Série 8230 Analyseurs de fluorure, d`ammoniaque, de nitrate et de

Fiche technique DS/8230–FR Rev. K
Série 8230
Analyseurs de fluorure, d’ammoniaque, de nitrate et de
chlorure
Précision Conception simple et compacte
— grande facilité d’utilisation et maximisation de la disponibilité
en ligne
Contrôle total du microprocesseur
— protège l’intégrité de l’instrument
Etalonnage deux points totalement automatique
— permet de contrôler les performances de l’instrument
Maintenance minimale sur des périodes prolongées
— assurant ainsi un faible coût d’exploitation
Large affichage fluorescent pour une lisibilité maximale,
avec matrice de 20 caractères pour l’affichage de données
supplémentaires
— facilité de la programmation par l’utilisateur
Système d’alarmes et d’interrogation à distance complet
— permet d’améliorer la gestion des données
Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Introduction
2 Qualité des eaux de rivière
ABB bénéficie de quarante ans d'expérience et d'innovation
dans la conception et la mise en application d'analyseurs
chimiques en ligne. Fort de son succès et des dernières
nouveautés technologiques et électroniques, ABB a mis au
point une série d'analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de
nitrate et de chlorure : la série 8230.
La teneur en ammoniac et en nitrate sont de bons indicateurs de
la pureté globale d'une rivière. Les mesures sont réalisées en aval
de points de rejets connus, dans les zones de protection de
poissons et à proximité de points de prélèvement.
Ces analyseurs utilisent des électrodes procédant à une
détection des gaz et une sélection des ions ; le coffret Analyse,
de par sa conception soignée, réduit l'entretien périodique à sa
plus simple expression. Une électronique gérée par un
microprocesseur, des fonctions avancées comme l'étalonnage
automatique en deux points, la vérification des performances de
l'électrode de mesure, et, en option, un port série pour
connexion à un ordinateur sont quelques-unes des
caractéristiques distinctives de ces appareils.
Applications
La demande pour un environnement plus propre se fait chaque
jour de plus en plus forte à l'échelle mondiale. Les principales
sources d'inquiétudes sont le traitement des eaux usées, la
qualité des rivières, la pureté de l'eau potable et les eaux usées
industrielles.
Pour remédier à ces problèmes, il est essentiel de contrôler de
manière fiable et efficace les niveaux de fluorure,
d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure. Les points de contrôle
typiques sont les suivants :
1 Traitement des eaux usées
a) Eaux usées brutes – L'analyse de la concentration en
ammoniac donne une indication de la charge de l'installation.
b) Boues activées – L'analyse de la concentration en ammoniac
donne une indication de l'efficacité de l'aération.
c) Dénitrification – L'utilisation d'analyseurs de nitrate permet de
surveiller la phase d'absorption.
d) Rejets traités – L'analyse de la concentration en ammoniac et
en nitrate permet de vérifier que le traitement est correct et que
les rejets présentent une concentration dans les limites fixées.
e) Eaux usées – contrôle du niveau de chlorure pour mieux
respecter l'environnement.
f) Eau potable – contrôle du niveau de fluorure et de chlorure.
Principaux Composants
2
3 Traitement des eaux potables
a) Protection des prises d'eau – L'analyse de la concentration en
fluorure, en ammoniac et en nitrate permet de vérifier que les
limites fixées ne sont pas dépassées.
b) Prélèvement dans puits de sondage – L'analyse de la
concentration en nitrate permet de vérifier que la valeur limite
fixée n'est pas dépassée.
c) Qualité de l'eau potable – Il est fréquent que du fluorure soit
ajouté à l'eau potable pour prévenir les risques de carie chez
les enfants. Une solution de fluorure trop fortement dosée
s'avérant toxique, il convient de contrôler avec précision la
concentration en fluorure pour éviter tout accident.
d) Dénitrification/Réduction de la teneur en nitrate – Une forte
teneur en nitrate peut être réduite en procédant à un mélange
ou à une élimination du nitrate par un procédé biologique ou
par échange d'ions. L'analyse de la concentration en nitrate
est indispensable pour contrôler le processus et vérifier la
qualité de l'eau produite.
e) L'ajout d'ammoniac fait parfois partie du processus de
désinfection ; l'analyse de la concentration permet de vérifier
que la teneur résiduelle n'est pas dépassée.
4 Génération d'énergie
La teneur en ammoniac permet de contrôler le pH des eaux
d'alimentation de chaudière et de réduire ainsi l'effet de la
corrosion acide. Un analyseur en ligne permet de connaître en
permanence la concentration réelle en ammoniac et d'apporter en
temps réel les corrections nécessaires.
