Mesure et contrôle du débit dans la surveillance de l’environnement

Types d’applications de surveillance de l’air ambiant

Il existe plusieurs types d’applications de surveillance de l’air ambiant, dont les trois types de contrôle de la qualité de l’air énumérés ci-dessous. Chacun pose des défis uniques quant à la mesure et le contrôle du débit.

  • La surveillance de l’air ambiant examine la concentration de gaz à effet de serre, de composés organiques volatils (COV) et de particules (MP) présents dans l’air extérieur que nous respirons.
  • La surveillance des sources fixes examine la quantité de matières polluantes énumérées ci-dessus qui sont expulsées dans l’atmosphère à partir de sources fixes telles que les raffineries, les centrales électriques et les cheminées de fours de cimenterie, ainsi que les chaudières des universités et autres grandes institutions.
  • La surveillance des émissions fugitives se focalise sur d’une part la détection des fuites de matériaux polluants provenant de sources non intentionnelles, y compris les puits de gaz et de pétrole, et d’autre part la minimisation de leur impact. Ce processus est appelé détection et réparation des fuites (en anglais LDAR – Lead Detection and Repair).

Contrôle de débit volumique pour l’échantillonnage de l’air ambiant et issu de source fixe

L’exigence fondamentale des programmes de surveillance de la qualité de l’air est de connaître la quantité de polluants présente dans un échantillon d’air afin de prendre les mesures appropriées pour les éliminer ou le réduire. Puisque l’objectif final est donc de déterminer la concentration de polluants dans un volume d’air donné, de nombreuses applications d’échantillonnage de l’air ont besoin de réaliser un contrôle actif des débits volumiques et non des débits massiques.

Régulateur de débit massique ALICAT de série MCW dit « Whisper »

L’un des défis dans ce genre d’applications est de s’assurer que le volume d’air mesuré n’est pas altéré par la perte de charge induite par le régulateur de débit. Les régulateurs de débit de gaz de la série Whisper d’ALICAT (série MCW) utilisent un capteur de pression différentielle extrêmement sensible couplé à des corps d’écoulement entraînant peu de contraintes (soit peu restrictifs) pour maintenir la perte de charge la plus faible possible. Par exemple, pour un débit de 16,7 lpm, typique pour mener à bien la surveillance de l’air ambiant, un régulateur de débit de série Whisper ayant une plage de débit de 20 lpm possède une perte de charge de seulement 0,2 psi (soit 14 mbar). Le maintien d’une faible perte de charge garantit autant que possible la précision de la mesure du débit volumique.

Totalisation du débit des fuites pour les émissions fugitives

Dans certaines applications de surveillance de l’air, on ne cherchera pas à contrôler activement le débit. Lorsque des fuites d’émissions fugitives sont détectées par le processus de surveillance, on s’attachera plutôt à quantifier la quantité de gaz qui s’échappe du tuyau dans des conditions d’exploitation normales. En revanche, si l’on utilise une vanne de régulation de débit, cela interférera avec le débit réel, de sorte que dans ce cas on cherchera simplement à quantifier le volume de gaz en circulation à l’aide d’un débitmètre pour gaz permettant la totalisation du débit.

En ayant toujours recours aux appareils à faible perte de charge de la série Whisper d’ALICAT, un débitmètre portable Whisper (série MWB) peut être équipé d’un totalisateur de débit de précision pour quantifier le volume total de gaz traversant l’appareil pendant un temps d’échantillonnage donné. La fonction de calcul de la moyenne permise par le totalisateur peut également convertir le volume totalisé en un débit moyenné sur la durée d’échantillonnage. Lorsque la concentration de l’échantillon de gaz est analysée en laboratoire, l’information peut être combinée avec l’information du totalisateur pour déterminer à la fois la quantité totale des gaz polluants ayant fuité ainsi que le taux de fuite.

Alicat Whisper-series portable mass flow meter.

Débitmètre massique portable ALICAT de série Whisper

Étalonnage instantané du débit dans la surveillance de l’air ambiant

Il est fondamental de connaître le volume d’air pour déterminer les concentrations de polluants, l’étalonnage est donc un processus d’autant plus important. Tous les appareils qui permettent un contrôle actif du débit exigent des vérifications régulières du débit et des étalonnages de débit, de la pression et de la température pour s’assurer que les données qu’ils collectent soient précises et répétables. Pour ces applications, les appareils de débits de modèle AFS et FP-25 d’ALICAT offrent les étalonnages les plus précis proposés par ALICAT tout appareil confondu. Même lorsque les températures ambiantes diminuent ou que l’humidité augmente, ces appareils offrent une précision de relevé supérieur à 1% pour l’ensemble de leur plage de débit pleine échelle (1:200).

Lorsque les concentrations de gaz sont analysées, il est nécessaire d’utiliser un autre type d’étalonnage pour s’assurer que l’analyseur de gaz détecte la quantité correct de gaz polluant dans l’échantillon d’air. Les calibreurs de dilution dynamique de gaz utilisent des régulateurs de débit massique pour permettre le mélange de bouteilles de mélanges de gaz étalonnés sans air pour alimenter un analyseur de gaz avec une concentration connue de polluants gazeux. Nos régulateurs de débit massique standards ALICAT (série MC) permettent à ces calibreurs de dilution d’atteindre très rapidement de nouveaux débits, même lorsque les débits sont inférieurs à 20 sccm. Cela permet de garder la précision du mélange de gaz et de réduire les temps d’étalonnage.

Si vous avez des questions par rapport à votre application de surveillance de l’air ambiant, contactez-nous ci-dessous:

 




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