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Humidité & température

Notions fondamentales de la technologie de l’humidité


Densité de la vapeur d'eau (humidité absolue)

Cette notion désigne la quantité de vapeur d’eau (kg) contenue par unité de volume (m3) du mélange gazeux. La vapeur d’eau contenue dans un mélange gazeux exerce une certaine pression partielle qui est une partie de la pression barométrique totale du gaz. La pression de la vapeur à une température donnée, ne peut augmenter que jusqu’à ce que la limite de saturation soit atteinte. Au-dessus de ce seuil, l’eau est évacuée sous sa forme liquide (brouillard). La pression maximale est désignée comme pression de saturation et est dépendante de la température. La dépendance à la température n’est toutefois pas prise en compte dans la notion d’humidité absolue.

Humidité relative

On obtient l’humidité relative en mettant en relation la pression de la vapeur d’eau présente avec la plus haute pression possible de cette vapeur d’eau:

%HR = 100xp/ps

%HR: Humidité relative en pourcentage
p: Pression de la vapeur d’eau dans un mélange gazeux à température ambiante
ps: Pression de saturation de la vapeur d’eau à température ambiante

100 %HR correspond donc à la quantité de vapeur d’eau maximale pouvant être contenue par un mélange gazeux à pression et température constantes. Avec une pression partielle de la vapeur d’eau constante et des fluctuations de la température ambiante, la pression de saturation de la vapeur d’eau change, ce qui provoque également le changement de l’humidité relative (voir pression de saturation de la vapeur d’eau).

Pour obtenir des mesures correctes de l’humidité relative, il est très important que les sondes de mesure et le produit à mesurer soient à la même température.

Humidité d’équilibre

Un matériau hygroscopique a toujours tendance à se mettre en équilibre d’humidité avec l’air environnant. L’humidité d’équilibre est la teneur en eau d’un matériau hygroscopique, après un séjour prolongé dans un environnement à humidité relative et température constantes. L’humidité d’équilibre règne lorsque la quantité d’eau absorbée est égale à celle qui est rejetée.

Temps de réponse des éléments sensibles Rotronic

Rotronic définit le temps de réponse de ses éléments sensibles comme le temps nécessaire pour effectuer 63% d’un passage à une humidité donnée. Le temps de réponse est plus long à de basses températures et pour de faibles mouvements de l’air. Il est également augmenté lors de l’utilisation d’un filtre, puisque l’humidité est transportée plus lentement à cause de la réduction de la vitesse du flux d’air à travers le filtre et à l’échange d’eau qui s’effectue par une lente diffusion des molécules d’eau.

POINT DE ROSÉE / DE GEL (TP/FP)

Le point de rosée, plus précisément, la température du point de rosée est la température à laquelle l’air au-dessus d’une surface d’eau à une pression de l’air constante est saturé de vapeur d’eau. La pression de la vapeur d’eau ambiante est alors égale à la pression de saturation de la vapeur d’eau.

TEMPÉRATURE À BULBE HUMIDE (TW)

C’est la température la plus basse atteinte par le refroidissement dû à l’évaporation. L’émission d’eau d’une surface humide et la capacité d’absorption en eau de l’atmosphère ambiante sont alors en équilibre.

ENTHALPIE SPÉCIFIQUE(H)

Pour obtenir des mesures correctes de l’humidité relative, il est très important que les sondes de mesure et le produit à mesurer soient à la même température. L’enthalpie spécifique de l’air humide est une unité de grandeur énergétique. Elle est composée de l’enthalpie spécifique des composants du mélange (air sec, vapeur d’eau) et est rapportée à la proportion de la masse de l’air sec. Elle est indiquée en J/kg.

TENEUR EN VAPEUR D’EAU (Q) EN G/KG

C’est le rapport de la masse de la vapeur d’eau et de la masse totale du mélange gazeux dans lequel cette vapeur d’eau se trouve.

DENSITÉ DE LA VAPEUR D’EAU (DV) EN G/M3

C’est le rapport de la masse de vapeur d’eau et du volume total du mélange gazeux dans lequel cette vapeur d’eau se trouve.

RAPPORT DE MÉLANGE (R) EN G/KG

C’est le rapport de la masse de vapeur d’eau et de la masse de mélange gazeux sec dans lequel se trouve cette vapeur d’eau.

PRESSION PARTIELLE DE LA VAPEUR D’EAU (E) EN HPA

C’est la pression de la phase gazeuse de l’eau dans un mélange gazeux.

PRESSION DE SATURATION DE LA VAPEUR (EW) EN HPA

C’est la pression maximale que la vapeur d’eau peut atteindre à saturation au-dessus d’une surface d’eau, à une température donnée.

TEMPÉRATURE CINÉTIQUE MOYENNE (MKT)

La température cinétique moyenne est l’effet total de la température sur un objet ou un produit pendant une période donnée.

En tant que fabricant éprouvé d’appareils de mesure de l’humidité, nous sommes conscients de la responsabilité qui nous incombe, d’offrir à nos clients des appareils qui résistent aux conditions les plus rudes, tout en restant simples à utiliser et en nécessitant un entretien minimum. En même temps, nous souhaitons assurer à nos utilisateurs un fonctionnement irréprochable de nos appareils de mesure, avec des efforts minimums de leur part. La check-list ci-dessous devrait être une aide pour cela.

