mesure d`absorption - SIGRIST

S
Applications
•Mesure d’absorption UV,
matières organiques dissoutes
(DOC)
•Mesure de coloration Hazen
•Mesure de coloration de bière,
sucre, hydrocarbures etc.
•Mesure de concentration
d’électrolytes, ClO2, Cl2, O3, etc.
•Contrôle de procédés de colora-
tion et de décoloration
Spécificités
•Cellule de mesure en ligne
Varivent‚ ou individualisée
•Cellule en dérivation avec
alarme et compensation
d’encrassement
•Compensation de turbidité
•Calibration en DO/m, Hazen,
EBC, ASTM, Saybolt, etc.
•Etendue de mesure
0 – 6000 DO/m
•Version EEx-d
MESURE
D’ABSORPTION
COLORPLUS

Déterminant la perte de lumière lors du passage dans un échantillon, la
mesure d’absorption est la plus simple des méthodes photométriques. La
diminution de lumière peut être provoquée par des matières dissoutes
(absorption caractéristique) ou solides (diffusion). Pour obtenir la mesure
souhaitée (couleur, concentration, turbidité), il est donc nécessaire de
savoir à quelle longueur d’onde le composant intéressant absorbe la lumiè-
re. Les possibilités d’exploitation sont énumérées ci-après.
La couleur d’un liquide est le résultat de l’absorption de la lumière par les
composants dissous et solides à des longueurs d’onde définies. L’intensité
de la coloration est déterminée par la mesure de l’absorption de la lon-
gueur d’onde complémentaire. La couleur jaune de la bière, de jus ou
d’huiles par exemple, est mesurée par de la lumière bleu. Grâce à sa gran-
de sensibilité, l’appareil ColorPlus est capable de déceler des colorations
résiduelles invisibles à l’œil.
Lorsqu’un seul produit ou des produits absorbants à des longueurs d’onde
différentes sont présent dans l’échantillon, les concentrations se calculent
simplement selon la loi de Beer-Lambert et s’affichent directement. Des
applications pratiques sont p.ex. la mesure de cuivre, nickel, bioxyde de
chlore en solution liquide ou d’ozone et chlore en phase gazeuse.
En présence de plusieurs composants dont les spectres d’absorption se
chevauchent, il n’est pas possible d’interpréter la mesure directement en
concentration. Dans ce cas, l’absorption globale fournit un paramètre utile,
comme p. ex. pour la surveillance de la charge en matières organiques
dans le traitement d’eau. Ici, l’absorption globale de la lumière ultraviolette
à 254 nm (SAK254) est une grandeur couramment utilisée et qui peut être
mise en relation avec le DOC (carbone organique dissous).
Alors que les turbidités faibles sont mesurées de préférence par le principe
de diffusion, la mesure d’absorption convient pour la détermination de
concentrations élevées. Grâce à la méthode dichromatique, qui met en
œuvre deux longueurs d’onde alternantes, l’appareil ColorPlus offre la pos-
sibilité de mesurer simultanément l’absorption UV et/ou la coloration et la
turbidité.
L’appareil ColorPlus fonctionne selon la méthode Sigrist à double faisceau
qui a fait ses preuves en photométrie industrielle. Elle consiste à mesurer
simultanément la lumière atténuée par l’échantillon et la lumière directe
émise par la source lumineuse. De cette façon simple les effets perturba-
teurs comme le vieillissement de la source lumineuse ou les variations de
température sont efficacement compensés.
Pour l’exploitation en zone à danger d’explosion, une version antidéfla-
grante est proposée.
PRINCIPE
Mesure d’absorption
Mesure de coloration
Mesure de concentration
Paramètres globaux
Turbidité
Méthode de mesure
Protection Ex
source
lumineuse échantillon lumière
transmise

En ligne VIS 1 longueur d’onde
En ligne VIS 2 longueurs d’onde
(p.ex. compensation de turbidité)
En ligne UV/VIS 2 longueurs d’onde
En ligne VIS 3 longueurs d’onde
(mesure tristimulus)
Dérivation VIS 1 longueur d’onde
Dérivation VIS 2 longueurs d’onde
(p.ex. compensation de turbidité)
Dérivation UV/VIS 2 longueurs d’onde
Dérivation UV/VIS 3 longueurs d’onde
(SAK254/coloration avec compensation de la turbidité)
filtre d'interférence faisceau de mesure
récepteur
source
lumineuse
faisceau de référence
récepteur
source
lumineuse filtre d'interférence faisceau de mesure
faisceau de référence
source
lumi-
neuse UV
chopper
filtre d'interférence
faisceau de mesure
faisceau de référence
récepteur
source
lumineuse
filtre d'interférence faisceau de mesure
faisceau de référence
récepteur
faisceau de
compensation
verre de compensation
source
lumineuse filtre d'interférence
faisceau de mesure
faisceau de référence
récepteur
Interference Filter
source
lumineuse
filtre d'interférence
faisceau de mesure
faisceau de référence
faisceau de
compensation
récepteur
verre de compensation
chopper
filtre d'interférence
faisceau de mesure
faisceau de référence
faisceau de compensation
récepteur
source
lumi-
neuse UV
verre de compensation
chopper
source lumineuse
filtre d'interférence
faisceau de mesure
faisceau de référence
faisceau de
compensation
récepteur
source
lumi-
neuse UV
verre de compensation
DISPOSITION
OPTIQUE

