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Annexe E. Principe de fonctionnement et glossaire
E.1
Principe de
fonctionnement
E.1.1
Fonction
d'hygromètre
E.1.2
Étalonnage de
l'hygromètre
E-1
L'OptiSonde utilise l'hygrométrie à condensation, une technique précise pour
déterminer la teneur en vapeur d'eau des gaz en mesurant directement la
température du point de rosée. Par cette technique, un miroir métallique est refroidi
jusqu'à ce qu'il atteigne une température à laquelle une fine couche de
condensation commence à se former dessus. La couche de rosée est optiquement
détectée ; la température du miroir est régulée de sorte à maintenir la masse
condensée constante. La température du miroir, mesurée avec un thermomètre à
résistance de platine, est un indicateur précis du point de rosée. Ces hygromètres
sont largement utilisés comme normes de référence dans de nombreux laboratoires
de métrologie du monde, car la mesure est très fiable et reproductible.
La Figure E-1, page E-2 illustre la manière dont les hygromètres Panametrics
détectent et mesurent le point de rosée. Le miroir de condensation est éclairé par un
émetteur infrarouge (IR) à semi-conducteurs. Un photodétecteur surveille la lumière
IR reflétée par le miroir. Le photodétecteur est entièrement éclairé lorsque le miroir
est dépourvu de rosée et il reçoit moins de lumière lorsque se forme la rosée. Une
paire voyant/photodétecteur séparée sert de référence connu pour permettre la
compensation de toute fluctuation thermiquement induite dans les composants de
l'OptiSonde. Les photodétecteurs sont configurés dans un circuit de pont électrique,
dont l'intensité de sortie est proportionnelle à la lumière réfléchie par le miroir. La
sortie du pont commande l'intensité électrique alimentant le refroidisseur
thermoélectrique.
Une intensité de pont élevée se développe lorsque le miroir est sec, engendrant le
refroidissement du miroir vers le point de rosée. Lorsque de la rosée commence à se
former sur le miroir, une quantité inférieure de lumière est réfléchie et la sortie du
pont diminue. Ceci entraîne une diminution de l'intensité de refroidissement. Une
boucle de contre-réaction de vitesse dans l'amplificateur garantit une réponse
critique, engendrant la stabilisation du miroir à masse constante à une température
qui maintient une fine couche de rosée sur la surface du miroir. Un thermomètre de
précision, intégré au miroir, surveille directement cette température de point de
rosée.
L'OptiSonde peut être envoyé au National Institute of Standards and Technology
(NIST) de Gaithersburg, Maryland pour certification ou à tout laboratoire de
normalisation national pour étalonnage par rapport aux normes d'humidité
principales. Un instrument étalonné peut ensuite servir de norme de transfert dans
les laboratoires locaux pour l'étalonnage d'instruments de plus bas échelon.
Attention!
Les hygromètres servant de normes d'étalonnage doivent présenter les
caractéristiques suivantes :
•
Le thermomètre du miroir doit avoir une précision à long terme adaptée (du
type de celle qu'on obtient avec un thermomètre à résistance de platine).
Un étalonnage sur site n'est pas recommandé.
OptiSonde™ Manuel d'utilisation
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