Un analitzador de gasos és un instrument utilitzat per mesurar les concentracions de diversos components de gas i paràmetres físics en les emissions de gasos. S'aplica àmpliament en la producció industrial, el control ambiental, l'optimització del procés de combustió i altres camps. Per garantir la precisió i la fiabilitat de les dades de mesura, el calibratge regular de l'instrument és una operació crucial. El calibratge no és un simple ajust sinó un procés tècnic rigorós i estandarditzat. Aquest article aprofundirà sistemàticament en els punts bàsics del procediment de calibratge dels analitzadors de gasos.
L'objectiu principal del calibratge és determinar l'error de mesura de l'instrument comparant el seu valor mesurat amb el valor estàndard precís conegut. Si cal, es faran ajustos per assegurar que els resultats de la mesura es troben dins del rang d'error admissible. Això afecta directament la precisió de tots els judicis, controls i informes posteriors basats en les dades de mesura.
Preparacions abans de la calibració
Les preparacions completes són la base per a un calibratge reeixit. Qualsevol descuit pot provocar un error de calibratge o resultats no vàlids.
1. Confirmació de les condicions ambientals: els treballs de calibratge s'han de dur a terme en un entorn que compleixi els requisits especificats al manual d'usuari de l'instrument. En general, s'ha de prestar atenció a la temperatura ambiental, la humitat relativa, la pressió atmosfèrica, així com si hi ha vibracions, interferències electromagnètiques i gasos corrosius. Les condicions ambientals inadequades afectaran el rendiment del gas estàndard i del propi instrument.
2. Comprovació de l'estat de l'instrument: abans del calibratge, s'ha d'inspeccionar l'analitzador de gasos de fum per veure'n l'aspecte i les funcions bàsiques. Els elements d'inspecció inclouen, però no es limiten a: si la sonda i la canonada de mostreig estan netes, lliures d'obstrucció o fuites; si el sensor es troba dins de la seva vida útil efectiva; si cal substituir el filtre; si la font d'alimentació de l'instrument i la connexió del camí del gas són fiables; i si la pantalla, els botons i altres funcions són normals.
3. Preparació de substàncies estàndard: els gasos estàndard serveixen com a "vareta de mesura" per al calibratge, i la seva precisió determina directament la qualitat del calibratge. Es recomana l'ús diversificat de gasos estàndard proporcionats per institucions qualificades dins del seu període de validesa i amb concentracions coincidents. Normalment, s'han de preparar zero gas (com ara nitrogen d'alta-puresa o aire net) i almenys dues concentracions diferents de gas de calibració per cobrir el rang de mesura de l'instrument. Els valors de concentració dels gasos estàndard han de ser traçables als estàndards nacionals o internacionals.
4. Preescalfament i estabilització de l'instrument: segons les instruccions del fabricant, connecteu la font d'alimentació a l'instrument i deixeu-lo preescalfar completament, assegurant que tots els components, especialment els sensors, arribin a un estat de treball estable. Un instrument que no s'hagi preescalfat completament tindrà les seves lectures a la deriva i no es pot calibrar de manera eficaç.
Principals passos i mètodes de calibratge
El procés de calibratge s'ha de dur a terme estrictament d'acord amb el manual d'operacions de l'instrument i les regulacions de verificació metrològica o especificacions de calibratge pertinents. Els següents són els passos bàsics generals:
Calibració-zero:
Objectiu: Eliminar la deriva zero de l'instrument i assegurar-se que la lectura sigui zero quan es mesura la concentració zero de gas.
*Funcionament: introduïu gas zero (com ara gas nitrogenat d'-alta puresa) a l'entrada de mostreig de l'instrument amb el cabal i la pressió especificats segons els requisits de l'instrument. Un cop s'estabilitzi la lectura de l'instrument, executeu el procediment de calibratge del punt zero-. L'instrument registrarà automàticament el valor estable actual com a valor de referència del punt zero-. Per als analitzadors de diversos-components, la calibració del punt zero-s'ha de realitzar per separat per a cada canal de mesura.
2. Calibració del punt d'abast (calibració del rang):
Objectiu: ajustar la sensibilitat de mesura de l'instrument de manera que l'error d'indicació estigui dins del rang especificat quan es mesura una concentració específica de gas estàndard.
