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  • Jonathan McCallumDétection de la LIE des gaz dans les appareils de contrôle de gaz en continu pour mesurer les gaz combustibles : capteurs catalytiques contre capteurs infrarouges

    Certaines personnes veulent vous faire croire qu’une technologie est meilleure qu’une autre. En réalité, chacune dispose d’avantages et d’inconvénients que vous devez comprendre.

    Abordables et fiables, les capteurs de gaz combustibles catalytiques sont largement utilisés. Ils fonctionnent par oxydation des gaz combustibles dans un catalyseur, situé à l’intérieur d’un pare-flammes. Cela provoque une modification de la résistance d’un fil qu’un montage en pont de Wheatstone convertit en un signal électrique et, au final, en une lecture du % de LIE (pourcentage de limite inférieure d’explosivité).

    Les capteurs infrarouges (IR) mesurent l’absorbance d’un rayon de lumière IR causée par la présence d’un gaz combustible. Plus l’absorbance est élevée, plus le gaz combustible est présent.

    Vous pouvez effectuer une recherche dans Google au sujet des principes de fonctionnement de chaque technologie pour obtenir plus de détails.

    J’aime prendre en compte ces différences, selon mes propres expériences pratiques avec celles-ci, dans le but de décider de la meilleure technologie à utiliser pour une application donnée. Il est vrai que les technologies et les produits changent et évoluent constamment, alors vous devez décider si ces caractéristiques sont importantes pour vous, et comprendre les différences entre les fabricants et les modèles. Le tableau ci-dessous peut être utilisé comme ligne directrice générale.

    Capteurs de combustibles catalytiques (CC)Capteurs infrarouges (IR) Pourquoi cela est-il important?
    Ils sont relativement abordables à l’achat et au remplacement, ils sont faciles à étalonner, ils sont généralement garantis de 1 à 3 ans et ils durent en moyenne de 2 à 5 ans.Le coût en capital est plus élevé, mais la durée de vie peut être plusieurs fois plus longue, avec un MTBF (temps moyen entre défaillances) élevé, alors le coût du cycle de vie peut être inférieur. Moins d’entretien signifie moins de temps d’arrêt et moins de frais.
    Consommation élevée en électricité.Faible consommation en électricité.Une faible consommation d’électricité signifie une durée de vie plus longue des batteries ou des batteries plus légères.
    Ils requièrent fréquemment des tests de fonctionnalité ainsi que des étalonnages afin de maintenir leur précision. Ils requièrent moins de tests de fonctionnalité et d’étalonnages (sauf si la loi l’exige), alors les coûts d’exploitation sont inférieurs (en ce qui concerne la main-d’œuvre, le gaz d’étalonnage et le temps d’arrêt).Les tests de fonctionnalité et les étalonnages demandent temps et argent; cela peut signifier qu’un capteur est non conforme de temps à autre; la technologie IR est plus stable et requiert moins d’entretien.
    Ils ne sont pas spécifiques : ils peuvent lire presque tous les gaz combustibles, mais avec différents degrés de précision; des facteurs de correction peuvent être appliqués lorsque le gaz ciblé est connu, étant donné que le capteur ne peut déterminer le gaz. Ils ne sont pas spécifiques : comme le capteur mesure uniquement l’absorbance, il réagira à la plupart des gaz combustibles, mais pas à tous, à divers degrés; le capteur ne peut pas faire la différence entre plusieurs gaz combustibles.Il est réellement important de connaître les gaz que vous souhaitez mesurer.
    Ils ne lisent pas très bien les gaz combustibles avec plus de 9 atomes de carbone, car la taille de la molécule empêche son passage à travers le pare-flammes et sa diffusion dans le catalyseur. En l’absence de pare-flammes, les gaz avec plus de 9 atomes de carbone sont facilement détectés.Plus de polyvalence en ce qui concerne les gaz pouvant être détectés et mesurés.
    Le capteur CC offre une réponse relativement linéaire entre 0 et 100 % de LIE, quel que soit le gaz combustible.Le capteur IR offre des courbes de réponse uniques pour chaque gaz combustible; une courbe pour le méthane ne ressemble pas à une courbe pour le pentane.Les capteurs IR fonctionnent au mieux lorsque la courbe d’étalonnage de l’instrument correspond au gaz ciblé; les capteurs CC sont plus précis lorsque le mélange de gaz est variable. Les capteurs IR peuvent être imprécis lorsque la mauvaise courbe d’étalonnage est utilisée.
    Un capteur CC peut détecter de l’hydrogène gazeux (H2).Un capteur IR ne peut pas détecter de l’hydrogène gazeux (H2). La modification de l’absorbance mesurée par un capteur IR est provoquée par la vibration moléculaire d’un lien C-H (carbone-hydrocarbure). Il n’en existe pas dans l’hydrogène gazeux, alors le capteur IR ne peut pas le détecter. Il s’agit d’un problème dans les installations qui disposent de H2 (charge d’accumulateurs, craquage catalytique, hydrogénation, etc.)
    Les capteurs CC peuvent détecter des gaz autres que des hydrocarbures, comme l’oxyde de carbone (CO).Les capteurs IR ne le peuvent pas.Voir ci-dessus
    Les capteurs CC ont besoin d’oxygène (O2) pour détecter les gaz.Un capteur CC fonctionne par oxydation d’un gaz combustible. Sans oxygène, pas d’oxydation. Entre 12 % et 19,5 %, la mesure décline; à moins de 12 %, le gaz n’est plus combustible (manque d’O2) et la mesure peut s’approcher de zéro. Les capteurs IR n’ont pas besoin d’O2 pour fonctionner. L’absence d’O2 est préférable pour les opérations d’inertage.
    Les capteurs CC n’ont pas besoin de connaître la loi de Beer.La taille a de l’importance dans la loi de Beer, ce qui signifie que la longueur du trajet d’absorption du détecteur influence sa précision. Certains capteurs ont le même diamètre qu’une pièce de 10 cents; d’autres ont la taille d’une tasse à café.Plus le capteur IR est grand, plus il est précis; selon les renseignements requis, il peut être important de disposer de la taille appropriée.

    Il n’y a pas de réponse simple ni d’approche unique en ce qui concerne les capteurs catalytiques par rapport aux capteurs infrarouges, simplement de nombreuses questions à se poser avant de prendre une décision. Si vous avez besoin d’aide pour déterminer la technologie la mieux adaptée à votre situation, n’hésitez pas à nous contacter.

     

    Jonathan McCallum | Market Segment Manager: Occupational Health, Industrial Hygiene & Environmental Monitoring
    Levitt-Safety Limited Moncton


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