5 Eaux usées industrielles
De plus en plus de contrôles sont effectués pour s'assurer que les
niveaux d'ammoniaque respectent les seuils de concentration
autorisés. Par ailleurs, la présence de chlorure devient chaque
jour plus problématique dans de nombreuses régions du monde à
mesure que les contrôles de qualité des eaux fluviales sont de
plus en plus rigoureux.
Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Coffret Analyse
Analyseur de fluorure 8231
Cet analyseur utilise deux électrodes Kent-Taylor, une de
référence et une de détection de ions fluorure, placées dans une
chambre de mesure thermostatée.
L'échantillon est prétraité avec un réactif pour ajuster le pH,
éliminer la formation de complexe des ions fluorure dans la
solution et éviter les effets d'un changement de la concentration
en ions dans l'échantillon.
La plage de mesure peut être fixée sur deux décades de
concentration successives entre 0,1 et 1000 mgl-1.
Les sorties Courant permettent de visualiser n'importe quelle
fenêtre à l'intérieur de la plage sur laquelle l'appareil est réglé,
par exemple pour contrôler la fluoration, où une fenêtre de 0,1 à
1,5 mgl-1 assure une discrimination optimale autour du point de
régulation (1 mgl-1) ainsi qu'une visibilité totale des conditions de
déclenchement des alarmes. Les contacts d'alarmes peuvent
être réglés à une valeur appropriée (par ex. 1,2 mgl-1) pour
arrêter le système de dosage en dépassement de cette
dernière. Les fonctions programmables d'hystérésis et de
temporisation permettent d'éviter le déclenchement accidentel
des alarmes, susceptible de provoquer un dysfonctionnement
de l'installation.
Dans des conditions standard de fonctionnement (solutions
étalons appropriées et périodicité d'étalonnage respectée), la
précision est meilleure que ± 5 % de l'affichage ou ± 0,1 mgl-1.
Analyseur d'ammoniac 8232
Cet analyseur fait appel à une version spéciale d'une sonde de
détection de gaz ammoniac, commercialisée par ABB en 1970
pour des mesures classiques d'ammoniac.
L'échantillon est prétraité avec deux réactifs différents avant de
parvenir à la sonde. Le premier réactif contient un agent
complexant empêchant la formation d'un précipité dur dans les
tuyaux de l'analyseur lorsque le pH est augmenté par le
deuxième réactif, un alcali, destiné à convertir les ions
ammonium en une solution pour dissoudre le gaz ammoniac.
Dans des conditions standard de fonctionnement (solutions
étalons appropriées et périodicité d'étalonnage respectée), la
précision est meilleure que ± 5 % de l'affichage ou ± 0,1 mgl-1.
Analyseur de chlorure, modèle 8235
L'analyseur fonctionne avec une électrode à ions sélectifs au
chlorure (modèle 8004 d'ABB) ainsi qu'une électrode de
référence à double jonction au chlorure d'argent.
Le conditionnement automatique d'échantillons assure la
qualité des échantillons prélevés, et l’étalonnage automatique
en deux points préserve les performances de l'appareil sans
avoir besoin d'interventions humaines régulières. Une deuxième
électrode au chlorure est fournie, en standard, de manière à
faciliter le remplacement du capteur en cas de panne et ainsi
éviter tout temps mort. La fourchette de programmation de
l'analyseur est de 2 à 5 000 mgl-1, ce qui permet de sélectionner
le fonctionnement désiré pour chaque application.
Analyseur de nitrate 8236
Cet analyseur utilise une électrode de détection d'ions nitrate et
une électrode de référence placées dans une chambre de
mesure thermostatée. Présentant une durée de vie importante,
l'électrode de détection alimentée par un réservoir est du type à
échange d'ions.
L'échantillon est prétraité par un réactif pour éviter l'effet
provoqué par un changement de la force ionique dans
l'échantillon et pour ajuster le pH dans les limites fixées.
Dans des applications de surveillance de rivières, la
concentration en nitrate est souvent exprimée en terms de N ou
NO3-.
Cet analyseur accepte ces deux paramètres en
configurant deux décades de concentration successives entre
0,2 et 1 000 mgl-1 pour N ou entre 1,0 et 5 000 mgl-1 pour NO3.
Pour les applications de traitement d'eaux usées et de
prélèvement d'eau de rivière ou de puits, l'analyseur doit être
r´glé sur la plage la plus faible entre 1 et 100 mgl-1 pour NO3-.
Un temps de réponse optimal est obtenu en laissant passer sur
la membrane de la sonde qu'un mince volume d'échantillon.
