Connaissance du domaine de l'étalonnage thermodynamique

Le facteur décisif pour la précision du processus et la réduction des coûts - même avec une technologie de capteur stable à long terme - est un étalonnage régulier et un réajustement éventuel. Dans le cas contraire, le risque est de devoir définir plus étroitement l'intervalle d'humidité cible après seulement un ou deux ans, avec des effets considérables sur les coûts d'exploitation. Pour la personne responsable de l'équipement de test ou du système, il est crucial de disposer d'un système complet adapté à l'analyseur d'humidité et permettant ce calibrage et cet ajustement avec peu d'efforts.

Étalonnage en humidité

L'humidité absolue f_abs [g/m³] indique la masse d'eau contenue dans un volume sous forme de vapeur. À volume d'air constant, l'humidité absolue est indépendante de la température et de la pression. Toutefois, si le volume diminue sous l'effet d'une pression extérieure ou d'un refroidissement alors que la teneur en eau reste constante, la teneur en humidité absolue augmente en conséquence.

L'humidité de saturation ou humidité maximale f_max [g/m³] indique la quantité maximale possible de vapeur d'eau dans un mètre cube d'air à une température donnée. Dans ce cas, la capacité d'absorption de l'humidité de l'air augmente avec la température. Toutefois, si l'humidité maximale est dépassée, l'excès de vapeur d'eau se précipite sous forme de condensat (formation de gouttelettes) précipité.   

Les méthodes et systèmes de mesure suivants sont de préférence utilisés pour l'étalonnage des hygromètres/enregistreurs/transmetteurs de données:

• Méthode du tissu humide / chiffon humide  
• Cellules à point fixe/pots de sel  
• Générateurs
• Chambre climatique
• Huminator 
• Générateurs à deux températures/deux pressions
• Générateur d'humidité Thunder  
• Systèmes de point de rosée sous pression  

Lisez notre intéressant article technique sur le sujet :

L'humidité comme grandeur de mesure

Par rapport à d'autres variables mesurées (température, débit...), l'étalonnage des hygromètres est plus difficile, car la génération d'une humidité définie représente un effort considérablement plus important. Les problèmes spécifiques tels que les phénomènes d'adsorption/désorption ou la précipitation de condensats se produisent surtout dans la gamme des traces et des fortes humidités. Les méthodes suivantes conviennent à l'étalonnage des hygromètres : 

• Méthode du tissu humide / chiffon humide  
• Cellules à point fixe/pots de sel  

Un capteur (latin sensus : "sensation") ou capteur (de mesure) est un composant technique qui, en plus de certaines propriétés physiques ou chimiques (par exemple le rayonnement thermique, la température, l'humidité, la pression, la pression acoustique alternative, le son, la luminosité, le magnétisme, l'accélération, la force), peut également détecter qualitativement ou quantitativement les propriétés matérielles de son environnement en tant que mesurande. En raison de la grande plage dynamique et du fait qu'il n'existe pratiquement aucun matériau ou effet physique qui ne soit pas influencé par la vapeur d'eau dans le gaz de mesure, il existe un certain nombre de principes de capteurs différents pour déterminer l'humidité. 

• Capteurs en céramique 
• Capteurs de chlorure de lithium 
• Capteurs en polymère 
  • Capteurs à polymère résistif 
  • Capteurs capacitifs en polymère 

Un capteur polymère utilise le changement des propriétés d'un plastique spécial (polymère) en fonction de l'humidité de l'environnement. Les capteurs polymères simples utilisent la variation de la résistance électrique d'une couche de polymère sensible à l'humidité (capteurs polymères résistifs), les dispositifs plus haut de gamme ont des surfaces métalliques fixées aux côtés d'une petite plaque de polymère et mesurent la variation de la constante diélectrique du polymère comme une variation de la capacité du réseau (capteurs polymères capacitifs). Si la température de mesure est connue, l'humidité relative peut être convertie en humidité absolue.

L'expression "étalonner un thermomètre" signifie déterminer l'écart de mesure du thermomètre. L'écart de mesure est la différence entre la température "correcte" du thermomètre et la température affichée ou le signal de sortie.

Ètalonnage de la température

En fonction de la plage de température et des conditions environnementales, différentes méthodes peuvent être utilisées. Les plus courants sont les thermomètres dits de contact, dans lesquels le milieu à mesurer est touché ou immergé. Le contraste est formé par la variante sans contact, qui comprend la thermographie ou la thermométrie par rayonnement. Si des mesures directes ne peuvent être effectuées, par exemple à des températures très élevées, cette méthode est une alternative appropriée.

Le choix du bon capteur pour mesurer la température détermine la précision des résultats de la mesure. Il convient de noter que les différents capteurs ont des exigences différentes. 

• Une grande plage de mesure signifie généralement une précision limitée, 
• Les sondes particulièrement rapides avec des temps de réglage courts ne sont généralement pas adaptées à des mesures quotidiennes robustes,  
• La conception détermine quelle sonde est adaptée à quelles mesures. 

Aperçu des différents capteurs 

• Thermomètre à résistance 
• Thermistance PTC (capteur CTP) 
• Thermistances/capteurs de thermistance (capteur CTN)  
• Capteur au platine (par exemple PT100) 
• Capteur thermocouple 

Fondamentalement, on distingue deux méthodes d'étalonnage : Étalonnage aux points fixes et étalonnage par mesure de comparaison. En plus de ces méthodes, il existe différentes possibilités d'étalonnage des équipements et instruments de test/mesure traçables à l'EIT 90 :  

• Étalonnage à des points fixes  
• Étalonnage dans des bains liquides (de circulation ou d'étalonnage)  
• Étalonnage dans les calibrateurs à bloc métallique  
• Étalonnage dans les fours tubulaires  
• Étalonnage sur des surfaces (contact et sans contact) 
• Étalonnage dans les enceintes tempérées /climatisées 

Grandeur mesurée: Température

Dans la mesure de l'étalonnage par comparaison, un thermomètre étalon et le spécimen à tester sont exposés à une température constante, qui est générée, par exemple, dans un bain liquide agité ou un calibrateur à bloc métallique. La température réelle dans l'appareil est mesurée à l'aide de l'étalon et comparée à la lecture de l'objet testé après qu'un équilibre thermique ait été établi entre les thermomètres et le matériau de contact. Pour l'étalonnage, seuls les bains liquides agités doivent être utilisés car la distribution de la température doit être aussi uniforme que possible. Dans le cas des bains liquides, une distinction fondamentale est faite entre les bains à circulation ou les thermostats à circulation et les bains dits à débordement.

Dans le cas des bains liquides, une distinction fondamentale est faite entre les bains à circulation ou les thermostats à circulation et les bains dits à débordement. Etalonnage dans les bains à débordement : Avec cette conception, le fluide du bain circule de bas en haut. Ainsi, une distribution spatiale très homogène de la température et une grande constance temporelle de la température sont obtenues dans le bain. L'avantage du bain à débordement par rapport au bain de circulation est la meilleure constance de la température, une distribution uniforme de la température et l'espace utile cylindrique défini.