Endress+Hauser Rxn-20 Raman Spectroscopic Probe Mode d'emploi

BA02167C/14/FR/03.23
70223550
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Solutions
Manuel de mise en service
Sonde de spectroscopie
Raman Rxn-20
Services
Manuel de mise en service
2
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Manuel de mise en service
Sommaire
1
Informations relatives au document .. 4
5
Tête de sonde et connexion fibre
optique............................................... 16
6
Montage ............................................ 17
1.1 Mises en garde ...................................................... 4
1.2 Symboles sur l'appareil ......................................... 4
1.3 Conformité à la législation américaine
sur les exportations............................................... 4
6.1 Montage en zone explosible............................... 18
1.4 Glossaire ................................................................ 5
6.2 Compatibilité entre le process et
la tête de sonde................................................... 18
2
7
Consignes de sécurité de base ............ 6
2.1 Exigences imposées au personnel ........................ 6
2.2 Utilisation conforme ............................................. 6
2.3 Sécurité sur le lieu de travail ................................ 6
2.4 Sécurité de fonctionnement.................................. 6
2.5 Sécurité laser ......................................................... 7
Mise en service .................................. 20
7.1 Réception de la sonde ......................................... 20
7.2 Étalonnage et vérification de la sonde............... 20
8
Fonctionnement ................................ 21
8.1 Élimination du spectre Raman de la silice ......... 21
2.6 Sécurité du service ................................................ 7
8.2 Focalisation du rayonnement d'excitation ......... 21
2.7 Mesures de protection importantes ..................... 7
9
2.8 Sécurité du produit................................................ 8
3
Diagnostic et suppression
des défauts ........................................ 22
Description du produit ...................... 11
10 Maintenance ..................................... 23
3.1 La sonde Rxn-20 .................................................11
10.1 Nettoyage de la lentille/fenêtre ......................... 23
3.2 Avantages de la construction
de la tête de sonde ..............................................11
10.2 Inspection et nettoyage des fibres optiques ...... 23
3.3 Accessoires de la sonde Raman Rxn-20 .............12
11 Réparation ......................................... 24
4
Réception des marchandises et
identification du produit ................... 14
12 Caractéristiques techniques ............. 25
4.1 Réception des marchandises ..............................14
12.2 Exposition maximale admissible........................ 25
4.2 Identification du produit .....................................14
12.3 Zone de danger nominale................................... 27
4.3 Contenu de la livraison .......................................14
4.4 Certificats et agréments......................................15
12.1 Spécifications générales ..................................... 25
13 Documentation complémentaire ...... 28
14 Index .................................................. 29
Endress+Hauser
3
Manuel de mise en service
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
1
Informations relatives au document
1.1
Mises en garde
Structure des informations
AVERTISSEMENT
Causes (/conséquences)
Conséquences en cas de non-respect
(si applicable)
‣ Mesure corrective
Ce symbole signale une situation dangereuse. Si cette situation n'est pas évitée,
elle peut entraîner des blessures graves voire mortelles.
ATTENTION
Ce symbole signale une situation dangereuse. Si cette situation n'est pas évitée,
elle peut entraîner des blessures de gravité légère à moyenne.
AVIS
Ce symbole signale des situations qui pourraient entraîner des dégâts matériels.
Causes (/conséquences)
Conséquences en cas de non-respect
(si applicable)
‣ Mesure corrective
Cause / Situation
Conséquences en cas de non-respect
(si applicable)
‣ Mesure/remarque
1.2
Signification
Symboles sur l'appareil
Symbole Description
Le symbole de rayonnement laser est utilisé pour avertir l'utilisateur du risque d'exposition à un rayonnement laser
visible ou invisible, dangereux durant l'utilisation du système Raman Rxn.
Le symbole de haute tension avertit les personnes de la présence d'une tension électrique suffisamment élevée pour
provoquer des blessures ou des dommages. Dans certains secteurs, la haute tension correspond à une tension dépassant un certain seuil. L'équipement et les conducteurs sous haute tension sont soumis à des exigences de sécurité et
des procédures spéciales.
La marque de certification CSA indique que le produit a été testé selon les exigences des normes d'Amérique du Nord
applicables et y satisfait.
Le symbole DEEE indique que le produit ne doit pas être éliminé sous forme de déchets non triés et doit être remis à
des centres de collecte séparés pour la récupération et le recyclage.
La marque CE indique la conformité avec les normes relatives à la sécurité, la santé et la protection environnementale
pour les produits vendus au sein de l'Espace Économique Européen (EEE).
Le marquage ATEX indique que le produit a été certifié selon la directive ATEX pour l'utilisation en Europe, de même
que dans d'autres pays acceptant les équipements certifiés ATEX.
1.3
Conformité à la législation américaine sur les exportations
La politique d'Endress+Hauser est strictement conforme à la législation américaine de contrôle des exportations telle
que présentée en détail sur le site web du Bureau of Industry and Security du ministère américain du Commerce.
4
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
1.4
Manuel de mise en service
Glossaire
Terme
Description
ANSI
American National Standards Institute (Institut national de normalisation américain)
ATEX
Atmosphère explosible
BPF
Bonnes pratiques de fabrication
°C
Celsius
CDRH
Center for Devices and Radiological Health (Centre des appareils et de l'hygiène radiologique)
CFR
Code of Federal Regulations
cm
Centimètre
CSA
Association canadienne de normalisation
DEEE
Déchets d'équipements électriques et électroniques
EXC
Excitation
°F
Fahrenheit
FC
Fiber Channel
ft
feet
IEC
International Electrotechnical Commission / Commission Électrotechnique Internationale
in
inches
lb
pounds
m
Mètre
mm
Millimètre
MPE
Maximum Permissible Exposure (Exposition maximale admissible)
MT
Mechanical Transfer (Transfert mécanique)
nm
Nanomètre
NOHD
Nominal Ocular Hazard Distance (Distance oculaire critique nominale)
PAT
Process Analytical Technology (Technologie analytique de process)
PTFE
Polytétrafluoroéthylène (téflon)
UE
Union européenne
Endress+Hauser
5
Manuel de mise en service
2
Consignes de sécurité de base
2.1
Exigences imposées au personnel
•
•
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Le montage, la mise en service, la configuration et la maintenance du système de mesure ne doivent être réalisés
que par un personnel technique spécialement formé.
