Qu’est-ce qu’un densimètre à gaz ?
Les densimètres à gaz sont des instruments permettant de mesurer la concentration de gaz.
Ils peuvent mesurer un ou plusieurs gaz. Les types de gaz qui peuvent être mesurés avec des densimètres comprennent le dioxyde de carbone, les oxydes d’azote, les gaz toxiques et les gaz inflammables.
Par conséquent, les principes utilisés dans les instruments varient. Les principaux objectifs de la mesure des concentrations de gaz sont la gestion et le contrôle des processus de production, la surveillance de l’environnement et la garantie de la sécurité des travailleurs dans les usines et sur les lieux de travail.
Utilisations des densimètres à gaz
Les densimètres à gaz sont utilisés pour mesurer la concentration de gaz, comme mentionné ci-dessus. Les gaz sont de nature différente, incluant ceux que l’on trouve dans l’atmosphère, comme le dioxyde de carbone et l’oxygène, ou le gaz propane utilisé comme carburant.
Certains de ces gaz sont nocifs pour le corps humain s’ils sont présents à une certaine concentration dans un espace, tandis que d’autres ont vu leur concentration augmenter dans l’atmosphère en raison de l’activité humaine. Les densimètres jouent un rôle actif dans la détection de ces gaz nocifs et dans la surveillance de l’environnement.
1. Les domaines industriels
Dans les environnements industriels, les densimètres à gaz sont utilisés pour assurer la sécurité des travailleurs. Par exemple, dans les usines chimiques et manufacturières, ils peuvent être utilisés pour surveiller la concentration de gaz et de vapeurs nocifs et pour prévenir les risques sur le lieu de travail en émettant une alarme si des concentrations anormales sont détectées. Les industries minières et extractives en utilisent également pour détecter les gaz toxiques et explosifs.
2. Le secteur de l’environnement
Les densimètres à gaz jouent également un rôle important dans les activités de protection de l’environnement. En surveillant la concentration des gaz dans l’air, ils peuvent être utilisés pour déterminer l’état de la pollution atmosphérique et pour inspecter et mesurer les émissions de gaz d’échappement. L’analyse de la composition des gaz d’échappement des véhicules et la surveillance des polluants atmosphériques provenant des usines en sont des exemples.
3. Le domaine médical
Les densimètres à gaz sont également utilisés dans les équipements médicaux et dans l’environnement médical. Ils jouent un rôle important dans la sécurité des patients, par exemple en contrôlant les niveaux d’oxygène pendant l’anesthésie et en mesurant la concentration de dioxyde de carbone dans les appareils respiratoires.
Les analyseurs de gaz du sang mesurent également les niveaux d’oxygène et de dioxyde de carbone dans le sang artériel à des fins de diagnostic clinique et de traitement.
Principe des densimètres à gaz
L’analyse proprement dite repose sur l’application des caractéristiques du gaz, telles que l’indice de réfraction, le paramagnétisme, la conductivité de la solution et la conductivité thermique. De plus, les densimètres à gaz reposent principalement sur deux grands principes : le “principe chimique” et le “principe physique”.
1. Principe chimique
L’une des approches des densimètres à gaz consiste à utiliser la réaction chimique des gaz pour mesurer leur concentration. Dans cette approche, des capteurs basés sur leur réaction avec un gaz spécifique sont utilisés.
Lorsque le gaz entre en contact avec le capteur, une réaction chimique se produit, entraînant un changement électrique. Le capteur détecte ce changement et la concentration du gaz est mesurée en conséquence. Les capteurs basés sur ce principe chimique sont largement utilisés dans les compteurs d’oxygène et de dioxyde de carbone.
2. Principe physique
Une autre approche des densimètres à gaz est l’utilisation de principes physiques basés sur l’interaction avec le gaz. Dans cette approche, des capteurs basés sur les propriétés et le comportement du gaz sont utilisés.
Par exemple, la concentration d’un gaz peut être estimée en mesurant l’absorption et la diffusion de la lumière, la conductivité et les variations de température. Les densimètres basés sur ce principe physique sont utilisés dans les densimètres à gaz à infrarouge et les densimètres à gaz à conduction électrique.
Types de densimètres à gaz
Il existe plusieurs types de densimètres à gaz utilisés dans diverses applications :
1. Par formule électrochimique
Ce type utilise les propriétés d’une substance liées à l’électricité, ses caractéristiques électrochimiques. Il en existe plusieurs types, tels que ceux qui appliquent la conductivité électrique des gaz lorsqu’ils sont dissous dans une solution, et les types ion-électrode qui utilisent des électrodes.
2. Par méthode optique
La méthode optique utilise la lumière telle que l’ultraviolet, le visible et l’infrarouge pour effectuer des mesures. Elle se compose d’une source de lumière et d’un récepteur qui capte la lumière irradiée.
3. La méthode électromagnétique
Cette méthode utilise les propriétés électromagnétiques. Elle applique la force magnétique générée lorsqu’un champ magnétique est appliqué à un gaz. Elle est souvent utilisée pour mesurer l’oxygène, car seul l’oxygène possède de fortes propriétés paramagnétiques par rapport aux autres gaz.
4. Par méthode thermique
Les concentrations de gaz sont mesurées sur la base du changement de température qui se produit lorsque le gaz entre en contact avec un fil métallique chauffé, ou sur la base de l’équilibre thermique. Il existe des méthodes de conduction thermique et de combustion catalytique. Le type de combustion par contact est largement utilisé dans les densimètres à gaz domestiques car il est peu coûteux et peut être produit en masse.