Évite que les matières solides ne se concentrent à cet endroit
critique et ne provoquent une obstruction.
Dans des conditions standard de fonctionnement (solutions
étalons appropriées et périodicité d'étalonnage respectée), la
précision est meilleure que ± 5 % de l'affichage ou ± 0,1 mgl-1
pour N ou ± 0,5 mgl-1 pour NO3-.
La plage de mesure peut être fixée sur deux décades de
concentration successives entre 0,05 et 1 000 mgl-1, sous la
forme de N, NH3 ou NH4+. La plage 0,05 – 5 mgl-1 est plus
spécialement prévue pour des applications de surveillance des
rivières et de l'alimentation en eau potable, alors que la plage 1
– 1 000 mgl-1 est mieux adaptée aux rejets d'eaux usées.
Dans d'autres applications, lorsque l'échantillon présente une
concentration élevée en chlorure, l'utilisation de solutions
étalons spéciales peut s'avérer nécessaire.
3
Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Fonctionnement
L'échantillon pénètre dans l'analyseur par le pot à niveau
constant, d'où il s'écoule vers deux électrovannes, utilisées lors
de la procédure d'étalonnage, puis vers une des voies de la
pompe péristaltique. Les réactifs, ajoutés à l'échantillon, sont
pompés par cette même pompe. La solution ainsi obtenue est
dirigée à débit constant vers la chambre de mesure. Le module
Electronique contrôle la température de la mesure et élimine les
effets provoqués par une variation de la température ambiante et
de celle de l'échantillon.
L'étalonnage est exécuté
automatiquement, sous le contrôle du microprocesseur, avec
deux solutions étalons de valeur connue injectées dans
l'échantillon via les électrovannes, suivant une séquence
prédéfinie. Cette procédure d'étalonnage a pour effet de
corriger le décalage du zéro et la pente, et de maintenir ainsi la
précision de la mesure.
Les circuits électroniques sont montés sur la face arrière de
l'analyseur ; les afficheurs et le clavier numérique sont
accessibles en face avant. Tous les paramètres sont facilement
accessibles et visualisés sur les deux afficheurs bleus
fluorescents sous vide. L'afficheur supérieur indique la mesure
en 5 chiffres. L'afficheur inférieur est une matrice de points à 20
caractères fournissant à l'utilisateur les informations nécessaires
lors de la configuration, ainsi que sur demande. Les unités et la
plage de mesure, la valeur des alarmes et des solutions étalons
comptent parmi les nombreuses fonctions programmables.
Huit touches à membrane servent à obtenir des informations
utiles sur l'état courant de l'analyseur et à saisir des données
pendant la programmation. Deux touches dédiées servent à
lancer un étalonnage manuel et à régler l'analyseur sur l'état
"HOLD". Cette dernière touche sert lors des opérations de
maintenance, pour bloquer les alarmes de concentration et
annuler l'étalonnage automatique.
Une sortie Courant est comprise en standard, une deuxième
sortie Courant ou une interface série est sont proposées en
option.
Deux alarmes de concentration sont fournies avec deux relais
supplémentaires pour indiquer en externe le moment où
l'analyseur effectue un étalonnage et lorsque l'analyseur est
"HORS FONCTIONNEMENT". Ce dernier relais, qui est
normalement activé indique toute panne de secteur, tout échec
d'étalonnage ou l'état "HOLD" de l'analyseur.
Un capteur de manque d'échantillon peut être installé en option,
offrant une autre sortie relais utilisable pour les indications
externes.
Les étalonnages sont réalisés automatiquement à des
intervalles préprogrammés, par exemple quotidiennement, tous
les quatre jours ou échelonnés à des moments spécifiques de la
journée. Le lancement manuel de la séquence d'étalonnage
peut être effectué à tout moment par la touche située en face
avant ou par l'interface série si celle-ci est installée.
Sortie Electrode et Sonde
température vers microprocesseur
Pompe péristaltique
multivoie
Evacuation
Pot à niveau constant
Electrovannes
EV1
EV2
Chambre de
mesure thermostatée
Evacuation
Arrivée échantillon
Solutions étalons
Schéma de principe
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Réactifs (Deux sont utilisés sur le modèle 8232 uniquement)
Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Filtration
Systèmes d'analyse
De
nombreuses
applications
nécessitent
l'analyse
d'échantillons présentant une forte teneur en corps en
suspension (par exemple, surveillance de rivières et d'eaux
usées). Kent-Taylor est en mesure de fournir des systèmes
d'analyse tout à fait adaptés à ces applications. Ces systèmes
utilisent un filtre faisant appel à la technique de l'ultra-filtration où
sont éliminées les particules jusqu'à 0,02 μm de diamètre. Ce
filtre a montré son efficacité dans les applications les plus
exigeantes et les plus difficiles, notamment en présence
d'échantillons provenant de boues d'eaux usées activées et
brutes.