Le personnel technique doit être autorisé par l'exploitant de l'installation en ce qui concerne les activités citées.
•
Le personnel technique doit avoir lu et compris le présent manuel de mise en service et respecter les instructions
y figurant.
•
L'exploitant doit désigner un responsable de la sécurité laser qui veille à ce que le personnel soit formé à toutes
les procédures d'utilisation et de sécurité des lasers de classe 3B.
Les défauts au point de mesure ne peuvent être corrigés que par un personnel dûment autorisé et formé. Les
réparations qui ne sont pas décrites dans le présent document ne doivent être réalisées que par le fabricant ou le
service après-vente.
•
2.2
Utilisation conforme
La sonde de spectroscopie Raman Rxn-20 est destinée à la mesure des solides et des semi-solides en laboratoire ou
dans le cadre du développement ou de la fabrication de process.
Les applications recommandées comprennent :
•
•
Polymères : qualité des granulés extrudés, cristallinité, densité, matières premières
Pharmaceutique : cristallinité, polymorphisme, granulation, uniformité du mélange, uniformité de contenu,
enrobage, fabrication de comprimés
•
•
Chimie : qualité du produit final, impuretés du mélange, cristallinité, matières premières
Agroalimentaire : qualité des solides laitiers, composition de la viande et du poisson
Toute autre utilisation que celle décrite dans le présent manuel constitue une menace pour la sécurité des personnes
et du système de mesure complet, et annule toute garantie.
2.3
Sécurité sur le lieu de travail
En tant qu'utilisateur, il convient d'observer les prescriptions de sécurité suivantes :
• Instructions de montage
• Normes et réglementations locales en matière de compatibilité électromagnétique
La compatibilité électromagnétique de l'appareil a été testée conformément aux normes internationales en vigueur
pour le domaine industriel.
La compatibilité électromagnétique indiquée ne s'applique qu'à un produit qui a été correctement raccordé à
l'analyseur.
2.4
Sécurité de fonctionnement
Avant de mettre l'ensemble du point de mesure en service :
•
•
•
•
Vérifier que tous les raccordements sont corrects.
Vérifier que les câbles électro-optiques sont intacts.
Ne pas utiliser de produits endommagés et les protéger contre une mise en service involontaire.
Marquer les produits endommagés comme défectueux.
En cours de fonctionnement :
• Si les défauts ne peuvent pas être corrigés, les produits doivent être mis hors service et protégés contre une mise
en service involontaire.
• Lors des travaux avec des dispositifs laser, toujours suivre l'ensemble des protocoles de sécurité laser locaux qui
peuvent inclure l'utilisation d'équipements de protection individuelle et la limitation de l'accès aux seuls utilisateurs autorisés.
6
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
2.5
Manuel de mise en service
Sécurité laser
La sonde Raman Rxn-20 est raccordée à un analyseur Raman Rxn. Les analyseurs Raman Rxn utilisent des lasers
de classe 3B tels que définis ci-dessous :
•
American National Standards Institute (ANSI) Z136.1, American National Standard for Safe Use of Lasers
•
International Electrotechnical Commission (IEC) 60825‑1, Safety of Laser Products (Sécurité des appareils
à laser) – Partie 1
AVERTISSEMENT
Rayonnement laser
 Éviter l'exposition au faisceau
 Produit laser de classe 3B
ATTENTION
Les faisceaux laser peuvent provoquer l'inflammation de certaines substances comme les composés
organiques volatils.
Les deux mécanismes possibles d'inflammation sont le chauffage direct de l'échantillon à un point provoquant
l'inflammation et le chauffage d'un contaminant (tel que les poussières) à un point critique conduisant à l'inflammation de l'échantillon.
La configuration laser présente des problèmes de sécurité supplémentaires, étant donné que le rayonnement n'est
souvent pas visible ou à peine visible. L'utilisateur doit toujours être conscient de la direction initiale et des chemins
de diffusion possibles du laser. Il est fortement recommandé d'utiliser des lunettes de protection laser OD3 ou plus
pour les longueurs d'onde d'excitation de 532 nm et 785 nm, et OD4 ou plus pour la longueur d'onde d'excitation de
993 nm.
A0048421
Figure 1. Lunettes de protection laser
Pour plus d'assistance sur les précautions à prendre et les contrôles à effectuer en cas d'utilisation de lasers et de
leurs dangers, se reporter à la version la plus récente de la norme ANSI Z136.1 ou de la norme IEC 60825-14. Voir
Caractéristiques techniques →  pour les paramètres pertinents pour calculer l'exposition maximale admissible
(MPE) et la distance oculaire critique nominale (NOHD).
2.6
Sécurité du service
Respecter les consignes de sécurité de l'entreprise lors du retrait d'une sonde de process de l'interface de process
à des fins de service. Toujours porter un équipement de protection approprié lors du service de l'équipement.
2.7
Mesures de protection importantes
•
•
Ne pas utiliser la sonde Rxn-20 à d'autres fins que celles pour lesquelles elle a été conçue.
Ne pas regarder directement dans le faisceau laser.
•
Ne pas pointer le laser vers une surface miroitante ou brillante ou une surface susceptible de provoquer des
réflexions diffuses. Le faisceau réfléchi est aussi nocif que le faisceau direct.
Ne pas laisser les têtes de sonde attachées et non utilisées sans capuchon ou sans blocage.
Toujours utiliser un bloqueur de faisceau laser afin d'éviter toute diffusion involontaire du rayonnement laser.
Toujours fixer la tête de sonde de manière à ce qu'elle soit orientée en toute sécurité, à l'écart de toute personne.
Ne jamais manipuler la tête de sonde librement lorsqu'elle est opérationnelle.
•
•
•
Endress+Hauser
7
Manuel de mise en service
2.8
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Sécurité du produit
Ce produit est conçu pour répondre à toutes les exigences actuelles en matière de sécurité, a été testé et expédié de
l'usine dans un état de fonctionnement sûr. Les directives et normes internationales en vigueur ont été respectées.
