HIỆU CHUẨN VÀ ĐIỀU CHỈNH THIẾT BỊ ĐO KHÍ THẢI · PDF filehợp độ nhạy của cảm biến giảm để giá trị đo được của cảm biến về giá trị

Calibration and Adjustment

Công ty TNHH Công Nghệ Điện Giai

16 Quách Văn Tuấn, P. 12, Q. Tân Bình, Tp.HCM.

Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735

Website: www.testo.vn - Email: [email protected] Trang 1

HIỆU CHUẨN VÀ ĐIỀU CHỈNH

THIẾT BỊ ĐO KHÍ THẢI TESTO 350




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


PHỤ LỤC

1. Các định nghĩa .................................................................................................... 3

2. Lý thuyết về khí hiệu chuẩn .............................................................................. 3

3. Các khuyến cáo và lưu ý an toàn ...................................................................... 4

4. Công cụ cần thiết cho việc điều chỉnh và hiệu chuẩn ..................................... 6

5. Các bước thực hiện hiệu chuẩn ........................................................................ 8

5.1.1. Testo 350XL ............................................................................................. 8

5.1.2. Testo 350 ................................................................................................. 10

6. Những lỗi thường gặp ...................................................................................... 12




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


1. Các định nghĩa

- Hiệu chuẩn (Calibration):

Là hoạt động xác định, thiết lập mối quan hệ giữa giá trị đo của chuẩn đo lường, phương tiện đo

với giá trị đo của đại lượng cần đo.

Phương pháp hiệu chuẩn thiết bị đo khí thải là phương pháp đo hàm lượng của khí chuẩn bằng

thiết bị đo khí thải cần hiệu chuẩn. Kết quả của quá trình hiệu chuẩn là sai số của phép đo

- Sai số của phép đo:giá trị chỉ thị của phép đo trừ cho giá trị thực của khí chuẩn

- Điều chỉnh (Adjustment):

Là sự loại bỏ sai số hệ thống của phép đo, ví dụ điều chỉnh bằng khí chuẩn trong trường

hợp độ nhạy của cảm biến giảm để giá trị đo được của cảm biến về giá trị đúng.

- Độ nhạy chéo (Cross-Sensitivity): Đặc tính của cảm biến là không chỉ phản ứng với khí

chuẩn mà còn phản ứng với các khí khác.

- Ôxy hóa (Oxidation): Là sự kết hợp các nguyên tố của 1 khí với oxy. Ví dụ ôxy hóa NO

tạo ra khí NO2

- Sự hấp thụ (Absorption): Là sự thâm nhập của các khí hoặc hỗn hợp khí vào trong chất

lỏng hoặc các chất rắn.

- Sự hấp phụ (Adsorption): Sự hấp phụ diễn ra nếu các khí được giữ trên bề mặt vật thể rắn

khi chúng tiếp xúc với chất rắn (ví dụ thành ống dẫn khí). Các khí “bị bắt” sau đó được giải

phóng ra lại một cách không kiểm soát.

- Thời gian đáp ứng (Response time): Đây là khoảng thời gian mà các cảm biến cần để đạt

đến nồng độ được đặt ra với một chỉ thị ổn định.

2. Khí chuẩn

- Sử dụng khí chuẩn (khí đơn hoặc hỗn hợp) để hiệu chuẩn và hiệu chỉnh thiết bị đo khí thải

- Hỗn hợp khí (Gas mixtures): Hỗn hợp khí là hỗn hợp đồng nhất của các loại khí thành

phần khác nhau.

- Khí thành phần (Componets): Khí thành phần là những thành phần khí trong hỗn hợp

khí. Thông tin về khí thành phần được thể hiện trên chứng nhận phân tích (Analysis

certificate) của nhà sản xuất.

- Khí mang (Carrier gas/basic gas): Khí mang thường được sử dụng là khí Nitrogen (N2)

hoặc không khí (synthetic air). Khí mang còn gọi là phần khí còn lại của hỗn hợp (residual

gas)

- Chỉ thị nồng độ (Indication of content/concentration):

Lượng chất không phụ thuộc áp suất và nhiệt độ. Đơn vị chung là ppm (part per million)

hoặc % (part per 100). Tỷ lệ chuyển đổi 1% = 10.000ppm.

