Management system for controlling the air characteristics in cotton laboratories
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Texte intégral
(2) Plan of presentation Plan de présentation • • • •. Introduction Building Normal conditions Adiabatic diagram and its use. • Components of a system • Impacts on results • Conclusion. • • • •. Introduction Bâtiment Conditions normales Diagramme adiabatique et son utilisation • Les éléments d’un système • Impact sur les résultats • Conclusion.
(3) Introduction • Testing cotton fibres requires specific conditions • Hygroscopicity of fibres • Some conditions of proper realization of the measurements. • Tester des fibres de coton requière des conditions specifiques • Hygroscopicité des fibres • Quelques conditions de bonnes réalisation des mesures.
(4) Moisture content and humidity in air Teneur en eau et humidité de l’air Moisture content Teneur en eau (% w/w). Source: USDA. Graines Seeds Coton graine Seed cotton. Fibres. Relative humidity Humidité relative de l’air (%).
(5) Plan of presentation Plan de présentation • • • •. Introduction Building Normal conditions Adiabatic diagram and its use. • Components of a system • Impacts on results • Conclusion. • • • •. Introduction Bâtiment Conditions normales Diagramme adiabatique et son utilisation • Les éléments d’un système • Impact sur les résultats • Conclusion.
(6) Position of the laboratory Position du laboratoire. Samples outlet. Manual / visual classing. Pre-cond.. Samples inlet. Instrumental classing. Front of the building.
(7) External shape of the building Forme extérieure du bâtiment. Sun set. Front of the building The roof is larger than the building to avoid its direct insulation. Sun rise.
(8) Plan of presentation Plan de présentation • • • •. Introduction Building Normal conditions Adiabatic diagram and its use. • Components of a system • Impacts on results • Conclusion. • • • •. Introduction Bâtiment Conditions normales Diagramme adiabatique et son utilisation • Les éléments d’un système • Impact sur les résultats • Conclusion.
(9) Ambiant air conditions Conditions d’air ambiant Should permanently be (24h/24, 365 d/y) : • 21 °C +/- 1 °C • 65 % of relative humidity (HR%) +/- 2 % This implies special • Air velocity • Care of external conditions. Doit être en permanence (24h/24, 365 j/an) : • 21 °C +/- 1 °C • 65 % d’humidité relative (HR%) +/- 2 % Cela implique • Vitesse de l’air spécifique • Attention aux conditions extérieures.
(10) Existing standards Normes existantes. • ISO 139: « Textiles- Standard atmosphères for conditioning and testing » – 20°C +/- 2°C et 65 % HR +/-4%. • ASTM D 17 76: « Standard practice for conditioning textiles for testing » – 70°F +/-2°F et 65 % HR +/-2%.
(11) +/- 4 % ISO 139-2005 +/- 2 % ASTM 1776-2005. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. HR% +/- 1.0 % Incertitude. +/- 0.9 % Enregistrements +/- 2.9 %. +/- 0.1 % Résolution. +/- 1.0 % Incertitude. +/- 0.1 % Résolution. +/- 1.0 % Incertitude. +/- 0.1 % Résolution. +/- 0.1 % Résolution. +/- 1.0 % Incertitude.
(12) +/- 4 %. ISO 139-2005. +/- 3.6 ? % ASTM 1776-2005 +/- 2 %. +/- 1.5 % Incertitude ?. 61. 62. 63. 64. 65. +/- 1.5 % Incertitude ?. 66. 67. 68. 69. HR% +/- 1.5 % Incertitude ?. +/- 0.1 % Résolution. +/- 0.1 % Résolution. +/- 1.5 % Incertitude ?. Enregistrements. +/- 0.4 ? %.
(13) Plan of presentation Plan de présentation • • • •. Introduction Building Normal conditions Adiabatic diagram and its use. • Components of a system • Impacts on results • Conclusion. • • • •. Introduction Bâtiment Conditions normales Diagramme adiabatique et son utilisation • Les éléments d’un système • Impact sur les résultats • Conclusion.
(14) Simplified adiabatic chart.
(15) Less simplified adiabatic chart.
(16) Complex adiabatic chart.
(17) +/- 1°C. +/- 4 % !!!. 65 % RH. 15.5. 18.3. 21.1. 23.9. Température sèche (°C).
