capteur-toxicite

7/28/2019 capteur-toxicite

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Etude de lexplosimtre

et de toxicomtre

SUJET:

Projet de Capteurs Industriel


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Mthodes Colorimtriques.

Introduction2.

1.

3.

4.

5.

8.

6.

7.

Principe utilis dans la gamme ppm :llectrochimie.

Catharomtrie et interfromtrie.

Combustion catalytique .

Critres de choix dun dtecteur de gaz

PLAN DE LEXPOSE

Mode de fonctionnement du capteur CO

conclusion


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Ces dernires annes, la demande en mthodes de

dtection de gaz et de mesure de leur

concentration a considrablement augment. Cet

intrt est essentiellement d aux considrations

environnementales, de scurit ou de contrle de

procd.

introduction


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Introduction

Le dtecteur de gaz est un appareil fait pour

donner une alarme lorsque latmosphre devient

explosible (prsence dun gaz combustible)

ou toxique (prsence dun gaz dangereux pour lasant, ou absence doxygne).


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Introduction

Pour dfinir un seuil de danger avec prcision,

lappareil doit raliser une mesure : il mesure la

concentration du gaz prsent, ou la plupart dutemps sa pression partielle.

Ce type dappareil est utilis en Surveillance de

latmosphre, et non en contrle de processus.


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Mthodes colorimtriques

tubes ractifs:

Utilis dans le domaine des concentration des gaz toxique.Ce tube en verre est scell aux deux extrmits.

Il contient une quantit bien prcise dun ou de plusieurs

ractifs absorbs sur un support inerte.

On casse les deux extrmits, on introduit le tube dans unepompe et lon fait passer travers le tube la quantit requise

de gaz.

Le ractif chimique ragit immdiatement avec le gaz et une

couleur se dveloppe partir de lentre du tube.
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Les tubes colorimtriques sont la mthode de mesure

temporaire la plus simple pour de nombreuses

substances diffrentes. Ils se conservent longtemps et

leur emploi est trs simple.

- Emploi rapide et conomique

- Mthode fiable de dtection d'environ 200 gaz et

vapeurs toxiques

- Graduations faciles lire- Dure de stockage garantie


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Mthodes colorimtriques

lampe flamme du mineur:Utilise pour dtecter le manque doxygne.

Du ptrole brle dans une ambiance dont la teneur enmthane varie.

La couleur et la hauteur de la flamme dpendent de la

Concentration .

Lorsque loxygne vient manquer, la lampe steint.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4b/Benzinelamp_opzichtersuitvoering.jpg


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Catharomtrie et interfromtrie

Catharomtrie:

Elle utilise la variation de conductivit thermique du milieu

dans lequel est plong le capteur.

Au dbut Un matriau chauff par effet Joule se stabilise une

temprature qui dpend de la puissance lectrique fournie.

Lorsque la composition de latmosphre change, la temprature

du capteur change, ce qui a pour consquence une variation de

la dissipation dnergie de llment. Ce phnomne peut tremesur sous forme de variations de la temprature et de la

rsistance lectrique de llment.

C th t i t i t f t i


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Habituellement, un lment compensateur dans un gaz

de rfrence est prsent pour rduire linfluence des

fluctuations de la temprature extrieure.On utilise un matriau inerte chimiquement, enrobant

un fil mtallique conducteur dont on mesure (grce un

pont de Wheatstone) la variation de rsistance lectrique

R, qui dpend de la temprature suivant la formule :

R = R0 (1 + T )



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Limitations

La dtection est sensible :- la temprature,

- lhumidit,

- la poussire,

- la vitesse de lair.

Cette technique convient uniquement aux gaz etvapeurs dont les proprits physiques

diffrent notablement par rapport celles de lair

(conductivit thermique, viscosit).


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Interfromtrie:

On utilise ici la diffrence entre lindice de rfraction

lumineux de lair et celui du gaz dtecter. Le

rayonnement dune source de lumire est divis en deuxfaisceaux.

Aprs avoir travers deux cuves diffrentes, lune de

rfrence, lautre contenant le mlange dterminer, le

rayonnement se recombine.


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Principe de mesure:

un fil mtallique sert dlment chauffant et de mesure,comme pour la catharomtrie;

Mais la rsolution est bien meilleure car la variation de

temprature est lie la chaleur de combustion.

Combustion catalytique


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Combustion catalytique

Le danger dexplosion est li lnergie dgagepar la combustion.

Donc si on mesure llvation de temprature dun

lment sur lequel brle le gaz mesurer, cette mesuresera une image fidle du danger dexplosion.

Pour mesurer cette nergie localise principalement

sur la surface de combustion on utilise un catalyseur.


