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Sondes et électrodes de process

Les sondes en immersion directe dans le processus doivent être adaptés à la chimie du milieu à mesurer et aux conditions de pression et de température existantes. La nouvelle gamme de sondes très complète de Knick répond idéalement à ces conditions pour un enregistrement des paramètres du processus efficace, sans erreur et sans entretien. Cette gamme permet de satisfaire efficacement un large éventail d'applications. Associés à des supports et à des systèmes d'analyse adaptés de Knick, ils garantissent une performance optimale, même en zone Ex.

Des électrodes de pH aux propriétés adaptées aux applications

Encore aujourd'hui, les électrodes à membrane de verre classique sont les électrodes de pH les plus fiables et les plus précises et sont donc des standards de la société Knick. Etant donné que les électrodes de pH ont une caractéristique dépendante de la température (Nernst), la température doit être enregistrée simultanément avec la valeur pH afin de procéder à une compensation.

Les électrodes de pH de Knick sont pourvues de sondes de température intégrées. La sonde de température Pt 1000 présente des avantages évidents pour la mesure, ce qui la rend plus intéressante que la sonde Pt 100. Avec ces électrodes, le raccordement multipolaire nécessaire est réalisé avec une tête enfichable Variopin (VP).

Le verre très résistant aux alcalis, sensible au pH et possédant des propriétés universelles pour un très grand nombre d'applications, a largement fait ses preuves, en particulier pour les processus à forte valeur de pH ou pour le nettoyage CIP. Etant donné que le verre pH présente une très grande impédance et que la résistance augmente à mesure que la température diminue, Knick propose pour les mesures à très basse température un verre pH spécial de faible impédance.

Outre la composition et la forme (stabilité mécanique) de la membrane de verre sensible au pH, d'autres exigences sont induites par les conditions individuelles de processus pour les systèmes de référence. Il s'agit entre autres d'influences chimiques, de plages de pression et de température élargies, de milieux encrassés et chargés de particules, de conditions hygiéniques, de capacité de stérilisation. Les différents modèles de systèmes de référence et des électrodes de pH sont basés sur ces exigences très diverses.

Dans les milieux très encrassés et soumis à de fortes pressions, les systèmes de référence à passage ouvert ("diaphragmes perforés") et à électrolyte polymère fixe ont fait leurs preuves (par exemple SE 533).

Lorsque le milieu de mesure présente une conductivité très faible, on privilégie des électrodes à coussin d'électrolyte sous pression interne ou à électrolyte liquide sous pression rechargeable avec un ou plusieurs diaphragmes en céramique (par exemple SE 552 ou SE 551). Seule une céramique spéciale à grains fins peut être nettoyée de manière hygiénique.

Grâce à l'effet nettoyant du flux continu de l'électrolyte, les électrodes sous pression ou rechargeables sont aussi très avantageuses dans les milieux très encrassés qui polluent le système de référence.

Dans ces milieux difficiles, les électrodes à grand diaphragme annulaire PTFE ont une très grande durée de vie. La protection contre la pollution des électrodes est assurée par un pont d'électrolyte supplémentaire à compensation de pression (par exemple SE 553). De nombreux utilisateurs de processus de production agro-alimentaire ou cosmétique souhaitent définitivement exclure les risques de bris de verre pour protéger leurs produits. Pour ces applications, Knick propose des électrodes de pH sans verre et sans la membrane de verre habituellement utilisée comme élément sensible au pH. Cela élimine ainsi tout risque de bris de verre. A la place de la membrane de verre, ces électrodes sont pourvues d'un ISFET (transistor à effet de champ sensible aux ions) avec un revêtement sensible au pH intégré à une tige plastique robuste (PEEK).

Les électrodes de pH proposées par Knick sont pour la plupart disponibles dans la longueur standard de 120 mm et dans une longueur de 225 mm pour fonctionner avec les systèmes de nettoyage et de calibrage automatiques Unical® 9000 et Uniclean® 900. Des supports rétractables à fonctionnalité optimisée sont proposés, ce sont les supports Ceramat® et SensoGate®.

