Анализатор нефтепродуктов растворенных в воде модели TD-4100

 

TD-4100 / TD-4100 XD - онлайновый монитор непрерывного действия, который обнаруживает сырую нефть, топлива, смазочные материалы и другие углеводороды в воде. Монитор разработан таким образом, чтобы преодолеть проблемы, с которыми обычно сталкиваются при непрерывном контроле. В отличие от традиционного мониторов нефти в воде, которые используют принцип рассеяния ИК или УФ света, позволяющий обнаружить только капли масла, TD-4100 / TD-4100 XD обнаруживают и измеряют полную концентрацию нефти, которая является сложной комбинацией растворенной, диспергированной и эмульгированной в воде фракций.

Незагрязняющаяся измерительная ячейка фактически устраняет потребность в процедуре чистки или технического обслуживания для поддержания работоспособности Измеряемый поток не соприкасается со стеклянными окнами или оптикой.

Низкие расходы на техническое обслуживание при изменении калибровки менее 10 % за более чем 6 месяцев.

Высокая чувствительность обнаружения нефтепродуктов в воде для концентраций в пределах от миллиардных долей (ppb) до миллионных долей (ppm). Типичные минимальные пределы обнаружения для дизельного топлива или бензина в речной воде – 30 ppb. Теплообменные жидкости были обнаружены в охлаждающей воде при концентрации в 5 ppb.

Непосредственное измерение растворенных, диспергированных или эмульгированных углеводородов не требует предварительной пробоподготовки или экстракции. TD-4100 не требует добавления химикалий для измерения концентрации углеводородов в воде.

Онлайновый контроль обеспечивает генерацию монитором данных в режиме реального времени для активизации аварийных систем или передачу данных для автоматического контроля загрязнений или систем водоподготовки.

Технология ультрафиолетовой флюоресценции
Технологическим основанием для обнаружения очищенных нефтепродуктов и сырой нефти в воде является флюорометрия. Флюориметры обнаруживают и измеряют вещества, способные флюоресцировать. Нефтепродукты подобные дизельному топливу и смазочным материалам содержат ароматические углеводороды. Флюоресценция – физический процесс, который происходит, когда вещества, подобные ароматическим углеводородам, поглощают свет одной длины волны и спонтанно испускают свет другой (большей) длины волны. В процессе флюоресценции возникает излучение уникальное для каждого ароматического углеводорода, спектральный состав которого может служить своеобразным отпечатком пальца, подобно тому, как любой человек обладает уникальными отпечатками пальцев, позволяющими однозначно идентифицировать его среди всех других людей.
Мониторы TD-4100 / TD-4100 XD снабжены однозначно согласованными входным и выходным светофильтрами, позволяющими обнаруживать выбранные углеводороды или смесь углеводородов, исключая в то же время возможные помехи.