(18) +/- 14. +/- 4 % !!!. 65 % RH ==> Réglage des consignes conseillé (24h/24, 365 j/an) : • 21 °C +/- 0.2 °C 15.5 18.3 21.1 23.9 • 65 % d’humidité Températurerelative sèche (°C) (HR%) +/- 2 %.
(19) Quantity of water in air Quantité d’eau dans l’air. 60% RH 61% RH 62% RH 63% RH 64% RH 65% RH 66% RH 67% RH 68% RH 69% RH 70% RH. 19 °C 80,1 81,5 82,8 84,1 85,5 86,8 88,1 89,5 90,8 92,1 93,5. 20 °C 85,9 87,4 88,8 90,2 91,7 93,1 94,5 96,0 97,4 98,9 100,3. 21 °C 92,4 93,9 95,4 96,9 98,5 100,0 101,6 103,1 104,7 106,1 107,7. 22 °C 99,3 100,9 102,5 104,2 105,9 107,5 109,2 110,8 112,5 114,2 115,8. 23 °C 106,8 108,6 110,3 112,1 113,9 116,6 117,4 119,2 120,9 122,8 124,6.
(20) Plan of presentation Plan de présentation • • • •. Introduction Building Normal conditions Adiabatic diagram and its use. • Components of a system • Impacts on results • Conclusion. • • • •. Introduction Bâtiment Conditions normales Diagramme adiabatique et son utilisation • Les éléments d’un système • Impact sur les résultats • Conclusion.
(21) Result of a measurement Résultat d’une mesure Chaîne de mesure •Capteur, •Étalonnage •Ligne •Automate •Réseau informatique •Ordinateur •Logiciel 963 •Base de données -…. Contrôle et régulation •Capteurs •Étalonnage •Ligne •Comparateur / Régulation •Groupe froid •Groupe chaud •Humidificateur •(Déshumidificateur) •Ventilation •Bouches d’aération •Bouches de reprise •Gaines …. Résultat de mesure des conditions ambiantes de l’air dans les salles.
(22) Ambiant air conditions Conditions d’air ambiant.
(23) Difficulties of regulation Difficulté de la régulation • 4 expected reactions – – – –. T+ TH+ H-. • 3 activators – – – –. T+ TH+ (H-). • 4 réactions attendues – – – –. T+ TH+ H-. • 3 activateurs – – – –. T+ TH+ (H-).
(24) Difficulties of regulation Difficulté de la régulation • • • •. • • • •. If T+ then HIf T- then H+ If H+ then T+ If H- then T-. Si T+ alors HSi T- alors H+ Si H+ alors T+ Si H- alors T-. 86 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 21.4. 21.5. 21.6. 21.7 1369. 21.8. 21.9.
(25) Plan of presentation Plan de présentation • • • •. Introduction Building Normal conditions Adiabatic diagram and its use. • Components of a system • Impacts on results • Conclusion. • • • •. Introduction Bâtiment Conditions normales Diagramme adiabatique et son utilisation • Les éléments d’un système • Impact sur les résultats • Conclusion.
(26) Ambiant conditions: one experiment Conditions d’ambiance: une expérience Hypothesis : ambiant conditions should be stable around the tested fibers • Use of temperature and relative humidity probes • Use of HVI. Hypothèse : les conditions d’ambiance doivent être stables autour des fibres testées • Utilisation de capteurs de mesure • Utilisation d’une CMI.
(27) Ambiant conditions: one experiment Conditions d’ambiance: une expérience Material and method Optical sensor. Brush. Sensor. Comb. Ejection. Air ejection OFF Fibrosampler ON.
(28) Ambiant conditions: one experiment Conditions d’ambiance: une expérience. 5. 10. Diff Temp (°C). 0. 8. Diff HR (%). -5. 6. 4. -10 -15 -20. 2. -25 0. -30. o Ro. m. -2. os r b Fi. am. er pl. h us r B. r r so so n n se Se l ica t p O. m Co. b. o br i F. m sa. er pl. -35. External Built-in. sa m pl er Fi br o. b. en so r om. C. ic al s pt O. R. External Built-in. Fi br o. 12. oo m. 14. sa m pl Br er us h Se ns or. Results and conclusions : air succion OFF.