Les appareils raccordés à un analyseur doivent également répondre aux normes de sécurité applicables à l'analyseur.
Les systèmes de spectroscopie Raman d'Endress+Hauser intègrent les dispositifs de sécurité suivants pour se conformer aux exigences du gouvernement des États-Unis énoncées dans le Titre 21 du Code of Federal Regulations
(21 CFR) Chapitre I, Sous-chapitre J tel qu'administré par le Center for Devices and Radiological Health (CDRH) et
IEC 608251 tel qu'administré par la Commission Electrotechnique Internationale.
2.8.1
Conformité CDRH et IEC
Les analyseurs Raman d'Endress+Hauser sont certifiés par Endress+Hauser pour répondre aux exigences de
conception et de fabrication du CDRH et de la norme IEC 60825-1.
Les analyseurs Raman d'Endress+Hauser ont été enregistrés auprès du CDRH. Toute modification non autorisée d'un
analyseur Raman Rxn2 ou Raman Rxn4 existant ou d'un accessoire peut entraîner une exposition aux rayonnements
dangereux. De telles modifications peuvent avoir pour conséquence que le système ne soit plus conforme aux
exigences fédérales telles qu'elles ont été certifiées par Endress+Hauser.
2.8.2
Verrouillage de sécurité laser
La sonde de Rxn -20, telle qu'elle est installée, fait partie du circuit de verrouillage. Si le câble à fibre optique est
sectionné, le laser s'éteint dans les millisecondes qui suivent la rupture.
AVIS
Des dommages permanents peuvent survenir si les câbles ne sont pas acheminés de manière appropriée.
 Manipuler les sondes et les câbles avec précaution, en veillant à ce qu'ils ne soient pas pliés.
 Installer les câbles à fibre optique avec un rayon de courbure minimal conformément à l'Information technique
sur les câbles à fibres optiques Raman (TI01641C).
La tête de la sonde contient un niveau de potentiel électrique à sécurité intrinsèque. Si la tête de sonde est installée
dans un boîtier, un interrupteur de verrouillage optionnel peut être installé sur le couvercle du boîtier afin que
l'ouverture du boîtier actionne le verrouillage du laser et éteint le laser dans les millisecondes qui suivent l'ouverture
du boîtier.
2.8.3
Indicateur d'émission de rayonnement laser
En plus des indicateurs conformes au CDRH sur l'unité de base d'un analyseur Raman Rxn2/Rxn4 (configuration
hybride), la sonde Rxn-20 possède un indicateur d'émission laser alimenté électriquement et conforme au CRDH.
1
2
A004898
Figure 2. Emplacement de l'indicateur d'émission laser sur la sonde Rxn-20
8
Pos.
Description
1
Indicateur de verrouillage laser
2
Bloqueur de faisceau
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
2.8.4
Manuel de mise en service
Agréments Ex
La sonde Rxn-20 a été agréée par une tierce partie pour une utilisation dans des zones explosibles conformément
à l'article 17 de la directive 2014/34/UE du Parlement européen et du Conseil du 26 février 2014.
Seule la sonde Rxn-20 portant le badge ATEX a été certifiée conforme à la directive ATEX pour une utilisation en
Europe, ainsi que dans d'autres pays acceptant les équipements certifiés ATEX.
A0048935
Figure 3. Label ATEX pour l'utilisation en zone explosible
La sonde Rxn-20 a été agréée pour une utilisation dans des zones explosibles aux États-Unis et au Canada par
l'Association canadienne de normalisation lorsqu'elle est montée conformément au schéma de montage en zone Ex
(3000272).
Les produits sont autorisés au port de la marque CSA illustrée, avec les indicateurs adjacents "C" et "US" pour le
Canada et les États-Unis ou avec l'indicateur adjacent "US" pour les États-Unis uniquement, ou sans aucun des deux
indicateurs, pour le Canada uniquement.
A0048936
Figure 4. Étiquette CSA pour l'utilisation en zone Ex aux États-Unis et au Canada
La sonde Rxn-20 peut également être marquée pour les systèmes de certification de la Commission Électrotechnique
Internationale pour les atmosphères explosives (IECEx) lorsqu'elle est montée conformément au schéma de montage
en zone Ex (3000272).
Seule la sonde Rxn-20 portant le badge JPEx a été certifiée conforme aux exigences japonaises en matière de
protection antidéflagrante.
A0053030
Figure 5. Étiquette de certification du produit JPEx
Endress+Hauser
9
Manuel de mise en service
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
La Rxn-20 a été évaluée par rapport à l'article 42 de la réglementation 2016 relative aux équipements et systèmes de
protection destinés à être utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives, UKSI 2016:1107, et a été jugée
conforme lorsqu'elle est montée conformément au schéma de montage en zone Ex (3000272).
A0045928
Figure 6. Label R.-U. de certification du produit
Voir les Conseils de sécurité – Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20 (XA02747C) pour plus d'informations sur l'état
d'utilisation et les marquages appropriés requis pour l'application.
10
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Manuel de mise en service
3
Description du produit
3.1
La sonde Rxn-20
La sonde de spectroscopie Raman Rxn-20, équipée de la technologie Kaiser Raman, est optimisée pour les mesures
volumétriques importantes, permettant des mesures Raman représentatives et quantitatives des solides et des semisolides dans un laboratoire, une installation de process ou un environnement de fabrication. La sonde Rxn-20 est
conçue pour être compatible avec les analyseurs Endress+Hauser Raman Rxn2/Rxn4 (configuration hybride) à
785 nm.
Pour améliorer la flexibilité de l'échantillonnage, la sonde Rxn-20 peut être équipée d'une optique à immersion et
d'une optique sans contact et sans mise au point. La sonde Rxn-20 est munie d'un capuchon de blocage de faisceau
fileté pour des raisons de sécurité.
1
2
A0048659
Figure 7. Sonde Rxn-20 en inox
3.2
Pos.