Calibration et unités
Dimensions
Branchements
L’unité de base de la mesure d’absorption, soit l’affaiblissement de la
lumière, est la grandeur logarithmique DO (densité optique). Se référant à
la longueur optique de 1 mètre, elle s’exprime en DO/m. Lors des mesures
de concentration, on convertit directement dans les unités intéressantes
telles que g/l, mg/m3etc. Les mesures de coloration sont fondées sur des
solutions de référence dont résultent des échelles en unités APHA-Hazen,
EBC, ASTM, Saybolt et autres.
Le photomètre ColorPlus est calibré en usine dans l’unité spécifiée par le
client et ainsi directement exploitable. La calibration peut être contrôlée à
tout moment par la vérification du zéro (p.ex. eau distillée) d’une part et la
déviation par un filtre de contrôle d’absorption définie d’autre part.
60
63
Ø13
163105
ø134
30
9
ø9
ø9
142.5105 100 (cellule de mesure 50) 42 80
150 (cellule de mesure 100)
alimentation
=
~
1 2 3
PN
relais 1
4 5 6
relais 2
7 8 9
-
E
mA
absorption 1
+
18 19
E
mA
absorption 2
+
32 33 20 21 22 23 24 25
GND 24V
RS 485
photomètre
connexion
BUS
CALIBRATION
ET INSTALLATION
96
SIREL 147 (SIREL 2 190)
4 x ø 5,2
157
SIREL 200 (SIREL 2 240)
135
PG9
unité de commande SIREL
Color Plus Bypass
Color Plus In-Line sur
boîtier Varivent DN40

L’appareil ColorPlus peut recevoir jusqu’à trois sources lumineuses diffé-
rentes, émettant dans le domaine ultraviolet (UV) et visible (VIS). Selon la
longueur d’onde souhaitée, une lampe à mercure (254, 313, 365, 436, 546
nm) ou une à trois diodes lumineuses LED (365 à 700 nm) sont utilisées.
Les valeurs précises de longueur d’onde sont obtenues par des filtres d’in-
terférence.
La mesure de coloration et du SAK254 dans le traitement d’eau se fait par
une cellule de mesure en dérivation en PVC d’une épaisseur optique de 50
ou 100 mm. Elle est traversée par 2 faisceaux lumineux (schéma ci-contre)
dont un passe par un verre de compensation servant au calcul et à la com-
pensation de l’encrassement des fenêtres. Ainsi sont évitées des erreurs
dues aux dépôts sur les fenêtres et les interventions de nettoyage et d’ajus-
tement réduitent au minimum. En cas d’encrassement trop élevé, un signal
d’alarme est émis. L’ensemble est conçu pour montage mural.
Pour les mesures en ligne, des cellules de mesure Varivent®sont propo-
sées en standard, disponibles en acier inoxydable pour des diamètres de
DN40 à 6“. L’épaisseur optique, déterminant le choix des échelles de mesu-
re, se règle par l’introduction d’adaptateurs appelés OPL-Bits. Ces cellules
de mesure s’installent simplement et sont accessibles au nettoyage auto-
matique CIP/SIP.
Des versions individualisées sont réalisées à la demande, adaptées aux
procédés spécifiques par le choix des matériaux (PVDF, Titane, Hastelloy)
ou des dispositifs particuliers tels que chauffage, refroidissement, double
enceinte.
Par principe, la présence de matières en suspension influence la mesure
d’absorption. Pour éviter la filtration de l’échantillon, l’appareil ColorPlus
dispose de la possibilité d’éliminer leur effet par l’utilisation d’une deuxiè-
me longueur d’onde. Toutefois, la partie d’absorption due à la turbidité ne
doit pas dépasser 1/3 de la valeur totale. En option, un ensemble de filtra-
tion de l’échantillon est disponible.
Le photomètre ColorPlus est géré par l’unité de commande SIREL. Munie
d’un indicateur numérique LC à deux lignes et d’une structure d’exploita-
tion en clair, elle offre un accès simple pour l’utilisation, la configuration et
l’entretien. L’unité SIREL comporte une sortie courant 0/4 .. 20 mA et deux
contact relais configurables individuellement comme seuils ou alarmes.
Un adaptateur BUS est disponible en option pour la liaison avec PROFI-
BUS DP. Elle permet la transmission directe de la mesure et la commande
par l’interface numérique.
Sources lumineuses
Cellule de mesure en déri-
vation avec compensation
d’encrassement
Cellule de mesure en ligne
Compensation de turbidité
Exploitation et commu-
nication
SOURCES LUMINEUSES
ET CELLULES DE MESURE
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
350 400 450 500 550 600
A
nm
Total
30ppmSiO2
50HAZEN