Analyseur d'oxygène

L'oxygène dans sa forme utilisable et avec une concentration adéquate est l'une des bases les plus importantes pour la diversité des formes de vie sur Terre. Sans oxygène, de nombreux processus naturels et technologiques ne seraient pas possibles. Un analyseur d'oxygène permet de déterminer la concentration actuelle d'oxygène. Une distinction fondamentale est faite entre les dispositifs qui mesurent la teneur en oxygène dans des mélanges de gaz et ceux qui mesurent l'oxygène dissous dans l'eau ou d'autres liquides.

Critères de sélection d'un analyseur d'oxygene pour la concentration en gaz
L'oxygène gazeux est la condition sine qua non pour la respiration de la plupart des organismes vivants et pour d'autres processus biologiques. L'oxygène gazeux est aussi essentiel dans de nombreuses réactions chimiques. En fonction du processus, aussi bien les concentrations trop élevées que celles trop faibles peuvent provoquer des dommages. Alors que les concentrations trop faibles sont dangereuses pour la santé, les fortes concentrations suposent un plus grand risque d'incendie, ainsi que d'explosion.
Si la concentration d'oxygène dans l'air, généralement de 21 %, augmente ou diminue, cela affecte, entre autres, la vitesse et la température des processus de combustion. Même une augmentation de deux pour cent dans la concentration a un effet important. Avec 25 % de teneur en oxygène, la vitesse de combustion double, et avec 30 % elle est multipliée par huit. Avec l'augmentation de la teneur en oxygène, la température de combustion s'élève aussi, par exemple, de 780 °C à 21 % à 910 °C à 30 %. Cela est utilisé dans de nombreux processus industriels. La température d'auto-ignition diminue aussi avec l'augmentation de la concentration en oxygène, c'est pourquoi il est fondamental d'accorder une attention particulière aux avertissements de danger et aux normes de sécurité lorsque l'on travaille avec de l'oxygène.

Analyseur d'oxygène portable ou à installation permanente
Dans les zones où l'on peut s'attendre à une teneur en oxygène faible ou élevée selon les processus qui y ont lieu, un analyseur d'oxygène à installation permanente est généralement utilisé. Il est donc normalement installé en permanence, et transmet les valeurs mesurées à un endroit situé en dehors de la zone de mesure. Cela permet de traiter les données sans qu'il y ait des personnes dans la zone de danger. Vous pouvez transférer les données de l'analyseur d'oxygène à un écran à distance connecté au dispositif, par exemple, ou à un contrôleur de processus connecté via une interface analogique.
Un analyseur d'oxygène portable sert à protéger l'utilisateur in situ. Les personnes qui entrent dans une zone de danger, par exemple pour des travaux de réparation ou de sauvetage, doivent être averties à temps. Pour que l'analyseur d'oxygène ne limite pas l'utilisateur dans son travail, ces dispositifs sont petits et légers, et possèdent généralement des liens ou des clips spéciaux qui se fixent aux vêtements. Certains dispositifs permettent, en plus de porter l'analyseur d'oxygène sur soi, de le poser dans un endroit spécifique pour qu'il mesure en continu.

Plage de mesure de l'analyseur d'oxygène
La plage de mesure de nombreux dispositifs est limitée à un maximum de 25 % de teneur en oxygène. Si des concentrations plus élevées vont être contrôlées, il est essentiel de choisir un analyseur d'oxygène avec un capteur adapté.

Alarmes dans l'analyseur d'oxygène
Les alarmes d'un analyseur d'oxygène peuvent être visuelles, sonores et, dans le cas des dispositifs portables que l'utilisateur porte sur lui, souvent aussi sous forme de vibration. Dans le cas des dispositifs à installation permanente sans alarme intégrée, des lumières ou des avertisseurs sonores sont généralement connectés, via des interfaces, au dispositif ou au contrôleur du processus. Les valeurs limites de l'alarme sont normalement réglées dans le dispositif de mesure de l'oxygène, soit directamente via le menu du dispositif soit plus facilement via le logiciel associé. Cela permet de régler individuellement les valeurs d'alarme de la zone à contrôler.

