analítica para líquidos - medição de nível, vazão...

Analítica para LíquidosSeminário Curitiba – Junho/2011

• Química

• Farmacêutica

• Alimentos e

bebidas

• Tratamento

de água e

efluentes

• Geração de

energia

Industrias:Parâmetros:

• pH/redox

• condutividade

• turbidez

• oxigênio dissolvido

• cloro

• amônia

• fosfato

• cromato

• cobre

• hidrazina

• ferro

• manganês

• nitrato

• TOC, DBO, DQO

• toxicidade

Endress+Hauser Conducta – Segmentação

Endress+Hauser Conducta – Centros de Produção

Gerlingen perto de Stuttgart

250 empregados

Matriz

Suzhou / China

(20 empregados)

Waldheim / Saxony

130 empregados

Outros centros de produção

Anaheim / Califórnia

100 empregados

STIP Gross-Umstadt / Hesse

50 empregados

>100 pessoas

em P & DÍndia

(Início em 2007)

> 15.000

Plantas de

tratamento

de efluentes

> 3.000

Plantas de

água potável

> 500

Plantas

farmacêuticas

> 200

Plantas de

papel e

celulose

> 2000

Cervejaria E

laticínios

> 400

Plantas de

geração de

energia

> 800

Plantas químicas

Endress+Hauser Conducta – Clientes

Medição de pH

Sensores de pH

OrbiSint, CeraGel, CeraLiquid

Sensores ISFET de pH

TopHit

Mycom S

Liquisys M

Liquiline M

Sistemas automáticos de pH

TopCal S TopClean S ChemoClean

Sondas retráteis

CleanFit

Sondas de imersão

DipFit

Câmaras de fluxo

FlowFit

Medição de condutividade

Mycom S Liquiline MLiquisys M Smartec S

Sesnores condutivos

ConduMax W / H Sensore indutivos

InduMax P / H

Medição de oxigênio dissolvido

Liquisys M

COS21COS31/41

COS61

New!

Liquiline M

Medição de turbidez e sólidos suspensos

Sonda de inserção

CUA 120 / 250

Sonda de

imersão

DipFit W Liquisys M StamoSens

TurbiMax W

Medição de Cloro

Liquisys M

FlowFit Wsensores para dióxido de cloro /

cloro livre / cloro total

Analisadores de processo

Analisadores

StamoLys

STIP - TOC


Espectroscopia


Sistemas Bioquímicos

TOC – On-Line

Amostrador automático

Benefícios

Detecção prévia de

contaminantes

Autuação de setores específicos

Registrador gráfico opcional

Seleção de amostragem por

tempo ou vazão

Alarmes de outras variáveis

2 entradas Memosens

Segurança de processo

Requerido:Instalação, contrato de manutenção

Low

Middle

High

Serviços

“Know-how” de aplicação Conduc-

tivity

Amp.

pH

Turbidity.

Opt.Nitr./Spectr.

pH-system

Nitrate,

Amm.

TOC

BOD

COD

Container

Instalação

Opcional:Instalação,manutenção

Soluções completas

Passado – Transmissores dedicados por variável

Liquisys Liquisys Liquisys Liquisys

pH Conductivity Turbidity Oxygen ...

Um parâmetro – Um canal

… hoje hot plug & play

Multiparâmetro – multicanal – totalmente modular!

pH ConductivityTurbidity, nitrate,

SAC, ISE

Oxygen,

disinfection

*

*Available in 2012+

Linha de analisadores E+H

STIPTOX

ToxicitySPECTRON TP

CA72TP

Total Phosphate

CA71

COD

TOCII CA72TOC,

EZ-TOCII CA52TOC

CA71

AM, PH, …

STIP-scan

CAS74

Nitrate, SAC, COD

ISEmax CAS40

AM, Nitrate

CAS40D

CxS70

Nitrate, SAC(under

evaluation)

CAS51D

Nitrate

SAC

BIOX

BSB

Linha completa

Sensores Memosens

com conector indutivo

• pH

• ORP

• Condutividade Condutiva

• Oxigênio Dissolvido (amp.)

• Cloro

Sensores Memosens

com cabo fixo

• Nitrato, SAC*

• Turbidez

• Oxigênio Dissolvido

(ótico)

• Eletrodos íon seletivo

• Condutividade Toroidal

Família de sensores Memosens

Família Sensores Digitais com cabo fixo

Sensores Digitais com cabo fixo e

protocolo Memosens

Comunicação: Protocolo Memosens

Família Sensores Memosens

Sensores Memosens com conector

indutivo

Comunicação: Protocolo Memosens

Princípios de Funcionamento – Visão Geral

O que as variáveis analíticas tem em comum?

Teoria de pH 1/4

Bufferinterno

Solução ácida Solução alcalina

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

H+positiva negativa

carga


Teoria de pH 2/4

Bufferinterno 3 mol

KCl

Transmissor de pH

Eletrodo

de

referência

DiafragmaMembrana de vidro

Eletrodo

de

medição

Diferença de potencial = U – U0

Expressos em milivolt!!!


