Qu’est-ce qu’un oxygénomètre ?
Un oxygénomètre est un instrument permettant de mesurer la concentration d’oxygène dans l’air.
Ils sont utilisés dans différents domaines tels que l’industrie, la médecine et la surveillance de l’environnement. Les méthodes utilisées peuvent être divisées en deux grandes catégories : les analyseurs électromagnétiques et les analyseurs électrochimiques.
De plus, des processus spéciaux tels que la protection contre les explosions sont souvent appliqués. L’équipement est choisi en fonction du but de l’utilisation et de l’environnement dans lequel il doit être mesuré.
Utilisations des oxygénomètres
Les analyseurs d’oxygène sont des instruments utilisés dans des domaines très variés.
1. Dans les usines
Sur les chantiers de construction, où ils sont utilisés pour surveiller les concentrations de gaz dans le but de prévenir les accidents dus au manque d’oxygène. Il y a carence en oxygène lorsque la concentration d’oxygène dans l’air est inférieure à environ 18%. C’est pourquoi ils sont souvent utilisés dans les zones où les changements d’air sont peu fréquents et dans les espaces où l’on manipule de l’azote liquide et d’autres gaz.
Ils sont également utilisés pour le contrôle de la combustion dans les fours industriels. Ils mesurent la concentration d’oxygène dans la zone de combustion et permettent d’ajuster le rapport air/combustible (rapport combustible/oxygène). Un contrôle précis du rapport air-carburant garantit une combustion efficace du carburant et une optimisation des émissions de gaz d’échappement.
2. Utilisations médicales
L’équipement est largement utilisé dans la pratique médicale. Il surveille les niveaux d’oxygène des patients sous oxygénothérapie et assure un apport d’oxygène adéquat. Les concentrations d’oxygène chutent également lors d’activités d’alpinisme et de haute altitude, c’est pourquoi les oxymètres sont souvent utilisés pour déterminer la nécessité d’une supplémentation en oxygène.
Principe des oxygénomètres
Le principe d’un oxymètre est généralement la mesure à l’aide d’un capteur d’oxygène. Il existe plusieurs types de capteurs d’oxygène, le plus courant étant celui qui mesure la transmission de l’oxygène.
Ces capteurs sont fabriqués à partir de céramique ou d’autres matériaux et mesurent la quantité d’oxygène en fonction de la réaction chimique qui se produit dans le matériau lorsque l’oxygène traverse le capteur. Les résultats de la mesure sont généralement affichés sur un écran numérique ou un compteur analogique.
Certains oxygénomètres peuvent également être équipés d’un avertissement ou d’une alarme si la concentration d’oxygène dépasse une certaine plage. Il existe deux méthodes principales pour collecter l’oxygène en vue de sa mesure par les oxygénomètres : la diffusion et l’aspiration.
La méthode de diffusion mesure la concentration d’oxygène dans un état de diffusion naturelle et est utilisée pour observer les changements de concentration d’oxygène, par exemple dans les laboratoires. La méthode d’aspiration utilise une pompe ou un dispositif similaire pour collecter et mesurer le gaz, et peut être utilisée pour mesurer les concentrations d’oxygène dans les espaces confinés.
Types d’oxygénomètres
Il existe plusieurs types d’oxygénomètres.
1. Analyseur d’oxygène magnétique
Lorsqu’un champ magnétique est appliqué à l’échantillon de gaz, l’oxygène est attiré par le même principe qu’un aimant. La pression générée par ce processus est détectée par un capteur et la concentration d’oxygène est mesurée. Cette méthode permet de mesurer même les gaz inflammables, mais elle est plus coûteuse que les autres méthodes.
2. Oxygénomètres à cellule galvanique
Lorsque l’oxygène est diffusé dans l’électrolyte, une réaction d’oxydation/réduction se produit à chaque électrode et un courant circule dans l’électrolyte proportionnellement à la concentration d’oxygène. La concentration en oxygène est déterminée à partir de ce courant. Ils ont l’avantage d’être compacts et peu coûteux, mais ils se détériorent, qu’ils soient utilisés ou non, et les pièces doivent donc être remplacées régulièrement.
3. Oxygénomètres à zircone
À haute température, la zircone est conductrice grâce aux ions d’oxygène. Par conséquent, cet Oxygénomètres utilise un capteur pour détecter la concentration de la force électromotrice de la cellule de concentration d’oxygène générée dans l’électrode en zircone. Il a l’avantage d’être facilement configurable, mais la présence de gaz inflammables peut entraîner des erreurs dans les résultats.
4. Oxygénomètres à oxygène dissous
L’oxygène dissous est l’oxygène dissous dans l’eau et celui-ci est mesuré par cet appareil de mesure. Il est souvent appelé oxygénomètre à solvant ou capteur d’oxygène. L’oxygène dissous peut être mesuré par titrage, par la méthode de l’électrode à diaphragme ou par des appareils de mesure de l’oxygène dissous fluorescents.
La méthode de titrage utilise une réaction d’oxydoréduction pour titrer à partir d’un réactif préparé, et les résultats sont utilisés à des fins arithmétiques. Elle présente l’inconvénient d’être sensible aux substances oxydantes et réductrices.
La méthode de l’électrode à diaphragme utilise une électrode à diaphragme. Par rapport à la méthode de titrage, elle présente l’avantage de permettre une mesure immédiate de l’oxygène dissous. Toutefois, elle présente l’inconvénient de nécessiter un entretien et un étalonnage fréquents.
La méthode de fluorescence utilise une substance spéciale qui devient fluorescente lorsqu’elle est irradiée par la lumière ultraviolette. L’oxygène dissous est mesuré en utilisant le fait que l’intensité de la fluorescence diminue avec la quantité d’oxygène dissous dans l’eau. Cette méthode devrait remplacer les électrodes à diaphragme comme méthode alternative de mesure de l’oxygène dissous, car elle est facile à entretenir et à calibrer.