*Funcionament: desconnecteu el gas zero. Introduïu la concentració exacta coneguda del gas estàndard d'abast a l'instrument amb el cabal i la pressió especificats. Un cop la lectura s'estabilitzi, executeu el procediment de calibratge de l'abast. L'instrument compararà i ajustarà la lectura estable actual amb el valor de concentració conegut del gas estàndard. En general, la concentració del gas de mesura s'ha de seleccionar entre el 50% i el 90% del límit superior del rang de mesura de l'instrument.
3. Comprovació lineal (opcional però recomanada):
Objectiu: verificar les característiques de resposta lineal de l'instrument en tot el rang de mesura, en lloc de només al punt zero i als punts d'abast individuals.
*Funcionament: introduïu a l'instrument un gas estàndard d'una altra concentració (normalment inferior a la concentració del punt d'abast) i registreu la lectura estabilitzada. Calcula l'error entre aquesta lectura i el valor estàndard i determina si compleix el requisit lineal. Això ajuda a identificar qualsevol problema no-lineal amb el sensor.
Consideracions clau durant el procés de calibratge
En el funcionament real, certs detalls sovint determinen l'èxit o el fracàs de la calibració.
1. Segellat de la ruta de gas: tot el sistema de ruta de gas està segellat estrictament de múltiples maneres. Qualsevol fuga menor farà que l'aire es mescle, diluint la concentració de gas estàndard i, per tant, provocarà errors de calibratge. S'ha de fer una comprovació d'estanquitat als gasos abans del calibratge.
2. Control de flux i pressió: la diversificació garanteix que el flux de gas estàndard i la pressió subministrada a l'instrument compleixen els requisits de l'instrument. Un flux excessiu o insuficient afectarà la resposta del sensor i la pressió inestable també provocarà fluctuacions en les lectures.
3. Temps d'estabilització adequat: Després d'introduir el gas estàndard, esperar un període de temps suficient fins que la lectura de l'instrument es torni completament estable i ja no canviï. Només així es poden realitzar operacions de calibratge o enregistrament de dades. El temps d'estabilització varia segons la composició del gas i el tipus de sensor.
4. Ús correcte dels gasos estàndard: Les bombones de gas estàndard s'han de col·locar en posició vertical. Utilitzeu una vàlvula reductora de pressió i materials de canonades adequats (per evitar reaccions amb els gasos). Per a alguns gasos reactius, tingueu en compte els seus efectes d'adsorció i retenció en el camí del gas.
5. Registre de dades: s'han de fer registres detallats de la data de calibratge, les condicions ambientals, la informació sobre el gas estàndard utilitzat (incloent el número de sèrie, la concentració, el període de validesa), les lectures abans i després del calibratge i el personal que va realitzar el calibratge. S'ha de formar un registre de calibratge complet per facilitar la traçabilitat i l'anàlisi.
Processament de verificació i{0}}seguiment dels resultats de la calibració
Un cop finalitzada l'operació de calibratge, no vol dir que el treball hagi acabat.
Verifiqueu l'efecte de calibratge: un cop finalitzada la calibració del punt zero i de l'abast,-reintroduïu el gas zero i el gas de calibratge i observeu si la lectura de l'instrument mostra amb precisió el valor esperat (tenint en compte l'error permès). Alternativament, es pot utilitzar una tercera ampolla de gas estàndard per a proves de verificació per assegurar la validesa del calibratge.
2. Determinació dels intervals de calibratge: El cicle de calibratge d'un instrument no és un valor fix. Depèn de la freqüència d'ús de l'instrument, de la gravetat de l'entorn de mesura, de l'estabilitat del sensor i dels requisits de les normatives o sistemes de control de qualitat pertinents. Generalment, les calibracions diversificades es realitzen abans del primer ús, després del manteniment o quan hi ha dubtes sobre les dades de mesura. En circumstàncies normals, pot ser necessari realitzar un calibratge un cop al mes, un cop al trimestre o un cop cada mig any. S'ha d'establir i implementar un pla de calibratge raonable.
3. Manipulació de la calibració no qualificada: si l'instrument no compleix els requisits de precisió especificats fins i tot després de calibratges repetits, indica que hi pot haver una fallada a l'instrument, com ara envelliment i fallada del sensor, problemes de circuit, etc. En aquest punt, l'instrument s'ha de deixar d'utilitzar i s'ha de contactar amb personal professional per a la reparació o la substitució de components. Després de la reparació, s'ha de realitzar un nou i excel·lent calibratge.