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Qu’est-ce que
la détection de gaz ?

MESURE PREVENTIVE DE SECURITE

La détection de gaz s’inscrit dans une série de mesures préventives de sécurité. Elle a pour but de déceler une concentration anormale de gaz dans une atmosphère confinée avant que celle-ci n’entraîne des conséquences dramatiques pour les biens et les personnes (explosions, incendies, intoxications …).

Sagissant de sécurité, il est capital que la détection de gaz soit soumise à de sévères contrôles de qualité, tant au niveau de la conception et de la fabrication des produits qu’au niveau de leur mise en service et de leur maintenance. Ces contrôles sont effectués par différents organismes officiels garantissant une totale fiabilité.


COMPOSITION D’UN SYSTEME DE DETECTION DE GAZ

Un système de détection de gaz est composé

  • de détecteurs mono ou multi-gaz, certifiés ATEX ou non suivant les besoins (1)
  • de centraux qui réceptionnent les informations transmises par les détecteurs (2) et agissent sur les différents asservissements mis en place (coupures de vannes d’alimentation, déclenchement de ventilation, activation de panneaux ou sirènes d’avertissement …) (3).

shema-intro-2015

Gaz détectés

La plupart des gaz, qu’ils soient toxiques ou explosifs, et également l’oxygène peuvent faire l’objet d’une détection et d’une mesure efficace.
CH– C3H8 – C4H10 – CxH– Cl– CO – CO– H2 – O– LPG – NH3 – NO

TABLEAU DES PRINCIPAUX TYPES DE GAZ

Types d’applications

TABLEAU DES PRINCIPAUX TYPES D'APPLICATION

Principes de mesure

MESURE CATALYTIQUE

L’élément sensible du détecteur est constitué de deux filaments en platine chauffés électriquement à environ 400° C. L’un d’eux (1) est recouvert d’une couche catalytique active qui s’échauffe fortement en présence d’un gaz combustible. Cette élévation de température provoque une augmentation de la résistance du filament qui est mesurée et envoyée vers le central. L’autre filament (2), passif, sert de compensateur thermique.


MESURE ELECTRO-CHIMIQUE

La cellule électrochimique est composée d’une électrode de mesure (1),
d’une contre-électrode (2) et d’une électrode de référence (3). Ces électrodes baignent dans un électrolyte placé à l’intérieur du boîtier de la cellule, lui-même pourvu d’une membrane perméable au gaz (4). Le gaz qui se diffuse à l’intérieur de la cellule provoque une réaction chimique sur l’électrode de mesure et sur la contre-électrode.
Il en résulte un courant électrique, proportionnel à la concentration du gaz présent, qui circule entre ces deux électrodes. Ce courant est mesuré par le circuit externe (5) auquel est raccordée la cellule. La troisième électrode sert de référence de
mesure stable.


MESURE INFRAROUGE

La cellule infrarouge fonctionne selon le principe de l’infrarouge non dispersif (NDIR).
Elle est constituée d’un boîtier comprenant :

  • une membrane de diffusion (1),
  • une chambre de mesure (2),
  • une source de rayonnement IR (3),
  • un capteur actif (4) et
  • un capteur de référence (4’).

Le gaz pénétrant dans la chambre de mesure absorbe, dans une gamme de longueurs d’ondes bien précise, une partie du rayonnement émis par la source IR. Le capteur actif mesure le rayonnement IR restant et détermine ainsi la concentration du gaz présent. Le capteur de référence mesure le rayonnement IR dans une gamme de longueurs d’ondes non influencée par le gaz entrant. Son signal sert à compenser toute variation du rayonnement IR qui ne serait pas due à l’absorption causée par le gaz ciblé, tel qu’une variation de T°, du taux d’humidité, etc…

Ceci permet d’obtenir une mesure précise et fiable en toutes conditions.


PRINCIPE DE MESURE SEMI-CONDUCTEUR

La cellule est composée d’un élément non conducteur, par exemple du silicium (1)
sur lequel est appliqué un oxyde métallique semi-conducteur (2).

Deux électrodes reliées à un dispositif de mesures sont connectées au matériau
semi-conducteur (3).

En l’absence de gaz, l’oxygène est ionisé à la surface du capteur et celui-ci devient
semi-conducteur.

Lorsqu’un gaz entre dans la cellule, ses molécules prennent la place des ions d’oxygène, entrainant une diminution de la résistance entre les deux électrodes. Cette variation est mesurée électriquement (4) et est proportionnelle à la concentration du gaz présent.

Un élément chauffant (5) permettra de stabiliser la température dans le capteur ce qui améliorera la prise de mesure et réduira l’influence des modifications de températures à l’extérieur.