Les types du capteurs d`humidités
publicité
sommaire Introduction générale Chapitre I I-1-Introduction 1-1-définition de l’humidité I-2-description du capteur d’humidité I-3-les types du capteurs d’humidités 3-1-capteur d’humidité résistive 3-2-capteur d’humidité à condensateur 3-3-capteur d’humidité hygrométrie Chapitre П П-1-application des capteur d’humidité 1-1-enregistreur de température et d’humidité 1-2-capteur d’humidité LYOTRACK Adixen Conclusion BIBLIOGRAPHIE Introduction générale Il est souvent nécessaire , dans de nombreux domaines industriels, de connaître et de réguler le taux d’humidité de l’air .Entant que premier élément d’une chaine de régulation. Le capteur d’humidité aurait de nombreux application : Dans l’industrie gazier ,dans le domaine agricole ,et dans l’industrie pharmaceutique. Dans se dernier , les médicaments présentés sous forme de gellules sont fabriqués à partir de poudres séchés puis pressées .Les tolérances sur l’humidité de ces poudres sont souvent très étroites car celle-ci influence leur comportement pendant le pressage ainsi que la tenue des enrobages. Au travers de ces quelques exemple , on réalise donc l’intérêt de la connaissance de capteur d’humidité du fait de la grande diversité des applications qui en déroulent. L’humidité L’humidité est le mélange d’air sec et de vapeur d’eau dans l’air ambiante On générale ,quand on parle de mesure d’humidité ,on fait allussion au taux d’humidité exprimé en ℅ qui est en fait l’humidité relative .La détermination de cette mesure est complexe ,car elle est étroitement liée à d’autre grandeurs physique ,telle que la température et la pression. Le taux d’humidité dans un volume V d’air est généralement exprimé à partir d’un des trois paramètres suivants : 1- le rapport de mélange : Noté r, et exprimé en g /Kg ,il exprime le rapport des masse M V de vapeur d’eau et MA d’air sec à température ambiante .elle exprime l’humidité absolue .cependant sa détermination est extrêmement délicate du fait des très faibles quantités de vapeur d’eau mises en jeu. 2- l’humidité relative : On appelle pression de vapeur saturante Ps(T), la valeur maximale que peut atteindre la pression partielle PV de la vapeur d’eau à la température T une partie de cette vapeur se condense (apparition d‘eau liquide). L’humidité relative s’exprime par la relation : HR ℅ = 100 ( PV/ Ps(T)) 3- la température de rosée : C’est la température à laquelle il faut refroidir ,à pression constante , une masse M d’air humide pour atteindre la saturation .La connaissance de cette température permet de déterminer le taux d’humidité de l’air. Description du capteur d’humidité Le capteur d’humidité est une sonde hygrométrique , enfoncée de 100 mm dans le sol . la sonde est constituée de deux cylindres inoxydables qui sont espacés de 50 mm l’un de l’autre. Le capteur est alimenté par une différence de potentiels alternative de 12V efficace et de fréquence 50HZ , afin d’éviter tout phénomène d’électrolyse ( phénomène physique rencontré lorsque le capteur est alimenté sous continu ). La résistance entre les deux électrodes varie en fonction de l’humidité du sol , ce qui ce traduit par une variation de l’amplitude de la différence de potentiels alternatives en sortie du capteur. En cas d’humidité importante ( c.-à-d. fin d’un arrosage ) l’amplitude de cette différence de potentiels est égale à celle fournie en sortie du transformateur . Lorsque la terre s’assèche , la R de la terre augmente et l’amplitude de la différence de potentiels à la sortie du capteur d’humidité diminué . la valeur minimum de l’amplitude dépend de la qualité de la terre. Schéma équivalant : Les types du capteurs d’humidités On distingue plusieurs types de capteurs d’humidités, par mis ces capteur en a : 1-capteur d’humidité résistive : on va tester le capteur d’humidité H25K5A de Sencera ,c’est un bon moyen de réviser l’acquisition d’une résistance et comment on peut implémenter une table de correspondance dans un microcontrôleur. Circuit de connexion : On utilise deux résistances : l’humidistance en pull-up connectée à l’alimentation 5volts et une résistance en pull-down connectée à la masse Entre les deux résistances on obtient une tension de sortie du montage qu’on connecté sur un convertisseur . La formule de calcul de la tension est donnée par le schéma suivant : le montage : test 1 : courbe analogique comme le circuit est connecté à une entrée analogique ,on peut déjà réutiliser l’oscilloscope minimal et risualiser la valeur et voir les variation Pour le fonctionnement on peut mouiller le capteur avec un tissu imbibé d’eau puis sécher le capteur avec une lampe de bureau à incandescence (celle qui brule les doigts quand on l’oriente). Test 2 : les calculs Il est difficile d’étalonner un capteur d’humidité qu’un capteur de température car on n’a pas forcément sous la main un appareil de mesure l’humidité et il est difficile de faire varie l’humidité ambiante . Donc on va recourir à la formule du diviseur résistif. Les courbes et les calculs sont ressemblés dans le fichier EXCEL que vous