Informations générales
Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1
Déballage de l’hygromètre série 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1
Vérification de l’étanchéité de la cellule à oxygène Delta F . . . . . . . . . . 1-2
Choix d’un site. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3
Mise à la terre de l’hygromètre série 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5
Considérations relatives aux sondes d’humidité et de température . . 1-5
Consignes relatives au système d’échantillonnage . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8
Introduction
Déballage de l’hygromètre série 1
Installation
Novembre 2004
L’hygromètre Moisture Image série 1 de GE Infrastructure Sensing,
Inc. est un analyseur multicanal qui permet de mesurer la concentration d’humidité dans les gaz et liquides non aqueux, de même que la concentration d’oxygène dissous dans les gaz.
Instrument basé sur microprocesseur, l’hygromètre série 1 conjugue matériel et logiciel pour prendre des mesures diverses. L’utilisateur branche les entrées nécessaires (sondes d’humidité, transducteurs de pression, cellules à oxygène, etc.) sur le panneau arrière du boîtier d’électronique à l’aide des câbles appropriés. Généralement, l’utilisateur installe les sondes d’humidité et cellules à oxygène dans le processus en utilisant un système d’échantillonnage spécialement conçu pour l’application. Le système d’échantillonnage délivre un
échantillon de gaz ou liquide utilisé aux sondes. Les sondes envoient ensuite des signaux à l’électronique de l’hygromètre série 1, qui interprète les signaux et les convertit en mesures.
Les utilisateurs installent généralement l’hygromètre série 1 dans le cadre d’un système de transformation complexe qui inclut des composants tels que des filtres, des pompes et des régulateurs de pression. Dans un tel environnement, les sondes et les autres parties du système peuvent être sujets à des contraintes ambiantes, comme des températures élevées, des pressions extrêmes, des éléments corrosifs et des vibrations mécaniques.
AVERTISSEMENT !
Pour garantir le fonctionnement sans risque de cet appareil, vous devez installer et utiliser l’hygromètre série
1 comme indiqué dans ce manuel. En outre, veillez à suivre tous les codes de sécurité et réglementations localement en vigueur pour l’installation d’appareils électriques.
Dès réception, déballez l’hygromètre série 1 et assurez-vous que les composants et la documentation figurant sur le bordereau de marchandises sont tous présents. Il est possible que le bordereau de marchandises ne mentionne pas les Fiches de données de calibrage, qui sont généralement emballées dans le coffret de rangement en plastique avec les sondes d’humidité, d’oxygène et de pression. Vous pourrez également trouver les Fiches de données de calibrage dans une enveloppe fixée par un ruban adhésif sur l’hygromètre série 1. Il doit y avoir une Fiche de données de calibrage pour chaque sonde.
Veillez à inspecter tous les composants, y compris le système d’échantillonnage, pour vous assurer qu’ils n’ont pas été endommagés en cours de transport. Signalez immédiatement tout dommage constaté au transporteur et à GE Infrastructure Sensing,
Inc. Vous devez laisser les capuchons en plastique sur les sondes et les transducteurs de pression tant qu’ils ne sont pas installés. S’il manque quoi que ce soit, contactez immédiatement GE Infrastructure
Sensing, Inc.
1-1
Novembre 2004
Vérification de l’étanchéité de la cellule
à oxygène Delta F
Avant de brancher les cellules à oxygène Delta F, vous devez vérifier leur état et en particulier leur étanchéité. Selon l’application, la cellule à oxygène pourra avoir une évacuation supérieure, ou à la fois une évacuation supérieure et une évacuation inférieure pour le réservoir d’électrolyte. Pour la procédure suivante, il est important que vous identifiiez votre cellule. Pour ce faire, reportez-vous à la figure 1-1 ci-dessous.
1. Retirez le bouchon du réservoir d’électrolyte.
IMPORTANT : Si votre cellule possède également une évacuation
inférieure, assurez-vous que la vanne de purge d’électrolyte, montée sur l’arrière de la cellule à oxygène, est fermée (en position verticale). Voir la figure 1-1 ci-dessous.
2. Ajoutez 100 ml (3 onces) environ d’eau distillée dans le réservoir et remettez le bouchon.
3. Vérifiez le niveau d’eau à l’aide des repères min./max. (cf. Figure
1-2 de la page suivante) sur la cellule à oxygène. L’eau doit couvrir 60 % de la fenêtre.
Évacuation supérieure
1-2
Évacuation inférieure
Vanne de purge d’électrolyte
(à la verticale, position fermée)
Figure 1-1: Cellule à oxygène Delta F -
Emplacement des évacuations
4. Laissez reposer la cellule à oxygène pendant 6 heures environ ; ensuite, assurez-vous qu’elle ne fuit pas.
5. En l’absence de fuites, videz complètement la cellule.
Si elle fuit, reportez-vous aux informations de garantie au début du manuel.