Description
1
Optique sans contact amovible
2
Bloqueur de faisceau
Avantages de la construction de la tête de sonde
La sonde Rxn-20 s'affranchit des limites des systèmes de spectroscopie PAT (technologie d'analyse des process) pour
l'analyse représentative.
•
Mesure représentative : La taille plus importante du spot laser permet d'interroger une plus grande partie de
l'échantillon en une seule mesure.
•
Mesure reproductible : La profondeur de champ offerte par la construction de la sonde élimine la sensibilité de
la réponse Raman aux petites modifications de l'emplacement de l'échantillon d'une mesure à l'autre et permet
également d'obtenir des informations sur la profondeur.
•
Excellent transfert de modèle : La construction de l'appareil, le protocole d'étalonnage et la reproductibilité des
mesures permettent le transfert entre les échelles et les unités dans un environnement BPF.
•
Mesure non destructive : La densité d'énergie nettement plus faible réduit le risque de changements induits par
la chaleur ou de dommages/changements de forme sur les échantillons solides.
Endress+Hauser
11
Manuel de mise en service
3.3
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Accessoires de la sonde Raman Rxn-20
La sonde est compatible avec les accessoires ci-dessous pour répondre aux exigences des différentes applications.
Taille de
spot
Adaptateurs de
lentille
diamètre
38,1 mm
(1.50 in)
Tubes de lentille : non
purgeables
diamètre 31,8 mm (1.25 in),
pour compartiment à
échantillons en boîtier
Tubes de lentille :
purgeables
diamètre 25,4 mm
(1.00 in)
Optiques à immersion
diamètre 25,4 mm (1.00 in)
Inox 316, PTFE
Alliage d'aluminium
6061-T651, noir anodisé
Inox 316 avec raccord
cannelé en inox 303
Inox 316, Kalrez, PTFE,
saphir
1 mm
(0.04 in)
*
A0048985
1,5 mm
(0.06 in)
*
A0048985
3 mm
(0.12 in)
A0048985
A0048988
A0048994
A0048991
4,7 mm
(0.19 in)
A0048986
A0048989
A0048992
6 mm
(0.24 in)
A0048987
A0048990
A0048993
A0048995
*Compatible avec la petite chambre à échantillon en utilisant le tube de lentille 76,2 mm (3.00 in) monté entre le
corps de la sonde et l'adaptateur de lentille
3.3.1
Sonde Rxn-20 avec adaptateur de lentille
La sonde Rxn-20 est capable de mesurer avec différentes tailles de spot, de 1 à 6 mm (0,04 à 0,24 in), lorsqu'elle est
équipée d'un adaptateur de lentille. En général, les lentilles de grande taille ont une plus grande tolérance de mise au
point, ce qui permet de mesurer sans mise au point des surfaces solides inégales ou des échantillons irréguliers. Les
lentilles de petite taille permettent d'obtenir des mesures représentatives de solides de petite taille ou de produits
1
turbides.
A0048996
Figure 8. Sonde Rxn-20 avec adaptateur de lentille (1)
12
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
3.3.2
Manuel de mise en service
Sonde Rxn-20 avec adaptateur de lentille et tube de lentille
La sonde Rxn-20 et la lentille sans contact peuvent être complétées par un accessoire de tube de lentille purgeable
ou non purgeable conçu pour permettre un faible débit d'un gaz approprié afin d'éviter que le produit n'obscurcisse
la lentille de la sonde. L'accessoire de lentille purgeable permet d'interfacer la sonde Rxn-20 avec une coucheuse ou
d'autres process par batch où il est nécessaire de maintenir la propreté de la lentille. L'accessoire de tube de lentille
non purgeable est compatible avec la chambre à échantillon, ce qui facilite l'analyse dans les applications de
laboratoire.
1
2
3
4
A0048997
Figure 9. Sonde Rxn-20 avec adaptateur de lentille et tube de lentille non purgeable
3.3.3
Pos.
Description
1
Longueur focale
2
Longueur du tube de lentille
3
Taille de spot
4
Cône de collecte
Sonde Rxn-20 avec adaptateur de lentille et optique à immersion
L'adaptateur de lentille Rxn-20 peut également être complété en option par une optique à immersion, qui permet un
contact direct de l'échantillon avec les boues et les solides (in situ ou hors ligne).
1
2
Figure 10. Sonde Rxn-20 avec adaptateur de lentille et optique à immersion
Endress+Hauser
Pos.
Description
1
Longueur de l'optique à immersion
2
Distance de fonctionnement
3
Position focale optimale
A0048998
3
13
Manuel de mise en service
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
4
Réception des marchandises et identification du produit
4.1
Réception des marchandises
1. Vérifier que l'emballage est intact. Signaler tout dommage constaté sur l'emballage au fournisseur. Conserver
l'emballage endommagé jusqu'à la résolution du problème.
2. Vérifier que le contenu est intact. Signaler tout dommage du contenu au fournisseur. Conserver les marchandises
endommagées jusqu'à la résolution du problème.
3. Vérifier que la livraison est complète et que rien ne manque. Comparer les documents de transport à la
commande.
4. Pour le stockage et le transport, protéger l'appareil contre les chocs et l'humidité. L'emballage d'origine assure une
protection optimale. Veiller à respecter les conditions ambiantes admissibles.
Pour toute question, s'adresser au fournisseur ou à l'agence locale.
AVIS
La sonde peut être endommagée pendant le transport si elle est mal emballée.
4.2
Identification du produit
4.2.1
Étiquette
La tête de sonde et l'étiquette sont munies au minimum des informations suivantes :
•
•
•
Marque Endress+Hauser
Identification du produit (p. ex. Rxn-20)
Numéro de série
Lorsque la taille le permet, les informations suivantes sont également incluses :
•
•
•
•
Référence de commande étendue
Informations du fabricant
Principaux aspects fonctionnels de la sonde (p. ex. matériau, longueur d'onde, profondeur focale)
Mises en garde de sécurité et informations de certification, le cas échéant
Comparer les informations sur l'étiquette avec la commande.