(29) Ambiant conditions: one experiment Conditions d’ambiance: une expérience. 0 -5. Diff HR (%). Diff Temp (°C). 10. 8. 6. 4. -10 -15 -20. 2. -25 0. -2. Fi. am s o br. -30. er pl. b er tion or or sh l m s s u p n n ec Co a m Br se j Se l s E ro ica t b p Fi O. -35. External Built-in. sa m pl Ej er ec tio n. b om. C. 5. Fi br o. en so r al s ic pt O. Built-in. 12. or. Fi br o. External. ns. 14. Se. sa m pl Br er us h. Results and conclusions : air succion ON.
(30) 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0. Teneur (%) Teneur en en humidité eau (% w/w). Source: USDA. Graines Graine Coton Cotongraine graine. =>env. 0.5 cN/tex de différence ! (Sasser 1990) Fibre. 0. Fibres. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100. Humidité relative Humidité relative de de l’air l'air(%) (%).
(31) Strength stability : HVICC bale 27985 Measuring unit covered vs uncovered 25. Motion Control 3500. cN/tex. 24 23. Accepted range after calibration. 22 21 20 19 0. 30. 60. 90. 120. 150. Time (mn) (Covered). (Uncovered). 180. 210. 240.
(32) Strength stability : HVICC bale 2848 Measuring unit covered vs uncovered 34. Motion Control 3500. cN/tex. 33 Accepted range after calibration 32 31 30 29 0. 30. 60. 90. 120. 150. Time (mn) (Covered). (Uncovered). 180. 210. 240.
(33) Experiments in four laboratories Expérimentations dans quatre laboratoires. • What are the usefull zones? – When to do the records?. • Quelles sont les zones utiles ? – Quand faire les enregistrements ?. • Disturbed regime • Stable regime. • Régime perturbé • Régime stable. • Where are the sensors as their position are of importance. • Où placer les capteurs car leur position est importante.
(34) Experiments in four laboratories Expérimentations dans quatre laboratoires. 1. Check sensors homogeneity. 1. Vérifier l’homogénéité des capteurs. 2. Perturbation of conditions. 2. Perturbation du régime. 3. Check of conditions on one vertical line. 3. Vérification des conditions sur une verticale. 4. Check of conditions on three vertical lines. 4. Vérification sur trois verticales.
(35) Experiments in four laboratories Expérimentations dans quatre laboratoires Salle 20. Salle 21. Salle 22. Salle 23.
(36) First experiment Première expérimentation • Are all measurements comparable? • Check that – « Fixed » sensors indicate comparable readings – These readings are comparable to the « reference » sensor – Readings from various sensors in various laboratories are comparable. • Toutes les mesures sont • Vérification que : – les sondes « fixes » donnent des valeurs communes – les valeurs sont communes au capteur « référence » – que les sondes des différentes salles donnent des résultats comparables.
(37) Second experiment Deuxième expérimentation • What is the impact of opening the sas on ambiant air conditions in the room?. • Quel est l’impact de l’ouverture du sas sur les conditions d’ambiance de la salle ?. ÎCheck:. ÎVérification :. – Readings from the « reference » sensor are uniform – Variability of readings along vertical lines – Variability of readings in the volume for every room. – des conditions supposées stables pour le capteur « référence » – de la variabilité des conditions sur les verticales – de la variabilité des conditions dans le volume dans chacune des salles.
(38) Third experiment Troisième expérimentation • Are the conditions alike between the bottom and the top of the room?. • Les conditions sont-elles homogènes entre le bas et le haut de la salle ?. ÎCheck:. ÎVérification que :. – Sensors are measuring the same differences of conditions at various altitudes – References conditions did not change in the mean time. – les sondes mesurent des différences équivalentes de conditions à différentes altitudes – les conditions de références n’ont pas changé pendant ce temps..
(39) Fourth experiment Quatrième expérimentation • Are variations greater in some rooms? • Î Check – « reference » sensor stability – Variability of conditions on one vertical line – Variability of conditions in the volume of every room. • Certaines salles ont-elles plus de variations que d’autres ? Î Vérification : – Des conditions supposées stables pour le capteur « référence » – de la variabilité des conditions sur les verticales – de la variabilité des conditions dans le volume dans chacune des salles.
(40) Fifth experiment : room 22 Cinquième expérimentation: salle 22 • 5 sensors, 10 vertical lines. • 5 capteurs, dix verticales. • Adding of a random factor in the position of the sensors in the room. • Ajout d’un facteur « hasard » dans la position des capteurs. • Repeatibility of the measurements. • Test de la répétabilité des mesures.