Незагрязняющаяся измерительная ячейка
TD-4100 / TD-4100 XD включает патентованную бесконтактную, незагрязняющуюся измерительную ячейку. Дизайн ячейки позволяет обнаруживать углеводороды в водном потоке, который свободно падает сквозь открытую камеру; поток не входит в контакт и следовательно не загрязняет оптические окна, используемые для контроля нефти в воде. Патентованная система воздушной завесы предохраняет оптические окна от тумана при повышенной влажности или при контроле горячей воды. Эта особенность требуется в любой системе непрерывного мониторинга, когда в воде присутствуют нефтепродукты. Попытки создания автоматизированной очистительной системы для измерительной ячейки на основе других технологий потерпели неудачу. Поэтому TD-4100 и TD-4100 XD успешно заменяют другие мониторы в случаях, когда загрязнение является хронической проблемой. Рисунок 2 иллюстрирует ячейку с падающей струей. Этот рисунок показывает ячейку в разрезе, демонстрируя водный поток, падающий сквозь открытую камеру.
На передней части ячейки имеется смотровое окно. При нормальном режиме, поток воды полностью ламинарный и напоминает стеклянный стержень. При нарушении нормальных условий, поток воды будет искажен, что легко заметно оператору. В случае удаленной установки, когда регулярная проверка не возможна, решение может быть предоставлено системе: если чтение невозможно, линии или окна могут нуждаться в чистке. Чистка окон легко выполняется через переднее смотровое окно.
Лампа, светофильтры, и датчик защищены от воды и загрязнения прозрачными кварцевыми окнами. Вода не входит в контакт с окнами, кроме случаев крайне необычных обстоятельств типа засорения или агрессивной чистки линии. Если вода или нефтепродукты попадают на кварцевые окна, простое промывание спиртом или моющим средством через переднее смотровое окно с последующим ополаскиванием водой снова приведет прибор в рабочее состояние. Никакой дальнейшей регулировки прибора не требуется.
Ароматические углеводороды в потоке воды флюоресцируют, что позволяет их обнаружить и измерить. Каждый нефтяной углеводород имеет свою собственную уникальную световую «подпись» (длину волны), которая делает флюориметр специфическим для данных веществ, если имеется достаточное разделение длин волн выбранного углеводорода и возмлжных помех. Существует и широкополосная модификация, позволяющая контролировать сразу многие выбранные вещества. Turner Designs разрабатывают собственную оптическую конфигурацию для каждого приложения, производя выборку воды и измеряемых веществ на месте. Предел обнаружения и линейный диапазон прибора определяется как основным компонентом (водой), так и измеряемым веществом. Например, дизельное топливо может быть обнаружено при концентрации 5 ppb в паровом конденсате и 20 ppb в некоторой речной воде, но при заборе воды на другой реке, минимальный предел обнаружения может быть уже 100 ppb.
Поскольку флюориметр измеряет переизлучаемый образцом свет, датчик может быть помещен под прямым углом к пучку света от лампы. Эта особенность делает флюоресценцию, намного менее восприимчивой к изменениям в сигнале из-за мутности, цвета или взвесей.

Автоматическая регулировка для обеспечения стабильности
Чтобы поддерживать стабильность в течение многих месяцев после калибровки, онлайновые приборы Turner Designs снабжены обратной связью для автоматической регулировки. Это означает, что датчик постоянно контролирует интенсивность лампы и делает подстройку 600 раз в минуту. Когда лампа заменяется после 6 месяцев непрерывного режима, прибор автоматически подстраивается для новой лампы.
Прибор может использоваться в калиброванном или некалиброванном режиме, используя только относительные значения флюоресценции. Калибровка требует стандартов чистого растворителя и калибровочного раствора с известной концентрацией. Если истинный чистый растворитель недоступен, например, при анализе промысловых вод, ливневых вод и некоторых промышленных сточных вод, прибор используется в некалиброванном режиме или может быть откалиброван, используя внешний лабораторный анализ.
В некалиброванном режиме, проба воды прокачивается через прибор, и интенсивность флюоресценции устанавливается в процентах от всей шкалы. Пользователь может отметить типичные концентрации, чтобы определить уровни срабатывания сигнализации. Система аварийной сигнализации использует 10 А реле для приведение в действие клапанов, насосов, сигнальных и других внешних устройств. Также доступен выходной сигнал 4 - 20 мА для регистрации и передачи данных.
Если прибор используется для измерения определенных концентраций, контрольные образцы должны быть исследованы стандартным методом. Результаты анализа наносятся затем на корреляционную диаграмму (справочная диаграмма) вместе со значениями флюоресценции.
Лабораторные исследования, выполненные в рамках сертификационной программы APE Калифорнии, демонстрируют, что TD-4100 может поддерживать точную калибровку в пределах 5 - 10 % в течение 90 дней.