ABB a mis au point une gamme d'appareils d'analyse très
étendue dont le but est de garantir le respect de normes de
qualité et d'assurer une efficacité totale au cours des
différentes phases du cycle hydrologique : prélèvement,
traitement, distribution et traitement des effluents. Les
appareils de cette gamme sont conçus pour permettre la
réalisation de stations fixes ou mobillance in-situ ou à
distance, avec ou sans personnel de conduite.
Kent-Taylor met à votre disposition son savoir-faire pour
concevoir un système de filtration adapté à vos besoins. La
solution retenue se traduit par une optimisation du filtre et une
réduction de l'entretien du système de surveillance, qui
nécessitait jusqu'à présent un investissement important.
Dès les premiers entretiens jusqu'à la réalisation définitive du
système ou du laboratoire, en passant par les phases de
conception et de mise en oeuvre, les ingénieurs Kent-Taylor,
de par leurs connaissances et leur savoir-faire, sont à même
de vous apporter la meilleure réponse à une situation donnée.
Interface Série
Alimentation
110 – 120V/220 – 240V
Sorties Courant
Relais Alarme Concentration
Relais Alarme étalonnage
Relais Hors fonctionnement
Relais Manque échantillon
Arrivée
Évacuation des échantillons contaminés
échantillon
Débordement analyser
Connexions électriques et raccordements
Vue détaillée du module Electronique
Pompe péristaltique multivoies et chambre de mesure
5
Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Caractéristiques techniques
Gamme
Fluorure
Toutes les deux décades de concentration
consécutives entre 0,1 et 1000 mgl–1
Ammoniac Toutes les deux décades de concentration
consécutives entre 0,05 et 1000 mgl–1 pour N, NH3
ou NH4+
Nitrate
Toutes les deux décades de concentration
consécutives entre 0,2 et 1000 mgl–1 pour N, ou 1,0
et 5000 mgl–1 pour NO3–
Chlorure
Deux décades de concentration entre
2 et 5 000 mgl–1 de chlorure
Répétabilité
± 2% de l'affichage
Fidélité
± 3% de l'affichage
Temps de réponse
Inférieur à 5 minutes pour une variation de 90%
Gamme de tension
de –400 à + 400mV
Résolution
± 0,1mV
Plage de température
de 30 à 45°C
Résolution
± 0,1°C
Affichages
Concentration Bleu fluorescent à 5 chiffres
Informations
Matrice de points bleue fluorescente à 20
caractères
Signalisation
Deux diodes clignotantes en cas d'alarme.
Une diode éclairée après pression sur la touche "HOLD"
Une diode éclairée lors d'une procédure d'étalonnage
Une diode éclairée lorsque l'analyseur est "Hors fonctionnement"
Sorties Courant
En standard, une sortie courant isolé 0 – 1, 0 – 10, 0 – 20 ou 4 –
20mA, sélectionnable par cavaliers amovibles
Une deuxième sortie courant en option
Charge maximale admissible : 15V
Plage de la sortie Courant
Une ou deux décades de la gamme d'affichage, linéaire ou
logarithmique
Interface pour ordinateur
Interface de série Modbus RS433/RS423
Alarmes
Deux alarmes Concentration haute ou basse
Signalisation externe mode Etalonnage
Signalisation externe Analyseur "Hors fonctionnement",
inclut:
Panne de tension
Perte d'échantillon
L'Étalonnage Échoue
Panne Électronique
Contacts des relais inverseurs libres de potentiel, 250V 5A non
inductifs
Alarmes Concentration
Programmable sur la plage choisie
6
Alarmes différentiel
Programmable 0 à 5%
Alarmes Temporisation
de 0 à 60 minutes
Sauvegarde des données en mémoire
3 ans
Etalonnage
En deux points entièrement automatique, plus déclenchement
manuel
Routine maintenance
Mensuel:
Complément réactifs; nettoyage de la
chambre de mesure
Annuel:
Remplacement des tuyaux (pompe et
circulation) et de la tête de la pompe
péristaltique.
Tension d'alimentation
110 – 120V ou 220 – 240V, 50/60Hz, 100VA
Tolérance sur la tension d'alimentation
entre + 6 et –10 %.
Tension d'isolement
Entrée, sorties et alimenation : 1,5kV.
