Principe de mesure - Analyse de l'oxygène, de l'azote et de l'hydrogène

Pour l'analyse de l'oxygène, de l'azote et de l'hydrogène dans différents matériaux, deux principes de mesure sont couramment utilisés : la fusion par gaz inerte et absorption infrarouge, et la conductivité thermique. Ces méthodes utilisent différentes techniques pour mesurer avec précision les concentrations de ces gaz.

Dans la méthode de fusion par gaz inerte et absorption infrarouge, un échantillon est fondu sous un gaz inerte, généralement de l'hélium (He) ou de l'argon (Ar), dans un environnement contrôlé. L'échantillon fondu est ensuite soumis à une analyse d'absorption infrarouge, où les longueurs d'onde spécifiques absorbées par les molécules de gaz d'intérêt sont mesurées.

En revanche, la méthode de conductivité thermique repose sur le principe selon lequel des gaz de conductivité thermique différente auront des effets distincts sur le transfert de chaleur. En mesurant les variations de conductivité thermique causées par la présence d'oxygène, d'azote ou d'hydrogène, leurs concentrations peuvent être déterminées.

Les deux méthodes fournissent des mesures fiables et précises pour l’analyse de l’oxygène, de l’azote et de l’hydrogène dans une large gamme de matériaux, permettant une caractérisation précise et un contrôle qualité dans diverses industries.

Le flux de gaz

Quelle que soit la méthode de mesure, un échantillon est placé dans un creuset et soumis à un chauffage électrique pour fondre et gazéifier les éléments présents. L'hélium (He), un gaz inerte, est utilisé comme gaz vecteur pour transporter les éléments gazéifiés jusqu'au détecteur. Selon l'élément à mesurer, la détection est effectuée à l'aide d'un détecteur NDIR (infrarouge non dispersif) ou d'un détecteur TCD (conductivité thermique).

Les deux détecteurs ont été soigneusement conçus par HORIBA pour garantir une précision analytique et une stabilité exceptionnelles.

Détecteur infrarouge non dispersif (NDIR)

Les principaux composants d'un capteur NDIR sont une source de lumière infrarouge, une chambre d'échantillon (cellule), un filtre optique et un détecteur infrarouge.

Selon la loi de Beer-Lambert, le gaz présent dans la chambre d'échantillonnage absorbe des longueurs d'onde lumineuses spécifiques. Le détecteur mesure l'atténuation de l'intensité de ces longueurs d'onde, permettant ainsi de déterminer la concentration de gaz.

Un filtre optique est utilisé pour isoler la longueur d'onde spécifique absorbée par la molécule de gaz étudiée. Le signal de la source est haché ou modulé afin de compenser le bruit de fond thermique par rapport au signal souhaité. Les détecteurs NDIR sont utilisés pour mesurer le CO_₂, le CO, le SO_₂ et l' H_₂O  (lorsque l'H_₂ doit être mesuré par NDIR).
Pour mesurer le CO₂, deux détecteurs sont utilisés avec deux filtres optimisés, permettant une mesure précise des concentrations faibles et élevées.

HORIBA, pionnier des analyseurs NDIR, a fait du NDIR l'une de ses technologies phares, proposant des instruments leaders du marché dans de nombreux domaines. Il est actuellement utilisé non seulement dans les analyseurs élémentaires, mais aussi dans de nombreux instruments couvrant un large éventail d'applications : analyseurs de gaz d'échappement de moteurs, analyseurs de NOx ambiants et analyseurs de gaz de cheminée.

Pour des informations techniques plus détaillées sur la méthode de détection de gaz NDIR, veuillez vous référer à Qu'est-ce que la méthode d'absorption infrarouge non dispersive (NDIR) ?

Détecteur de conductivité thermique (TCD)

Un TCD utilise un circuit en pont de Wheatstone.

• EMGA-Expert (EMGA-30E/20E) - le modèle phare de haute précision permet une plus grande précision et une plage plus large, avec des options sélectionnables
• EMGA-Pro (EMGA-20P) - le modèle d'entrée de gamme peut être équipé de mécanismes automatisés pour améliorer l'efficacité analytique.
• EMGA-Expert (EMGA-21E) - le modèle dédié à l'hydrogène permet l'analyse de traces d'hydrogène ultra-fines.

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