Installation
Vérification de l’étanchéité de la cellule
à oxygène Delta F (suite)
Fenêtre min./max.
Novembre 2004
Choix d’un site
Niveau d’eau
Figure 1-2: Fenêtre min./max. et niveau d’eau
L’hygromètre série 1 est disponible dans trois configurations d’installation possibles : fixation sur étagère, sur établi ou sur panneau ; ces configurations sont adaptées à la plupart des installations intérieures, mais résistent également aux intempéries et aux déflagrations. Pour des exemples, reportez-vous aux dessins en fin de chapitre.
Lorsque vous recevrez l’hygromètre série 1, vous devriez déjà avoir discuté des facteurs ambiants et d’installation avec un ingénieur d’applications ou un vendeur venu sur votre site. Le matériel doit être adapté à l’application et au site d’installation.
Avant d’installer l’appareil, lisez les consignes ci-dessous pour vous assurer que vous avez sélectionné le meilleur site d’installation.
IMPORTANT : Aux fins de conformité à la directive de l’UE sur les
basses tensions (IEC 1010), cet appareil exige un sectionneur de courant externe. Cet appareil utilise son cordon d’alimentation comme sectionneur.
Installation 1-3
Novembre 2004
Choix d’un site (suite)
AVERTISSEMENT !
Les applications de division 2 pourront exiger une installation spéciale. Consultez les exigences d’installation adéquates dans le National Electric Code et/ou le code électrique canadien.
L’analyseur doit être installé dans un boîtier adapté conformément aux consignes de l’article 500 du National
Electric Code et de la section 18 du Code canadien de l’électricité, qui ont trait à la classification des environnements dangereux dans lesquels l’électronique sera utilisée.
•
Choisissez un site d’installation pour les sondes et les systèmes d’échantillonnage qui soit le plus près possible de la chaîne de process. Évitez les longs tuyaux de raccordement. Si de longues distances sont inévitables, une boucle de dérivation d’échantillonnage rapide est recommandée. N’installez aucun autre composant, comme des filtres, en amont des sondes ou du système d’échantillonnage, sauf indication contraire de GE Sensing.
•
Prenez toutes les précautions standard. Utilisez les sondes dans leurs valeurs nominales maximums de pression et de température.
•
Même si l’accès à l’hygromètre série 1 n’est pas obligatoire en cours de fonctionnement normal, installez le boîtier de l’électronique à un endroit pratique pour la programmation, les essais et la maintenance. Une salle des commandes ou un abri pour instruments sont des emplacements typiques.
•
Placez le boîtier de l’électronique à l’écart des hautes températures, des transitoires électriques puissants, des vibrations mécaniques, des atmosphères corrosives et de toute autre condition susceptible d’endommager ou d’interférer avec le fonctionnement de l’hygromètre série 1.
•
Évitez de soumettre les câbles des sondes à des contraintes physiques (plis, tension, torsion, etc.). En outre, ne soumettez pas les câbles à des températures supérieures à 65 °C (149 °F) ou inférieures à -50 °C (-58 °F).
•
Observez les restrictions suivantes concernant les câbles des sondes :
•
Les sondes séries M et TF exigent un câble à blindage spécial.
Vous pouvez placer les sondes M et TF jusqu’à 600 m
(2 000 ft) de l’hygromètre série 1. Si vous mesurez la pression avec une sonde TF, la longueur de câble ne devra pas dépasser
152 m (500 ft).
•
La cellule à oxygène Delta F utilise un câble blindé à 4 conducteurs 22 AWG. Les cellules dont la plage est comprise entre 0 et 1/10/100 ppm v ou 0 et 0,5/5/50 ppm v
peuvent être placées jusqu’à 15 m (50 ft) de distance. Toutes les autres cellules peuvent être placées jusqu’à 91 m (300 ft).
Pour l’installation à distance de la cellule à oxygène et les restrictions de câble pour les autres capteurs, consultez GE Infrastructure
Sensing, Inc.
1-4 Installation
Mise à la terre de l’hygromètre série 1
Novembre 2004
Le boîtier de l’hygromètre série 1 est mis à la terre sur la terre du système électrique via le troisième conducteur de la prise et du cordon d’alimentation (cf. Figure 1-3 ci-dessous). Cette mise à la terre ne doit pas être éliminée.
Fusible
1/2 AMP
250V
SLO-BLO
3AG
L ine
G nd
N eut
Ligne
Alimentation
GND
Figure 1-3: Panneau arrière de l’hygromètre série 1 -
Emplacement de la mise à la terre
Considérations relatives aux sondes d’humidité et de température
Les sondes séries M et TF sont composées d’un capteur en oxyde d’aluminium monté sur une tête de branchement. Les sondes standard incluent une gaine de protection en acier inoxydable.
