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Annexe D. Capteurs à miroir refroidi
D.1
Introduction
D.2
Dépression
D.3
Plage de
mesure
D-1
Panametrics propose une gamme de trois capteurs à miroir refroidi utilisables avec
l'hygromètre OptiSonde - leur principale différence étant leur capacité de
dépression (refroidissement). La capacité de dépression détermine le point de rosée
minimum pouvant être mesuré. Tous les capteurs ont une optique infrarouge à
faible bruit et un miroir remplaçable sur site, et ils peuvent être placés à 91 m (300 pi)
maximum de l'électronique.
Un grand nombre de ces fonctions a été inventé par Panametrics, lesquelles sont
disponibles uniquement sur les produits Panametrics.
Un capteur à miroir refroidi est généralement sélectionné de sorte à ce que sa
capacité de dépression lui permette de mesurer le point de rosée le plus bas
anticipé pour l'application.
Une cellule à effet Peltier est une pompe à chaleur à semiconducteurs. Elle a une
surface thermiquement fixée au corps (la base) d'un capteur de point de rosée et
l'autre surface fixée au bloc du miroir. Lorsque la cellule à effet Peltier est alimentée,
la chaleur est pompée du bloc du miroir au corps du capteur, où elle est dissipée.
Avec un courant de refroidissement complet, le bloc du miroir finira par refroidir à sa
température minimum. La différence entre les températures du bloc du miroir et du
corps du capteur quand le bloc du miroir est à cette température minimum est
définie comme la capacité de dépression du capteur.
La capacité de dépression est une fonction du nombre d'étages dans la cellule à
effet Peltier les uns au-dessus des autres. Par conséquent, un capteur à deux étages
a généralement une capacité de dépression de 60 à 65 °C (108 à 117 °F) et peut
mesurer des points de rosée plus bas qu'un capteur à un étage ayant une capacité
de dépression de 45 °C (81 °F). La dépression est normalement spécifiée à une
température ambiante de 25 °C (77 °F). À mesure que diminue la température
ambiante (et, par conséquent, la température du corps du capteur), la capacité de
dépression diminue également, en raison de la baisse d'efficacité du refroidisseur
thermoélectrique.
Par conséquent, il existe des limitations à l'utilisation de capteurs refroidis par liquide
pour augmenter la plage de mesure basse. À des points de rosée nominaux, environ
un tiers du refroidissement supplémentaire est perdu en raison de l'inefficacité du
refroidisseur, ce qui ne produit pas une plage de mesure supplémentaire. À des
points de rosée bas, vous pouvez perdre jusqu'à la moitié. Lorsque la température
est augmentée, la capacité de dépression augmente, ce qui se solde par une plage
de mesure plus large.
La plage de mesure d'un capteur à miroir refroidi est définie comme la plage de
température sur laquelle une couche de rosée stable peut être maintenue sur le
miroir. Notez que pour acquérir une couche de rosée sur le miroir, la capacité de
dépression d'un capteur doit s'étendre en dessous de sa plage de mesure. Le
différentiel minimum requis entre la plage de dépression et la plage de mesure est
de 5 °C (9 °F) aux points de rosée nominaux et augmente à 10 à 12 °C (18 à 22 °F) à
des points de rosée très bas.
La plage de mesure est normalement spécifiée à une température ambiante de
25 °C (77 °F) dans l'air à la pression atmosphérique. Pour des températures du corps
du capteur différentes de 25 °C (77 °F), la plage de mesure peut être estimée en
commençant par estimer la capacité de dépression, avant de diminuer cette plage
conformément au différentiel minimum requis. Pour la plupart des autres gaz que
l'air, l'effet sur la plage de mesure est négligeable. Toutefois, les gaz tels que
l'hydrogène ou l'hélium, qui sont plus thermiquement conducteurs que l'air,
produiront une diminution de plusieurs degrés de la plage de mesure. La plage de
mesure diminue avec l'augmentation de la pression gazeuse, étant donné que la
densité augmentée (et, par conséquent, la conductivité thermique augmentée) du
gaz produit une charge calorifique augmentée. Pour de l'air ou de l'azote, chaque
augmentation de 50 psi (3 bars) au-dessus de la pression atmosphérique produit
une perte de capacité de dépression de 2 °C (4 °F) environ. Inversement, un
fonctionnement au vide peut provoquer une légère augmentation.
OptiSonde™ Manuel d'utilisation
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