Poids
Approximativement 35 kg
Dimensions
893 x 541 x 207mm (h x l x p)
Degrés de protection
Module Electronique
Coffret Analyse
IP65
Boîtier IP31
composants internes IP65
Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Connexions électriques
L
N
E
N/C
C
N/O
N/C
C
N/O
N/C
C
N/O
N/C
C
N/O
N/C
C
N/O
+
–
+
–
Alimentation
Alarme
1
Alarme
2
Etalon
Hors
Servic
e
Manque
Echantillon
Sortie Courant
1
Retrans. 2
Sortie Courant
2
Retrans. 2
Bornes
connexions
externes
Principales connexions électriques
Tx+ Rx+ Rx– 0V Tx–
5
6
7 8 9
Blindage
(mise à la terre côté
ordinateur uniquement)
Rx+ Rx– 0V Tx–
6
7 8 9
Blindage
(mise à la terre côté
ordinateur uniquement)
Cavalier
Connexions Réception
(Analyseur en mode Réception)
Connexions Transmission
(analyseur en mode Transmission)
Interface RS422 – Connexions avec module Electronique
Connexions Transmission
(analyseur en mode Transmission)
Connexions Réception
(analyseur en mode Réception)
Interface RS423 – Connexions avec module Electronique
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Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Références de commande
Analyseurs, série 8230
823 X/ X
X
X
X
Paramètre
Fluorure
Ammoniaque
Chlorure*
Nitrate
1
2
5
6
Sorties
de 4 à 20 mA
de 0 à 1 mA
de 0 à 10 mA
de 0 à 20 mA
0
1
2
3
Tension d'alimentation
230 V 50 Hz
230 V 60 Hz
110 V 50 Hz
110 V 60 Hz
0123
Nombre de sorties
Une courant
Deux courant
Une courant + communication en série
1
2
3
Manuel
Anglais
Allemand
Français
Espagnol
Spécial
0
1
2
3
9
*Uniquement en anglais.
L'analyseur est fourni avec :
a) un manuel d'utilisation
b) un jeu de pièces consommables
c) des flacons de réactif et de solution étalon.
Les analyseurs sont paramétrés en usine suivant une
configuration standard répondant à la plupart des conditions
d'utilisation. Toutefois, cette configuration peut être très
facilement modifiée lors de la mise en service.
Options supplémentaires (à préciser sur le bon de commande) :
a) Deuxième sortie Courant
b) Interface série
Note. Ces deux options ne peuvent
simultanément sur un même transmetteur.
8
être
installées
Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Conditions d'installation
Solutions étalons
Pour garantir un fonctionnement satisfaisant de l'analyseur, les
conditions suivantes doivent être respectées :
Deux solutions d'un litre présentant la concentration et la
formule appropriées à la gamme sélectionnée et à l'application.
La consommation pour chaque solution est comprise entre 50
et 80 ml par cycle d'étalonnage.
Débit échantillon
5 – 750 ml min-1
Corps en suspension
< 10 mgl-1, < 5 microns
Température ambiante
Entre 5 et 40°C
Température échantillon
A 20°C de la température ambiante
Réactifs
La consommation en réactifs est de 10 litres par mois.
Respecter les recommandations générales suivantes (d'autres
réactifs peuvent être utilisés en fonction de l'application
envisagée) :
Analyseur de fluorure 8231
a) Sodium hexamétaphosphate, chlorure de sodium et EDTA
Analyseur d’ammoniac 8232
a) Sodium hydroxide
b) Di-sodium EDTA
Analyseur de chlorure, modèle 8235
–1
a) Acétate d'ammonium +0,5mgl acide acétique
Analyseur de nitrate 8236
a) Potassium dihydrogenophosphate de potassium et EDTA
9
Analyseurs de fluorure, d'ammoniaque, de nitrate et de chlorure
Série 8230
DS/8230–FR Rev. K
Montage
541
Dimensions en mm
198
Entrée
Cable
30
30
30
30
Espace libre requis pour
accéder aux serrures:
±110mm environ
893
207
Tuyaux arrivée échantillon
et évacuation fixés au boîtier,
mais pivotent autour d’un axe.
302
Trou de
fixation ø 8
60.0
En Position
Ouverte
235
Boîtier de
Connexion
780
Entre axes
pour fixation
murale
Angle maximum
d’ouverture: 95°
En
Position
Fermée
550
Tuyaux arrivée
échantillon et
évacuation
30.5
8 dia Trous de fixation
482
Entre axe pour
fixation murale
10
543
Ref.
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Série 8230
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Remarques
11
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3450 Harvester Road
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Ontario L7N 3W5
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Tel:
+1 905 639 8840
Fax:
+1 905 639 8639
ABB Limited
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Oldends Lane
Stonehouse
Gloucestershire GL10 3TA
UK
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