Un analyseur de gaz est un instrument utilisé pour mesurer les concentrations de divers composants gazeux et paramètres physiques dans les émissions de gaz. Il est largement appliqué dans la production industrielle, la surveillance environnementale, l’optimisation des processus de combustion et d’autres domaines. Pour garantir l’exactitude et la fiabilité des données de mesure, l’étalonnage régulier de l’instrument est une opération cruciale. L’étalonnage n’est pas un simple réglage mais un processus technique rigoureux et standardisé. Cet article développera systématiquement les points essentiels de la procédure d’étalonnage des analyseurs de gaz.
L'objectif principal de l'étalonnage est de déterminer l'erreur de mesure de l'instrument en comparant sa valeur mesurée avec la valeur standard précise connue. Si nécessaire, des ajustements seront apportés pour garantir que les résultats de mesure se situent dans la plage d’erreur autorisée. Cela affecte directement l’exactitude de tous les jugements, contrôles et rapports ultérieurs basés sur les données de mesure.
Préparations avant l'étalonnage
Une préparation complète constitue la base d'un étalonnage réussi. Tout oubli peut entraîner un échec d’étalonnage ou des résultats invalides.
1. Confirmation des conditions environnementales : les travaux d'étalonnage doivent être effectués dans un environnement qui répond aux exigences spécifiées dans le manuel d'utilisation de l'instrument. Généralement, il convient de prêter attention à la température ambiante, à l'humidité relative, à la pression atmosphérique, ainsi qu'à la présence de vibrations, d'interférences électromagnétiques et de gaz corrosifs. Des conditions environnementales inappropriées affecteront les performances du gaz étalon et de l'instrument lui-même.
2. Vérification de l'état de l'instrument : Avant l'étalonnage, l'analyseur de gaz de fumée doit être inspecté pour son apparence et ses fonctions de base. Les éléments d'inspection comprennent, sans s'y limiter : si la sonde et le pipeline d'échantillonnage sont propres, exempts de blocages ou de fuites ; si le capteur a atteint sa durée de vie effective ; si le filtre doit être remplacé ; si l'alimentation électrique de l'instrument et la connexion du chemin de gaz sont fiables ; et si l'écran d'affichage, les boutons et les autres fonctions sont normaux.
3. Préparation de substances étalons : les gaz étalons servent de « bâton de mesure » pour l'étalonnage, et leur précision détermine directement la qualité de l'étalonnage. Une utilisation diversifiée de gaz étalons fournis par des institutions qualifiées pendant leur période de validité et avec des concentrations correspondantes est recommandée. En règle générale, un gaz zéro (tel que de l'azote de haute-pureté ou de l'air pur) et au moins deux concentrations différentes de gaz d'étalonnage doivent être préparés pour couvrir la plage de mesure de l'instrument. Les valeurs de concentration des gaz étalons doivent être traçables par rapport aux étalons nationaux ou internationaux.
4. Préchauffage et stabilisation de l'instrument : selon les instructions du fabricant, connectez l'alimentation électrique à l'instrument et laissez-le préchauffer complètement, en vous assurant que tous les composants, en particulier les capteurs, atteignent un état de fonctionnement stable. Un instrument qui n’a pas été complètement préchauffé verra ses lectures dériver et ne pourra pas être calibré efficacement.
Principales étapes et méthodes d'étalonnage
Le processus d'étalonnage doit être effectué en stricte conformité avec le manuel d'utilisation de l'instrument et les réglementations de vérification métrologique ou spécifications d'étalonnage pertinentes. Voici les principales étapes générales :
Étalonnage du point zéro- :
Objectif : Éliminer la dérive du zéro de l'instrument et garantir que la lecture est nulle lors de la mesure d'une concentration nulle de gaz.
*Fonctionnement : introduisez un gaz zéro (tel que de l'azote gazeux de haute-pureté) dans l'entrée d'échantillonnage de l'instrument au débit et à la pression spécifiés conformément aux exigences de l'instrument. Une fois la lecture de l'instrument stabilisée, exécutez la procédure d'étalonnage du point zéro-. L'instrument enregistrera automatiquement la valeur stable actuelle comme valeur de référence du point zéro-. Pour les analyseurs multi-composants, l'étalonnage du point zéro- doit être effectué séparément pour chaque canal de mesure.
2. Étalonnage du point d'envergure (étalonnage de la plage) :
Objectif : Ajuster la sensibilité de mesure de l'instrument afin que l'erreur d'indication se situe dans la plage spécifiée lors de la mesure d'une concentration spécifique de gaz étalon.