4.2.2
Adresse du fabricant
Endress+Hauser
371 Parkland Plaza
Ann Arbor, MI 48103 USA
4.3
Contenu de la livraison
La livraison comprend :
•
•
•
•
•
•
Sonde Rxn-20 dans la configuration commandée
Manuel de mise en service – Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Certificat de performance de la sonde Rxn-20
Déclarations de conformité locales, le cas échéant
Certificats pour une utilisation en zone Ex, le cas échéant
Accessoires optionnels de la sonde Rxn-20, le cas échéant
•
Certificats matière, le cas échéant
Pour toute question, contacter le fournisseur ou l'agence locale.
14
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
4.4
Manuel de mise en service
Certificats et agréments
Voir le manuel Conseils de sécurité – Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20 (XA02747C) pour obtenir des
informations détaillées sur la certification et l'agrément.
Endress+Hauser
15
Manuel de mise en service
5
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Tête de sonde et connexion fibre optique
La sonde Rxn-20 se connecte à l'analyseur Raman Rxn (configuration hybride) via un faisceau de fibres optiques.
Les longueurs de câble à fibre optique standard sont 3, 10 ou 15 m (9.84, 32.81 ou 49.21 ft). Des longueurs de câble
personnalisées sont également disponibles.
AVIS
Le raccordement de la sonde au câble à fibre optique doit être effectué par un ingénieur Endress+Hauser
qualifié ou par un personnel technique spécialement formé.
 À moins d'être formé par un personnel qualifié, toute tentative de raccordement de la sonde au câble à fibre
optique peut entraîner des dommages et annuler la garantie.
 Contacter le service après-vente Endress+Hauser pour toute assistance supplémentaire concernant le
raccordement de la sonde et du câble à fibre optique.
La sonde Rxn-20 est reliée à l'analyseur à l'aide du faisceau de fibres optiques illustré ci-dessous :
1
2
3
4
A0048999
Figure 11. Faisceau de fibres optiques pour la sonde Rxn-20
Pos. Nom
Description
1
Fibre d'excitation
Fibre du type Fiber Channel (FC), qui fournit une sortie de rayonnement
laser à fibre optique
2
Fibre de collecte
Fibre de type transfert mécanique (MT) pour la collecte de la diffusion
Raman
3
Fibre d'étalonnage
Fibre de type FC qui fournit une sortie de source d'auto-étalonnage par
fibre optique
4
Connecteur de verrouillage laser
Connecteur à boucle de verrouillage électrique ; en cas de rupture de la
fibre, le laser s'éteint
Se reporter au manuel de mise en service de l'analyseur Raman Rxn2 ou Raman Rxn4 pour les détails de
raccordement de l'analyseur.
16
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
6
Manuel de mise en service
Montage
Avant le montage dans le process, vérifier que la quantité de puissance laser émise par chaque tête de sonde ne
dépasse pas la quantité spécifiée dans l'évaluation des équipements pour zones explosibles (4002266) ou une
évaluation équivalente.
Les précautions standard de sécurité sur le plan oculaire et cutané concernant les produits laser de classe 3B
(conformément à EN-60825/IEC 60825-14) doivent être observées comme décrit ci-dessous.
AVERTISSEMENT
Les précautions habituelles pour les produits laser doivent être respectées.
 Les têtes de sonde doivent toujours être recouvertes ou orientées à l'écart des personnes vers une cible diffuse si elles ne sont pas installées dans une chambre à
échantillon.
ATTENTION
Si de la lumière parasite pénètre dans une tête de sonde inutilisée, elle interfère avec
les données recueillies par une tête de sonde utilisée et peut entraîner une défaillance
de l'étalonnage ou des erreurs de mesure.
 Les têtes de sonde non utilisées doivent TOUJOURS être recouvertes pour éviter que la
lumière parasite ne pénètre dans la tête de sonde.
AVIS
Endress+Hauser
Veiller à installer la tête de sonde de manière à ce qu'elle mesure l'échantillon ou la
région d'intérêt.
17
Manuel de mise en service
6.1
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Montage en zone explosible
La tête de sonde a été conçue pour être installée en zone Ex. Elle doit être installée conformément au schéma de
montage en zone explosible (3000272).
Avant l'installation, vérifier que les marquages de zone Ex de la sonde correspondent au groupe de gaz, à la classe T,
à la zone ou à la division dans laquelle elle est installée. Consulter la norme IEC 60079-14 pour plus d'informations
sur les responsabilités de l'utilisateur concernant l'utilisation ou l'installation de produits dans des atmosphères
explosibles.
AVIS
Lors de l'installation de la sonde sur le site, l'utilisateur doit mettre à disposition à l'emplacement de montage
de la tête de sonde la protection du câble à fibre optique contre la traction.
A0050249
Figure 12. Rxn-20 – Schéma de montage en zone Ex (3000272 version X2)
6.2
Compatibilité entre le process et la tête de sonde
Avant le montage, l'utilisateur doit vérifier que les valeurs nominales de pression et de température de la tête de
sonde, ainsi que les matériaux à partir desquels la tête de sonde est fabriquée, sont compatibles avec le process dans
lequel elle est insérée.
La tête de sonde doit être montée en utilisant des techniques d'étanchéité (p. ex. raccords à compression) appropriées
et typiques pour la cuve ou la conduite.
AVERTISSEMENT
Si la tête de sonde doit être montée dans un process à haute température ou à haute pression, des précautions
de sécurité supplémentaires doivent être prises pour éviter d'endommager l'équipement ou de compromettre
la sécurité.
18
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Manuel de mise en service
Il est fortement recommandé d'utiliser un dispositif de protection contre l'éclatement, conformément aux normes de
sécurité locales.
 Il incombe à l'utilisateur de déterminer si des dispositifs de protection contre l'éclatement sont nécessaires et de
s'assurer qu'ils sont fixés à la tête de sonde lors du montage.
Endress+Hauser
19
Manuel de mise en service
7
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Mise en service
La sonde Rxn-20 est livrée prête à être raccordée à l'analyseur Raman Rxn2 (configuration hybride) ou Raman Rxn4
(configuration hybride). Aucun alignement ou réglage supplémentaire de la tête de sonde elle-même n'est nécessaire. Le raccordement de la tête de sonde à l'analyseur Raman Rxn2/Rxn4 (configuration hybride) doit être effectué
par un ingénieur Endress+Hauser qualifié.
