Principe de fonctionnement d'un hygromètre à point de rosée
1. Hygromètre à miroir froid
Les gaz ayant différentes teneurs en eau remontent à la surface à des températures différentes. Le point de rosée est mesuré directement grâce à la technologie de détection photoélectrique, qui détecte la couche de rosée et mesure la température au contact de celle-ci. Les méthodes de refroidissement du miroir sont : le refroidissement par semi-conducteurs, le refroidissement par azote liquide et le refroidissement par air comprimé. L’hygromètre à point de rosée à miroir froid est une méthode de mesure directe. Il peut servir d’hygromètre à point de rosée de référence, à condition de garantir la précision de la mesure du point de rosée, l’efficacité du refroidissement du miroir et la précision de la mesure de la température du point de rosée.
2. Capteur électrique de point de rosée
Un matériau hydrophile ou hydrophobe est utilisé comme milieu pour former une capacité ou une résistance. La constante diélectrique ou la conductivité d'un gaz contenant de l'eau est modifiée en conséquence lors de son passage à travers ce gaz. La valeur de la capacité ou de la résistance est alors mesurée, permettant ainsi de déterminer le taux d'humidité du gaz. Ce type de capteur, conçu sur le principe de la mesure du point de rosée, constitue un analyseur de point de rosée à capteur électrique.
3. Appareil de mesure du point de rosée à méthode électrique
L'analyseur électrochimique de micro-humidité, basé sur un système d'unités de mesure de l'humidité absolue, exploite l'accumulation de charges sur l'électrode par décomposition en molécules polaires après absorption de pentoxyde de phosphore et d'autres substances. À l'heure actuelle, la plus haute précision mondiale atteint ±1,0 °C (température du point de rosée), et la précision générale est de ±3 °C. Cette méthode requiert un gaz très pur et permet la mesure de gaz corrosifs. Une entreprise allemande l'a développée, mais son application en Chine reste limitée.
4. Rosémètre à oscillation de cristal
La fréquence d'oscillation du cristal après humidification peut être modifiée. Un hygromètre à point de rosée oscillant peut être conçu. Cette technologie, relativement récente, est encore en développement. Des produits similaires existent à l'étranger, mais leur précision est faible et leur coût élevé. Citons par exemple les modèles CI-PC36 et GEN-25 de Chang'ai Co.
5. Point de rosée infrarouge
L'instrument de mesure du point de rosée par infrarouge peut être conçu en exploitant l'absorption de l'humidité dans un gaz par le spectre infrarouge. Actuellement, la mesure des faibles points de rosée avec cet instrument s'avère complexe, principalement en raison de la sensibilité limitée du détecteur infrarouge, insuffisante pour détecter de faibles quantités d'eau, et des interférences d'autres composants du gaz sur l'absorption du spectre infrarouge. Néanmoins, cette technologie émergente présente un grand intérêt pour la surveillance en ligne et sans contact de la teneur en humidité des gaz environnementaux.
6. Capteur à semi-conducteur pour l'hygromètre à point de rosée
Chaque molécule d'eau possède sa propre fréquence de vibration naturelle. Lorsqu'elle pénètre dans les interstices du réseau semi-conducteur, elle entre en résonance avec ce réseau, soumis à une excitation de charge. La fréquence de résonance de cette molécule d'eau est proportionnelle à la quantité de matière (nombre de molaires). La résonance de la molécule d'eau peut induire l'émission d'électrons libres par la jonction semi-conductrice, augmentant ainsi la conductivité du réseau et réduisant son impédance. Le taux d'humidité correspondant au point de rosée de -100 °C peut être mesuré à l'aide d'un hygromètre à point de rosée pour semi-conducteurs conçu en tenant compte de cette caractéristique.
Évaluation complète des progrès technologiques
Avec le développement des sciences et des technologies modernes, on a appliqué la technologie photoélectrique, la technologie des nouveaux matériaux, la technologie infrarouge, la technologie des micro-ondes, la technologie microélectronique, la technologie des fibres optiques, la technologie des ondes acoustiques et même la nanotechnologie à la mesure de l'humidité dans les gaz, ce qui redonne un nouveau souffle au domaine ancien de la mesure de l'humidité.
La mesure de traces d'humidité dans les gaz est une technique complexe. À ce jour, il n'existe pas de méthode technique parfaitement aboutie permettant de mesurer l'humidité à l'état de micro-résidus dans diverses conditions de travail. Malgré l'application des technologies modernes, on ne peut garantir, dans un environnement spécifique et avec certains moyens techniques, qu'une précision et une étendue limitées pour la mesure de l'humidité à l'état de micro-résidus. Par conséquent, le potentiel de développement de cette technologie est immense et les techniciens spécialisés ont encore un long chemin à parcourir.