*Fonctionnement : Débranchez le gaz zéro. Introduisez la concentration précise connue du gaz étalon dans l’instrument au débit et à la pression spécifiés. Une fois la lecture stabilisée, exécutez la procédure d'étalonnage de l'échelle. L'instrument comparera et ajustera la lecture stable actuelle avec la valeur de concentration connue du gaz étalon. Généralement, la concentration du gaz d'étalonnage doit être choisie entre 50 % et 90 % de la limite supérieure de la plage de mesure de l'instrument.
3. Vérification linéaire (facultatif mais recommandé) :
Objectif : Vérifier les caractéristiques de réponse linéaire de l'instrument sur toute la plage de mesure, plutôt qu'au niveau du point zéro et des points d'échelle individuels.
*Opération : introduisez un gaz standard d'une autre concentration (généralement inférieure à la concentration du point d'échelle) dans l'instrument et enregistrez la lecture stabilisée. Calculez l'erreur entre cette lecture et la valeur standard et déterminez si elle répond à l'exigence linéaire. Cela permet d'identifier tout problème non-linéaire avec le capteur.
Considérations clés pendant le processus d'étalonnage
En fonctionnement réel, certains détails déterminent souvent le succès ou l’échec de l’étalonnage.
1. Étanchéité du chemin de gaz : L’ensemble du système de chemin de gaz est strictement scellé de plusieurs manières. Toute fuite mineure entraînera un mélange d’air, diluant la concentration du gaz étalon et conduisant ainsi à des erreurs d’étalonnage. Un contrôle d’étanchéité au gaz doit être effectué avant l’étalonnage.
2. Contrôle du débit et de la pression : la diversification garantit que le débit et la pression de gaz standard fournis à l'instrument sont conformes aux exigences de l'instrument. Un débit excessif ou insuffisant affectera la réponse du capteur, et une pression instable entraînera également des fluctuations dans les lectures.
3. Temps de stabilisation adéquat : Après avoir introduit le gaz standard, attendez une période de temps suffisante jusqu'à ce que la lecture de l'instrument devienne complètement stable et ne change plus. Ce n'est qu'alors que les opérations d'étalonnage ou l'enregistrement des données peuvent être effectués. Le temps de stabilisation varie en fonction de la composition du gaz et du type de capteur.
4. Utilisation correcte des gaz standards : Les bouteilles de gaz standards doivent être placées verticalement. Utiliser un réducteur de pression et du matériel de tuyauterie approprié (pour éviter les réactions avec les gaz). Pour certains gaz réactifs, soyez conscient de leurs effets d’adsorption et de rétention dans le trajet du gaz.
5. Enregistrement des données : des enregistrements détaillés doivent être effectués sur la date d'étalonnage, les conditions environnementales, les informations sur le gaz étalon utilisé (y compris le numéro de série, la concentration, la période de validité), les lectures avant et après l'étalonnage et le personnel qui a effectué l'étalonnage. Un dossier d'étalonnage complet doit être constitué pour faciliter la traçabilité et l'analyse.
Vérification et suivi-du traitement des résultats d'étalonnage
Une fois l’opération d’étalonnage terminée, cela ne signifie pas que le travail est terminé.
Vérifiez l'effet de l'étalonnage : après avoir terminé l'étalonnage du point zéro-et de l'échelle, réintroduisez-le gaz zéro et le gaz d'échelle, et observez si la lecture de l'instrument affiche avec précision la valeur attendue (en tenant compte de l'erreur admissible). Alternativement, une troisième bouteille de gaz étalon peut être utilisée pour les tests de vérification afin de garantir la validité de l'étalonnage.
2. Détermination des intervalles d'étalonnage : Le cycle d'étalonnage d'un instrument n'est pas une valeur fixe. Cela dépend de la fréquence d'utilisation de l'instrument, de la sévérité de l'environnement de mesure, de la stabilité du capteur et des exigences des réglementations ou des systèmes de contrôle qualité en vigueur. Généralement, des étalonnages diversifiés sont effectués avant la première utilisation, après une maintenance ou en cas de doute sur les données de mesure. Dans des circonstances normales, il peut être nécessaire d'effectuer un étalonnage une fois par mois, une fois par trimestre ou une fois tous les six mois. Un plan d'étalonnage raisonnable doit être établi et mis en œuvre.
3. Traitement d'un étalonnage non qualifié : si l'instrument ne répond pas aux exigences de précision spécifiées même après des étalonnages répétés, cela indique qu'il peut y avoir un défaut dans l'instrument, tel qu'un vieillissement et une défaillance du capteur, des problèmes de circuit, etc. À ce stade, l'instrument doit être arrêté d'être utilisé et un personnel professionnel doit être contacté pour une réparation ou un remplacement de composant. Après la réparation, un nouvel et excellent étalonnage doit être effectué.