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...1 INTRODUCTION
1.3 Types de catharomètres
1.3.1 Construction de base
Les Fig. 1.4 et 1.5 montrent l'intérieur des sept types de base
d'unités catharométriques ABB. La Fig. 4.1 présente les
dimensions et les détails de fixation.
L'unité catharométrique est montée dans un boîtier en acier fixé
par des tresses pour un montage mural. Les connexions
électriques se font au moyen des presse-étoupe fournis, et des
connecteurs d'entrée et de sortie du gaz d'échantillon
appropriés au type de mesure. Les quatre filaments de platine
constituant le réseau du pont sont montés dans un bloc plaqué
en laiton, et la tuyauterie en acier inoxydable munie de
connecteurs plaqués en laiton transporte le gaz d'échantillon
dans et hors de cette unité. Le bloc catharométrique est monté
sur quatre piliers isolants thermiques, et les faces intérieures du
boîtier sont recouvertes de polystyrène expansé assurant le
calorifugeage. Le couvercle du boîtier est isolé de la même
façon, à l'exception du trou protégé par un cache coulissant
permettant le réglage du potentiomètre de "Réglage du zéro".
Une carte de circuit imprimé est fixée au bloc catharométrique et
sur cette carte de circuit imprimé est monté un potentiomètre
dont le moyeu est aligné sur l'orifice du couvercle du boîtier. Il
s'agit du contrôle du réglage du zéro. Une rotation de ce
contrôle dans le sens des aiguilles provoque une lecture de
l'analyseur sur le haut de l'échelle, une rotation dans le sens
contraire provoque une lecture sur le bas de l'échelle.
Les fonctions de base décrites ci-dessus sont communes aux
quatre unités catharométriques, c'est-à-dire :
–
mesure directe
Calorifugé
–
mesure différentielle
–
mesure directe
À contrôle thermostatique
–
mesure différentielle
Dans les sections qui suivent, les fonctions spécifiques à chacun
de ces types sont décrites plus en détails. Le choix du type de
catharomètre dépend largement de l'application, c'est-à-dire la
nature du gaz à mesurer, de sa gamme, des conditions
ambiantes et de la disposition de l'échantillonnage. Bien que le
principe du catharomètre soit strictement applicable aux
mesures des mélanges de gaz binaires uniquement (l'idéal étant
d'avoir deux gaz dont les conductivités thermiques sont très
différentes), son utilisation peut être étendue par les moyens
suivants :
a) En exploitant une relation connue entre deux constituants ou
plus d'un mélange multi-composants (ex : le rapport dans
N
/0
l'air) pour former un mélange pseudo binaire.
2
2
b) En réalisant un pré-traitement de l'échantillon (séchage ou
saturation par de la vapeur d'eau).
c) En comparant l'échantillon de gaz avant et après une
réaction (mesure différentielle).
6
1.3.2 Types de mesures directes
Le catharomètre à mesure directe est le type le plus simple et le
plus courant. Le gaz d'échantillon à mesurer est versé sur les
filaments exposés, puis est comparé au gaz standard scellé
dans les filaments de référence du pont du catharomètre – voir
Fig. 1.2.
Les méthodes de mesure directe conviennent aux gaz des
échantillons secs ou humides lorsque :
a) le gaz scellé dans les filaments de référence contient
suffisamment de vapeur d'eau pour assurer une saturation à
100% et le gaz d'échantillon est saturé de la même façon, ou
b) le gaz d'échantillon passe dans un agent dessicatif tel que le
chlorure de calcium avant d'entrer dans le catharomètre, ou
c) les effets de la vapeur d'eau sont très faibles par rapport à la
sortie du pont du catharomètre (ex : 0-100% H
voir Fig. 1.1.
1.3.3 Types de mesures différentielles
Dans un catharomètre à mesure différentielle, les quatre
filaments du bloc catharométrique sont exposés au gaz de
l'échantillon, mais le débit de gaz est tel qu'après être passé à
travers la première paire de filaments, il subit une réaction
chimique avant de pénétrer dans la deuxième paire de filaments
– voir Fig. 1.2. Différentes concentrations du constituant réactif
passent donc des deux côtés du pont du catharomètre et le
résultat affiché sur le catharomètre est donc une mesure de la
concentration de ce constituant dans le gaz d'échantillon.
1.3.4 Types calorifugés
Les deux types de catharomètre (à mesure directe et
différentielle) sont normalement fournis calorifugés, ce qui
signifie que le boîtier est recouvert de polystyrène expansé à des
fins d'isolation thermique, et permet la stabilisation de la
température du bloc catharométrique.
Le catharomètre est conçu pour posséder une inertie thermique
élevée de façon à ce qu'en fonctionnement normal, aucune
élévation significative de température ne se produise à l'intérieur
du bloc. Lorsqu'une stabilité exceptionnelle est nécessaire, les
variations du zéro dues aux fluctuations de la température
ambiante peuvent devenir significatives. Les variations de
température peuvent également provoquer des erreurs de
sensibilité
et
donc
de
considérablement d'un gaz à un autre. Pour compenser cela, le
gaz de référence choisi doit avoir un coefficient de température
et de conductivité aussi proche que possible de celui du gaz
d'échantillon au point zéro.
S'il est probable que les variations de la température ambiante
causent des erreurs inacceptables, un catharomètre à contrôle
thermostatique doit être utilisé.
1.3.5 Types à contrôle thermostatique
En plus d'être isolé thermiquement, le catharomètre à contrôle
thermostatique doit également contenir un dispositif de
chauffage contrôlé afin de maintenir la température du bloc
stable à environ 45°C (ou 55°C) ± 0,5°C, sur une plage de
températures ambiantes de 0°C à 40°C (ou 0°C à 50°C).
dans l'air –
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précision.
Ces
effets
varient
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