Les matériaux et le boîtier du capteur de la sonde maximisent sa durabilité et garantissent un minimum de surfaces adsorbant l’eau à proximité de la surface en oxyde d’aluminium. La gaine de protection en acier inoxydable fritté permet de protéger le capteur des débits
élevés et des particules. Cette gaine ne doit pas être retirée, sauf indication contraire de GE Infrastructure Sensing, Inc..
Le capteur a été conçu pour résister à des chocs et des vibrations normaux. Vous devez vous assurer que la surface active du capteur n’entrera jamais en contact direct avec des objets étrangers, dans la mesure où ils risquent de compromettre sa performance.
Ces simples précautions prolongeront au maximum la vie utile de la sonde. GE Infrastructure Sensing, Inc. recommande le calibrage régulier des sondes, à intervalles de 6 mois, ou comme recommandé par nos ingénieurs d’applications pour votre application particulière.
La sonde mesurera la pression de vapeur d’eau à sa proximité immédiate ; par conséquent, les relevés seront fonction de sa proximité aux murs du système, aux matériaux de construction et à d’autres facteurs ambiants. Le capteur peut fonctionner sous vide ou sous pression, dans des conditions dynamiques ou statiques.
Observez les précautions ambiantes indiquées à la page suivante.
Installation 1-5
Novembre 2004
Plage de températures
Condensation de l’humidité
Utilisation statique ou dynamique
La sonde standard fonctionne entre -110 et +70 °C (-166 et 158 °F).
Veillez à ce que la température soit d’au moins 10 °C (18 °F) supérieure à la température du point de rosée. Si cette condition n’est pas maintenue, la condensation de l’humidité risque d’apparaître sur le capteur ou dans le système d’échantillonnage, ce qui faussera les relevés. Dans ce cas, essuyez la sonde en procédant comme indiqué au chapitre 3.
Le capteur fonctionne tout aussi bien dans une atmosphère statique ou en présence d’un courant d’air considérable. Sa petite taille le rend idéal pour la mesure de l’hygrométrie dans des récipients entièrement hermétiques ou des boîtes sèches. Ses performances sont tout aussi bonnes dans des conditions d’écoulement gazeux jusqu’à 10 000 cm/s et de liquide jusqu’à 10 cm/s. Pour les débits maximums des gaz et des liquides, reportez-vous au tableau 1-1 ci-dessous et au tableau
1-2, à la page suivante.
Tableau 1-1: Débits de gaz maximums
D’après les caractéristiques physiques de l’air à une température de 25 °C (77 °F) et une pression de 1 atm, les débits suivants produiront la vitesse linéaire du flux de gaz maximum autorisée de 10 000 cm/s dans les diamètres de tuyau correspondants.
Diamètre interne du tuyau
(po.)
0.25
0.50
0.75
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
Débit de gaz (Pieds
7
27
60
107
429
966
1,718
2,684
3,865
5,261
6,871
8,697
10,737
12,991
15,461
3
/min.)
1-6 Installation
Novembre 2004
Utilisation statique ou dynamique (suite)
Tableau 1-2: Débits de liquide maximums
D’après les caractéristiques physiques du benzène à une température de 25 °C (77 °F), les débits suivants produiront la vitesse linéaire du flux de liquide maximum autorisée de 10 cm/s dans les diamètres de tuyau correspondants.
Diamètre interne du tuyau (po) Débit (gal/hr) Débit (l/h)
0.25
3 11
0.50
0.75
1.0
2.0
3.0
4.0
12
27
48
193
434
771
46
103
182
730
1,642
2,919
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
1,205
1,735
2,361
3,084
3,903
4,819
5,831
6,939
4,561
6,567
8,939
11,675
14,776
18,243
22,074
26,269
Pression
Stockage à long terme et stabilité fonctionnelle
Les capteurs ne subissent pas l’influence de fluctuations marquées continuelles de l’humidité et ne seront pas endommagés par une exposition à des conditions de saturation en cours de stockage.
Toutefois, nous vous conseillons de stocker les sondes dans leur boîte d’expédition d’origine, à un endroit propre et sec. Si la sonde est saturée en cours de stockage, reportez-vous à Condensation de
l’humidité plus loin dans ce chapitre avant d’installer la sonde. Pour des performances optimales, ne stockez pas les sondes pendant plus d’un à deux ans à coter de leur date de calibrage.
À l’épreuve des interférences
La sonde d’humidité détecte toujours la pression de vapeur d’eau correcte, indépendamment de la pression ambiante totale. Le capteur d’humidité mesure la vapeur d’eau sous vide ou haute pression - de 5
µm Hg à 34,5 MPa (5 000 psi) de pression totale.