Suivre les instructions ci-dessous pour mettre la sonde en service.
AVIS
Les paramètres d'installation et d'utilisation de la sonde peuvent avoir des exigences spécifiques régies par
l'application associée.
 Se référer au certificat approprié pour ATEX, CSA, IECEx, JPEx ou UKCA concernant ces exigences spécifiques.
7.1
Réception de la sonde
Effectuer les étapes de la réception des marchandises décrites dans Réception des marchandises → .
En outre, dès réception, retirer le couvercle du conteneur d'expédition et vérifier que la fenêtre en saphir n'est pas
endommagée avant de l'installer dans le process. Si la fenêtre montre des fissures visibles, contacter le fournisseur.
7.2
Étalonnage et vérification de la sonde
La sonde et l'analyseur doivent être étalonnés avant l'utilisation. Se reporter au manuel de mise en service de l'analyseur Raman Rxn2 ou Raman Rxn4 pour plus d'informations sur l'étalonnage interne de l'appareil.
Un étalonnage de l'intensité doit être effectué avant de recueillir des mesures et après un changement d'optique.
Utiliser l'accessoire d'étalonnage Raman (HCA) avec un adaptateur optique approprié pour effectuer l'étalonnage de
la sonde. Toutes les informations sur les accessoires et les instructions d'étalonnage figurent dans le manuel de mise
en service – Accessoire d'étalonnage Raman (BA02173C).
Le logiciel Raman RunTime ne permet pas de collecter des spectres sans passer par les étalonnages internes du
système.
La vérification des résultats de l'étalonnage à l'aide d'un étalon de décalage Raman est fortement recommandée pour
vérifier les résultats de l'étalonnage, mais elle n'est pas obligatoire. Les instructions relatives à la vérification à l'aide
d'étalons de décalage Raman figurent également dans le manuel de mise en service relatif à l'accessoire d'étalonnage
Raman.
La séquence d'étalonnage et de qualification recommandée suit l'ordre suivant :
1. Étalonnage interne de l'analyseur pour le spectrographe et la longueur d'onde du laser
2. Étalonnage de l'intensité du système à l'aide d'un accessoire d'étalonnage approprié
3. Vérification du fonctionnement du système à l'aide du matériel standard approprié
Contacter le fournisseur pour toute question spécifique concernant la sonde, l'optique et le système de préparation
d'échantillons.
20
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
8
Manuel de mise en service
Fonctionnement
La sonde Rxn-20 est conçue pour les mesures volumétriques importantes de solides et de semi-solides dans un laboratoire, une installation de process ou un environnement de fabrication. La sonde Rxn-20 est compatible avec les
analyseurs Endress+Hauser Raman Rxn2/Rxn4 (configuration hybride) qui fonctionnent à 785 nm.
La tête de sonde transmet la lumière d'excitation laser du faisceau de fibres à l'échantillon et transmet l'émission de
l'échantillon à un autre faisceau de fibres. Le faisceau de fibres relie la tête de sonde à l'analyseur.
La sonde Rxn-20 éclaire une grande surface et élimine la nécessité d'aligner la tête de sonde pour la rugosité de
surface. Les principes de fonctionnement sont décrits ci-dessous.
8.1
Élimination du spectre Raman de la silice
La lumière laser qui traverse une fibre optique en silice génère une émission Raman de la silice. Si cette émission
atteint le spectrographe, elle pourrait obscurcir le spectre Raman de l'échantillon. Ce problème est particulièrement
grave lorsque de grandes longueurs de fibres optiques sont utilisées. La sonde Rxn-20 élimine la lumière Raman de
la silice de la lumière laser après que la lumière ait quitté le faisceau de fibres d'excitation et avant qu'elle n'atteigne
l'échantillon. La tête de sonde élimine également la lumière laser de l'émission de l'échantillon avant qu'elle
n'atteigne le faisceau de fibres de collecte. En conséquence, les bandes Raman de silice ne sont pas observées dans
les spectres collectés avec une sonde Rxn-20, même lorsque des fibres optiques très longues sont utilisées.
8.2
Focalisation du rayonnement d'excitation
La sonde Rxn-20 standard est conçue pour focaliser la lumière d'excitation sur un spot de 6 mm (0.24 in.) de
diamètre pour l'échantillonnage de grands spots. Le grand spot d'excitation et les multiples fibres de collecte de la
sonde Rxn-20 permettent d'échantillonner des solides hétérogènes dans les dimensions axiales et latérales. Elle
fournit ainsi des informations sur les couches profondes en plus de la surface, ce qui est utile pour mesurer les
solides hétérogènes tels que les comprimés, les capsules, les solides alimentaires et les billes de polymère.
D'autres tailles de spots d'excitation sont disponibles. Voir les accessoires d'échantillonnage dans Accessoires de la
sonde Raman Rxn-20 → .
Voir le manuel de mise en service de l'analyseur Raman Rxn2 ou Raman Rxn4 pour des instructions d'utilisation
supplémentaires.
Endress+Hauser
21
Manuel de mise en service
9
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Diagnostic et suppression des défauts
Voir le tableau ci-dessous pour la suppression des défauts de la sonde Rxn-20. Si la tête de sonde est endommagée,
l'isoler du process et éteindre le laser avant l'évaluation. Contacter le service après-vente si nécessaire.
Problème
Cause possible
1
Encrassement de la lentille/fenêtre 1.
Réduction substantielle du
signal ou du rapport
signal/bruit
Action
2.
Fibre fissurée mais intacte
Retirer soigneusement la sonde du process, la
décontaminer et inspecter la lentille/fenêtre à
l'extrémité de la sonde.
Si nécessaire, nettoyer la lentille/fenêtre avant
de la remettre en service. Voir Nettoyage de la
lentille/fenêtre → .
Vérifier l'état de la fibre et contacter si nécessaire le
service après-vente pour un remplacement.
2
Perte totale du signal alors
que le laser est alimenté et
que l'indicateur d'émission
laser est allumé
Fibre rompue sans rupture du fil de S'assurer que toutes les connexions par fibre sont
verrouillage
sécurisées. Vérifier l'état de la fibre et contacter si
nécessaire le service après-vente pour un
remplacement.