(41) Fifth experiment : room 22 Cinquième expérimentation: salle 22 Sensor positions / Position des capteurs verticales:. altitudes (cm): 150 110 30 80 190. 190 150 110 30 80. verticales:. altitudes (cm): 110 80 190 150 30. 150 30 190 80 110. 3 7 4 10 8 190 110 80 30 150. verticales:. 30 150 190 110 80. 110 150 190 30 80. 5 1 6 2 9 190 30 150 80 110. 30 150 80 190 110. 150 110 80 190 30. altitudes (cm): 110 80 190 150 30. 1 2 7 5 10. 150 30 190 80 110. 190 30 150 80 110. verticales:. 6 4 9 8 3. altitudes (cm): 190 80 110 30 150. 80 30 150 110 190. 190 110 80 150 30. 30 150 80 190 110. 150 110 80 190 30. 110 80 150 190 30. 110 150 190 30 80.
(42) Fifth experiment : room 22 Cinquième expérimentation: salle 22 • Source of data – « Fixed » sensors – « Reference » sensor. • Collection of data under Excel format – Data preparation – Comparison of curves – Comparison of averages. • Source des données – Les capteurs « fixes » – La référence. • Récupération données sous format Excel – Traitement des données – Comparaison de courbes – Comparaison de moyennes.
(43) Fifth experiment : room 22 Cinquième expérimentation: salle 22 23.0. 22.5. capteur 5 T capteur 6 T capteur 7 T capteur 8 T capteur 9 T rotronic T. 21.5. 21.0. 20.5. 14:30. 14:24. 14:18. 14:12. 14:06. 14:00. 13:54. 13:48. 13:42. 13:36. 13:30. 13:24. 13:18. 13:12. 20.0 13:06. T°C. 22.0.
(44) Fifth experiment : room 22 Cinquième expérimentation: salle 22 71.0 70.0 69.0. capteur 5 H capteur 6 H capteur 7 H capteur 8 H capteur 9 H rotronic H. 67.0 66.0 65.0 64.0 63.0 62.0 14:30. 14:23. 14:16. 14:09. 14:02. 13:55. 13:48. 13:41. 13:34. 13:27. 13:20. 13:13. 61.0 13:06. HR%. 68.0.
(45) Fifth experiment : room 22 Cinquième expérimentation: salle 22 25. Temp (°C). 24 23. Max(TC) Min(TC) Mean(TC). 22 21 20 19 1 10 2 3 4 5 6 7 8 9 R Verticales.
(46) Fifth experiment : room 22 Cinquième expérimentation: salle 22 25. Temp (°C). 24 23. tol+ tolMean(TC). 22 21 20 19 1 10 2 3 4 5 6 7 8 9 R Verticales.
(47)
(48) Exemple de procédure. Début Surveillance automatique. Observation visuelle périodique non. oui. 20°C< t <22°C 61%< Hr <69% non. Y a-t’il un problème?. non. Durée < temps max oui. oui Alarme, RAQ/AQ, DITAM (Mail) Ouverture fiche d’anomalie. Création d’une feuille d’intervention. Intervention DITAM / sous-traitant Clôture de l’anomalie?. Saisie BdD_SQTCOT SPLIT 4. oui fin. non.
(49) Plan of presentation Plan de présentation • • • •. Introduction Building Normal conditions Adiabatic diagram and its use. • Components of a system • Impacts on results • Conclusion. • • • •. Introduction Bâtiment Conditions normales Diagramme adiabatique et son utilisation • Les éléments d’un système • Impact sur les résultats • Conclusion.
(50) Conclusion Temp°C. HR% 72. 28.0. 70. 24h mini. Immediate STOP of analyses. 68 66 64. 27.0 26.5. 62. 26.0. 3h. 60. 25.5. 58 56. Analyses. 54. 24.0. 50. 23.5. 48 44. 3h. 23.0 22.5. 42. 22.0. 40 38 36. 25.0 24.5. 52. 46. 27.5. 21.5. Constant temperature / Température constante. 21.0. 34 32. Humidification ON. 30. N°: dates et heures.. HUMIDITE. TEMP. 20.5 20.0.
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