Dans les environnements très humides, il est difficile de mesurer l’humidité. La saturation présente provoque de la condensation sur toutes les surfaces, y compris celle des capteurs de mesure, ce qui peut être fatal pour certaines technologies. Même si la technologie Vaisala HUMICAP® tolère la condensation, elle a malgré tout besoin de temps pour récupérer des effets de l'humidité avant de pouvoir de nouveau donner des mesures fiables. Parmi les applications typiques où une forte humidité ou une condensation occasionnelle sont anticipées, citons les processus de séchage, les chambres d'essai, les humidificateurs d'air à combustion, les mesures météorologiques ou les piles à combustible.

Pour conserver des mesures à la fois précises et fiables même dans les environnements à forte condensation, il faut faire appel à la technologie de chauffage de sonde de Vaisala. Une sonde chauffée garde en continu le capteur à une température supérieure à la température ambiante pour éviter la formation d'une condensation. L'inconvénient lié au chauffage de la sonde est que l'humidité relative ne peut plus être mesurée puisque le capteur ignore la température ambiante. Toutefois, les autres paramètres qui ne dépendent pas de la température, tels que le point de rosée ou le rapport de mélange, continuent d'être mesurés. Il est également possible de mesurer l’humidité relative à l'aide d'un capteur de température supplémentaire.

Principe de fonctionnement

L'élément chauffant à l'intérieur du corps de sonde réchauffe toute la sonde. Dans cette illustration, la sonde et le filtre sont rouges pour montrer comment le chauffage de la sonde conserve le micro-climat à l'intérieur du filtre à une température élevée. La température réelle se situe à quelques degrés au-dessus de la température ambiante uniquement, comme indiqué dans l'exemple ci-dessous :

Température ambiante :
Ta = 14 °C
RHa = 97 % HR)
Tda = 13 °C

Capteur d’humidité :
Ts = 16 °C
HRs = 83 % HR
Tda = 13 °C (calculée)
 

Comme le montre l'exemple ci-dessus, le chauffage n'a aucune incidence sur le point de rosée. Si l’humidité relative, ou un autre paramètre d’humidité, est nécessaire, la température ambiante peut être mesurée à l'aide d'une sonde de température séparée, pour permettre le calcul de ces paramètres. 

   
Isolation et connexions de processus étanches 

Choisir l'emplacement d'installation d'une sonde d'humidité peut être difficile lorsque l'humidité est forte et que les variations de température sont importantes. Par exemple, dans une application de séchage où l'humidité de l'air d'échappement est proche de la saturation (HR de 95 %) et où la température atteint 40 °C, que se passe-t-il lorsque la tête du capteur est installée de telle sorte que le filtre est dans le processus et que la moitié du capteur est exposé à la température ambiante de 25 °C ? Dans ce cas, même le chauffage de la sonde pourrait ne pas permettre de compenser la perte de chaleur provoquée par la conduction thermique à travers le corps de sonde métallique : la chaleur perdue forme un point froid du côté du processus et la condensation empêche une mesure exacte. Seule solution dans ce cas : isoler entièrement la sonde.

Si le gaz du processus est plus froid que l'air ambiant, il est essentiel d'avoir une connexion de processus hermétique pour la sonde. Une connexion qui fuit permettra à l'air chaud et éventuellement humide de pénétrer dans le système, ce qui peut occasionner une condensation près de la sonde et provoquer des problèmes de mesure.

Conditions extrêmes comme les applications de pile à combustible PEM

Il existe également des applications extrêmes où chauffer de quelques degrés au-dessus de la température ambiante n'est pas suffisant. Citons, par exemple, les applications de pile à combustible à membrane électrolyte polymère (ou PEM selon l'acronyme de l'expressions anglaise). Les configurations spécifiques à une application sont mentionnées sur les bons de commande des séries HMT330 et HMT310. Ces versions de configuration sont conçues pour supporter des conditions extrêmes en chauffant la tête de sonde à grande puissance. Il est également possible d'utiliser les sondes HMP7 et HMM170 dans ces applications puisque les fonctionnalités de chauffage sont configurables librement avec le logiciel Insight PC.

Sommaire

La saturation au niveau du capteur peut être évitée dans les conditions à forte humidité et à condensation élevée en utilisant un instrument doté de la technologie de chauffage de sonde. De plus, une isolation appropriée et une installation sans fuite sont la garantie d'obtenir l'environnement le plus favorable pour mesurer l'humidité de manière fiable.

Pour en savoir plus, visionnez notre webinaire  (en anglais) sur la mesure de l'humidité dans les environnements à haute condensation.

Plusieurs solutions Vaisala incluent la technologie de sonde chauffée. Tous les produits suivants sont configurables au moment de la commande : HMM170, HMT317, HMT337, and HMP7. Le tableau ci-dessous permet de trouver la solution adaptée à votre application industrielle à forte humidité.

* Peut être configuré avec un câble USB et le logiciel Insight PC
** Le calcul de l'humidité relative est possible en inscrivant les informations de température externe sur un registre Modbus 
t) Configurable : sonde de température supplémentaire nécessaire)