Một chỉ thị phổ biến khác theo thể tích vpm (volume per million) hoặc theo khối lượng

kg/m3. Tuy nhiên, chỉ thị này phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và yêu cầu về điều kiện

chuẩn (ví dụ điều kiện chuẩn của Việt Nam là 25°C và 1.013hPa)




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


- Độ chính xác của khí chuẩn (Accuracy of test gas/certificate):

Khí chuẩn dùng để hiệu chuẩn thiết bị đo khí thải có độ chính xác ± 2% (của giá trị hàm

lượng khí được cung cấp trên giấy chứng nhận)

- Thông tin trên chứng nhận phân tích (Information on the analysis certificate):

+ Dung sai sản xuất (Production tolerance): Đây là giá trị độ lệch cho phép tối đa của

một thành phần khí (giá trị thực) so với giá trị cần đạt tới được quy định trong sản

xuất hỗn hợp khí.

+ Dung sai phân tích (Analysis tolerance): Sau khi hỗn hợp khí được sản xuất, thành

phần chính xác được xác định bằng phương pháp phục hồi phân tích. Dung sai phân

tích là độ lệch tối đa của giá trị đo được ghi trên chứng nhận so với giá trị thực của

khí thành phần.

+ Độ ổn định và thời gian sử dụng (Stability and period of use): Phụ thuộc vào loại

khí, các hỗn hợp khí không thể lưu trữ và sử dụng vô thời hạn. Hạn sử dụng được ghi

trên giấy chứng nhận phân tích. Hỗn hợp khí tiêu chuẩn thường là 2 năm .

+ Áp suất nạp và áp suất tối thiểu cho việc sử dụng (Filling pressure and minimum

pressure of use): Áp suất nạp là áp suất của bình khí mới ở nhiệt độ tham chiếu

(chuẩn). Áp suất tối thiểu sử dụng là áp suất thấp nhất của bình khí còn đảm bảo được

nồng độ khí chuẩn.

+ Nhiệt độ bảo quản, lưu trữ (Storage temperature): Nhiệt độ bảo quản nên được tuân

thủ để ngăn chặn hỗn hợp khí bị thay đổi theo thời gian và tránh các ảnh hưởng bởi

việc hấp phụ nếu nhiệt độ quá thấp.

- Bình khí (Test gas containers):

+ Các bình khí hiệu chuẩn ở Châu Âu có kích cỡ 2, 10, 40 và 50 lít.

+ Áp suất bình khoảng 150 bar (2200psi) hoặc 200 bar. Trong một bình 10 lít, áp suất 150bar

có thể chứa 1500 lít khí.

+ Các thiết bị đo khí thải cầm tay với lưu lượng lấy mẫu từ 1.0 đến 1.2 lít/m, cần từ 5 đến 6

lít khí cho việc hiệu chuẩn/ điều chỉnh cho mỗi cảm biến đối với khí đơn.

+ Bình 10 lít thì đủ cho khoảng 300 lần hiệu chuẩn/điều chỉnh. Khi xác định được cỡ chai tối

ưu phải nhớ rằng hạn sử dụng tối đa là trong vòng 2 năm. Khí hiệu chuẩn sau 2 năm không

nên sử dụng cho dù nó có còn bao nhiêu trong chai.

- Sử dụng khí đơn hay khí hỗn hợp?

Khí đơn được hiểu là 1 khí hỗn hợp của 1 khí và khí mang (phần khí còn lại).

Ví dụ: Khí SO2 (300 ppm) được cân bằng trong khí mang N2 hoặc không khí

Khí hỗn hợp chứa nhiều hơn 1 khí (tối đa là 4 khí). Khí hỗn hợp thông thường sẽ đắt hơn

và thời hạn sử dụng ngắn hơn. Thuận tiện của việc sử dụng hỗn hợp khí là giảm số lượng

các chai từ đó dẫn đến việc sử dụng sẽ đơn giản hơn.

+ Nếu sử dụng hỗn hợp khí, điều rất quan trọng là việc chú ý tới độ nhạy chéo (Cross-

Sensitivity) của các cảm biến. Ví dụ một cảm biến SO2 sẽ phản ứng chéo với NO2, do đó

không thể điều chỉnh SO2 mà sử dụng khí hỗn hợp khí có chứa NO2.




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


Lưu ý về nồng độ khí chuẩn:

Nồng độ khí chuẩn dùng để hiệu chuẩn thiết bị đo khí thải phải nằm trong phạm vi đo của

thiết bị đo khí thải và tối thiểu 2 điểm thuộc phạm vi đo trên và dưới

Nồng độ khí chuẩn tối thiểu có thể để điều chỉnh (adjustment) là:

Nồng độ tối thiểu

CO 150 ppm

CO low 50 ppm

NO 80 ppm

NO low 40 ppm

NO2 40 ppm

SO2 100 ppm

H2S 40 ppm

HC 4000 ppm

CO2 2 Vol. %

3. Các khuyến cáo và lưu ý an toàn:

- Khuyến cáo về an toàn trong việc vận hành và sử dụng khí chuẩn:

Vận hành với các khí chuẩn đòi hỏi sự chú ý đặc biệt về an toàn.