Analyseur d'oxygène avec mesure d'autres grandeurs supplémentaires
Certains dispositifs peuvent mesurer d'autres gaz avec des capteurs supplémentaires. Par exemple, nous proposons un analyseur d'oxygène qui mesure aussi le dioxyde de carbone, et un autre qui mesure simultanément trois gaz supplémentaires: monoxyde de carbone, métane et sulfure d'hydrogène, en plus de l'oxygène. Dans une autre version du dispositif, les trois capteurs supplémentaires peuvent être choisis parmi différents gaz de combustion ou toxiques. Cela signifie que vous pouvez configurer ce dispositif de façon à ce qu'il vous avertisse des dangers dans la zone de travail.

Analyseur d'oxygène avec homologation ATEX
Pour les zones où il y a un risque d'explosion dans le dispositif à cause de la chaleur ou des étincelles, seul un analyseur d'oxygène avec une autorisation spéciale peut être utilisé. Depuis le 20 avril 2016, la Directive 2014/34/UE relative aux appareils et aux systèmes de protection pour une utilisation dans des atmosphères potentiellement explosives est appliquée dans la Communauté Européenne. Elle était connue auparavant sous la forme ATEX 100a, puis ATEX 95. L'abréviation ATEX signifie "ATmosphères EXplosives". Accordez une attention particulière lors de l'évaluation des risques opérationnels.

La plupart des instruments de mesure électroniques portables pour la mesure dans les liquides peut servir aussi bien pour mesurer en laboratoire, que dans les usines ou en extérieur. Nous expliquons brièvement ci-après quelles sont les caractéristiques à rechercher dans un dispositif de mesure de l'oxygène de ce type.

Teneur d'oxygène comme valeur absolue ou relative
En fonction de la tâche, il sera nécessaire de mesurer la valeur absolue de la teneur en oxygène ou la valeur en pourcentage de la saturation d'oxygène. L'idéal serait que l'analyseur d'oxygène permette d'afficher aussi bien la valeur absolue que la relative. Certains dispositifs, au lieu d'indiquer le taux d'oxygène dissous dans l'eau comme une valeur absolue en miligrammes par litre, indiquent une valeur relative de saturation d'oxygène. Dans ce cas, 100 % de saturation d'oxygène correspond à la quantité pouvant être introduite dans l'eau par échange entre l'air et l'eau, à une valeur fixe de température et de pression atmosphérique. Contrairement à l'humidité relative et à la teneur en oxygène d'un gaz, il est aussi possible d'obtenir une valeur supérieure à 100 % pour la saturation d'oxygène dans les liquides. Dans les eaux courantes, les valeurs de saturation d'oxygène entre 80 et 120 % sont communes. Les valeurs les plus faibles sont causées, par exemple, par les processus de dégradation bactérienne qui s'ajoutent à l'oxygène. Les valeurs les plus élevées peuvent être causées, entre autres, par les plantes aquatiques qui apportent trop d'oxygène supplémentaire.

Étalonnage de l'analyseur d'oxygène
L'analyseur d'oxygène doit avoir une fonction d'étalonnage afin d'éviter des erreurs de mesure causées par le dispositif lui-même. Il existe des dispositifs qui intègrent un étalonnage automatique et d'autres dans lesquels l'utilisateur commence l'étalonnage via le menu de l'appareil.