Le capteur n’est nullement affecté par la présence d’un large éventail de gaz et de liquides organiques. Les fortes concentrations de gaz d’hydrocarbures, de Fréon
®
, d’ozone, de gaz carbonique, d’oxyde de carbone et d’hydrogène sont sans effet sur les indications du capteur en matière de vapeur d’eau. Le capteur fonctionnera correctement dans une multitude d’environnements gazeux ou liquides non conducteurs.
Matériaux corrosifs
Évitez tous les matériaux corrosifs ou par ailleurs nuisibles à l’aluminium ou à l’oxyde d’aluminium. Ces matériaux incluent les matériaux fortement acides ou basiques et les amines primaires.
Installation 1-7
Novembre 2004
Consignes relatives au système d’échantillonnage
Systèmes d’échantillonnage d’humidité
Un système d’échantillonnage est requis pour la mesure de l’oxygène et, même si non obligatoire, est vivement recommandé pour la mesure de l’humidité. Le système d’échantillonnage a pour objet de conditionner ou réguler un flux d’échantillon dans les limites spécifiées pour une sonde. Les exigences de l’application déterminent la conception du système d’échantillonnage. Les ingénieurs d’applications GE Infrastructure Sensing, Inc. vous feront leurs recommandations d’après les consignes générales suivantes.
Généralement, ces systèmes d’échantillonnage doivent contenir le moins de composants possible et l’essentiel de ces composants doit se trouver en aval de la sonde de mesure. La figure 1-4 montre l’exemple d’un système d’échantillonnage de base comprenant un boîtier antidéflagrant avec une cellule d’échantillonnage, un filtre, un débitmètre, une vanne d’évacuation de l’air et deux robinets d’arrêt - un à l’arrivée, l’autre à la sortie.
Les composants du système d’échantillonnage ne doivent comprendre aucun matériau qui compromettra les mesures. Un système d’échantillonnage pourra inclure un filtre pour éliminer les particules du flux ou un régulateur de pression pour en réduire ou réguler la pression. Toutefois, la plupart des filtres et régulateurs de pression courants ne sont pas adaptés à des systèmes d’échantillonnage qui ont des composants mouillés susceptibles d’absorber ou de libérer des composants (comme de l’humidité) dans le flux d’échantillonnage. Ils risquent également de permettre aux contaminants ambiants de pénétrer dans le flux d’échantillonnage. En général, vous devez opter pour de l’acier inoxydable pour tous les composants mouillés.
Cellule d'échantillonnage
1-8
Arrivée d'échantillo n
Sortie d'échantillo n
Évent
Figure 1-4: Système typique d’échantillonnage d’humidité
Installation
Systèmes d’échantillonnage d’oxygène
Novembre 2004
Les systèmes d’échantillonnage d’oxygène sont obligatoires et peuvent
être commandés auprès de GE Infrastructure Sensing, Inc. pour une fixation murale ou sur établi. Vous pouvez aussi construire votre propre système d’échantillonnage en suivant les consignes ci-dessous.
IMPORTANT : La garantie GE Infrastructure Sensing, Inc. sera
annulée si le système d’échantillonnage n’a pas de soupape de décharge.
Les exigences de base pour le système d’échantillonnage (cf. Figure
1-5 ci-dessous) sont les suivantes :
1. La cellule à oxygène exige un débit gazeux compris entre 0,06 et
0,07 m
3
/h (2 et 2,5 SCFH).
2. La pression du gaz d’échantillonnage dans la cellule doit être comprise entre 0,0 et 6,9 KPa (0 et 1 psig). Elle ne doit pas dépasser 6,9 KPa (1 psig).
3. Une soupape de décharge réglée à 6,9 KPa (10 psig) installée en amont de la cellule à oxygène est obligatoire pour empêcher le risque de surpression.
4. Un débitmètre est obligatoire pour mesurer le débit.
5. Un manomètre est obligatoire pour mesurer la pression.
6. Une soupape de régulation du débit ou soupape à pointeau est obligatoire pour réguler le début et doit être placée en amont de la cellule.
7. Un régulateur de pression est requis pour les alimentations de gaz d’échantillonnage de 344,7 KPa (50 psig) ou plus.
Si une pompe d’échantillonnage est indispensable pour l’aspiration de l’échantillon jusqu’à la cellule à oxygène, cette pompe devra être installée en aval de la cellule à oxygène. Vous devrez également installer un reniflard réglé à 6,9 KPa (1 psig) entre la cellule à oxygène et la pompe.
Sortie d'échantillon
Arrivée d'échantillon
Installation
Figure 1-5: Système d’échantillonnage d’oxygène typique
1-9
Chapitre 2
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