analyse de gaz

Descriptif technique
3.5 Fonctionnement du canal OXYMAT
Contrairement à presque tous les autres gaz, l'oxygène est
paramagnétique. Cette propriété est utilisée dans le canal
d'analyse OXYMAT comme principe de mesure.
Dans un champ magnétique inhomogène, les molécules
d'oxygène sont attirées, du fait de leur paramagnétisme, vers
la zone de champ la plus élevée. Si deux gaz de
concentrations différentes en oxygène se rencontrent dans
un champ magnétique, il se produit entre eux une différence
de pression.
Pour le canal OXYMAT l'un des gaz (17, fig. 3-4) est un gaz
de référence (N 2 très pur, O 2 ou air), l'autre le gaz de mesure
(21, fig. 3-4). Le gaz de référence est amené à la cellule de
mesure (22) par deux conduits (19). L'un des deux flux de
gaz de référence rencontre le gaz de mesure dans le champ
magnétique (23). La pression, proportionnelle à la teneur en
oxygène du gaz de mesure, provoque un écoulement forcé -
dû aux étranglements (18) - du gaz de référence par le canal
de jonction à travers un microdétecteur de débit (20), qui
convertit ce débit en un signal électrique.
Le microdétecteur de débit se compose de deux grilles de
nickel chauffées à env. 120 °C qui forment, avec deux
résistances complémentaires, un pont de Wheatstone. Du
fait du montage très rapproché des grilles, le débit pulsé -
provoqué par le champ magnétique alternatif (24) - fait varier
les résistances des grilles de nickel, d'où un déséquilibre du
pont, lequel est fonction de la concentration d'oxygène
contenue dans le gaz de mesure.
Comme le microdétecteur de débit est placé dans le flux du
gaz de référence, la mesure n'est pas influencée par la
conductibilité thermique, la chaleur spécifique et le frottement
interne du gaz de mesure. Indépendamment de celà, le
détecteur est protégé contre la corrosion puisqu'il n'est
jamais en contact avec le gaz de mesure.
Grâce à l'utilisation d'un champ magnétique alternatif (24)
l'écoulement initial du gaz de référence n'est pas pris en
compte par le détecteur, de sorte que la mesure est
indépendante de la position de la cellule, et de ce fait de
l'inclinaison de l'analyseur lui-même.
17
18
19
18
20
19
∆P
21
+
22
O 2 23 24
-
O 2
∆P
O 2
Uµ
O 2
Le volume de la cellule de mesure (22) traversée directement
par le gaz de mesure est très faible; le microdétecteur de
débit comporte un temps de réaction presque instantané.
Ceci confère au canal OXYMAT un temps de réponse très
court.
25
26
Des vibrations sur le lieu d'utilisation provoquent des
perturbations sur le signal de mesure (bruit de fond). Un
deuxième microdétecteur de débit (26) enfermé dans une
cellule étanche se comporte comme capteur de vibrations et
son signal est utilisé en compensation du signal de mesure.
Si la densité moyenne du gaz de mesure s'écarte de plus de
50% de celle du gaz de référence, le microdétecteur de débit
de compensation (26) sera lui aussi placé dans un circuit
balayé par le gaz de référence, comme le microdétecteur de
débit (20) pour la valeur de mesure.
17 Entrée gaz de référence
18 Striction
19 Conduit de référence
20 Microdétecteur de débit, gaz de mesure
21 Entrée gaz de mesure
22 Cellule de mesure
23 Effet de mesure paramagnétique
24 Aimant à champ magnétique alternatif
25 Sortie gaz de mesure et de référence
26 Microdétecteur de débit de compensation (non balayé)
Fig. 3-4
Fonctionnement
Analyseurs de gaz ULTRAMAT 6E/F, OXYMAT 6E/F
Manuel - C79000-G5277-C143-06 3-7