminée
Surveillance des émissions dans des petites et moyennes cheminées
Permet aux installations de combustion une conformité avec la directive UE 2010/75/UE/IED, art. 32
L’US-EPA, l’OSHA ou autres autorités locales exigent souvent des mesures continues en parallèle à un échantillonnage gravimétrique périodique
Retour sur investissement
Cet exemple de calcul montre la période d’amortissement et la trésorerie sur 3 ans, basées sur la perte de produit causée par une petite fuite dans un système de filtration.
Flux de gaz : 100 000 m³/h
Concentration autorisée en sortie filtre : 5 mg/m³
Concentration en poussières en sortie de filtre endommagé : 100 mg/m³
Coût du produit : 0,10 €/kg
Cela signifie une perte de produit de 84 000 kg par an, probablement relâchés dans l’environnement. Plus de 20 000 € d’économies en 3 ans et une durée d’amortissement de moins de 3 mois.
Caractéristiques techniques
Les analyseurs de poussières S303 et S304 se distinguent comme des instruments avancés, conçus pour une surveillance précise des particules suspendues totales (TSP). Dotés d’une technologie d’électrification inductive de pointe, ces appareils offrent une fiabilité exceptionnelle dans une variété de conditions d’exploitation.
Principe de Mesure et Objets de Mesure:
Principe de Mesure: Électrification inductive
Objets de Mesure: Particules suspendues totales (TSP)
Le principe d’électrification inductive garantit une mesure précise et fiable des particules en suspension, offrant une solution robuste pour la surveillance de la qualité de l’air.
Échelle de Mesure et Indice de Protection:
Limite de Détection: 0,01 mg/m³
Échelle Maximale: Jusqu’à plusieurs g/m³ (selon les conditions)
Indice de Protection: IP66
Avec une échelle de mesure étendue et une protection IP66, ces analyseurs sont prêts à faire face à des environnements variés, même dans des conditions difficiles.
Alimentation et Consommation Électrique:
Alimentation Électrique:
24 VCC ±10%
100 … 240 VCA ±10%, 50 / 60 Hz
Consommation Électrique: Jusqu’à 10 W CC/CA
Avec une flexibilité d’alimentation, ces analyseurs peuvent être intégrés efficacement dans divers systèmes, offrant des options d’installation polyvalentes.
Signaux de Sortie et Communication:
Signaux de Sortie:
2 × Relais de contact sec SPDT indépendants
Boucle de sortie active 4…20 mA isolée
Interface de Communication:
2 x Communication série RS 485
USB
Fréquence radio (RF, avec antenne RF en option)
Protocoles de Communication: MRTU Modbus (avec RS 485), Réseau Fuji Electric
Une variété de signaux de sortie et d’options de communication permet une intégration aisée avec des systèmes de surveillance existants.
Boîtier et Matériaux:
Boîtier: Aluminium
Pièces en Contact:
Sonde : Acier inoxydable (316L)
Isolation : Sulfure de polyphénylène (Ryton R-4)
La construction robuste en aluminium et l’utilisation de matériaux de haute qualité assurent une durabilité exceptionnelle dans des environnements exigeants.
Conditions Environnementales et Performances:
Poids: 1.5 kg
Température Ambiante: -40 … 60 °C
Humidité Ambiante: Humidité relative max 95% (sans condensation)
Température Process: Max. 300 °C (Option jusqu’à 700 °C avec revêtement Teflon)
Pression Process: Max. 600 kPa (jusqu’à 300 °C), Max. 300 kPa (300 °C à 700 °C)
Vitesse d’Écoulement: Min. 3 m/s, max. testé 40 m/s
Ces caractéristiques permettent une utilisation dans un large éventail de conditions environnementales, tout en assurant des performances optimales.
Communication Sans Fil:
Fréquences: 868 MHz (15 canaux), 915 MHz (bande ISM sans licence)
Puissance de Transmission: Jusqu’à +23 dBm (ajustable par l’utilisateur)
Sensibilité du Récepteur: -110 dBm
Portée de Communication: Jusqu’à 1 000 m en environnement urbain
La communication sans fil offre une portée étendue, facilitant la surveillance à distance dans divers contextes urbains.
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