Teoria de pH 3/4

O valor em milivolts trafega via cabo e os cálculos

só são processados no transmissor, onde o valor

analógico é convertido em digital.


Teoria de pH 4/4

As condições do eletrodo estão sempre

mudando o que exige calibrações constantes

Você gostaria de calibrar estes sistemas de pH?

Risco de acidente, quebra de eletrodo, sol, chuva,

difícil acesso, sujeira, EPI atrapalha o conforto, etc...


Teoria de OD e Cloro (Amperométrico) 1/2

As correntes transportadas pelo cabo

são da ordem de pico Ampéres


Teoria de OD e Cloro (Amperométrico) 2/2

Upol

Working electrode

(Cathode)

Membrane

Reference-

electrode

(Anode)

Membrane-cap

Elektrolyte


Teoria de condutividade 1/2

A resistência do cabo pode ser

considerada como resistividade!!!

Cátion

Ânion

- +


Teoria de condutividade 2/2

Típico eletrodo de medição de condutividade

por contato. Desenho cilíndrico de dois

eletrodos.

dd


Conectores, muito bem protegidos e cabos blindados!!!

Alta impedância

Conclusão

Os sensores / membranas são frágeis. Quanto menos

intervenção ou manipulação melhor.

Os cabos transportam informações delicadas:

Devem ser curtos e sem emendas;

Livres de umidade;

Protegidos contra corrosão e sujeira.

Devemos calibrar sempre para compensar efeitos do sensor e

perdas dos cabos (especialista em analítica).

Para manter um bom controle dos consumíveis e da

durabilidade, devemos controlar valores de slope, tempo de

uso, calibrações, etc.... Em arquivos ou planilhas.

Conclusão!!!

Analítica é uma tremenda

dor de cabeça ! ! ! !

Memosens®

MemoSens

O Memosens converte

o sensor analítico

em um sensor digital

Memosens – revolução em medição analítica

Technology

A conexão elétrica entre cabo e eletrodo é indutiva

A conexão indutiva alimenta a cabeça do eletrodo com

energia

Com energia disponível, uma transmissão bidirecional de

sinal é possível.

Princípio de funcionamento Memosens®

Transmissão indutiva de energia

Transmissão indutiva de sinal

BenefitAlta impedância não é mais problema!

Memosens sensor digital:

Sensor Conector Entrada do transmissorConector

CaboSensor com conector Conector Entrada do transmissor

UpH

Sensor analógico:

Separ

ação

gal

vân

ica

Cabo

Pré-

amplificador

Conversor a/d

Memória

Cadeia de medição a ser calibrada !

Sinal digital, livre de interferências

Pre-amplifier

a/d converter

Gro

und

UpH Shie

ld

Referências – CENPES / Petrobrás

Sala de Controle

Emenda do Cabo

Eletrodo ao Tempo

50 metros

Referências – CENPES / Petrobrás

Fio elétrico!!!

Cabo Memosens

Uma falha na conexão entre sensor e transmissor é

ativamente mostrada – A primeira conexão realmente

segura!

Com a comunicação bidirecional, o transmissor esté

sempre „perguntando“ e sensor está sempre

„respondendo“ se tudo estiver OK. Na primeira falha de

comunicação, um erro será reportado.

O resultado:O resultado:

A disponibilidade do ponto de medição é extremamente

aumentada e garantida!

O sensor reporta uma falha ativamente

Ontem: Hoje:

Memosens - novo conceito de calibração

• Troca

• Limpeza

• Regeneração

• Calibração

• Limpeza

• Regeneração

• Calibração

• TrocaExterno:

Interno:

Externo:

Medição MediçãoCalibração

no campo Calibração no laboratório

• Calibração / ajuste

• Armazenamento de dados

• Documentação ISO

• Condições ideais

Manutenção do ponto de medição Medição

Desm

onta

gem

do s

enso

r

Inst

alaç

ãodo

sen

sor

Sensor

analógico

Sensor

analógico MemosensMemosens

O tempo de falha no ponto de medição fica reduzido à simples troca de um

sensor pelo outro já calibrado. (poucos segundos!!!)