3
L'indicateur d'émission laser
sur la sonde n'est pas allumé
Assemblage de fibres endommagé 1.
ou verrouillage de la sonde Rxn-20 2.
endommagé.
3.
Rechercher les signes de rupture de la fibre.
S'assurer que la sonde est correctement
connectée à la fibre.
Contacter si nécessaire le service après-vente
pour un remplacement.
Fil de verrouillage laser déconnecté S'assurer que le fil de verrouillage laser et le
connecteur de verrouillage à distance de la
sonde/voie sont correctement connectés à
l'analyseur.
4
Diminution de la puissance
du laser ou de l'efficacité de
la collecte
Connexion de fibre contaminée
(particules de saleté, de poussière
ou autres) entre l'analyseur et la
sonde
Nettoyer soigneusement les extrémités du câble à
fibre optique de la sonde sur l'analyseur.
Se reporter au manuel de mise en service de l'analyseur Raman Rxn concerné pour les instructions de
nettoyage et les étapes de mise en service d'une
nouvelle sonde.
Combinaison incorrecte de
l'adaptateur de lentille et du tube
de lentille ou de l'optique à
immersion
Sélectionner l'adaptateur de lentille et le tube de
lentille ou l'optique à immersion appropriés pour la
taille de spot souhaitée. Voir Accessoires de la sonde
Raman Rxn-20 →  pour les combinaisons
acceptables.
5
L'indicateur d'émission laser
s'éteint
Rupture de fibre
Contacter le service après-vente pour réparer ou
remplacer le câble à fibre optique.
6
Le verrouillage laser sur
l'analyseur provoque
l'extinction du laser
Verrouillage laser activé
Vérifier l'absence de rupture de fibre sur toutes les
voies de câbles à fibre optique raccordées et s'assurer
que les connecteurs de verrouillage à distance sont en
place.
7
Bandes ou motifs non
reconnus dans les spectres
Fibre fissurée mais intacte
Vérifier les causes possibles et contacter le service
après-vente pour retourner le produit endommagé.
Extrémité de sonde/lentille
contaminée
Optique interne de la sonde
contaminée en raison d'une fuite
8
22
Autres performances
négatives inexpliquées de la
sonde
Endommagement de la tête de
sonde ou des accessoires
Contacter le SAV pour retourner le produit
endommagé.
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Manuel de mise en service
10
Maintenance
10.1
Nettoyage de la lentille/fenêtre
Utiliser une lingette pour lentilles et une solution de nettoyage à base d'eau pour essuyer délicatement tout contaminant sur l'adaptateur de lentille ou la fenêtre de la sonde. Pour un nettoyage plus agressif, utiliser de l'alcool
isopropylique et une lingette pour lentilles afin d'éliminer délicatement tout contaminant.
1
2
A0049000
Figure 13. Fenêtre et lentille de la sonde Rxn-20
10.2
Pos.
Description
1
Lentille
2
Fenêtre
Inspection et nettoyage des fibres optiques
Les connecteurs des faisceaux de fibres optiques doivent être propres et exempts de débris et d'huile pour obtenir
des performances optimales. Si un nettoyage est nécessaire, se référer au manuel de mise en service de l'analyseur
Raman Rxn2 ou Raman Rxn4 pour nettoyer UNIQUEMENT les pointes des fibres d'excitation et d'étalonnage.
Endress+Hauser
23
Manuel de mise en service
11
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Réparation
Les réparations qui ne sont pas décrites dans le présent document ne doivent être réalisées que par le fabricant ou le
service après-vente. Pour le SAV, consulter notre site web (https://endress.com/contact) pour obtenir la liste des
canaux de vente locaux.
Si un produit doit être renvoyé pour réparation ou remplacement, suivre toutes les procédures de décontamination
indiquées par le fournisseur.
AVERTISSEMENT
Le fait de ne pas décontaminer correctement les parties en contact avec le produit avant de les renvoyer peut
entraîner des blessures graves ou mortelles.
Pour garantir un retour rapide, sûr et professionnel des produits, contacter le service après-vente.
Pour plus d'informations sur le retour des produits, consulter le site suivant et sélectionner le marché/la région
concerné(e) : https://www.endress.com/en/instrumentation-services/instrumentation-repair
24
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Manuel de mise en service
12
Caractéristiques techniques
12.1
Spécifications générales
Caractéristique
Description
Puissance maximale laser dans la tête de sonde < 499 mW
Longueur d'onde compatible
785 nm
Interface d'échantillon Température
10 à 40 °C (50 à 104 °F)
Mesure de la tête de
sonde
Matériaux de
construction
Câble à fibre optique
Diamètre nominal du
faisceau à la position
focale
12.2
Pression
ambiante
Humidité relative
20 à 80 %, sans condensation
Longueur
209,55 mm (8.25 in) sans adaptateur de lentille
312 mm (12.29 in) avec rayon de courbure câble à fibre optique
Diamètre
48 mm (1.89 in)
Poids
environ 2 lb (avec câble)
Corps de tête de sonde Inox 316L
Fenêtre
matériaux de qualité optique
Câble à fibre optique
Construction : enveloppe de PVC, structure propriétaire
Raccords : FC, MT et électriques
Longueur
3, 10 ou 15 m standard (9.84, 32.81 ou 49.21 ft)
Des longueurs personnalisées sont disponibles
Rayon de courbure
minimal
75 mm (2.96 in)
Température
–40 à 70 °C (–40 à 158 °F)
Standard
6 mm (0.24 in)
En option
4,7, 3 ou 1 mm
(0.19, 0.12, ou 0.04 in)
Exposition maximale admissible
L'exposition maximale admissible (MPE) est le niveau maximal d'exposition au rayonnement laser qui peut survenir
avant de provoquer des lésions oculaires ou cutanées. La valeur MPE est calculée à partir de la longueur d'onde du
laser (λ) en nanomètres, de la durée de l'exposition en secondes (t) et de l'énergie impliquée (J·cm-2 ou W·cm-2).