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Le principe repose sur loxydation catalytique du gaz

par le filament de platine chauff lectriquement (entre

400 C et 600 C).La concentration du gaz est suivie en mesurant les

variations relatives de rsistance des

lments.


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.Elles rsultent dune augmentation de la tempratureen raison de la combustion.La concentration du gaz est suivie en mesurant les

variations relatives de rsistance des

lments. Elles rsultent dune augmentation de latemprature en raison de la combustion.

Le temps de rponse dpend du gaz ou de la vapeur;

les grosses molcules prsentent des temps de

rponse plus importants.


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Limitations:

Les limitations de ce dtecteur sont :

La non slectivit de la rponse,

gnralement, tous les gaz inflammables donnentun signal mesurable.

La poussire, qui haute dose peut inhiber le

contact entre le gaz et le capteur.

elles peuvent provoquer linhibition oulempoisonnement du capteur. Leffet

dempoisonnement dpend du poison lui-mme, du

gaz mesurer et de la temprature

du capteur.

Ce type de dtection nest pas recommand pour le

mesurage de mlanges

inflammables dpassant la limite infrieure

dexplosivit mlange gazeux mesur.


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Principe utilis dans la gamme ppm :

llectrochimie

Principe de mesure:

Ce principe est bas surdes ractions doxydorduction,

o le gaz ragit sur une interface solide-liquide : Le gazsadsorbe la surface dun catalyseur et ragit avec les

ions dune solution.

Les capteurs actuels fournissent un courant de

0,1 1 A par ppm de gaz mesurer.

La rsolution est de lordre du ppm car, au-dessousde cette valeur, les impurets de la solution donnent des

courants parasites du mme ordre de grandeur.


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Principe de mesure:Le capteur de gaz CO consiste en une cellule de mesure

chimique dans laquelle lairdevant tre mesur entre par

diffusion. Les ions H+ librs au niveau de llectrode et

les lectrons sont consomms

dans une raction cathodique.Le courant ainsi gnr entre lanode et la cathode est

directement proportionnel la concentration en CO

prsente dans lairmesur.

Le courant du capteur sera amplifi, puis amen via uneinterface de 4-20 mA une

unit dvaluation, qui traitera la grandeur mesure,

lindiquera en ppm

CO et remplira dventuelles fonctions de commande

etdalarme.


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Ractions sur lanode :

CO + H2O => CO2 +2H+ + 2e-

Ractions sur la cathode :

O2 + 2H+ + 2e- => H2O



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Domaines d'application:

Dans le domaine de la surveillance de lair

ambiant, pour veiller ce que la concentration

maximale admissible du lieu de travail ne soit pasdpasse par exemple.

Dans les laboratoires ou les bancs dessais

de moteurs dans les abris privs et collectifs pour

la surveillance de lair extrieur ou intrieur


P i i tili d l


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Remarque :

Comme prcdemment, ces capteurs consommentun peu du gaz mesurer.

Il faut en tenir compte lorsquon se sert de ces capteurs

dans des enceintes fermes de petites dimensions.

Principe utilis dans la gamme ppm :

llectrochimie


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Le choix dun dtecteur de gaz se base sur

Plusieurs critres ,par exemple :

Alimentation

Tte de dtection

Conditionnement des signaux

Traitement ultrieur


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Alimentation:

Les appareils aliments par le secteur (fixes ou

transportables)

Les appareils portatifs sont piles, ou bien souvent batterie rechargeable.

Le compartiment batterie peut tre amovible, ce qui

permet dutiliser lappareil pendant la recharge

Lautonomie des batteries varie de 5 40 h selon le

type de capteur.


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Tte de dtection

La tte de dtection comprend llment sensible au

gaz, appel souvent capteur


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Conditionnement des signaux:

Pour un capteur actif , cest--dire fournissant un

signal cr par le produit dtecter, il sagit damplifierce signal .

Pour un capteur passif (ainsi nomm lorsque le gaz

dtecter modifie un de ses paramtres lectriques), ilfaut envoyer un signal qui permettra de quantifier cette

modification


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Traitement ultrieur

Le signal amplifi, et ventuellement numris, est

modifi pour tenir compte des interfrents.La correction la plus courante est celle de leffet de la

temprature, ralise directement par un lment

compensateur, ou par un circuit lectronique dlivrant

un signal fonction de sa temprature.

La pression est parfois compense par un capteur de

pression ,lhumidit plus rarement par un capteur

dhumidit, encore trs cher.


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Conclusion

Les principes de dtection utiliss sont trs varis.

Le domaine des capteurs est en perptuelle

changement, o les chercheurs veillent

dvelopper et perfectionner toute type de capteur.


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