+ Bình khí luôn phải được bảo vệ để không bị ngã đổ (bằng dây xích hoặc dây đai)

+ Bình khí luôn được lưu trữ và sử dụng trong phòng thông gió, cảnh báo nguy cơ bị ngộ

độc.

Với các khí dễ cháy nổ, chú ý giới hạn cháy nổ: Methane 5%, Propan 2.1% và Hexane 1%.

Các quy định bổ sung phải được tuân thủ khi di chuyển.

Các quy định ràng buộc trong việc hiệu chuẩn:

- Trước khi thực hiện bất cứ việc hiệu chuẩn/điều chỉnh nào, thiết bị và đường truyền

khí từ các chai khí đến thiết bị phải được kiểm tra độ rò khí.

Khóa (bịt kín) đầu vào nguồn khí, lưu lượng lấy mẫu của thiết bị phải < 0.03 l/phút.

- Sử dụng ống dẫn làm bằng nguyên liệu không hấp thụ các khí (SO2, NO2).

- Sử dụng khí đơn. VD: NO với N2 như khí mang (carrier gas)

- Làm ấm thiết bị ( cho thiết bị hoạt động khoảng 20 phút)

- Zero thiết bị với khí sạch.

- Áp suất khí chuẩn tối đa là 30hPa, áp suất tối đa lý tưởng là 20hPa

- Lưu lượng bơm của thiết bị phải > 0.5 l/m

- Thời gian hiệu chuẩn từ 3 – 5 phút.




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


- Đảm bảo rằng nhiệt độ môi trường xung quanh được giữ cố định trong suốt quá trình

hiệu chuẩn/điều chỉnh

Để điều chỉnh trong phạm vi nồng độ cao hơn, một loại khí có nồng độ thử nghiệm

tương ứng với khoảng 25 - 30% phạm vi đo là đủ. Việc điều chỉnh theo giá trị giới hạn

của phạm vi đo chỉ nên được thực hiện trong các trường hợp đặc biệt.

Khuyến cáo về thành phần khí cho các khí hỗn hợp:

(VD: 1 bộ khí hiệu chuẩn đầy đủ cho Testo 350)

Bình 1: CO + NO + N2

Bình 2: SO2 + O2 + N2

Bình 3: NO2 + synthetic air

Bình 4: H2S + synthetic air/N2

Bình 5: CH4/propane/butane + synthetic air

Lưu ý: Khi hiệu chuẩn CxHy phải có 1 lượng O2 > 2% trong

khí chuẩn.

4. Công cụ cần thiết cho việc điều chỉnh và hiệu chuẩn:

Các vật liệu trong phần cứng được sử dụng phải đảm bảo các tiêu chuẩn sau:

- Các phụ kiện giảm áp lực và ống dẫn từ các chai khí phải được làm từ thép không gỉ

(nguyên nhân: tránh phản ứng, ăn mòn). Trong trường hợp các bình khí có đường ren ngoài

bằng đồng thau (ví dụ CO, CO2), bộ điều chỉnh áp suất có thể được làm bằng đồng thau để

giảm giá thành.

- Trong trường hợp các khí phản ứng như NO2, SO2, vật liệu ống sử dụng phải có lượng hấp

thụ không đáng kể. Vật liệu yêu cầu: Teflon (PTFE), Viton, Tygon hoặc C-Flex.

- Cấp khí vào thiết bị cần hiệu chuẩn/điều chỉnh:

Lý tưởng, sử dụng một van bypass với bộ hiển thị khí test chảy qua (dải đo 0…2 lit/min).




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


Mặt khác khí test có thể được cung cấp trực tiếp mà không cần sử dụng một van bypass bằng

cách sử dụng một bộ điều chỉnh áp suất chính xác.




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


Với phương pháp này, áp suất khí test phải là 12’’ WC (0.433PSI). Áp suất vượt quá sẽ dẫn

tới các giá trị không chính xác. Áp suất max yêu cầu lý tưởng tại đường vào khí là 8”WX

(0.288PSI). Nếu cần, chênh áp của bộ phân tích có thể được đo để kiểm tra áp suất khí.