Des sondes de conductivité pour toute la plage de mesure

La conductivité des milieux aqueux est mesurée depuis plus de
80 ans. Cette mesure va de 0,055 μS/cm dans l'eau ultra-pure jusqu'à plus de 1000 mS/cm dans des acides ou des bases entièrement dissociés. Les applications de mesure de la conductivité sont très diverses et vont du contrôle de pureté de l'eau d'alimentation jusqu'à la mesure de solutions d'électrolyte très concentrées et d'acide sulfurique concentré. Les conditions de mesure sont souvent difficiles car les processus se déroulent dans de grandes plages de pression et de température et les milieux de mesure sont parfois très encrassés.

Ces exigences très variées ne peuvent être idéalement satisfaites qu'avec des sondes différentes possédant des propriétés spécialement adaptées aux conditions spécifiques de l'application. Knick propose des systèmes de détection complets qui réalisent les mesures avec 2 ou 4 électrodes ou qui fonctionnent sans électrode selon le principe de l'induction. Tous les sondes sont pourvues d'une sonde de température pour la compensation de température automatique de la conductivité. Différents raccords de processus sont disponibles : filetage, bride, clamp, raccord vissé, etc.

Dans les milieux présentant une faible conductivité, s'ils ne sont pas très encrassés et s'ils ne contiennent pas de composants engendrant des dépôts (huile, calcaire, etc.), il est possible de réaliser des mesures de haute précision avec des sondes à 2 électrodes à géométrie coaxiale. Différents modèles sont disponibles: outre la sonde SE 604 extrêmement robuste et très résistante à la température et à la pression pour une surveillance en eau très pure, par exemple pour l'eau d'alimentation des centrales nucléaires, Knick propose aussi une sonde (SE 620) particulièrement adapté aux processus hygiéniques grâce à sa surface électropolie de très faible rugosité (<0,8 µm).

Les simulateurs de conductivité PortaSim® Cond spécialement développés pour ces modèles permettent de valider les systèmes d'analyse raccordés et les câbles de sonde conformément au règlement USP <645>.

Une sonde avec électrodes en graphite spéciale (SE 630) permet de mesurer une conductivité faible à moyenne, même dans les milieux modérément encrassés et corrosifs. Pour les très hautes pressions et températures, Knick propose un modèle spécial (SE 600) qui résiste aussi aux influences chimico-agressives extrêmes grâce à son matériau spécialement sélectionné (PTFE/platine). De par sa conception à quatre électrodes, cette sonde présente également une plage de mesure bien plus grande que les sondes à deux électrodes.

Les sondes inductives Knick se distinguent elles aussi par leur très grande plage de mesure. Celles-ci sont pratiquement insensibles à l'encrassement. Même les dépôts non conducteurs n'influencent pas la mesure. Les sondes sont lisses et faciles à nettoyer.

Tout le corps de la sonde en contact avec le processus étant constitué d'un seul matériau, l'utilisation de plastique high tech de grande qualité comme le PEEK ou le PFA permet de garantir une résistance chimique maximale.

Les versions en PP permettent aussi d'utiliser à moindre coût les propriétés décrites pour des exigences moins strictes de la technique des processus, par exemple dans le domaine de l'eau de processus, de l'eau sanitaire et des eaux usées. Associés à des convertisseurs Knick, les sondes de conductivité peuvent aussi être utilisées avec des appareils à 2 fils et pour des applications exemple

Des sondes d'oxygène exigeant peu d'entretien

Les sondes Knick destinées à la mesure d'oxygène dissout se caractérisent par une grande sécurité de fonctionnement. La conception robuste des sondes basée sur des matériaux durables et la structure modulaire garantissent une grande fiabilité avec un entretien minime. La membrane à armature métallique revêtue de PTFE est un module facile et rapide à changer. En cas de besoin, le système d'électrodes et son corps interne complet sont tout aussi faciles à remplacer.

Les sondes offrent une haute résolution de 6 ppb. Le modèle destiné à la mesure de traces permet d'atteindre une résolution de 1 ppb, ce qui le rend insensible aux hautes pressions partielles de CO2, et donc parfaitement adapté à l'industrie des boissons par exemple.

Les versions hygiéniques en inox, constituées d'une surface extrêmement lisse, sont certifiées EHEDG et conformes aux normes 3A. Elles peuvent par ailleurs être stérilisées, autoclavées et sont compatibles CIP.

Pour les applications simples, une variante économique avec tige plastique est disponible. Toutes les sondes d'oxygène peuvent aussi fonctionner avec des appareils à 2 fils et en zone Ex lorsqu'elles sont associées à des transmetteurs Knick.
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