pourrez modifier à votre guise. table de conversion : humidité- tension- valeur numérique Le tableau est très simple : on reproduit la table de correspondance fournie par le constructeur, on applique la formule de calcul de la tension entre les deux résistances RT et RH pour une tension d’entrée et une valeur de RT connue ,et on fait le calcul de conversion linéaire de la tension analogique en une valeur numérique. Exploitation des résultats : Avec EXCEL on peut facilement calculer l’humidité en fonction de la valeur lue. courbe de comparaison : humidité – valeur numérique 2-capteur d‘humidité capacitif : A-Description d’un capteur d’humidité HS07 Les capteur d’humidité SMARTEC sont des condensateurs à deux bores. La valeur de la capacité augmente quand des molécules d’eau sont absorbées dans son polymère diélectrique actif diélectrique. Les plaque de condensateur consistent en une plaque de base et une plaque de platine perméable à l’eau. Le capteur est livré avec des fils doré ,outre le polymère diélectrique actif Les polymère donnent protection à la plaque de base, empêchent la polarisation et il renforcent généralement le capteur. Mesure de la capacité : La valeur de la capacité du capteur vous donne le taux d’humidité La calibration : Afin d’obtenir un résultat concert, une calibration du capteur d’humidité est obligatoire. B-capteur d’humidité relative les capteur d’humidité relative HONEYWELL intègrent une électronique spécifique afin de fournir un signal tension en sortie linéaire ces capteurs polymère qui interagissent avec des électrodes en platine. Les capteurs ajustés par laser ont une interchangeabilité de 5℅ RH et atteignent une précision de calibration de 2 ℅ RH avec une performance stable. Les applications plus courantes : Climatisation , séchage , météorologie , appareil portables. 3-capteur d’hygrométrie Appelé aussi humidistance, ce type de composant permet une mesure d’humidité relative .La plage mesure possible est généralement de 20℅ à 80℅ , mais certains capteur (bien plus chers) sont toute fois capables de travailler sur une plage de mesure de 10 ℅ à 90 ℅ la précision est de l’ordre de quelques pourcent. A- hygrométrie résistifs : Sur un support de faible dimension , on dépose une quantité de substance hygroscopique suivant un motif constituant une résistance . Exemple : le capteur type H104C de Toshiba. céramique ZrCrO4 - matériau poreux à base de vanadium - R= 300 Ka à 30 ℅ RH B- hygrométrie capacitif : Le principe est basé sur la variation de la capacité d’un condensateur par l’intermédiaire de sa constante diélectrique . Sa capacité donnée par la formule : C = 0,089 S (E0) [ 1+ p Ea – E0 ] 4dp Ea – 2E0 - S : surface en regard des plaques du capteur D : distance entre les plaques Ea : constante diélectrique du matériau sec P : pourcentage d’humidité du matériau Le principale intérêt des hygromètres , qu’il soient résistif ou capacitif , réside dans le fait que leur mise en œuvre peut se faire à partir d’une électronique simple ( pont de WHEATSTONE ou oscillateur ). Mais il possèdent cependant quelque inconvénients : - si on veut avoir une borne précision , il est nécessaire d’étalonner individuellement chaque capacité - les utilisation en milieu pollué provoque rapidement un encrassement du capteur - enfin , s’il relativement facile de passé d’un taux d’humidité faible à un taux élevé , l’inverse n’est pas toujours vrai . le capteur doit en effet évacuer l’excédent d’humidité qu’il a emmagasiné , le temps peut varier de quelque minute à quelque heures. Application des capteur d’humidité 1-enregistrement de température et d’humidité hygrolog NT1 logger La preuve des donnée de mesures de température et d’humidité est d’une grande importance dans l’industrie alimentaire et de pharmaceutiques ,les donnée livrent des informations précieuses sur les climats qui ont parfois une influence sur les hommes ,le matériel et les objets. 2-capteur d’humidité LYOTRACK Adixen une nouvelle technique de mesure qui permet de mieux suivre et comprendre les procédés de lyophilisation .dans l’industrie de LYOTRACK pharmaceutique, un des problèmes majeurs est le contrôle de la fin des dessiccations primaire et secondaire .ALCATEL vacuum technologie a plasma permettant de suivre l’humidité dans l’enceinte d’un lyophilisateur durant tout un cycle de production. Les exemples d’application médicales et pharmaceutiques sont proposées pour présenter les solution Adixen . Adixen a développé un produit spécifique pour le secteur de la lyophilisation conforme aux recommandation de la FDA ( food and drug administration ) à savoir les technologies analogiques des procédés. Le pompage de l’eau et la mesure des eaux résiduelles sont des étapes clés de ce procédé. Conclusion Les capteurs jouent des rôles de plus important car ce sont eux qui permettent de mesurer les effets des phénomènes de touts qui agissent sur l’environnement de l’homme avec l’évolution de la technologie , l’électronique en particulier leur importance s’accroit car il permette d’assurer la liaison homme – machine – environnement.