  1. Analysez l’environnement dans lequel le capteur d’humidité va être employé. Quels sont les matières et/ou produits chimiques présents en suspension et en quelle concentration?

  2. Installez le capteur dans un lieu représentatif des conditions climatiques du local et pourvu d’une circulation d’air suffisante.

  3. Choisissez le filtre adéquat. La mesure est plus rapide sans filtre. Toutefois, un filtre doit être utilisé avec des vitesses d’air supérieures à 3 m/s. Celui-ci protège l’élément sensible pour des vitesses d’air jusqu’à 20 m/s ou 40 m/s. De plus, des filtres adaptés doivent être utilisés en cas de fortes pollutions ou dans des environnements rudes.

  4. Installez le capteur correspondant à votre application.

  5. Changez le filtre plus souvent dans des environnements rudes. Nos filtres peuvent être nettoyés avec une solution appropriée dans un bain à ultrasons. Veillez cependant à conserver un filtre de rechange prêt à l’emploi.

  6. Contrôlez le fonctionnement irréprochable de votre capteur de mesure au moins tous les 6 mois à 1 an en effectuant un étalonnage de contrôle.

  7. Utilisez pour cela les possibilités d’étalonnage que nous proposons, ou les étalons d’humidité certifiés SCS. Vous obtiendrez ainsi des valeurs de mesure reproductibles.

La résistance électrique de l’élément sensible Pt100 varie pour chaque changement de température de l’environnement. À 0 °C, la valeur de résistance est de 100 Ohm. Cette propriété est exploitée par un circuit de pontage de mesure, afin d’obtenir une forme de signal propre à être exploitée.

Il existe 5 classes de qualité, qui présentent à 0°, les valeurs de précision suivantes:

Classe B: ±0,3 K
Classe A: ±0,15 K
Classe B 1/3: ±0,1 K
Classe B 1/5: ±0,06 K
Classe B 1/10: ±0,03 K

Le tableau ci-dessous représente ceci de manière graphique.

Pt100-Temperatursensoren - Toleranz

Nouvelle norme

Les valeurs de tolérance pour la fabrication étaient autrefois réparties dans les classes de précision A et B (voir ci-dessus). La norme actuelle inclut, de plus, les classes AA et C. Les écarts limites «tg» en rapport avec la température Celsius t sont indiqués, pour les différents domaines de validité de chaque classe, à l’intérieur d’une résistance à fil bobiné et d’une résistance à couche:

Classe AA: tg = 0,1 K + 0,0017 · t
Classe A: tg = 0,15 K + 0,002 · t
Classe B: tg = 0,30 K + 0,005 · t
Classe C: tg = 0,6 K + 0,01 · t

Exemple pour la classe B: des écarts de la valeur de mesure pouvant atteindre ± 1,3 K sont tolérés à 200 °C.

Données de précision pour l'humidité et la température

Rotronic indique avec la déclaration de la précision, l’écart maximal admissible du capteur HygroClip par rapport aux références SCS Rotronic. Les données de précision indiquent les valeurs ajustées d’humidité et de température.

Un processus validé, contrôlé et commandé par logiciel garantit que tous les capteurs HygroClip sont comparés aux références de Rotronic pendant le processus de fabrication. De plus, des échantillons de chaque lot de production sont testés pour leur précision par rapport aux références SCS.

Précision de l'humidity pour la gamme totale de fonctionnement

Capteur industriel HygroClip2
HC2-IC / HC2-IM/ HC2-IE / XD-Industrial

Capteur HygroClip2
HC2-S(3) / HC2-SM / XD
HC2-HK / HC2-C / HC2-P / HC2-HP / HC2-HS

Exposition permanente
Les capteurs industriels Rotronic HC2A sont conçus pour des emplois continus jusqu’à 190 °C. Capteur standard Rotronic jusqu’à 100 °C.

PRÉCISION DE L’HUMIDITÉ POUR LA GAMME TOTALE DE FONCTIONNEMENT

1 Pointe de charge:
La pointe de charge, à 200 °C, est de 100 h. Des informations détaillées concernant la résistance de l’élément sensible aux polluants sont exposées dans sa fiche de données.

Précision de la température pour la totalité de la gamme d'utilisation

Capteur industriel HygroClip2
HC2-IC / HC2-IM/ HC2-IE / XD-Industrial

Capteur HygroClip2
HC2-S(3) / HC2-SM / XD
HC2-HK / HC2-C / HC2-P / HC2-HP / HC2-HS

PRÉCISION DE LA TEMPÉRATURE POUR LA TOTALITÉ DE LA GAMME D’UTILISATION

Les éléments sensibles d’humidité de Rotronic peuvent être endommagés par certains gaz et polluants. Ces corps peuvent être répartis en deux catégories: gaz sans influence et gaz avec une influence sur les éléments sensibles.

Une indication de la durée maximale d’exposition admissible est nécessaire pour les polluants qui ont une influence sur les éléments sensibles et donc également sur le résultat des mesures (voir tableau ci-dessous).

Polluants avec influence

Polluants avec influence


Polluants sans influence

Il faut remarquer que les matériaux courants d’étanchéisation au silicone peuvent endommager l’élément  sensible! L’utilisation de silicone est proscrite pour le montage des éléments sensibles!

Polluants sans influence