Compensation de la température, de la pression atmosphérique et de la salinité
En fonction du liquide et des conditions qui vont être examinées, il faudra accorder une attention particulières aux grandeurs qui interfèrent dans la mesure, Si l'analyseur d'oxygène compense automatiquement ces grandeurs, l'évaluation des résultats en sera facilitée. Par exemple, l'oxygène de l'atmosphère est absorbé par un processus naturel d'équilibre au niveau de la surface de l'eau. La capacité maximale d'absorption de l'eau dépend, entre autres, de la température. À zéro degré centigrade, la concentration maximale d'oxygène pouvant être absorbée au niveau de la surface de l'eau est de 14,6 miligrammes par litre, tandis qu'à 20 degrés centigrades, elle n'est que de 9,1 milligrammes par litre. Par conséquent, l'idéal serait qu'un mesureur de l'oxygène dissous ait une compensation automatique de température. Sinon, la température doit être enregistrée et être prise en compte en plus.
Pour cela, des tableaux de conversion dont l'on pourra extraire la valeur correspondante pour d'autres températures et aussi, si nécessaire, les conditions de pression atmosphérique, peuvent être utilisés par exemple. Il existe des dispositifs avec compensation de température pouvant servir pour des nombreuses applications. D'autres dispositifs proposent aussi la compensation de la pression atmosphérique et la salinité. Veillez à ce que pour chaque grandeur qui interfère dans la mesure, les valeurs compensées soient adaptées à la tâche, comme par exemple la compensation de la température de 0 à 40 °C.

Analyseur d'oxygène avec mémoire, enregistreur de données et interface de données
De nombreux mesureurs numériques permettent de sauvegarder les valeurs de mesure dans une mémoire interne ou externe, comme les cartes mémoire SD. Pour le contrôle continu de la teneur en oxygène dissous dans les bassins d'élevage et les aquariums ou pour le traitement des eaux usées, il est recommandé de choisir un analyseur d'oxygène avec enregistrement de données ou avec une interface pour le transfert direct des données mesurées.

Disposition et remplacement des capteurs
Avant de vous décider pour un analyseur d'oxygène en particulier, il est important de réfléchir au type de dispositif le plus pratique pour les tâches de mesure à effectuer. Si vous comparez les différentes versions du dispositif, vous verrez que les capteurs sont installés différemment. Certains photomètres numériques, avec lesquels la quantité d'oxygène actif, d'ozone et de peroxyde d'hydrogène peut être déterminée, possèdent un capteur situé à l'intérieur de l'appareil. Il faut remplir une cuvette spécifique avec un échantillon du liquide et le mélanger au réactif correspondant. Avec d'autres dispositifs, il suffit d'immerger le capteur dans le liquide à mesurer. S'il est nécessaire de mesurer la teneur en oxygène à diverses profondeurs ou dans différents endroits d'une piscine ou masse d'eau naturelle, nous recommandons un dispositif de mesure de l'oxygène dont le capteur est connecté au dispositif au moyen d'un câble plus long. Si l'analyseur d'oxygène dispose d'un connecteur BNC standard pour la sonde, vous pourrez utiliser n'importe quelle autre sonde d'oxygène à connecteur BNC, indépendamment du type de dispositif. Il sera bien entendu nécessaire d'étalonner le dispositif avec la nouvelle sonde avant de l'utiliser. Si vous devez examiner des liquides spéciaux, il faudra veiller à ce que le capteur soit adapté à cette tâche en tenant compte, par exemple, des valeurs de température et de pH.

Accessoires pour l'analyseur d'oxygène
Au moment de choisir un analyseur d'oxygène, il est aussi important de tenir compte des accessoires qui sont nécessaire pour la mesure, le stockage et l'étalonnage. Si le dispositif fonctionne avec des sondes spéciales, il faut prendre en compte la durée de fonctionnement des capteurs et la possibilité de les changer à temps.

Grandeurs supplémentaires
Si vous devez mesurer d'autres grandeurs supplémentaires, vérifiez que l'analyseur d'oxygène soit aussi indiqué pour les enregistrer, ou s'il n'est pas plus opportun d'utiliser plusieurs dispositifs. Ces grandeurs peuvent être, par exemple, la température, la valeur de pH, la valeur Redox, la conductivité et la salinité.