Выбор идеального модуля предусловий пробы для точного анализа

Как выбрать правильный модуль предусловий пробы

Рэнди Рикен

При анализе пробы в аналитической системе пробоотбора оператору может потребоваться предусловие пробы до того, как она попадет в систему подготовки пробы у анализатора. Когда этот этап необходим для анализа, выбор правильного модуля предусловий становится критическим решением.

Выбор модуля предусловий зависит от типа системы транспортировки пробы и текущей фазы пробы — газ или жидкость. В зависимости от этих условий существует две распространенные конструктивные варианта модулей предусловий:

1. Полевой модуль (field station), устанавливаемый у точки отбора
2. Модуль быстрого цикла (fast-loop), устанавливаемый у анализатора

Системы транспортировки пробы

Сначала нужно определить, какая система транспортировки пробы будет использоваться. В аналитической приборостроении применяются две основные системы.

Однолинейная система транспортирует пробу к анализатору и далее к точке утилизации. Такие системы часто используются для газовых проб. Если газовые пробы требуют предусловий перед входом в транспортную линию, скорее всего нужен полевой модуль.

Система быстрого цикла (fast-loop) доставляет пробу к месту установки анализатора, где только малая часть проходит через анализатор, а остальное возвращается в процесс через обратный кран. Fast-loop системы распространены для жидких проб, но иногда используются для безопасной транспортировки газов. Обычно в таких системах модуль быстрого цикла предусловий устанавливается после прибытия пробы к анализатору.

Полевые модули vs модули быстрого цикла

Определив систему транспортировки, необходимо выбрать подходящий модуль предусловий. Можно использовать полевой модуль, модуль быстрого цикла или ни одного. Главное различие — момент предусловий: до входа в транспортную линию (полевой модуль) или после прибытия к анализатору (модуль быстрого цикла). Важно отметить, что система пробоотбора редко использует оба модуля одновременно.

Рисунок 1: Полевой модуль в однолинейной системе транспортировки.

Полевые модули часто поставляются как субсборки, содержащие устройства для фильтрации пробы, испарения жидкой пробы или снижения давления газа. Как показано на рис. 1, полевой модуль предусматривает пробу перед входом в транспортную линию. Полевые модули способны:

• Удалять нежелательные твердые частицы или жидкости из потока
• Менять давление или температуру пробы
• Менять агрегатное состояние пробы через испарение или конденсацию
• Обеспечивать ввод калибровочного газа

Рисунок 2: Модуль быстрого цикла в системе fast-loop.

Большинство модулей быстрого цикла используются для жидких проб, хотя fast-loop системы становятся популярными и для газов. Обычно они включают устройства управления расходом и фильтрации анализируемой пробы. Рисунок 2 демонстрирует, как модуль быстрого цикла предусматривает пробу после прибытия к анализатору.

Поскольку fast-loop почти никогда не предусматривает пробы в поле, полевой модуль не нужен. Только малая часть потока идет к анализатору, остальное — некондиционированное — возвращается в обратную линию.

Особенности предусловий жидких проб

Жидкие пробы чаще всего предусматриваются модулем быстрого цикла, потому что жидкости часто трудно утилизировать или уничтожить. Из-за экологических проблем, связанных со сбросом проб, модули быстрого цикла решают вопрос потенциально опасных отходов. Жидкости также содержат больше массы на единицу объемного расхода, делая эти пробы более ценными, чем большинство газов. С модулями быстрого цикла неконтаминированные жидкости часто возвращаются в систему пробоотбора.

Особенности предусловий газовых проб

Как описано выше, газовые пробы можно предусматривать либо полевым модулем, либо модулем быстрого цикла. Традиционно полевой модуль используется не только для предусловий, но и для снижения давления перед транспортировкой к анализатору. Снижение давления газа улучшает время отклика — газ движется в два раза быстрее. Газовый поток при низком давлении безопаснее.

Однако бывают ситуации, когда высокое давление должно сохраняться. Измерение может требовать полное процессное давление, или анализатору нужно высокое давление для измерения ppm или ppb уровней газа. В таких случаях вопрос утилизации остается приоритетным — особенно если газ содержит углерод или серу. Такие пробы должны использовать fast-loop для возврата большей части пробы в обратную линию.

Понимание условий вашей системы пробоотбора и самой пробы поможет определить правильный модуль предусловий. Для обеспечения постоянного получения репрезентативных проб и точных аналитических результатов рассмотрите возможность прохождения курса обучения Swagelok Process Analyzer Sampling System (PASS) Subsystem Training. Опытные инженеры по системам пробоотбора и отраслевые специалисты научатся понимать сложные субассямблеи, такие как модули предусловий пробы.