Un facteur de correction (CA) peut également être nécessaire et peut être déterminé comme suit.
Endress+Hauser
Longueur d'onde
λ (nm)
Facteur de correction
CA
400 à 700
1
700 à 1050
100,002(λ-700)
1050 à 1400
5
25
Manuel de mise en service
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
12.2.1 MPE pour l'exposition oculaire
La norme ANSI Z136.1 fournit des moyens pour effectuer une évaluation de la valeur MPE pour l'exposition oculaire.
Se référer à la norme pour calculer les niveaux MPE pertinents dans le cas d'une exposition au laser par la sonde
Rxn-20 et dans le cas improbable d'une exposition au laser par la rupture d'une fibre optique.
Valeur MPE pour l'exposition oculaire ponctuelle à un faisceau laser
Longueur d'onde
λ (nm)
785
Durée de
l'exposition
Calcul de la valeur MPE
MPE où
t (s)
(J·cm-2)
(W·cm-2)
CA = 1,4791
10-13 à 10-11
1,5 CA × 10-8
-
2,2 × 10-8 (J·cm-2)
10-11 à 10-9
2,7 CA t0,75
-
Insérer le temps (t) et
calculer
10-9 à 18 × 10-6
5,0 CA × 10-7
-
7,40 × 10-7 (J·cm-2)
18 × 10-6 à 10
1,8 CA t0,75 × 10-3
-
Insérer le temps (t) et
calculer
10 à 3 × 104
-
CA × 10-3
1,4971 × 10-3 (W·cm-2)
12.2.2 Valeur MPE pour l'exposition cutanée
La norme ANSI Z136.1 fournit des moyens pour effectuer une évaluation de la valeur MPE pour l'exposition cutanée.
Se référer à la norme pour calculer les niveaux MPE pertinents dans le cas d'une exposition au laser par la sonde
Rxn-20 et dans le cas improbable d'une exposition au laser par la rupture d'une fibre optique.
Valeur MPE pour l'exposition cutanée à un faisceau laser
Longueur d'onde
λ (nm)
785
26
Durée de
l'exposition
Calcul de la valeur MPE
MPE où
t (s)
(J·cm-2)
(W·cm-2)
CA = 1,4791
10-9 à 10-7
2 CA × 10-2
-
2,9582 × 10-2 (J·cm-2)
10-7 à 10
1,1 CA t0,25
-
Insérer le temps (t) et
calculer
10 à 3 × 104
-
0,2 CA
2,9582 × 10-1 (W·cm-2)
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
12.3
Manuel de mise en service
Zone de danger nominale
Les configurations optiques de focalisation ci-dessous sont disponibles pour la sonde Rxn-20. Utiliser les dimensions
pour calculer la zone de danger nominale.
Taille du spot laser
(diamètre)(b0)
Longueur focale optique
(f0)
1 mm (0.04 in)
35 mm (1.38 in)
1,5 mm (0.06 in)
50 mm (1.97 in)
3 mm (0.12 in)
125 mm (4.93 in)
4,7 mm (0.19 in)
200 mm (7.88 in)
6 mm (0.24 in)
250 mm (9.84 in)
Équation de la distance oculaire
critique nominale (NOHD)
rNOHD = (f0/b0)(4Φ/πMPE)1/2
Φ = Puissance laser en watts
Voir le manuel de mise en service de l'analyseur Raman Rxn2 ou Raman Rxn4 pour les informations spécifiques
à l'analyseur concernant les calculs de la zone de danger nominale.
Endress+Hauser
27
Manuel de mise en service
13
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
Documentation complémentaire
Toute la documentation est disponible :
•
Sur l'application mobile Endress+Hauser : www.endress.com/supporting-tools
•
Dans l'espace Téléchargements du site web Endress+Hauser : www.endress.com/downloads
Ce document fait partie intégrante de l'ensemble de documents comprenant :
Référence
Type de document
Titre du document
KA01547C
Instructions condensées
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20 – Instructions condensées
XA02747C
Conseils de sécurité
Conseils de sécurité – Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
TI01631C
Information technique
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20 – Information technique
BA02173C
Manuel de mise en service
Accessoire d'étalonnage Raman – Manuel de mise en service
28
Endress+Hauser
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
14
Manuel de mise en service
Index
Accessoire d'étalonnage 20
Accessoires 12, 13, 14
Adaptateurs 20
Analyseur Raman Rxn (configuration hybride) 8, 11,
16, 20, 21
Câble à fibre optique
Collecte 16
Étalonnage 16
Excitation 16
Longueur 16, 25
Nettoyage 23
Rayon de courbure minimal 8, 25
Température 25
Verrouillage laser 16
Caractéristiques techniques 25
Certification 8, 9, 14, 15
ATEX 9, 20
conformité 8
Conformité 5, 8
CSA 5, 9, 20
IECEx 5, 7, 8, 9, 17, 20
Zone explosible 9
Conformité à la législation sur les exportations 4
Conformité CDRH 5, 8
Conformité IEC 5, 7, 8, 17
Exigences liées au personnel 6
Glossaire 5
MPE
Exposition cutanée 26
Exposition oculaire 26
Raccordement électrique 6
Réparation 24
Sécurité 7
Cutanée 17, 26
Endress+Hauser
De base 6
Fonctionnement 6
Laser 7, 8
Lieu de travail 6
Oculaire 7, 17, 26
Produit 8
Service 7
Sonde
Adaptateur de lentille 12, 13
Capuchon 7, 11
Documents supplémentaires 28
Étalonnage 20
Fonctionnement 21
Interfaces 13
Matériaux de construction 25
Montage 17, 18
Nettoyage de la lentille/fenêtre 23
Optique à immersion 13
Réception 14
Suppression des défauts 22
Tube de lentille 13
Utilisation conforme 6
Vérification 20
Spécifications
Diamètre 12, 25
Humidité relative 25
Longueur 25
Poids 25
Pression 25
Puissance laser 17, 25
Température 25
Symboles 4
Verrouillage laser 22
Zone explosible 9, 17, 18
29
Sonde de spectroscopie Raman Rxn-20
www.addresses.endress.com
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