روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین (قسمت دوم)

در خصوص روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین مطلب مقدماتی دیگری نیز به عنوان قسمت اول در این نشریه ارائه شد که به خوانندگان عزیز توصیه می شود ابتدا مقاله قسمت اول را مطالعه فرمایند. برای مطالعه قسمت اول می توانید اینجا را کلیک کنید. در ادامه به سایر اصول و روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین خواهیم پرداخت:

سیستم اندازه گیری انتقال دینامیک/کاهش نور/ کدورت   (Dynamic Opacity)

اساس کار:

این روش اساساً مشابه روش انتقال که در قسمت اول این مقاله ذکر شد، عمل می نماید اما قابلیت تصحیح سازی میزان کثیفی لنز را ندارد. با استفاده از این اصل که در غلظت های پایین، در بازه های زمانی معین مقدار “صفر”  را قرائت می کند و بعنوان نقطه صفر “فرضی” به کار گرفته می شود که این امر از تفریق برای مثال حداقل مقدار در طول ۵ دقیقه از مقدار مطلق صورت می پذیرد:

Tdyn=T5min-Tabs

از اینرو، فرض می گردد که نرخ ثابت افزایش در کدورت نور جذب شده به دلیل آلودگی سطح لنز دستگاه می باشد و این اثر حذف می گردد:

روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین (قسمت دوم)

البته روش دینامیک در محاسبه غلظت غبار معمولا با مشکلاتی روبرو است برای مثال دودکشی را در نظر بگیرید که دارای غلظت متغیر ذرات باشد:
حالت صفر: در ابتدا سیستم دینامیکی حساسیت بسیار بیشتری خواهد داشت.روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین (قسمت دوم)
حالت یک: با افزایش غلظت، پایش دینامیک به سبب ذرات بیشتر و بیشتر در مسیر پرتو نور، با حساسیت کمتری صورت می پذیرد.
حالت دوم: در این مرحله تعداد ذرات موجود در مسیر پرتو نور به حدی زیاد شده است که سیستم دینامیک حساسیت خود را از دست داده است.
حالت سوم: با افزایش غلظت غبار، سیستم دینامیک مقادیر کمتر را قرائت می کند و حساسیت منفی از خود نشان می دهد.
حالت چهارم: با کاهش غلظت غبار، در صورتیکه سیستم دینامیک توسط سیستم الکترونیک کنترل نشود، مقادیر منفی نشان دهد.
حالت پنجم تا هفتم: این سیکل با تغییر غلظت ادامه می یابد.

نکات قوت:

  • عدم نیاز به تصحیح میزان کثیفی، قابلیت کارکرد تا ۹۰ ٪ کثیفی لنز، صرفه جویی در هزینه
  • حساسیت بالاتر نسبت به کدورت سنج های استاندارد
  • قابلیت شناسایی سریع تغییرات در غلظت غبار از قبیل تشخیص نشتی در فیلتر ها

نقاط ضعف:

  • نقطه صفر (zero) ناپایدار: کالیبراسیون تقریبا غیر ممکن
  • تنها برای غلظت های پایین غبار مناسب می باشد: نور گاهی نیازمند عبور از مسیر اندازه گیری می باشدحتی گاهی بدون غبار سیستم پایش قابلیت تشخیص بین ۰ تا ۱۰۰ ذره یا ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ ذره را در مسیر اندازه گیری ندارد
  • تغییر غلظت گاز: پدیده دایره وار می تواند منجر به اندازه گیری های منفی گردد (در صورتی که توسط سیستم الکترونیک کنترل نشود)

سیستم اندازه گیری با تکنولوژی پراکندگی نور  (Scattered Light)

اساس کار:روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین (قسمت دوم)

هنگامیکه پرتو نور به ذرات برخورد می کند، نور در جهات مختلف پراکنده می گردد. شدت نور پراکنده شده با غلظت ذرات غبار متناسب است و توسط کالیبراسیون با دستگاه های گراویمتری، این نسبت تنظیم می گردد. کاربرد های متداول این تکنیک: غلظت های بسیار پایین تا متوسط غبار، پایش آنلاین به منظور انجام پایش کیفی و کمی فرآیند.

روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین (قسمت دوم)

 

نقاط قوت:

  • مناسب برای اندازه گیری غلظت های بسیار پایین غبار
  • قابلیت نصب یک طرفه
  • امکان چک کردن عملکرد خودکار
  • قابلیت تصحیح سازی میزان کثیفی لنزها
  • رنج گسترده کاربری مستقل از سرعت گاز، میزان رطوبت، شرایط عملیاتی و کثیفی پراب

نقاط ضعف:

  • وجود هوای پرج الزامی می باشد
  • نامناسب برای اندازه گیری غلظت های بالای غبار

لازم به ذکر است در صورت وجود قطرات آب و ایروسول (aerosol) نیز در اندازه گیری غبار تداخل ایجاد کرده و غلظت روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین (قسمت دوم)غبار را بالاتر نشان می دهند، قطرات آب زمانی در داخل دودکش تشکیل می گردند که دمای داخل دودکش از نقطه شبنم آب در آن پایین تر باشد. در این شرایط بایستی نمونه گاز از داخل دودکش استخراج گردد و دمای آن توسط هیتر بالا برده شود تا به دمایی بالاتر از نقطه شبنم آب برسد و قطرات آب به فاز بخار بروند. سپس اندازه گیری با همان تکنیک پراکندگی نور صورت پذیرفته و مجددا نمونه به داخل دودکش هدایت می گردد. شرایط منطبق با شرایط

فرآیند نمی باشد و باید بوسیله محاسبات به شرایط عملیاتی برگردانده شود (یا استاندارد خشک).

اندازه گیری غبار با تکنیک تریبوالکتریک  (Triboelectric)

اساس کار:

ذرات غبار به پراب برخورد می کنند و در حین این برخورد به سبب اثر فیزیکی سایش و القاء، تبادل بار بین ذرات و پراب صورت می پذیرد. نسبت انتقال بار متناسب با غلظت ذرات غبار می باشد که توسط کالیبراسیون به روش گراویمتری صورت می پذیرد. این نوع غبارسنج برای پایش کیفی و کمی فرایند و پایش کاربری های ساده مانند پاره شدن کیسه های فیلتر مناسب می باشد اما برای CEM مناسب نمی باشند.

نقاط قوت:

  • قابلیت نصب یک طرفه
  • اقتصادی
  • عدم نیاز به سیستم پرج هواروش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین (قسمت دوم)

نقاط ضعف:

  • وابستگی اندازه گیری به سرعت گاز، محتوای رطوبت ذرات، شرایط عملیاتی و میزان کثیفی پراب که به معنای موارد استفاده بسیارمحدود می باشد.
  • عدم امکان تست های خودکار مقادیر صفر و حداکثر رنج (zero & span value) ، که باعث می شود تا انداز ه گیر ی های غیر قابل اتکا در طول کارکرد نرمال قابل شناسایی نباشند.
  • پراب اغلب بعد از اندازه گیری ها آلوده شده و تجمع آلودگی ها در سطح آن حساسیت اندازه گیری را کاهش می دهد. از این رو معمولاً پراب در بازه های زمانی کوتاه نیاز به سرویس و تمیز کاری دارد که این امر هزینه استفاده و نگهداری آن را بالا می برد.

اندازه گیری غبار با تکنیک الکترودینامیک ( (Electrodynamic

اساس کار:

در عمل تکنیکی مشابه با تریبوالکتریک دارد اما تنها سیگنال ذراتی که می گذرند مورد استفاده قرار می گیرند، بنابراین سیگنال تریبوالکتریک به بخش های AC و DC جدا می شود:  DC . ذراتی که به پراب برخورد می کنند و پراب را کثیف می کنند:  AC . ذراتی که از پراب عبور می کنند. مزیت این روش در مقایسه با روش تریبوالکتریک، مستقل بودن آن از کثیفی روی پراب و سرعت گاز می باشد. این نوع غبارسنج ها عموما، برای پایش کیفی و کمی فرایندی و در برخی موارد محدود برای پایش زیست محیطی مورد استفاده واقع می شوند.

نقاط قوت:روش های عملکردی دستگاه های غبارسنج آنلاین (قسمت دوم)

  • نصب یک طرفه
  • عدم نیاز به سیستم پرج هوا
  • مستقل از سرعت گاز در بازه محدود (معمولا در سرعت گاز بین ۸ الیm/s ۲۰)
  • قابلیت چک های اتوماتیک نقاط zero و span

نقاط ضعف:

  • اندازه گیری ها به میزان رطوبت ذارت، شرایط عملیاتی و سرعت گاز که به معنای موارد کاربری بسیار محدود می باشد.
  • وجود بدنه فلزی دودکش برای اتصال زمین ضروری می باشد.

انتشار و کپی تمام یا بخشی از مطالب این نشریه تنها با ذکر منبع مجاز است.

شرکت مهر کاناز صنعت
کنترل فرایند صنعتی – ابزار دقیق

 سهیل جلالی فراهانی
کارشناس آنالایز گاز و غبارسنج های آنلاین

جواد فتاحی
کارشناس آنالایز گاز و غبارسنج های آنلاین

ارسال پاسخ

Please enter your comment!
Please enter your name here