Qu’est-ce qu’un capteur d’humidité ?
Un capteur d’humidité est un capteur qui mesure l’humidité de l’air.
En général, il s’agit d’un capteur qui mesure l’humidité relative à la teneur en vapeur d’eau saturée. Ils sont parfois utilisés en combinaison avec des capteurs de température sous la forme de capteurs de température et d’humidité. Il existe bien entendu des capteurs d’humidité qui détectent l’humidité absolue mais les capteurs d’humidité qui détectent l’humidité relative sont plus courants.
Les capteurs d’humidité sont utilisés non seulement dans les appareils domestiques tels que les climatiseurs et les sèche-linge, mais aussi dans la maintenance des machines et la transformation des aliments.
Utilisations des capteurs d’humidité
Les capteurs d’humidité sont largement utilisés dans les appareils ménagers, les équipements de bureautique tels que les imprimantes, la climatisation des maisons, des bâtiments et des installations, et les installations industrielles telles que les usines et les entrepôts. Voici quelques exemples de leurs applications respectives
1. Produits à usage domestique général
Les capteurs d’humidité sont installés dans des produits à usage domestique général. Par exemple, ils sont utilisés dans les climatiseurs, les réfrigérateurs, les voitures, les séchoirs, les purificateurs d’air et les humidificateurs. Les capteurs d’humidité sont essentiels pour les produits de climatisation qui régulent l’environnement de l’air.
2. Équipements de bureautique
Les capteurs d’humidité sont également installés dans les équipements de bureautique tels que les imprimantes, etc. Comme les équipements de bureautique n’aiment pas la sécheresse ou l’humidité extrême, les capteurs d’humidité sont utilisés pour mesurer l’environnement externe et prévenir les pannes d’équipement.
3. Secteurs industriels
Une gamme encore plus large de capteurs d’humidité est utilisée dans les secteurs industriels. Ils sont utilisés pour contrôler l’humidité dans les usines de transformation des aliments et les usines de culture des plantes, ainsi que dans les sites de fabrication de semi-conducteurs et autres et dans les zones de stockage. Les capteurs d’humidité sont également utilisés là où le contrôle de l’humidité est important, comme dans les environnements de fabrication et de fonctionnement des équipements médicaux et dans l’industrie aérospatiale.
4. Utilisations de stockage
Le contrôle de l’humidité est également très important pour le stockage des objets exposés dans les musées et les galeries d’art. Les capteurs d’humidité jouent donc un rôle important dans le contrôle de l’humidité dans les zones de stockage.
Principe des capteurs d’humidité
Les capteurs d’humidité mesurent généralement l’humidité relative. Le capteur mesure l’humidité de l’air et la calcule comme une valeur relative à l’humidité saturée à la température de l’environnement pour obtenir l’humidité relative.
Les capteurs d’humidité qui mesurent l’humidité absolue, en revanche, mesurent la quantité de vapeur d’eau par mètre cube dans l’espace. Cette humidité absolue est indépendante de la température et indique la quantité de vapeur d’eau dans l’espace ; elle est également appelée humidité absolue volumétrique.
Types de capteurs d’humidité
Les capteurs d’humidité électroniques à polymère constituent le type de capteur d’humidité le plus courant et sont classés en deux catégories : les capteurs à variation de résistance et les capteurs à variation de capacité. Les deux types se composent d’une électrode et d’une membrane polymère. La variation de l’humidité causée par l’absorption de l’humidité par la membrane polymère se traduit par une modification du signal électrique entre les électrodes.
1. Capteurs d’humidité à variation de résistance
Les capteurs d’humidité de type à variation de résistance détectent les signaux électriques correspondant aux variations d’humidité en captant les variations de la résistance électrique. La structure se compose d’une électrode en forme de peigne disposée de manière à ce que les électrodes soient mutuellement opposées. Une membrane polymère est disposée de manière à remplir l’espace entre les électrodes se faisant face dans la forme du peigne.
Lorsque la membrane polymère absorbe l’humidité et que l’eau est adsorbée, les ions de la membrane sont libres de se déplacer et la résistance de la membrane est modifiée par ces ions. Cette modification de la résistance de la membrane entraîne une modification de la résistance (impédance) entre les électrodes, de sorte que l’humidité peut être détectée par la modification de la résistance électrique.
Les capteurs d’humidité à variation de résistance électrique ont une structure simple et peuvent être produits en masse. Ils sont également relativement peu coûteux, ont une bonne durabilité, sont résistants au bruit car ils mesurent la résistance électrique et conviennent aux zones à forte humidité. Toutefois, ils présentent l’inconvénient de ne pas fonctionner correctement lorsque l’humidité est faible.
2. Capteurs d’humidité à variation de capacité
Le capteur d’humidité de type capacitif applique la technologie des condensateurs pour détecter les signaux électriques correspondant aux changements d’humidité en capturant les signaux électriques en termes de capacité électrique. La structure se compose d’une électrode perméable à l’humidité avec un diélectrique constitué d’un film polymère tel que la cellulose ou le PVA, qui absorbe l’humidité, pris en sandwich entre deux électrodes normales.
Du côté de l’électrode transmettant l’humidité, l’humidité de l’air est absorbée par la membrane polymère, qu’il y ait ou non une électrode, et la capacité du diélectrique de la membrane polymère varie en fonction de la quantité d’humidité absorbée. Par conséquent, les différences de teneur en humidité, c’est-à-dire les changements d’humidité, peuvent être détectées comme des changements de capacité.
L’avantage du capteur d’humidité à variation de capacité est qu’il est plus sensible et a une vitesse de réponse plus rapide que le type résistif. Toutefois, les capteurs d’humidité à variation de capacité présentent l’inconvénient d’avoir des circuits plus complexes.
Autres informations sur les capteurs d’humidité
1. Types de capteurs d’humidité
Outre les capteurs d’humidité se présentant sous la forme de petits éléments reliés à un circuit électronique, il existe également des capteurs d’humidité à l’intérieur d’une section de mesure en forme de sonde. Certains types sont résistants à la condensation, tandis que d’autres y sont sensibles. Il est donc nécessaire de choisir le type approprié en fonction de l’utilisation.
2. Durée de vie des capteurs d’humidité
Les capteurs d’humidité se détériorent progressivement après de nombreuses années d’utilisation continue et, naturellement, leur précision de mesure se dégrade. De plus, le joint entre le capteur d’humidité et la sortie externe se détériore également. Compte tenu de ces facteurs, la durée de vie du capteur est d’environ 2 à 5 ans, en fonction de l’environnement d’exploitation et du type de capteur installé.
3. Capteurs d’humidité pour smartphones
Ces dernières années, un nombre croissant de smartphones ont été équipés de capteurs de température et d’humidité. Pour mesurer la température et l’humidité avec de tels smartphones équipés de capteurs de température et d’humidité, il est nécessaire de télécharger des applications gratuites.
Dans de nombreux cas, il est également possible de mesurer la température et l’humidité sur des smartphones qui n’en sont pas équipés en y fixant un capteur externe. Il existe également des capteurs sans fil reliés aux smartphones, tels que les capteurs de température et d’humidité dotés de la fonctionnalité Bluletooth. Ces capteurs externes sont généralement appelés capteurs environnementaux. Bon nombre de ces capteurs d’environnement ont des fonctions de capteur multiples telles que la température, l’éclairage, la pression barométrique et le bruit ainsi que l’humidité.