Connaissance du domaine de l'étalonnage analytique

Une analyse de gaz est effectuée dans de nombreux secteurs et industries pour étudier la composition des gaz et des mélanges gazeux. Ici, divers gaz ne sont pas seulement utilisés pour le processus de valorisation, mais sont également produits comme sous-produits par divers autres processus, tels que le processus de combustion. Des instruments de mesure correspondants sont utilisés ici et doivent être étalonnés régulièrement pour une analyse sûre des gaz afin de protéger les personnes contre d'éventuels gaz nocifs. L'entretien des appareils permet ainsi d'éviter d'endommager les cellules de mesure, ce qui peut être causé, par exemple, par des filtres sales dans le système de mesure. En outre, les cellules de mesure sont ajustées pour garantir que seules des erreurs de mesure minimes se produisent.

Étalonnage analytique

Les instruments de mesure des gaz de combustion sont étalonnés à l'aide de gaz de référence dans le banc d'essai des gaz d'étalonnage. Ici, les appareils de mesure des gaz de combustion sont reliés à un système semi-automatique. Le système régule précisément les temps de purge entre les différents médias ainsi que l'admission des gaz. Pour l'étalonnage, les valeurs mesurées sont désormais uniquement lues.

Les cellules de mesure sont ajustées/remplacées lors d'une maintenance/réparation, car cela représente une modification de l'appareil pertinente pour l'étalonnage, le dispositif de mesure des gaz de combustion doit être réétalonné.

Au cœur de chaque analyseur se trouvent des capteurs ou des systèmes de capteurs spécifiques à une substance, appelés cellules de mesure. Leur fonction est basée sur des principes physiques ou chimiques tels que l'absorption, l'adsorption, la transmission, l'ionisation, la coloration thermique ou les propriétés paramagnétiques ou électrochimiques. Les capteurs réagissent à une modification de la grandeur mesurée par une modification correspondante de sa propriété (par exemple, une absorption accrue de la lumière ou une réduction de la conductivité), à partir de laquelle un signal de mesure peut être formé.

La conductivité électrique, également connue sous le nom de conductivité, est une quantité physique qui indique la capacité d'une substance à conduire le courant électrique.

La conductivité est une mesure de la concentration totale en ions d'un échantillon testé. Plus il y a de sels, d'acides ou de bases dans la solution mesurée, plus la conductivité est élevée.

La conductivité d'une solution dépend de :

• la température : avec l'augmentation de la température, la conductivité des solutions augmente. La conductivité mesurée à une température donnée est donc généralement convertie en une température de référence. La température de référence est généralement de 25 °C. La conversion se fait à l'aide du coefficient de température α.
• la quantité d'ions :  Plus une solution contient d'ions, plus la conductivité de cette solution est élevée.

L'étalonnage des systèmes de mesure est effectué à l'aide de solutions de référence qui sont tempérées à 25 °C dans le réservoir de circulation. La mesure de la conductivité électrique est déterminée par la valeur de la résistance. La loi d'Ohm peut être utilisée pour calculer la conductance électrique.

La conductivité électrolytique est calculée à partir de la conductance électrique G et de la constante géométrique de la paire d'électrodes C (constante de cellule)

La constante de cellule (également appelée constante d'électrode ou capacité de résistance) est le rapport entre la surface des électrodes et leur distance l'une par rapport à l'autre. La constante de cellule a l'unité de mesure cm-1.

Pour des géométries très simples, comme celle d'un condensateur à plaques, la constante de cellule peut être calculée en divisant l'espacement des électrodes par leur surface. La constante de cellule est de préférence déterminée par étalonnage. En raison des variations inter-cellules, les constantes des cellules sont déterminées individuellement et indiquées sur la cellule.

Dans la mesure du pH, on mesure le nombre d'ions hydrogène afin d'obtenir des informations sur leur concentration.

La valeur du pH est une mesure du caractère acide ou basique d'une solution aqueuse. C'est le logarithme décadique négatif de l'activité des ions hydrogène.

La valeur du pH d'une solution dépend de la température. La température de référence est généralement de 25 °C. Lorsque la température augmente, la pente de l'électrode de mesure augmente également. Si la mesure ou l'étalonnage n'est pas effectué à une température ambiante stable de 25°C, il faut l'ajuster en réglant la compensation de température.

L'étalonnage des systèmes de mesure est effectué à l'aide de solutions de référence qui sont tempérées à 25°C dans le réservoir de circulation.

La tension qui se produit à l'électrode de mesure et qui peut être de différentes amplitudes est comparée à la tension qui se produit à l'électrode de référence en raison des potentiels de diffusion et qui est constante, indépendamment de la concentration en ions dans l'eau. La différence entre les deux tensions, le signal de mesure réel, fournit alors des informations sur la concentration en ions dans l'eau.

L'étalonnage détermine la tension du point zéro et la pente d'une électrode de pH et les enregistre dans l'appareil.

Comme le point zéro et la pente peuvent changer en raison des conditions de mesure externes ainsi que du processus naturel de vieillissement, une électrode de pH doit être étalonnée régulièrement.

TPM est l'abréviation de "Total Polar Materials" : Total des matériaux polaires). La teneur en composés polaires totaux est exprimée en % TPM ou parfois aussi en TPC ("Total Polar Compounds or Components"). Si l'huile est trop vieille, elle a une valeur TPM plus élevée. En Allemagne, le seuil d'altération a été fixé à 24 % de MPT.

La mesure capacitive est basée sur la mesure de la constante diélectrique. Pour ce faire, une tension est appliquée aux deux plaques du condensateur. Les plaques du condensateur sont chargées jusqu'à ce qu'une certaine quantité de charge électrique soit atteinte. À mesure que la charge augmente, les fractions polaires de la graisse s'alignent de plus en plus. Les extrémités positives rouges des socs pointent vers la plaque négative bleue et les extrémités négatives bleues pointent vers la plaque positive rouge. Si le condensateur est chargé, il a une certaine capacité. Cela dépend du diélectrique, dans ce cas l'huile. Plus il y a de fractions polaires dans l'huile de friture, plus la capacité du condensateur est grande.

Cette modification de la capacité est convertie et apparaît ensuite, par exemple, comme teneur en MPT en pourcentage sur l'écran du testeur d'huile de friture.

L'étalonnage des testeurs d'huile de friture s'effectue à l'aide d'huiles de référence tempérées à 50°C. La température de l'huile de référence est déterminée par la méthode d'étalonnage.

Le capteur de graisse est immergé dans l'huile de référence tempérée qui a une valeur TPM définie. Si la valeur affichée sur l'instrument de mesure s'écarte trop, elle sera ajustée à la valeur de consigne à 50°C et 180°C.