Betrouwbaar, veilig en snel gassen detecteren in diverse toepassingen

Veel bedrijven in de chemische en farmaceutische sector willen met een detectiesysteem gassen zoals zuurstof kunnen analyseren in verschillende applicaties, waarbij de responstijd snel, de betrouwbaarheid hoog, het gebruiksgemak groot en het onderhoud minimaal zijn. Mettler Toledo heeft daarom de GPro500 TDL (Tunable Diode Laser) op de markt gebracht. Application specialist Dirk Vleminckx en Sales Engineer Harry Geeraedts van Elscolab leggen uit hoe de gasanalyzer werkt.

Bij veel productieprocessen is het belangrijk om het aanwezige gas (zuurstof, koolmonoxide, CO2, vocht, toxische gassen, etc.) te meten. Zo kan bijvoorbeeld de aanwezigheid van ongewenst zuurstof leiden tot een explosierisico. Bedrijven willen tijdig ongewenste gassen kunnen detecteren zodat ze hun processen kunnen bijsturen. “Dit is mogelijk met Tunable Diode Laser (TDL) analyzers”, legt Vleminckx uit. “Klassieke TDL-analyzers hebben een afzonderlijke lichtbron en detector. Dit levert veel uitlijningsproblemen op waardoor veel tijd verloren gaat en frequent onderhoud nodig is. Beide units moeten ook apart voorzien worden van stroom en spoelgas.”

Zender en ontvanger in één

Mettler Toledo kwam daarom met een innovatieve oplossing op de markt: de GPro 500. “In deze nieuwe generatie analyzers zitten de zender en ontvanger in één systeem, waardoor er geen uitlijning meer nodig is. Bij trillingen of vervormingen bewegen de laserbron en detector in dezelfde richting. De voordelen van deze opstelling zijn een snelle responstijd, een hoge nauwkeurigheid en er is geen uitlijning nodig, wat leidt tot minimaal onderhoud.”

Diverse varianten

“Er zijn diverse varianten van de GPro 500”, vult Geeraedts aan. “In gasanalyse is stof een uitdaging. Als er veel stof, poeder en rookpartikels in je processen voorkomen, dan kunnen deze het licht tegenhouden. Om dat te voorkomen, kan in de gasanalyzer een in-situ metaalfilter worden ingebouwd, met een poriegrootte die is afgestemd op de deeltjesgrootte van het aanwezige stof.” Ook vocht kan leiden tot een probleem. “Vocht in de vorm van druppeltjes kan eveneens op de lens of detector terechtkomen. Dit wil je voorkomen. Voor deze situaties kun je in plaats van een metaalfilter kiezen voor een PTFE-filter die de eigenschap heeft om waterdruppels tegen te houden, zodat deze in de optische padlengte (optical path length (OPL)) geen problemen vormen.”

Wafercel

Vleminckx benadrukt nog een interessante en vernieuwende optie. “TDL-analyzers worden vaak in grote robuuste leidingen aangebracht, met een optische padlengte tot soms wel tien meter. Er zijn echter ook veel processen waar deze leidingen veel kleiner zijn, van DN50, DN80, DN100 of DN200. De klassieke analyzers zijn hier lastig te implementeren. Daarom heeft Mettler Toledo de wafercel ontwikkeld. Dit is een cirkelvormige doorstroomcel, indien nodig met speciale optie waardoor de OPL wordt verdubbeld of verdrievoudigd. Hierdoor kunnen eenvoudig gasconcentraties worden gemeten in kleinere leidingen, opnieuw met een snelle responstijd.”

SIL2

“Voor alle moeilijkheden die er zijn, zijn oplossingen bedacht”, stelt Geeraedts “De analyzers bieden diverse voordelen. Dankzij een snelle responstijd kun je snel ingrijpen in situaties. Daarnaast zijn de systemen zo ontworpen dat ze onderhoudsvrij zijn. Van de TDL zelf ontvang je als gebruiker informatie als er bijvoorbeeld sprake is van vervuiling. Het apparaat kan zichzelf controleren en heeft het level SIL2 (Safety Integrity Level 2). Het is met andere woorden een erg betrouwbaar en veilig systeem dat in de industrie niet meer weg te denken is.”