Disponibilidade do ponto de medição

Desm

onta

gem

do s

enso

r

Instalação

do sensor

Technology

O Memosens pode armazenar dados, como:

• Dados de produção do sensor

• Data de fabricação, código exato, número de série

• Dados contínuos de uso

• Período de uso, número de esterilizações, máximo /

mínimo pH, Limites de temperatura

• Dados de calibração

• Data, ponto zero, slope

• Informação do transmissor

• TAG, assinatura digital, operador

As informações são armazenadas e não podem ser alteradas

Dados armazenados

Dados Memosens via Liquiline M

Slope [mV/pH]: Slope do sensor digital

Zero [pH]: Zeropoint do sensor digital

No. Cal. Número de calibrações

Date of calibartion: Data da última calibração

Buffer 1 [pH]: Valor do pH do primeiro buffer

Buffer 2 [pH]: Valor do pH do segundo buffer

D. slope[mV/pH]: Delta de slope da calibração anterior

D.Npnkt [pH]: Delta de zero da calibração anterior

Operating time [h]: Tempo de operação do sensor desde a primeira instalação

No. sterilisations.: Número de esterilizações, contado se T > 121 °C por 20 min

T (max) [°C]: Temperatura máxima que o sensor mediu

Tempo de operação do sensor nas seguintes condições:

above 80 °C: Horas de operação acima de 80 °C

above 100 °C: Horas de operação acima de 100 °C

<-300 mV: Horas de operação abaixo de -300 mV

>+300 mV: Horas de operação acima de +300 mV

1. installaion: Data da primeira instalação em um transmissor

Ri GSCS [Ohm]: Resistência atual da membrana

order code: Número de pedido do sensor

GSN: Número de série do sensor

HW-version: Versão do Hardware do sensor digital

SW-version: Versão do Software do sensor digital

factory test date: Data da calibração de fábrica

„specs of sensor“: Range de pH e temperatura do sensor

Dados Memosens via Liquiline M

Simples verificação de funcionalidade e rastreabilidade

Ferramenta de qualificação

Memocheck Plus CYP01D

IQ – Installation Qualification

OQ - Operational Qualification

Ferramenta de serviço (em geral)

Memocheck CYP02D

Para comissionamento / instalação

Para diagnóstico rápido

Vidro

pH 4,00

T = 25 °C

Vidro

pH 7,00

T = 60 °C

Produção dos sensores Memosens®

Novo conceito de calibração

Gerencie seus dados Memosens com Memobase

Gerencia o ciclo de vida

completo do sensor, do

comissionamento à substituição.

Designa sensores a loops de

medição específicos, mantendo o

controle por TAG ou grupo de

TAG.

Mantém a rastreabilidade e

histórico de calibração.

Gera automaticamente protocolos

de calibração customizados.

Exporta os dados para

manipulação posterior em Excel,

SAP e outros.

Sistema de calibração no laboratório

Transferência

automática no

momento da

calibração.

InterfaceFXA291

Controle e designação do sensor

Aplicação simples

Geralmente um ponto de medição relevante para qualidade

O sensor A é aplicado exclusivamente a um determinado

ponto de medição. Ex. TAG XY

Aplicação em grupo

Grupo de pontos de medição. Ex. Efluentes

O sensor A é usado em um grupo de pontos de medição

equivalentes.

Aplicação genérica

Sem controle de designação do sensor

O sensor A é aplicado sem distinção em qualquer ponto.

A correta designação do sensor ao ponto de

medição é controlada pelo transmissor

A informação sobre a aplicação no último ponto de

aplicação é armazenada no sensor

Designação de sensor

Sensores podem ser designados a pontos de medição

específicos (TAG ou Grupo de TAG)

Os dados são armazenados no sensor e no banco de dados

Exemplo de dados coletados

Gráficos estatísticos – slope & ponto zero

Critérios de filtros

Filtro global

Todos ou ativos (só sensores em circulação)

Espaço de tempo

Filtro detalhado

Possibilidade de recortar e colar células de informação (Ctrl+c/Ctrl+v)

Relatório de sensor exportado para Excel

Todas as informações de sensores podem ser exportadas para Excel

para análise futura

Arquivo master pode ser customizado Ex. Logo da empresa

Histórico do sensor com macro de Excel

8802A005E00

6,6

6,7

6,8

6,9

7

7,1

7,2

7,3

7,4

04.10.2006 22.10.2006 10.11.2006 28.11.2006 17.12.2006 04.01.2007 23.01.2007 10.02.2007 01.03.2007

Zero

poi

nt [p

H]

8802A005E00

8802A005E00

55

56

57

58

59

60

61

04.10.2006 22.10.2006 10.11.2006 28.11.2006 17.12.2006 04.01.2007 23.01.2007 10.02.2007 01.03.2007

Slop

e [m

V/pH

]

Conclusão Final

Os sensores / membranas são frágeis. Quanto menos

intervenção ou manipulação melhor.

Os cabos transportam informações delicadas:

Devem ser curtos e sem emendas;

Livres de umidade;

Protegidos contra corrosão e sujeira.

Devemos calibrar sempre para compensar efeitos do sensor e

perdas dos cabos (especialista em analítica).

Para manter um bom controle dos consumíveis e da

durabilidade, devemos controlar valores de slope, tempo de

uso, calibrações, etc.... Em arquivos ou planilhas.

Dúvidas?

Contatos:

Luciana de Luca

Gerente de Produtos - Analítica

+55 11 5033-4363

[email protected]

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