Детали конструкции: TD-4100 / TD-4100 XD
TD-4100 представляет собой настенный, а TD-4100 XD свободно стоящий автономный прибор. TD-4100 XD имеет единый корпус с внешней сенсорной панелью управления и ЖК дисплеем в окне корпуса. Внутри корпуса нет ничего, что бы требовало повседневного ухода. Осветительная лампа доступна через внешнюю дверцу. Она заменяется через каждые 6 месяцев, и прибор автоматически настраивается на интенсивность новой лампы. Запасная лампа включена в комплект поставки.
Приборы обеспечивают изолированный выход постоянного тока 4 - 20 мА и два 10 А реле сигнализации переменного тока. По заказу могут быть поставлены реле постоянного тока. Реле сигнализации устанавливаются оператором на «Предупреждение» и «Высокий Уровень». Оператор выбирает «нормально открытый» или «нормально закрытый» режим. Реле сигнализации имеют устанавливаемую пользователем задержку от нуля до 99 минут через 0,1 минуты. Внутренняя диагностическая система индикации аварии (лампа, двигатель прерывателя, и т.д.) подключена к реле «Высокий Уровень». Если клиент предпочитает подключить внутреннюю сигнализацию к реле «Предупреждение», необходимо специфицировать это при заключении контракта. TD-4100 XD имеет ряд диагностических экранов, видимых через окно корпуса и доступных с паролем через внешнюю сенсорную панель. Все функции прибора защищены паролем, а корпус запирается на замок.

Калибровка и контрольные замеры
Из-за высокой изменчивости качества воды и местных условий, все приборы Turner Designs калибруются на месте. После простого обучения TD-4100 легко устанавливается и калибруется всего в течение 1 часа. Все приборы Turner Designs проверяются на заводе со стандартными растворами. Однако, в полевых условиях, необходима установка диапазона чувствительности в эксперименте с местной водой. Стандартное оборудование TD-4100 приборов может быть калибровано для измерения концентрации нефтепродуктов, если доступен чистый растворитель (местная вода, свободная от всех углеводородов) и если местные нефтепродукты легко растворяются в спирте. В случаях, когда стандарты и чистая вода обычно не доступны, TD-4100 может работать в режиме измерения сообщить относительных значений флюоресценции. Относительные значения могут быть скоррелированы либо Фреоновым инфракрасным методом (не зарегистрированный полевой метод), либо Фреоновым экстракционным гравиметрическим методом (USEPA 413.1), либо другими подобными методами. На основе измерений двумя методами строится справочный корреляционный график. Отклик обычно остается линейным в приделах измерительного диапазона прибора. На TD-4100 XD используется альтернативная многоточечная калибровка.

Твердотельный стандарт CheckPOINT и проверка калибровки
TD-4100 и TD-4100 стабильны в пределах 5 % значения начальной установки в течение 90 дней. Чтобы проверить стабильность или убедиться, что прибор работает должным образом, применяется простой корректируемый твердотельный стандарт, называемый CheckPOINT. После начальной установки и калибровки CheckPOINT корректируется в соответствии с калибровочной кривой. Измерения записываются так, чтобы процедура может быть повторена в более позднее время. В случае существенного отклонения или, если результат измерения вызывает сомнения, прибор может быть быстро с помощью CheckPOINT. TD-4100 не требует больше никаких дальнейших настроек до тех пор пока не перемещен в другое место и/или используется с другим водным источником. Перенастройка на новый водный источник потребует лишь нескольких минут времени оператора.

Лампа источника света нуждается в замене каждые 6 месяцев. Доступ к лампе осуществляется с внешней стороны корпуса, и после замены лампы никакая перенастройка прибора не требуется.

Частота калибровки
TD-4100 XD может работать без перекалибровки от 6 месяцев до года в зависимости от требований точности. Прибор стабилен в пределах приблизительно 5 % в течение 90 дней. Turner Designs обеспечивает два эксплуатационных способа, проверки и корректировки точности измерительной системы. Во-первых, выбранные образцы могут чаще анализироваться другими аналитическими методами, чтобы проверить точность. Во-вторых, стабильность прибора может быть проверена с помощью CheckPOINT. Если требуется регулировка, может быть настроен либо сам прибор, либо подстроен выходной сигнал 4 - 20 mA из удаленной диспетчерской. В критических приложениях (например, контроль выбросов в окружающую среду) мы рекомендуем, чтобы оператор время от времени делал выборки образцов для независимого анализа.