Régulation de débit massique pour la caractérisation de détecteur de gaz

Cet article de “Alicat sur le terrain” provient de Premier Control Technologies, le distributeur d’Alicat au Royaume-Uni.

Cambridge CMOS Sensors

Cambridge CMOS Sensors est leader sur le marché de la technologie des détecteurs. Leurs détecteurs de gaz brevetés CMOS MEMS utilisent la technologie de Micro-Plaques Chauffantes pour offrir une consommation d’énergie réduite et des temps de réponse plus rapides pour le contrôle de la qualité de l’air et des gaz dangereux. Ils avaient besoin d’une plate-forme d’essais pour la caractérisation et l’étalonnage des détecteurs, durant lesquels du monoxyde de carbone, de l’éthanol et des composés organiques volatils (COV) allaient être pompés dans une chambre d’essai avec chacun des détecteurs.

Cambridge CMOS Sensors testing and characterization assembly

Montage pour les essais et la caractérisation des détecteurs de Cambridge CMOS

Puisque leurs détecteurs sont si rapides, Cambridge CMOS Sensors avaient besoin d’un système de régulation de débit massique qui pourrait répondre aussi rapidement pour générer différents concentrations de gaz dans la chambre d’essai. Chaque test allait nécessiter différentes concentrations de gaz à des débits s’échelonnant de 0,1 ml/min à 500 ml/min. La stabilisation rapide du débit était également nécessaire pour rassembler les données transitoires et pour mener les essais d’étanchéité de la chambre d’essai.

Alicat mass flow control system in situ at Cambridge CMOS Sensors

Système de régulation de débit massique Alicat in situ chez Cambridge CMOS Sensors

Premier Control Technologies a répondu à ces exigences grâce à un système de régulation de débit massique réactif et flexible d’Alicat. Les temps de réponse de vanne de 50-mspour les changements de point de consigne permettent aux concentrations de gaz de tests d’être rapidement atteintes et de rester stables pour la durée de chaque test. Les étalonnages intégrés de différents gaz et le large taux de variation de débit de 200:1 ont permis de considérablement réduire les frais d’équipement pour la mise en place de la plate-forme d’essai de détecteurs. Chaque plage de débit de 0,1 à 500 ml/min pouvait être couverte par seulement deux régulateurs de débit massique Alicat (modèles de 500-ml/min et 10-ml/min), avec les conduites et pièces en T locales permettant de sélectionner des débits faibles ou élevés.

Alicat mass flow control system, showing (front to back) the BB9 distribution box, 3 standard mass flow controllers, 2 anti-corrosive controllers and an anti-corrosive mass flow meter

Système de régulation de débit massique Alicat, montrant (d’avant en arrière) la boîte de distribution BB9, 3 régulateurs de débit massique standard, 2 régulateurs anti-corrosion et un débitmètre massique anti-corrosion

Deux paires de régulateurs de débit massique ont été choisies : une paire pour le monoxyde de carbone et l’éthanol, et une paire séparée pour une construction anti-corrosion de 316L pour les composés organiques volatils. Ces quatre régulateurs ont été associés à un cinquième régulateur pour la dilution dans l’air pur, et un débitmètre massique anti-corrosion pour surveiller les taux d’étanchéité de la chambre d’essai. Les six instruments proposent le système Gas Select d’Alicat, qui fournir les données des propriétés des gaz pour plus de 30 gaz ou mélanges de gaz. Ceci permet de pérenniser les appareils qui sont prêts à accueillir des tests supplémentaires avec de nouveaux gaz.

Les six instruments sont alimentés et communiquent par une boîte de distribution BB9-USB d’Alicat, qui peut connecter neuf instruments de débit massique ou de pression à un ordinateur via une seule connexion et alimentation USB. Le fait que Cambridge CMOS Sensors puisse faire fonctionner les régulateurs localement en utilisant l’interface clavier leur a permis de compléter les essais préliminaires sans avoir à programmer les unités par ordinateur.  Maintenant que leur plate-forme d’essai automatisée est en place, ils peuvent contrôler toutes les unités par des RS-232 multipoints en utilisant leur système propriétaire de contrôle du logiciel.

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