Lời khuyên của Testo đối với các pressure regulators (điều áp) and flow meter (lưu

lượng kế) phù hợp cho quá trình hiệu chuẩn:

Manufacturer Description Product

Linde Gas • Single stage pressure regulator • with

pressure controller FMD 100-18

Linde Gas • Double stage pressure regulator • with

pressure regulator and shut-off valve FMD 532

Messer

Industriegase

• Single stage pressure regulator • with

pressure controller FM 51

Air Liquide • Single stage pressure regulator • with

pressure regulator and flow meter

EUROFLO

Kobold

Messring Flow meter with a suspension body

SM-10.1

Profimess Flow meter with a suspension body

5. Các bước thực hiện hiệu chuẩn:

5.1. Testo 350XL:

- Chuẩn bị:

+ Yêu cầu đầy pin hoặc nguồn AC ổn định.




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


+ Không khí xung quanh không chứa các chất khí gây ô nhiễm.

+ Kiểm tra độ rò khí của thiết bị < 0.03 l/m. Có rò khí sẽ không đảm bảo nồng độ chuẩn

- Loại bỏ khí và ổn định thiết bị:

+ Khởi động thiết bị và cho bơm hoạt động khoảng 20 phút để loại bỏ những khí còn tồn

đọng trong đường ống hoặc cảm biến nhằm đạt được độ ổn định.

+ Nhấn phím Zero để thiết lập điểm 0 ( ở hình bên là

phím thứ 2 bên trái qua)

+ Nhấn phím để truy cập vào Menu chính.

+ Nhấn phím cuộn xuống di chuyển thanh sang đến mục

“Sensor” và chọn OK.

+ Di chuyển thanh sang đến mục “ Calibrate” và nhấn

phím OK

+ Sử dụng các phím mũi tên và để lựa

chọn cảm biến cần hiệu chuẩn ( ở đây là CO) và

nhấn phím OK để chấp nhận.

+ Nhập vào giá trị nồng độ cần hiệu chuẩn




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


Kết nối bình khí chuẩn:

+ Kết nối đầu dò lấy mẫu đến bộ hiệu chuẩn

+ Mở van bình khí chuẩn và đặt lưu lượng khí vào trên

bộ chỉnh lưu lượng khoảng 1 – 1,5 l/m.

+ Nhấn phím START để bơm bắt đầu hút khí vào bộ

phân tích.

+ Khi giá trị đo hiển thị trên màn hình thay đổi, đợi

khoảng 3 - 5 phút cho 1 lần hiệu chuẩn.

+ Trong suốt quá trình hiệu chuẩn màn hình sẽ luôn hiển thị các các giá trị.

Kết quả:

+ Sau 3 – 5 phút, nhấn phím OK để điều chỉnh cảm biến và lưu giá trị hiệu chuẩn.

+ Nhấn phím ESC nếu không muốn điều chỉnh cảm biến.

+ Nhấn phím Mem. Giá trị sẽ được lưu nhưng cảm biến sẽ không được điều chỉnh.

+ Đóng nguồn cấp khí chuẩn lại và rút ống khí ra khỏi bộ phân tích

Chuẩn bị hiệu chuẩn cho các loại cảm biến khác.

Rửa sạch thiết bị phân tích bằng khí sạch khoảng 5 phút trước khi bắt đầu hiệu chuẩn cho các

khí khác.

5.1.2. Testo 350:

- Chuẩn bị:

+ Chắc chắn rằng pin của thiết bị đã sạc đầy hoặc đang vận hành với nguồn AC.

+ Chắc chắn rằng không khí xung quanh không chứa các chất khí gây ô nhiễm.

+ Chắc chắn rằng độ rò khí của thiết bị < 0.03 l/m.

- Loại bỏ khí tồn và chuẩn điểm “không”:

+ Khởi động thiết bị và cho bơm hoạt động khoảng 20

phút để loại bỏ những khí còn tồn đọng trong đường

ống hoặc cảm biến nhằm đạt được độ ổn định.

+ Zero thiết bị để thiết lập điểm “không”:

Từ màn hình đo nhấn phím Option

Dùng phím cuộn kéo thanh sáng xuống dòng

Recalibrate và nhấn OK để zero thiết bị

+ Thiết bị sẽ được zero trong 30 giây




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


- Thiết lập hiệu chuẩn/điều chỉnh thiết bị:

+Nhấn phím để truy cập vào Menu chính

+ Dùng phím cuộn thanh sáng chọn dòng

Sensor setting và nhấn phím OK

+ Chọn dòng Calibration/ Adjustment và nhấn phím OK

+ Chọn thông số cần hiệu chuẩn (ở màn hình bên là

thông số CO) và nhấn phím OK

+ Nhấn phím Change để thay đổi giá trị

+ Nhập vào giá trị nồng độ cần hiệu chuẩn.




