올바른 샘플 사전 조정 모듈을 선택하는 방법

올바른 샘플 전처리 모듈을 선택하는 방법

랜디 리켄

분석 샘플링 시스템에서 샘플 분석을 수행할 때 작업자는 샘플이 분석기 근처의 샘플 컨디셔닝 시스템에 도달하기 전에 먼저 샘플을 사전 컨디셔닝해야 할 수도 있습니다. 이 단계가 시료 분석에 필요한 경우 올바른 시료 전처리 모듈을 선택하는 것이 중요한 결정이 됩니다.

사전 컨디셔닝 모듈 선택은 사용된 샘플 운송 시스템의 유형과 샘플의 현재 단계(기체 또는 액체)에 따라 달라집니다. 이러한 상황에 따라 샘플 전처리를 위한 두 가지 일반적인 설계 옵션이 있습니다.

1. 수도꼭지 근처에 설치된 필드 스테이션 모듈
2. 분석기 근처에 설치된 고속 루프 모듈

시료 운송 시스템

먼저 샘플링 시스템 내에서 사용할 샘플 운송 시스템을 결정해야 합니다. 분석 기기 응용 분야에 사용되는 두 가지 일반적인 시료 운반 시스템이 있습니다.

단일 라인 시스템은 샘플을 분석기 위치로 운반하고 최종 처리 지점까지 계속됩니다. 단일 라인 운송 시스템은 일반적으로 가스 샘플과 함께 사용됩니다. 가스 샘플이 샘플 운송 라인에 들어가기 전에 사전 컨디셔닝되는 경우 필드 스테이션 모듈이 있는 단일 라인 시스템이 가장 필요할 것입니다.

반면에 고속 루프 시스템은 샘플을 분석기 위치로 전송합니다. 여기서 소량의 흐름만 분석기를 통과하고 나머지는 프로세스 리턴 탭으로 돌아갑니다. 고속 루프 시스템은 액체 샘플에 일반적이지만 가스 샘플을 안전하게 운반하기 위해 고속 루프를 사용해야 하는 상황이 있습니다. 일반적으로 고속 루프 시스템은 고속 루프 모듈을 사용하여 샘플이 분석기 위치에 도달한 후 사전 조절합니다.

필드 스테이션 모듈 대 고속 루프 모듈

시료 수송 시스템이 결정되면 적절한 시료 전처리 모듈과 관련하여 선택해야 합니다. 필드 스테이션 모듈, 고속 루프 모듈을 사용하거나 둘 다 사용하지 않기로 결정할 수 있습니다. 두 모듈 간의 주요 차이점은 샘플이 사전 컨디셔닝될 때입니다. 샘플이 샘플 운송 라인에 들어가기 전(필드 스테이션 모듈) 또는 분석기 위치에 도착한 후(고속 루프 모듈)입니다. 샘플링 시스템은 두 모듈을 거의 사용하지 않는다는 점에 유의해야 합니다.

그림 1:단일 라인 전송 시스템에 장착된 필드 스테이션 모듈.

필드 스테이션 모듈은 종종 샘플을 필터링하거나 액체 샘플을 기화시키거나 가스 샘플의 압력을 줄이는 장치가 포함된 하위 어셈블리로 사용할 수 있습니다. 위의 그림 1에서 볼 수 있듯이 필드 스테이션 모듈은 샘플을 샘플 운송 라인으로 전달하기 전에 샘플을 사전 조정합니다. 필드 스테이션 모듈에는 다음과 같은 기능이 있습니다.

• 스트림에서 원하지 않는 고체 또는 액체를 제거하십시오.
• 샘플의 압력이나 온도를 변경합니다.
• 기화 또는 응축을 통해 샘플의 상태를 변경합니다.
• 교정 가스 유입을 허용합니다.

그림 2:고속 루프 시스템에 장착된 고속 루프 모듈.

대부분의 고속 루프 모듈은 액체 샘플에 사용되지만 고속 루프는 가스 샘플에도 널리 사용되고 있습니다. 대부분의 경우 고속 루프 모듈은 유속을 제어하고 분석된 샘플을 필터링하는 장치를 통합하는 하위 어셈블리로 사용할 수 있습니다. 그림 2는 샘플이 분석기 위치에 도착한 후 고속 루프 모듈이 샘플을 사전 조정하는 방법을 보여줍니다.

고속 루프는 현장에서 샘플을 거의 사전 조건화하지 않기 때문에 현장 스테이션이 필요하지 않습니다. 소량의 유량만 분석기로 보내지고 나머지 유량은 조건 없이 그대로 두고 샘플 반환 라인으로 다시 보내집니다.

액체 시료 전처리 고려 사항

액체 샘플은 일반적으로 액체를 폐기하거나 파괴하기가 너무 어렵기 때문에 빠른 루프 모듈을 사용하여 사전 처리됩니다. 샘플 덤핑과 관련된 환경 문제로 인해 고속 루프 모듈은 잠재적으로 위험한 폐기물을 해결하는 데 도움이 됩니다. 액체는 또한 체적 유량당 더 많은 질량을 포함하므로 이러한 샘플이 대부분의 가스 샘플보다 더 가치가 있습니다. 고속 루프 모듈을 사용하면 오염되지 않은 액체가 샘플링 시스템으로 다시 순환되는 경우가 많습니다.

가스 샘플 전처리 고려 사항

위에서 설명한 것처럼 가스 샘플은 현장 스테이션 모듈 또는 고속 루프 모듈을 사용하여 사전 조절될 수 있습니다. 전통적으로 현장 스테이션 모듈은 가스 샘플을 사전 컨디셔닝할 뿐만 아니라 분석기 위치로 운송하기 전에 압력을 줄이는 데에도 사용됩니다. 가스 압력을 줄이면 응답 시간이 향상되어 가스가 두 배 빠르게 이동할 수 있습니다. 더 낮은 압력에서 이동하는 기체 샘플이 더 안전합니다.

그러나 고압을 유지해야 하는 상황이 있을 수 있습니다. 샘플 측정은 전체 공정 압력에서 수행되어야 하거나 분석기는 기체 샘플의 ppm 또는 ppb 수준을 측정하기 위해 높은 샘플 압력이 필요합니다. 이러한 상황에서는 폐기 문제를 가장 먼저 염두에 두어야 합니다. 특히 이러한 가스 샘플에 탄소나 황이 포함되어 있는 경우에는 더욱 그렇습니다. 이러한 샘플은 대신 빠른 루프를 사용하여 샘플의 대부분을 반환 라인으로 다시 보내야 합니다.

샘플링 시스템과 샘플 모두의 조건을 이해하면 시스템 작동에 적합한 샘플 전처리 모듈을 결정하는 데 도움이 됩니다. 귀하의 공장이나 시설이 대표 샘플과 정확한 분석 결과를 일관되게 받을 수 있도록 Swagelok의 공정 분석기 샘플링 시스템(PASS) 하위 시스템 교육 과정에 등록하는 것을 고려해 보십시오. 숙련된 샘플링 시스템 엔지니어와 업계 전문가는 샘플 사전 조정 모듈과 같은 복잡한 시스템 하위 어셈블리를 이해하는 방법을 배웁니다.