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


- Kết nối bình khí chuẩn:

+ Kết nối đầu dò lấy mẫu đến bộ hiệu chuẩn

+ Mở van chai khí chuẩn và đặt lưu lượng khí vào trên bộ chỉnh lưu

lượng khoảng 1 – 1,5 l/m

+ Nhấn phím OK để bơm hút mẫu khí bắt đầu hút khí vào bộ phân

tích (lúc này ta có thể xem lại lưu lượng trên lưu lượng kế và chỉnh

lại lần nữa).

+ Khi giá trị đo hiển thị trên màn hình thay đổi, đợi khoảng 3 - 5 phút

cho 1 lần hiệu chuẩn.

+ Trong suốt quá trình hiệu chuẩn màn hình sẽ luôn hiển thị các giá

trị.

Kết quả:

+ Sau 3 – 5 phút, nhấn phím Adjust để điều chỉnh cảm biến và lưu

giá trị. Sau đó nhấn phím Finish để hoàn tất quá trình điều chỉnh

cảm biến.

+ Nhấn phím Calib giá trị hiệu chuẩn sẽ được lưu nhưng cảm biến sẽ

không được điều chỉnh.

+ Nhấn phím ESC để hủy quá trình hiệu chuẩn.

+ Đóng nguồn cấp khí chuẩn lại và rút ống khí ra khỏi bộ phân tích

Chuẩn bị hiệu chuẩn cho các loại cảm biến khác.

Rửa sạch thiết bị phân tích bằng khí sạch khoảng 5 phút trước khi bắt

đầu hiệu chuẩn cho các khí khác.

6. Những lỗi thường gặp trong quá trình điều chỉnh, hiệu chuẩn:

Thời gian phản hồi của NO2, SO2, H2S lâu:

+ Nguyên nhân: Sự ô nhiễm của đầu lấy mẫu, thân đầu lấy mẫu, bộ lọc bụi, bộ

làm lạnh,…., lưu lượng bơm quá thấp (NO2 nhạy cảm với lưu lượng). Đường

ống dẫn quá dài và đường kính trong lớn quá mức cần thiết.

+ Biện pháp khắc phục: Làm sạch và làm khô các thành phần của hệ thống đo

hoặc làm mới nếu cần. Sử dụng vật liệu Teflon và thép không gỉ để nạp khí, giữ

cho chiều dài ống và đường kính ống tới mức tối thiểu

Sai số sau khi hiệu chỉnh:

+ Nguyên nhân có thể:




Tel: 08 38112736 – Fax: 08 38112735


- Việc điều chỉnh được thực hiện trước khi giá trị ổn định

- Các điều kiện điều chỉnh không đúng với các điều kiện điều khiển, độ trôi của

cảm biến quá lớn hoặc cảm biến đã hết hạn sử dụng.

+ Biện pháp khắc phục:

- Rửa đường ống dẫn và bộ giảm áp nếu cần

- Giữ ổn định các điều kiện ảnh hưởng chung

- Thực hiện kiểm tra rò khí trước khi điều chỉnh khí

- Không thay chai khí chuẩn giữa điều chỉnh và điều khiển

- Chú ý đến các đặc tính của cảm biến và những khuyến nghị của testo cho khí

chuẩn

- Thay thế các cảm biến có độ trôi giá trị lớn

- Nếu điều chỉnh cảm biến sau cảm biến khác, bạn cần phải rửa lại bằng khí

chuẩn để tránh ảnh hưởng của độ nhạy chéo

Cảm biến báo lỗi sau khi hiệu chuẩn:

Cảm biến báo lỗi cần thay thế:

+ Nguyên nhân:

- Do hiệu chuẩn sai quy trình

- Do độ trôi của cảm biến quá lớn hoặc cảm biến đã hết hạn sử dụng


- Đọc kỹ hướng dẫn trước khi thực hiện việc điều chỉnh, hiệu chuẩn.

- Kiểm tra hạn sử dụng của cảm biến trước khi hiệu chuẩn.

Cảm biến báo lỗi độ nhạy thấp:

+ Nguyên nhân:

Với lỗi này nguyên nhân thường do zero cảm biến trong điều kiện khí ô nhiễm

hoặc đang kết nối với bình khí chuẩn trong quá trình zero cảm biến.


- Đảm bảo không khí xung quanh không chứa các chất khí gây ô nhiễm trước

khi zero

- Tuyệt đối không kết nối với bình khí chuẩn trước khi zero cảm biến.

Documents

HIỆU CHUẨN VÀ ĐIỀU CHỈNH THIẾT BỊ ĐO KHÍ THẢI · PDF filehợp độ nhạy của cảm biến giảm để giá trị đo được của cảm biến về giá trị